بهینه سازی چند هدفه

این مطالعه، به بررسی خطوط تولید چند محصولی نامطمئن با چیدمان ترکیبی (سری-موازی) با احتمال خرابی ماشین آلات در هر ایستگاه کاری می پردازد. هدف از این پژوهش، توسعه یک مدل ریاضی چند هدفه شامل بیشینه سازی نرخ تولید و کمینه سازی هزینه های ناشی از کاهش زمان پردازش ایستگاه های کاری و هم چنین حجم کل بافرها، با توجه به مقادیر بهینه میانگین زمان پردازش هر محصول در هر ایستگاه و حجم بافر میان ایستگاه های کاری می باشد. بدین منظور جهت پیکره بندی ساختار مدل ریاضی از تکنیک هایی نظیر شبیه سازی، طراحی آزمایشات و رویه سطح پاسخ و جهت حل آن از الگوریتم های فرا ابتکاری ژنتیک مرتب سازی نامغلوب(NSGA-II) و ژنتیک رتبه بندی نامغلوب(NRGA) استفاده شده است. اعتبار مدل ریاضی چند هدفه و کاربرد متدولوژی پیشنهادی حل مدل، در یک مطالعه موردی بررسی گردیده است. درنهایت، عملکرد الگوریتم های به کارگرفته شده در تحقیق حاضر مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد مدل ریاضی چند هدفه پیشنهادی جهت بهینه سازی خطوط تولید نامطمئن معتبر بوده و توانایی دستیابی به نقاط بهینه (نزدیک به بهینه) در سایر مسائل مشابه با ابعاد بزرگ تر و پیچیدگی بیشتر را دارا می باشد.

سایبان های خارجی یکی از اجزای بسیار مهم و کاربردی در طراحی معماری پایدار به ویژه در اقلیم های گرم هستند که تاثیر زیادی بر کنترل مصرف منابع انرژی برای کاربردهایی چون بار حرارتی، نور روز و آسایش حرارتی دارند که به نظر می رسد کمتر تحقیقی در مورد تاثیر کیفیت سایه اندازی بر این عملکردها به ویژه بر سازگاری حرارتی انجام شده باشد. برای این منظور، این مقاله با کمک برداشت های میدانی از یک ساختمان مسکونی در شیراز و شبیه سازی و اعتبار سنجی آن و سپس تولید یک سایبان پارامتریک خلاقانه با قابلیت تولید سایه اندازی های متنوع و در نهایت با استفاده از تکنیک نمونه برداری LHS و همچنین استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و بهینه سازی چند هدفه با الگوریتم NSGA III توانسته است نمونه های سایبانی بهینه ای را تولید کند که در نهایت بر مبنای میزان سازگاری حرارتی طبقه بندی شده اند. این طبقه بندی نشان می دهد که در سایبان های بهینه با وجود اینکه شاخص های نور روز در محدوده استاندارد هستند و می توانند 53% تا 73% در بار سرمایشی و 8% تا 10% نیز در بار گرمایشی صرفه جویی ایجاد کنند اما مدت زمان تامین آسایش حرارتی توسط آنها بین 4 تا 8 ماه متغیر است که این خود نشان دهنده اهمیت تاثیر کیفیت سایبان ها بر آسایش حرارتی است.

محیط رقابتی عصر حاضر، توجه سازمان ها را به رعایت الزامات کیفیت و مسئولیت پذیری اجتماعی معطوف داشته است. زیرا سازمان هایی که خود را پای بند به چارچوب مدیریت کیفیت می دانند به سطح بالاتری از رضایتمندی مشتریان دست می یابند. این تحقیق برای ادغام پایداری و قابلیت اطمینان، مسئله طراحی شبکه زنجیره تأمین اقتصادی، مسئولیت پذیر و قابل اطمینان را به صورت جامع و کارآمد مورد مدل سازی قرار داده است. از این رو، یک مدل برنامه ریزی عدد صحیح مختلط غیرخطی برای مسئله طراحی شبکه زنجیره تأمین به صورت سه هدفه، چندمحصولی، چندسطحی، چندمنبعی، چندظرفیتی و چندمرحله ای در نظر گرفته شده است. جواب های بهینه پارتو مدل پیشنهادی، با استفاده از روش محدودیت اپسیلون تکامل یافته (AEC) به دست آمده است. همچنین از مثال عددی با داده های تصادفی برای سنجش صحت و عملکرد کلی مدل پیشنهادی استفاده شده است. نتایج نشان داد که با افزایش پارامتر تقاضا مقدار سود مسئله افزایش می یابد. این در حالی است که قابلیت اطمینان و مسئولیت پذیری اجتماعی کاهش پیدا می کند. علاوه بر این، با افزایش انتشار گازهای گلخانه ای مقدار تابع هدف سود و مسئولیت پذیری اجتماعی کاهش پیدا می کنند در حالی که مقدار تابع هدف قابلیت اطمینان تقریباً ثابت می ماند. با این حال، دستیابی به هم افزایی میان پایداری و قابلیت اطمینان در طراحی شبکه زنجیره تأمین، نیازمند تدوین دستورالعمل های دقیق تر و بلندمدت تری است.

در این مقاله یک مدل ریاضی چهار هدفه برای زنجیره تأمین معکوس مدیریت پسماندهای بیمارستانی در دوره همه گیری کرونا در ایران با در نظر گرفتن ابعاد پایداری ارائه شده است. اهداف مدل ارائه شده عبارت اند از: 1) کمینه سازی هزینه های احداث تسهیلات و پردازش زباله ها در مراکز و هزینه های سوخت وسایل نقلیه و هزینه های زیست محیطی حاصل از انتشار گازهای آلاینده؛ 2) بیشینه سازی انرژی تولیدشده حاصل از سوزاندن زباله ها؛ 3) کمینه سازی ریسک ابتلا به ویروس عدم مدیریت زباله ها و 4) بیشینه سازی میزان استخدام نیروی کار در مراکز تأسیس شده. به منظور مدل سازی عدم قطعیت های موجود از تئوری مجموعه فازی استفاده شده است. با توجه به چندهدفه بودن مدل، جهت حل از الگوریتم های دسته میگوها چندهدفه مبتنی بر آرشیو پارتو و الگوریتم چندهدفه ژنتیک استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که الگوریتم دسته میگوهای پیشنهادی قادر به دستیابی به جواب های باکیفیت و پراکندگی بالاتر نسبت به الگوریتم چندهدفه ژنتیک می باشد. همچنین مقایسه شاخص یکنواختی و زمان اجرای دو الگوریتم، نشان داد که الگوریتم چندهدفه ژنتیک در زمان کمتری فضای جواب را با یکنواختی بالاتری جستجو کرده و مدل را حل می کند.

اهداف: بهره گیری از عناصر معماری غیرفعال به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه از نور روز راهکاری متداول در در معماری سنتی ایران است. عوامل مختلف از قبیل شکل و جهت گیری ساختمان، موقعیت بازشوها، بهره گیری از مصالح بومی و سایه اندازها به عنوان عناصر معماری اسلامی ایرانی در اقلیم گرم و مرطوب شناخته می شود. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی کارآمدی و بهینه سازی عناصر معماری در آب و هوای گرم و مرطوب شهر بوشهر با تمرکز بر کنترل مصرف انرژی و بهره مندی از نور طبیعی است.  روش ها: نخست به وسیله منابع کتابخانه ای عناصر اقلیمی مسکونی معماری بوشهر شناسایی شد. سپس در محیط نرم افزار راینو و پلاگین گرسهاپر متغیرهای منتخب به صورت پارامتریک مدلسازی و توسط از ابزارهای انرژی پلاس و رادیانس آنالیز داده های کمی انجام می شود. در نهایت الگوهای بهینه توسط الگوریتم ژنتیک انتخاب و ارائه می شود. یافته ها: نتایج نشان می دهد با بهینه سازی عناصر معماری به کار رفته در مسکن بوشهر، روشنایی مفید نور روز را تا 96% افزایش و مصرف انرژی را تا 174.1کیلو وات ساعت بر متر مربع کاهش می یابد. در اقلیم گرم و مرطوب علاوه بر اهمیت استفاده از تهویه طبیعی توجه به حداقل جذب تابش خورشید اهمیت فراوانی دارد. نتیجه گیری: نتایج پژوهش نشان می دهد که توجه به مجموعه عناصر معماری غیرفعال مانند استفاده از شناشیر، تناسبات اتاق موقعیت پنجره ها باعث افزایش عملکرد ساختمان  می شود. یادگیری از مسکن سنتی بوشهر می تواند راهبردی برای چالش های معماری امروزی، به ویژه مصرف انرژی بالا و تنظیم شرایط محیطی فراهم نماید.  

اهداف: با توجه به سهم حدود ۳۵ درصدی مصرف انرژی توسط ساختمان ها، مدیریت مصرف انرژی توجه ویژه ای از سوی معماران خواستار است. فرم بنا یکی از تأثیرگزارترین پارامترها بر میزان مصرف انرژی است و شهر یزد به عنوان نمونه اقلیم گرم و خشک در جهان که دارای تابستان های گرم و طولانی است مورد توجه پژوهش حاضر است. هدف از این پژوهش ارائه راهکاری برای تولید فرم بهینه ساختمان بومی مستقل به عنوان سیاست پایه ای در فاز طراحی مفهومی در شهر یزد است. روش ها: با استفاده از مدل سازی پارامتریک و شبیه سازی انرژی توسط ابزار رایانه ای مناسب، بهینه سازی چندهدفه فرم ساختمان با در نظر گرفتن دو شاخص آسایش حرارتی و آسایش بصری توسط الگوریتم ژنتیک برای اقلیم گرم و خشک شهر یزد انجام گرفت. چند مقدار مساحت زیربنا به عنوان ورودی در نظر گرفته شد و نتایج در قالب چهار نوع فرم کلی مکعب، L، U و O ارائه شد. یافته ها: در این پژوهش گزینه های بهینه مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفت و مدلی کلی برای فرم و جهتگیری بهینه ساختمان ارائه شد. نتایج پژوهش نشان داد که بهینه ترین فرم با در نظر گرفتن شاخص آسایش حرارتی به عنوان شاخص دارای اولویت برای تمامی مساحت های مورد بررسی، فرم مکعب مستطیل با فاکتور شکل حدود ۸/۱ و جهتگیری شمالی-جنوبی است. نتیجه گیری: استفاده کردن از فرم و جهتگیری بهینه ساختمان به عنوان سیاست غیر فعال که پایه ای برای سیاست های فعال و غیر فعال دیگر است می تواند تأثیر مناسبی بر ایجاد آسایش و کاهش مصرف انرژی به صورت توأمان داشته باشد.