سفارشات غیرقابل پیش بینی: مشتریان و سفارشات تولید دائماً تغییر می کنند، معمولاً زمانیکه تولید آغاز شدهاست.
کارگاهپویا: پیکربندی منابع در سطح کارگاه در طول تولید تغییر می کند، چیزی که طراحی اجرای سفارشات را دشوار میسازد.
پیچیدگی کارگاه و سفارشات: سیستمهای تولید مدرن با پیچیدگی روزافزون و نیازمندیهای انعطافپذیر سفارشات تولید و همچنین تغییر در پیکربندی کارگاه روبرو هستند.
به علت ماهیت سلسلهمراتبی سیستمهای متمرکز که به شدت ایستا بوده و به سختی خود را با این تغییرات سازگار می کنند و ضمن آنکه فرایند تصمیم گیری در لایه بالایی هرم اتوماسیون معمولاً برلایه برنامه ریزی منابع سازمان متمرکز شدهاست و در نتیجه طرح تولید به سختی در قبال تغییرات و استثناها واکنش نشان میدهد، معماری سرویسگرا پیشنهاد می شود.
در محیطی که انعطافپذیری بالایی لازم بوده نظیر تولید قطعات بسیار سفارشی شده، بهینهسازی مطلق تولید به سختی می تواند مورد غفلت قرار گیرد، اما نکته مهم این است که در محیط،دائماً در حال تغییربوده و نبود انعطافپذیری سبب می شود که نتوان مکانیزم های بهینهسازی بسیاری را لحاظ کرد.
سیستمهای کنترل توزیعشده، حل چنین مسائلی را با ارائه دو مکانیزم مورد بررسی قرار دادهاست.
انتقال فرایند تصمیم گیری از لایه برنامه ریزی منابع سازمان به لایهسیستمهای اجرایی تولید، جایی که افق برنامه ریزی کوتاهتری دارد و در نتیجه بهتر می تواند در قبال تغییرات واکنش نشان داد.
توزیع کنترل در طول مجموعه ای از موجودیتها ی مستقل که مسئولیت خاصی را برای انجام سفارش انجام می دهند.
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
برای اینکه بتوان انعطافپذیری بیشتری را برای کنترل و برنامه ریزی تولید فراهم کرد، چشماندازهایی از سیستم کنترل تولید تعریف شدند و به چندین معماری و مفهوم توسعه یافتند. چشمگیرترین آنها مفهوم تولید هولونی و معماریهای چشمگیر نظیر پروسا و متامورف Iو II.
ایده کلی سیستمهای کنترلی توزیعشده این است که فرایند تصمیم گیری، همانند کاراییهای سیستم در بین موجودیتهایی که مستقل عمل می کنند و تحت عنوان هولون خوانده میشوند، توزیع می شود[۴].
۲٫۴٫۱راه حلهای فعلی سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده
تمامی بازهراهحلها در سیستمهای اتوماسیون توزیعشده توسعه یافته از جزئاً متمرکز تا تماماً توزیعشده متغیر است. بعضی از آنها شامل معماری کامل هستند که نه فقط سیستمهای اجرایی تولید را شامل میشوند بلکه کنترل را در تمامی سطوح شامل می شود. سایرین صرفاً مکانیزم پشتیبانیکننده دارند که فقط امکان این را فراهم میآورند تا سیستمهای متداول با ملزومات صنایع مدرن سازگار شوند.
بیشتر معماریهای سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده از تکنولوژی چندعاملی استفاده می کنند و واژه عامل علیرغم تفاوت اصلی منشا سیستمهای چندعاملی است.
معروفترین معماری موجود، پروسا است که یک معماری مرجع هولونیک است که براساس سه نوع هولون پایه شکل گرفته است: محصول، سفارش و منبع. علاوه بر آن برای تمامی معماریهای موجود توزیعشده، الزام برای دیدن کارگاه وایجاد واسطی این اجبار را به همراه آورده است تا چهارمین نوع کامپوننت نیز شکل گیرد. معماری دیگر که بر اساس مفهوم هولونی شکل میگیرد متامورف I و متامورف II است. این معماری از موجودیت مدیاتور استفاده می کند که مکانیزم ارتباطی را برای سیستمها و کامپوننتهای مختلف فراهم می آورد و کارایی بسیاری را برای سیستمهای اجرایی تولید فراهم می کند. ضمن آنکه متامورف اولیه بیشتر یک ابزار یکپارچه کننده برای سیستمهای درگیر بوده تا یک راهحل جامع.
نهایتاً اینکه متامورف، با معماری چندعاملی درگیر شد، معماری که تلاش می کند کاراییهای سازمانهای تولیدی را در محیط توزیعشده بالا برد. به عنوان مثال، زیرساختارهای سازمانهای تولیدی مبتنی بر عامل، یک معماری هیبریدی مبتنی بر عامل است که مدیاتور را با رویکرد عاملهای خودمختار ترکیب می کند.
معماریهایی نظیر کارخانههای فرکتال پیشرفته اززنجیره تامین اطلاعاتی استفاده می کنند که از کارایی واسط منابع مبتنی بر عامل استفاده می کند که هدایت سفارش تولید غیر متمرکز را بر اساس استراتژی بهینهسازی محلی انجام میدهد. بر عکس آن اتوماسیون کارخانه بر اساس پابادیس، معماری عاملی را فراهم میآوردکه سطحی از اتوماسیون را فراهم می آورد که کل هرم اتوماسیون را تحت پوشش قرار میدهد ولی هدف اصلی اش سیستم اجرایی تولید توزیعشده جامع است.
۲٫۴٫۲الگوهای طراحی جامع برای سیستمهای اجرایی تولید
سازماندهی یک سیستماجرایی تولید و ارتباط آن با برنامه ریزی منابعسازمان و لایه پایین تولید الگوهای جامعی دارد که توسط بسیاری از راهکارهای سیستمهای اجرایی تولید توزیعشده دنبال شدهاست.
الگوهای طراحی به طور بسیار گسترده در فناوری اطلاعات مورد استفاده قرار گرفته است و با ظهور شیگرایی ایده الگوی طراحی ، به عنوان اصل طراحی مستقل از برنامهکاربردی برای مهندسی نرمافزار اتخاذ شد.
در سالهای اخیر استفاده از الگوهای طراحی در چندین نظم که شامل طراحی برنامه های کاربردی کنترلی یکپارچه است، متداول شده است. همراه با طراحی کنترل، برنامه های کاربردی الگوهای طراحی را به عنوان مبنا توسعه قرار دادند.
در زمینه سیستمهای کنترلی توزیعشده، عاملها بسیار مورد پذیرش قرار گرفتهاند واین دلیل آن است که الگوهای طراحی، در این زمینه بسیار مورد شرح وتفصیل قرار گرفتهاست، ولی در سایر رویکردها نظیر سرویسگرایی نیز قابل اجرا است.
در سیستمهای اجرایی تولید دو موجودیت عامل به همراه سه دسته از دانش وجود دارد که مرتبط با فرایند اجرای سفارشهای تولید است. این دو موجودیت که سفارش و منبع هستند. معمولاً توسط دستهبندیهای دانش تولید، دانش سفارش و دانش منبع انجام میشوند.
عاملهای منابع مرتبط با واحد تولید، انواع مختلفی دارند، هر عامل یک منبع را با قابلیت های تولید خاص به نمایش می گذارد و برای اجتماع عاملها دانشی حاوی اطلاعات منابع فراهم می آورد. این عامل برای تمامی تصمیمات کنترلی مرتبط با منابع، شامل زمانبندی منابع بر طبق الگوریتمهای زمانبندی مشارکتی ،کنترل منابع در لایه پایین تولید و همچنین فعالیتهای پشتیبانی نظیر نگهداری و فعالیتهای چرخه حیات را پاسخگو است.
با روبهرو شدن با این موجودیتها و توزیع دانش، کل سیستم بدین ترتیب عمل می کند که تمامی عاملها جامعهای از عاملها را شکل می دهند که شامل عاملهای منابع و عاملهای سفارش هستند. این جامعه عاملها همچنین شامل یک تابع ثبت نام خاص برای منابع است. هنگام آغاز بهکارکردن یک عامل منبع، این عامل، قابلیت های تولیدش را ثبت می کند. قابلیتهایی که تحت عنوان توابع تولیدی قابل استفاده نمایش داده شده است. این توابع تولید، قابلیت جستجو داشته، مقداردهی اولیه میشوند، پارامتردهی میشوند و در حین تعامل دو عامل منبع و سفارش متوقف و شروع به کار می کنند[۱۸].
از طرف دیگر، هر عامل سفارش، یک سفارش محصول را تحت پوشش قرار میدهد که متشکل از مجموعه ای از گامهای تولید است که برای فرایند تولید ضروری میباشد. ضمناً عامل سفارش بایستی برای قابلیت های تولید موردنظر که توسط عامل منبع برای انجام سفارش پیشنهاد داده می شود، مذاکره کند. بدیهی است که برای انعطاف پذیری سیستم مفید خواهد بود اگر دو عامل سفارش و منبع، هرکدام زمانبندی خودشان را نگهداری کنند و هر کدام به صورت مستقل تصمیمات زمانبندی خودشان را انجام دهند ولی به صورت مشارکتی[۱۹].
شکل۲٫۶ الگوی سفارش-منبع] ۱۹[
هنگام آغاز به کارعامل منبع، این عامل خودش را به جامعه عاملها میشناساند ، بدین ترتیب که جامعه عاملها از توابع تولید که متعلق به عامل منبع است با خبر می شوند و یا آنکه از تست کنترل آن عامل منبع عبور می کنند. هر عامل سفارش، سفارش تولید خودش را گام به گام بر اساس شماره تعامل بین عامل منبع و عامل سفارش پردازش می کند.
عامل سفارش، گام تولید بعدی را که بایستی اجرا شود را انتخاب می کند.
عامل سفارش، برای دانش جامعه عاملها، مجموعه از عاملهای منابع را که شامل توابع تولید که می تواند برای گام تولید بعدی عامل سفارش مورد استفاده قرار گیرد را مشخص می کند.
عامل سفارش با عامل منبع مشخص شده مذاکره می کند و طی آن تابع تولیدی بعدی که قرار است مورد استفاده قرار گیرد و زمانبندی مورد استفاده مشخص می شود. بنابراین،عامل سفارش از تمامی عاملهای منبع مورد نیاز برای زمانبندی سوال می کند ودرباره تابع تولید بعدی که قرار است مورد استفاده قرار گیرد، تصمیم میگیرد و این تابع را تخصیص میدهد. عامل منبع مرتبطی که تابع تولید آن انتخاب شده است، منابع را در زمانبندی خودش تخصیص میدهد.
در لحظه توافق، عامل سفارش به عامل منبع دسترسی یافته تا تابع تولید مدنظر را آغاز و پارامتردهی کند.
اگر پردازش پایان یافته باشد، آنگاه توابع پردازشی، نتایج پردازش را برای عامل سفارش با استفاده ازعامل منبع مرتبط گزارش میدهد[۴].
۲٫۴٫۳تحلیل و مقایسه رویکردهای توزیعشده
از آنجا که راه حلهای مختلف سیستمهای اجرایی تولید معمولاً برای حوزه های مختلف پیادهسازی نظیر زمانبندی، پشتیبانی از مشتری، بهرهوری منابع و یکپارچگی سیستمتمرکز دارند. لذا نمی توان آنها را با هم مقایسه کرد. در ادامه تمرکز بر سیستمهایی است که تمامی فرایندهای تولید را تحت پوشش قرار می دهند. از این رو مفاهیم مبتنی بر هولون نظیر پروسا و متامورف و مفاهیم مبتنی بر عاملها نظیر پابادیس که بازه وسیعتری را تحت پوشش قرار می دهند، بررسی شده و یکپارچگی عمودی تمامی لایه ها را مدنظر قرار میدهیم.
هولون منابع و عاملهای محلی
اگر به طور کلی صحبت کنیم دو عنصر اصلی در کارخانههای توزیعشده وجود دارد: منابع و مشتریها، که مشتریها با الگوی طراحی سفارش نشان داده شده است.
منابع در سیستمهای تولید هولونی توسط هولون منابع نشان داده شده است، چیزی که نمایشگر منابع سطح ماشین نیز هست. هولونهای منابع متشکل از قطعات فیزیکی است که با عنوان منابع تولید در سیستم تولید هولونی شناخته میشوند و بخش پردازش اطلاعات که منابع را کنترل می کند. بخش دوم متدهایی را نگهداری میکندکه منابع تولید را تخصیص میدهد و دانش و رویههای سازماندهی و منابع فیزیکی تولید را کنترل می کند تا تولید را به پیش ببرد.
در پابادیس، هولونهای منابع واحد تولید مشارکتی[۲۲] نامیده می شود، چیزی که در عمل واحد تولید کارگاه نیز هست. بخش پردازش اطلاعات هولونهای منابع به بهترین نحو با مفهوم عاملهای منابع تناسب دارد و یا عاملهای محلی در پابادیس- که در آن واحد تولید مشارکتی، بخشی از توابع کنترلی را نیز شامل می شود.
مهمترین تفاوتی که وجود دارد این است که در پابادیس، عامل محلی، کمابیش یک واسط بین جامعه عاملها و واحد تولید مشارکتی است و عاملهای محلی یک واسط عام دارد که امکان یکپارچگی با هر سختافزار خاصی را دارد. در سیستم تولید هولونی، هولونهای منابع چیزی فراتر از این واسطها هستند. چیزی که تمامی کاراییهای واحد تولید مشارکتی(توابع، واحد کنترل و سطح ارتباطی عاملها) در آن به خوبی پیادهسازی شده است. پابادیس بخش منطقی و استاندارد سطح کنترل را تشخیص میدهد، آنچه که قابل استفاده برای هر واحد کنترلی مشارکتی، بخش مختص هر ماشین و بخشهایی که بایستی توسط مشتریان سیستم پیادهسازی شود، نیز است. چنین امکانی سیستم را انعطافپذیرتر می کند و سطح کنترلی را کپسوله میسازد و امکان افزودن کارایی جدید را راحتتر میسازد، زمانی که مشتری(سازما ن صنعتی دیگر) بایستی یک منبع مستقل از کارخانه به سیستم تولید اضافه کند وآنوقت دیگر لازم نیست نگران قابلیت کار متقابل با کامپوننتهای جدید باشد و مشتری فقط بایستی واسط را دنبال کند.
عاملهای هولون فقط منابع را پشتیبانی نمیکنند، علاوه بر آن تمامی امکانات تولید را نیز مدیریت می کنند. این بدان معنی است که قادرند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا بتوانند استفاده بهینه از ماشینها داشته باشند ولی پابادیس اجازه نمیدهد عاملهای منابع با یکدیگر ارتباط برقرار کنند این بدین جهت است که سیستم محصولگرا شود نه ماشینگرا. چیزی که بزرگترین تفاوت بین پابادیس و سیستم تولید هولونی است. محصول و کارایی آن هدف اصلی در پابادیس است ولی سیستم تولید هولونی بیشتر بر استفاده بهینه از ماشین تمرکز دارد. چنانچه هولونهای سفارش صرفاً به صورت مجموعه ای از پارامترهای تولید که بایستی تولید شود خلاصهشده است[۲۰].
هولونهای سفارش و عاملهای تولید
در مقایسه هولونها و عاملهای محلی تفاوت بین عاملهای تولید در پابادیس و هولون سفارش در سیستم تولید هولونی واضحتر است.
عامل تولید یک نمونه موجودیت است که تمامی مراحل تولید یک قطعه کاری را مدیریت می کند. این عامل تصمیمات، فعالیتها و دانش خودش را بر اساس یک سفارش کاری قرار میدهد. چیزی که مشخصه کاملی از فعالیتهای تولید را با در نظر گرفتن وظایفی که بایستی انجام شود، تا یک سفارش تولید کامل شود، ارائه میدهد. همزمان با سفارش کاری، ماشین خاصی را اختصاص نمیدهد و به جای آن کاری را که بایستی انجام دهد را مشخص می کند. این اصل، به عامل تولید این آزادی را میدهد تا تصمیم گیری کند، چه ماشینی بایستی استفاده شود و امکان عوض کردن ماشین در حین اجرا را میدهد.
یک هولون سفارش بسیار سادهتر است. کمابیش یک درخواست مشتری است، چیزی که نیازمندیهای محصول در آن مشخص شده است. چنین ویژگی برای تولید انبوه مزیت محسوب می شود، چرا که هولون سفارش به یک قطعه کاری خاص متصل نیست. یک هولون سفارش کار زمانبندی و تخصیص منابع را انجام نمیدهد، چرا که دانش این کار را در مورد مشخصه محصولات و لایه های پایین کارخانه ندارد[۲۰].
هولون محصول و عامل تولید
ضرورت هولون سفارش بر روی مستقل از تکنولوژی بودن محصول است. این بدین معنی است که هولون سفارش که قطعه کاری را به نمایش می گذارد، دانش تکنیکی در مورد مشخصه کارخانه ندارد و هیچ اطلاعاتی در مورد اینکه یک محصول چگونه تولید می شود ندارد. هولونهای سفارش با هولون محصول تماس میگیرند تا بفهمد یک محصول چگونه تولید می شود و بر اساس پاسخ، اجرای تولید را انجام میدهد.
استانداردسازی توابع که توسط مفهوم واحد تولید مشارکتی پشتیبانی می شود ، شرحی عام از کاراییهایی که وابستگی خاصی به تکنولوژی ندارد، میدهد.
در پابادیس هیچ موجودیت مشابه هولون محصول وجود ندارد. عاملهای تولید، نمایندگی هولون محصول و هم هولون سفارش را دارند. مزیت هولون محصول این است که مشخصه محصول جدید می تواند در هرزمانی به سیستم اضافه شود. ولی در عوض هولونها نمی توانند رفتار خود را در قبال تغییرات برنامه ریزی نشده سازگار کنند[۲۰].
هولون پرسنل و عاملهای مدیریت کارخانه
هولون پرسنل، معادل عامل مدیریت کارخانه در پابادیس است. هدف اصلی هولونهای پرسنل این است که به کامپوننتهای دیگر مروری از سیستم بدهند. در نتیجه اغلب برای نظارت یا پشتیبانی کارایی مورد استفاده قرار میگیرد.
یکی از توابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید که توسط این مفهوم به نمایش گذاشته شده است، زمانبندی است. به عنوان مثال پروسا، از واحد متمرکزسازی به نام هولون زمانبندی استفاده می کند.
