طرحریزی، مونتاژ، تلرانس، CAPP، جمیعت، گویند.

سازی یک طرح فرایند از یک طرح استاندارد یا طرح قطعه ای مشابه استفاده می شود. طرح فرایند برای قطعه مرکب اصلی در کامپیوتر ذخیره می شود و در طراحی قطعات بعدی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. قطعه اصلی، ترکیبی است از تمامی اشکالی که ممکن است در قطعات مورد نظر موجود باشد. رویکرد بهبوددهنده برای تعیین شکل قطعات از تکنیک های طبقه بندی قطعات استفاده کرده و آنها را با اشکال متناظر در قطعه اصلی مطابقت می دهد. طراحی بهبود دهنده فرایند در مقام عمل با استفاده از تکنیکی به نام تکنولوژی گروهی اجرا می شود و بدین سان موجب تشخیص خانواده هایی از قطعات می شود که دارای طرح و ویژگی های تولیدی مشابه هستند. تکنولوژی گروهی رویکردی برای تولید است که در آن کلیه قطعات در قالب زیرمجموعه ها یا خانئاده های قطعات گروه بندی می شوند تا از مزایای تشابه آنها در تولید یا طراحی استفاده شود.خانواده های قطعات در تکنولوژی گروهی غالباً با استفاده از سیستم های کدینگ و طبقه بندی قطعات مشخص می شوند.بنابراین قطعات مشابه دارای کدهای مشابه هستند. در رویکرد طراحی بهبوددهنده فرایند، از یک قطعه مرکب برای نشان دادن دامنه اشکال تولیدی در یک خانواده استفاده شده و سپس طرح فرایند مرکب برای آن قطعه مرکب توسعه می یابد. به عبارت ساده تر هرگاه قطعه جدیدی به عنوان عضوی از یک خانواده خاص شناسایی شود، طرحریزی فرایند مرکب آن خانواده به گونه ای اصلاح می شود که بتواند طرح فرایند آن قطعه جدید را ایجاد نماید. رویکرد بهبوددهنده علیرغم برخی معایب مهم، به شکل گسترده ای در عمل مورد استفاده قرار می گیرد. واضح است که تنها فرایند قطعاتی را می توان طراحی کرد که در محدوده تنوع قطعات موجود باشد. همچنین برای حک و اصلاح طرح فرایند مرکب و برای افزودن جزئیات لازم به آن، به طراحان باتجربه ای در زمینه طرحریزی فرایند نیاز است. رویکرد دیگر سعی در رفع بعضی از این معایب دارد، این رویکرد در اصطلاح به نام طرحریزی فرایند بنیادی یا مولد شناخته می شود.

1-1-2- رویکرد بنیادی
در رویکرد بنیادی طرح فرایند بر اساس اطلاعات موجود در پایگاه داده های تولید ایجاد می شود. نیازهای این رویکرد عبارتند از شرح جزئیات قطعه مورد نظر، انواع عملیات تولیدی در دسترس و قابلیت عملیات مزبور بر حسب دقت فرایند، تلرانس ها و غیره. به عنوان مثال این سیستم در زمینه ماشین کاری به بررسی همه سطوح موردنظر پرداخته و تلرانس سطوح مزبور را با تلرانس قابل دستیابی به وسیله فرایند موجود مقایسه می نماید. اگر فرایند موجود توانایی دستیابی به تلرانس موردنظر را داشته باشد، آنگاه ممکن است از آن فرایند برای ایجاد سطح مزبور استفاده شود. در غیر این صورت فرایند مذکور از بررسی های بعدی حذف خواهد شد.
چانگ (1990) معتقد است که یک سیستم طرحریزی فرایند تولید مولد از سه عنصر اساسی ترکیب یافته است: (1) شرح قطعه، (2) پایگاه های داده های تولیدی و (3) الگوریتم ها و منطق تصمیم گیری. معمولاً پایگاه های داده های تولیدی می توانند اطلاعاتی در زمینه قابلیت فرایند، انتخاب ماشین، نوع ابزار و قید و غیره ارائه دهند. منطق تصمیم گیری غالباً بر پایه جداول و درخت های تصمیم گیری استوار است. جداول و درخت های تصمیم گیری شرایط مورد نیاز را برای اتخاذ تصمیمات یا انجام اقدامات طرحریزی فرایند مناسب مشخص می کنند. به عنوان مثال اندازه و تلرانس خاص یک سوراخ در یک قطعه به مجموعه ای از تصمیمات مربوط به طرحریزی فرایند می شود که ممکن است ترکیب خاصی از عملیات سوراخ کاری و برقوکاری باشد. شرایط در این مثال همان اندازه و تلرانس خاص، و اقدام همان ترکیب عملیات می باشد. از الگوریتم ها برای محاسبه شرایط خاص برش استفاده می شود، شرایطی همچون سرعت ابزار برش، تعداد دفعات برش کاری، میزان بارگذاری بر ابزار، عمق برش، محاسبات مربوط به عمر ابزار و غیره.
اخیراً پژوهشگران با استفاده از تکنیک های هوش مصنوعی (AI) شروع به نمونه سازی از سیستم های CAPP نموده اند. از این جمله می توان به تحقیقات دیسکات و لاتمب (1981،1985)، و بودن و براون (1987) اشاره کرد. ویژگی های متعدد CAPP زمینه ای مناسب برای بکارگیری آن در سیستم های دانش-پایه فراهم آورده اند. طراح فرایند از دانش مربوط به فرایندهای مختلف تولیدی (ماشین ها و ابزارآلات) و دانش برآمده از تجربیات مربوط به قطعات پیشین به یک اندازه بهره می گیرد. ابزارهای AI قابلیت ذخیره و ارائه این دانش را به نحو کارا فراهم کرده و بکارگیری آن را در طرحریزی فرایند کنترل می نماید. تکنیک های ذخیره و ارائه دانش نمونه ای از این تکنیک ها هستند که از تکنولوژی AI وام گرفته شده اند. این تکنیک ها به میزان قابل توجهی در سیستم های CAPP مبتنی بر دانش بکار می روند. تکنیک های مزبور عبارتند از:
الف) قواعد تولیدی با ساختار اگر(شرایط) – آنگاه(اقدام)، که برای نمایش جداول تصمیم گیری به شکل منطقی و دانش رویه ای به کار برده می شوند.
ب) شبکه های معنایی.
ج) فریم ها که برای نمایش اشیاء و ویژگی های مربوط به آنها استفاده می شوند.
اکنون تکنیک های AI در حال دستیابی به کاربردهای ویژه ای در ارتباط با سیستم های طرحریزی فرایند بنیادی هستند. سیستم های کامپیوتری طرحریزی فرایند عمدتاً برای عملیات ماشین کاری توسعه یافته اند. البته کاربردهای معدودی نیز در در مونتاژ دارند، ولی از هیچ گونه استاندارد و طبقه بندی مقبولی که بطور گسترده پذیرفته شده باشد برخوردار نیستند. این در حالی است که عملیات ماشین کاری و ساخت از مدل های “پیش استاندارد شده” بهره می گیرند. بنابراین می توان گفت که طرحریزی فرایند مونتاژ به میزان زیادی وابسته به دو عامل ذیل است:
(1) تجربه طراحان فرایند
(2) نوع صنعتی که طرح فرایند در آن اجرا می شود
به همین دلیل سیستم های پشتیبان طرحریزی فرایند مونتاژ که نقش یک سیستم پشتیبانی تصمیم گیری (DSS) هوشمند را به عهده می گیرند، عملاً تصمیم نهایی را در مورد انتخاب عملیات به طراح فرایند می سپارند. توسعه یک سیستم چندمرحله ای برای طراحی، روشی دیگر برای طرحریزی فرایند مونتاژ است. سیستم مزبور توانایی تشخیص محل تماس قطعات، ارزیابی امکان جابجایی قطعات مونتاژ، ارائه تحلیلی از میزان دسترسی به قطعات، انتخاب قطعات پایه و در نهایت تعیین توالی عملیات مونتاژ را دارد. این رویه به دلایل زیر از پیچیدگی خاصی برخوردار است:
(1) دشوار بودن استفاده از استنتاج هندسی در فعالیت های مونتاژ
(2) تنوع دامنه ارتباط سطوح
(3) تنوع ساختارهای ممکن برای مونتاژ
احتمالآً یکپارچه سازی سیستم های CAPP توسط سیستم های CAD و CAM جالب توجه ترین مسأله در حوزه CAPP است. موضوع یکپارچه سازی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. یکپارچه سازی شامل مواردی از این قبیل است: انتقال داده ها میان سیستم های طراحی و ساخت، بررسی نقش و موقعیت طراحی برای ساخت (DFM) و طراحی برای مونتاژ (DFA). سیستم طرحریزی فرایند از نقطه نظر عملیاتی، نقطه اصلی تمرکز برای گذر از مرحله طراحی به مرحله ساخت محصول است. واضح است که سیستم یکپارچه CAPP,CAD و CAM به میزان زیادی موجب کاهش زمان ارائه به بازار می شود.

مطلب مرتبط با این موضوع :  رایانه، اطلاعاتی، مدیران، اتوماسیون، موسسه، ارتباطات، درونداد، ، برونداد، .، کامپیوتر، تکامل

1-2-الگوریتم ژنتیک
بدن هر موجود زنده ای از سلول تشکیل یافته است و هر سلول هم از کروموزوم تشکیل یافته است کروموزوم ها نیز از رشته های DNA تشکیل یافته اند. به هر بلوک DNA یک ژن می گویند. و هر ژن نیز از یک پروتئین خاص و منحصر به فرد تشکیل یافته است. به مجموعهای از ژنها یک ژنم (GENOME) می گویند.
از اصطلاحاتی که از مباحث زیست شناسی به مبحث الگوریتم ژنتیک (GE) وارد شده است و باید به آتها اشاره کرد می توان به موارد زیر اشاره نمود.
1- تولید مثل(crossover) که به تولید یک کروموزوم جدید توسط ترکیب ژنهای والدین می گویند.
2- جهش یا تغییر ناگهانی(mutation): به تغییرات ایجاد شده در DNA میگویند
3- صحت و درستی(fitness): برای یک موجود زنده به صورت موفقیت آن موجود در ایجاد حیات و تشکیل خود می گویند. البته ممکن است در نگاه اول مطالب بالا کمی نامفهوم به نظر برسد. اما در ادامه به توضیح بیشتر آنها و همچنین نوع کاربرد آنها در الگوریتم ژنتیک اشاره خواهد شد.

1-2-1-کلیات الگوریتم ژنتیک
الگوریتم های ژنتیک روش قدرتمندی را برای توسعه اکتشافی مسائل بهینه سازی ترکیبی مقیاس بزرگ فراهم آورده است . انگیزه اصلی مطرح کردن الگوریتم ژنتیک می تواند این گونه عنوان شودکه «تکامل تدریجی» به شکل قابل ملاحظه ای در توسعه انواع وگونه های پیچیده از طریق مکانیزم های نسبتاً ساده تکمیلی نمود یافته است . حال سوال اساسی این است : پذیرش کدام ایده از تئوری تکامل تدریجی می تواند به ما در حل مسائل این قلمرو کمک کند ؟ این سوال با توجه به غنای پدیده تکامل تدریجی جوابهای متفاوتی دارد. هالند و دی جانگ (1975) از نخستین کسانی هستندکه با معرفی مفهوم الگوریتم ژنتیک به عنوان یک تکنیک جستجوی عمومی – که از تکامل تدریجی بیولوژیک در قالب بقای افراد اصلح و مبادله ساختارمند و تصادفی اطلاعات الگوبرداری می کند- درصدد پاسخگویی به این سوال برآمدند.
یک الگوریتم ژنتیک مسئله را به صورت مجموعه ای از رشته ها که شامل ذرات ریزهستند کد گذاری می کند ، سپس برای تحریک فرایند تکامل تدریجی ،تغییراتی را بر روی رشته ها ا عمال می‌دارد. در مقایسه با الگوریتم های جستجوی محلی ، در جستجوی عمومی که تنها یک راه حل قابل قبول وجود دارد ، الگوریتم های ژنتیک جامعه ای از افراد را در نظر می‌گیرند . کـــار با مجموعه ای از افراد، امکان مطالعه ساختارها و ویژگیهای اصلی افراد متفاوت را که منجر به شناسایی و کشف راه حلهای کارآمد تر می شود، فراهم می‌سازد . در طی مطالعه ، الگوریتم ژنتیک رشته های متناسب با ارزش را برمی گزیند و آن دسته از رشته‌هایی را که تنــاسب کمتری با جمعیت مورد بررسی دارند حذف می‌کنند .
هر کدام افراد جمیعت که تقریبهای از جواب نهایی می باشند به صورت رشته هایی از حروف یا ارغام کدگذاری می شوند این رشته ها را کروموزوم می نامند. متداول ترین حالت نمایش با ارقام صفر و یک است. حالتهای دیگر استفاده از سه رقم، اعداد حقیقی و اعداد صحیح هم مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال یک کروموزوم با دو متغییر a ,b با ساختار شکل 1-1 نمایش داده می شود.

مطلب مرتبط با این موضوع :  فرآوانی، سوم:، مآخذمنابع، فارسی..........................................................................................................................162منابع، انگلیسی.....................................................................................................................167عنوان، انگلیسی........................................................................................................................165چکیده، شغلی................................................................................................................1228-4سابقه، انگلیسی......................................................................................................................168، تاهل.................................................................................................................1217-4وضعیت، تحقیق............................................................1424-5پیشنهادهایی، فرضیه..............................................................................................1353-5پیشنهادهایی، برمبنای

100111100010000100111
شکل 1-1- نمایش یک کروموزوم با ارقام صفر و یک

متغییر a با ده خانه اول سمت راست و b با یازده خانه باقیمانده نمایش داده شده است. این می تواند به علت سطح دقت و یا محدوده متغییر تصمیم گیری باشد.
مقادیرموجود بر روی کروموزومها به تنهایی معنی خاص ندارند بلکه باید از حالت کد شده خارج شوند تا به عنوان متغییرهای تصمیم گیری دارای معنی و نتیجه باشند باید توجه داشت که فرآیند جستجو بر روی اطلاعات کد شده انجام می گیرد مگر در صورتی که از ژنهایی با مقادیر حقیقی شود. بعد از اینکه کروموزومها از حالت کدگذاری شده خارج شدند می توان کارایی یا برازش هر فرد از جمیعت را محاسبه کرد. برازش مقیاس نسبی است که شایستگی افراد برای تولید نسل بعد را نشان می دهد. در طبیعت برازش معادل توانایی فرد برای بقا می باشد. تابع هدف در تعیین برازش افراد نقش تعیین کننده دارد.
در هنگام تکثیر به کمک اطلاعات اولیه ای که از تابع هدف به دست می آید. برازش هر فرد مشخص می گردد. از این مقادیر در فرآیند انتخاب استفاده می شود تا آنرا به سمت انتخاب افراد مناسب سوق دهد. هر چه برازش فرد نیبت به جمیعت بالاتر باشد احتمل بیشتری دارد که انتخاب شود. هر چه برازش نسبی آن کمتر باشد احتما انتخاب آن برای تولید نسل بعد ی کمتر می شود.
وقتی که برازش تمام افراد جمیعت مشخص شد. هر کدام با احتمالی که متناسب با میزان برازش آنهاست می توانند برای تولید نسل بعد انتخاب شوند. عمل تکثیر در الگوریتم ژنتیک برای رد و بدل اطلاعات ژنتیکی بین یک جفت یا تعداد بیشتری از افراد به کار می رود. ساده ترین نوع تکثیر تقاطع یک نقطه است دو رشته شکل را در نظر بگیرید اگر یک عدد صحیح از یک تا تعداد ارقام رشته منهای یک انتخاب شود و اطلاعات دو رشته را در دو طرف این دو نقطه عوض کنید دو رشته جدید به وجود می آیند که آنها را فرزند می نامیم به عنوان مثال اگر عدد شش را برای دو رشته شکل انتخاب کنیم نتیجه تقاطع یک نقطه ای به صورت شکل1-2 در می آید.

مطلب مرتبط با این موضوع :  "، ترجمه، اتوماسیون، نشر، مدیران، ‘، 1381، موسسه، ,، 1382، سازمانها، .

11100100011101
10010110101101
شکل 1-2-a دو کرموزوم قبل از تقاطع (والدین)

11100110101101
10010100011101
شکل 1-2-b دو کروموزوم بعد از تقاطع (فرزندان)

این عملگر الزاما بر تمامی رشته های یک جمیعت اعمل نمی شود بلکه برای اعمال آن بر یک جفت رشته یک احتمال نسبت داده می شود. بعد از این مرحله با احتمال جدید عملگر جهش بر روی رشته های تولید شده اعمال می گردد. در جهش ، هر فرد به تنهایی با توجه به قوانیین احتما می تواند تغییر کند.
در نمایش دودویی رشته ها، جهش به معنای تغییر مقدار یکی از خانه های رشته از صفر به یک و یا از یک به صفر می باشد. به عنوان مثال جهش در هفتمین خانه اولین فرزند تولید شده در مثال قبل منجر به ایجاد رشته شکل 1-3 می گردد.

11100101101101 111001001101101
شکل 1-3 کروموزوم بعد از جهش

به جز دوعملگر تقاطع و جهش که در تمام الگوریتمهای ژنتیک کاربرد دارند عملگرهای دیگر هم هستند که در مسائل خاص