Ποσοτικές Μέθοδοι για την ανάλυση και τη βελτιστοποίηση συστημάτων εφοδιασμού και παραγωγής
Creators: name: Κουρέπης, Άγγελος Ε.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ποσοτικές Μέθοδοι
Μαρκοβιανή Αλυσίδα
Εφοδιαστική Αλυσίδα
Επιχειρησιακή Έρευνα
Quantitative Methods
Markov Chain
Supply Chain
Operational Research

description: Στο πρώτο κεφάλαιο εισάγονται οι βασικές έννοιες και τα είδη των βιομηχανικών συστημάτων, διατυπώνονται οι διακρίσεις των συστημάτων παραγωγής, αλλά και οι προκλήσεις που συναντώνται τόσο στην πράξη όσο και στις αναλύσεις στη διεθνή βιβλιογραφία. Επιπλέον, παρουσιάζεται η μέθοδος της προσομοίωσης και διερευνάται η καταλληλότερη μέθοδος εκτίμησης των μέτρων απόδοσης. Στο δεύτερο κεφάλαιο μελετάται η διαχείριση των αποθεμάτων μιας επιχείρησης. Πιο συγκεκριμένα, παρατίθενται ορισμοί, πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και καθημερινές αποφάσεις για τα αποθέματα. Στην συνέχεια, τα αποθέματα ταξινομούνται σε επιμέρους κατηγορίες (ανάλογα με το είδος τους) και προβάλλονται ορισμένα μοντέλα. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι αναλυτικές μέθοδοι (Μαρκοβιανές διαδικασίες) διακριτού και συνεχούς χρόνου και επιλύεται ένα παράδειγμα για κάθε περίπτωση. Έπειτα, αναφέρονται οι διάφοροι μέθοδοι βελτιστοποίησης και εκτίμησης των συστημάτων. Η κύρια και ουσιώδης συνεισφορά της παρούσας διδακτορικής διατριβής βρίσκεται στα ακόλουθα κεφάλαια: Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύεται ένα βιομηχανικό σύστημα ώθησης – έλξης (push-pull) με πολλαπλούς ανόμοιους λιανοπωλητές, ένα κέντρο διανομής και πολλαπλούς μη ιδανικούς προμηθευτές που υπόκεινται σε βλάβες. Το σύστημα μοντελοποιήθηκε ως Μαρκοβιανή διαδικασία συνεχούς χρόνου, διακριτής κατάστασης. Επιπλέον, οι λιανοπωλητές ακολούθησαν την πολική αποθέματος (s,S) ενώ η εξωτερική ζήτηση των καταναλωτών κατασκευάστηκε με κατανομή Poisson. Αρχικά, παράχθηκαν οι πιθανότητες μετάβασης του συστήματος. Στην συνέχεια, υπολογίστηκε ο αριθμός των συνολικών καταστάσεων και κατασκευάστηκε η μήτρα μετάβασης. Έπειτα, βρέθηκαν οι στάσιμες πιθανότητες και εκτιμήθηκαν τα μέτρα απόδοσης. Τέλος, πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση του συστήματος για διάφορες παραμέτρους όπως η χωρητικότητα του αποθηκευτικού χώρου, το μέγιστο και ελάχιστο επίπεδο αποθέματος του r-στού λιανοπωλητή κ.ά. Στο πέμπτο κεφάλαιο μελετώνται σειριακές γραμμές παραγωγής με παράλληλες μηχανές, σταθμούς εργασίας που υπόκεινται σε λειτουργικές και ποιοτικές βλάβες. Οι λειτουργικές βλάβες αποφέρουν ολική βλάβη, με την μηχανή να χρίζει επιδιόρθωσης ώστε να επαναλειτουργήσει. Στις βλάβες ποιότητας η μηχανή είναι ενεργή, όμως, παράγει ελαττωματικά προϊόντα. Το προαναφερθέν σύστημα μοντελοποιήθηκε με την χρήση των Μαρκοβιανών αλυσίδων. Αρχικά, δημιουργήθηκαν οι εξισώσεις μετάβασης για εσωτερικές, κάτω οριακές και άνω οριακές καταστάσεις. Στην συνέχεια, δημιουργήθηκε η μήτρα μετάβασης και τοποθετήθηκαν οι πιθανότητες μετάβασης στα κατάλληλα κελιά. Τέλος, υπολογίστηκαν οι στάσιμες πιθανότητες και διάφορα μέτρα απόδοσης του συστήματος. Στο έκτο κεφάλαιο διερευνάται ένα σύστημα «ώθησης-έλξης» με πολλαπλούς τύπους προϊόντων, έναν ενδιάμεσο αποθηκευτικό χώρο και ένα κέντρο διανομής με παράλληλες μηχανές. Πιο συγκεκριμένα, τα είδη των προϊόντων που παράγονται από την μηχανή είναι τρία. Αυτά αποθηκεύονται στον ενδιάμεσο αποθηκευτικό χώρο και στην συνέχεια προωθούνται από τις αξιόπιστες παράλληλες μηχανές στους αποθηκευτικούς χώρους των αντίστοιχων τελικών προϊόντων. Το υπό εξέταση σύστημα μοντελοποιήθηκε με την χρήση των Μαρκοβιανών αλυσίδων. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε απαρίθμηση των συνολικών καταστάσεων του συστήματος και, έπειτα, δημιουργήθηκαν οι εξισώσεις μετάβασης. Κατόπιν, κατασκευάστηκε η μήτρα μετάβασης και ταξινομήθηκαν όλες οι πιθανότητες μετάβασης στα κατάλληλα κελιά. Τέλος, υπολογίστηκαν οι στάσιμες πιθανότητες και διάφορα μέτρα απόδοσης του συστήματος. Στο τελευταίο κεφάλαιο συνοψίζονται τα ερευνητικά αποτελέσματα που απορρέουν από τα κεφάλαιο 4, 5, 6 της διδακτορικής διατριβής.
description: The first chapter introduces the basic concepts and types of industrial systems, formulates the distinctions of production systems, but also the challenges encountered both in practice and in the analyzes in the international literature. In addition, the simulation method is presented and the most appropriate method for estimating performance measures is investigated. The second chapter studies the management of a company inventory. More specifically, definitions, advantages, disadvantages and daily inventory decisions are listed. The stocks are then sorted into sub-categories (depending on their type) and some models are displayed. The third chapter presents the analytical methods (Markovian procedures) of discrete and continuous time and solves an example for each case. Next, the various methods of optimizing and evaluating the systems are reported. The main and essential contribution of this doctoral dissertation is in the following chapters: The fourth chapter analyzes an industrial push-pull system with multiple dissimilar retailers, a distribution center, and multiple non-ideal suppliers that are subject to failure. The system was modeled as a Markovian process of continuous time, discrete state. In addition, retailers followed the inventory control policy (s, S) while external consumer demand was constructed with Poisson distribution. Initially, the system transition probabilities were generated. Then, the number of total states was calculated and the transition matrix was constructed. Then, the stationary probabilities were found and the performance measures were evaluated. Finally, the system was optimized for various parameters such as storage capacity, maximum and minimum stock level of the retailer, etc. In the fifth chapter, serial production lines with parallel machines, workstations that are subject to operational and quality failures are studied. Functional faults result in total failure, with the machine in need of repair to restart. In quality faults the machine is active, however, it produces defective products. The aforementioned system was modeled using the Markov chains. Initially, the transition equations for internal, lower bound, and upper bound states were created. Then the transition matrix was created and the transition probabilities were placed in the appropriate cells. Finally, the stationary probabilities and various performance measures of the system were calculated. The sixth chapter explores a "push-pull" system with multiple product types, an intermediate storage space and a distribution center with parallel machines. More specifically, there are three types of products produced by the machine. These are stored in the intermediate storage space and then forwarded by the reliable parallel machines to the storage spaces of the respective finished products. The system in question was modeled using the Markov chains. First, the total system states were enumerated and then the transition equations were created. Then, the transition matrix was constructed and all transition possibilities in the appropriate cells were classified. Finally, the stationary probabilities and various performance measures of the system were calculated. The last chapter summarizes the research results derived from chapters 4, 5, 6 of the doctoral dissertation.