در فرآیند توسعه بشری، همواره سیستم‌های پیچیده‌تری به‌وجود می‌آیند و به همان نسبت مدیریت، نظارت و کنترل آن‌ها مشکل‌تر می‌شود]1[. پیچیدگی، پویایی روزافزون و ماهیت تصادفی کارکرد سیستم‌ها بیش‌ازپیش بررسی و تحلیل آن‌ها را دشوار نموده است. محیط‌های تولیدی و صنعتی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. از این نقطه‌نظر، به‌کارگیری مدل‌های تحلیلی بدلیل ساده‌سازی و عدم توجه به تمامی ابعاد مرتبط با سیستم، با محدودیت‌های قابل‌توجهی همراه می‎شوند و ارائه بهترین راه‌حل، همواره یکی از چالش‌های اصلی در این رویکرد می‌باشد و تعیین مقادیر بهینه متغیرها از طریق روش‌های رایج امکان‌پذیر نمی‎باشد]2[. برای رفع این معضلات، مدیر ناچار به ارائه

 راهکارهایی جهت بهبود وضع موجود است. یکی از انواع این راهکارها، بهینه‌سازی شبیه‌سازی است.

خوشبختانه، روش‌های متنوع و گسترده بهینه‌سازی شبیه‌سازی امکان تحلیل مسائل پیچیده را فراهم کرده است. مزیت بارز این روش‌ها در آن است که بدون جستجوی کلیه نقاط فضای موجود، سعی در یافتن جواب بهینه دارند]2[. شبیه‌سازی که به‌عنوان یک تکنیک توانمند تجزیه و تحلیل سیستم‌ها شناخته می‌شود، می‌تواند نقش مهمی را در اداره کارآمد واحدهای تولیدی ایفا کند.

بدلیل تأثیرات متقابلی که قسمت‌های مختلف یک سیستم بر روی‎هم دارند، علم شبیه‌سازی سیستم‌ها به کمک مدیران و مهندسین آمده است تا به مطالعه و بررسی نتایج حاصل از این اثرات بپردازد. در واقع یکی از کارآمدترین و پیشرفته‌ترین ابزارهای نوین عصر صنعتی و اطلاعاتی جهت تجزیه و تحلیل سیستم‌ها، شبیه‌سازی رایانه‌ای می‌باشد]1[.

بهینه‌سازی در علوم ریاضی و رایانه فرآیند انتخاب یا یافتن بهترین عضو در مجموعه‌ای از گزینه‌های موجود می‌باشد. هر فرآیندی پتانسیل بهینه‎شدن را دارد و مسائل پیچیده می‌توانند در زمینه‌های مختلف مانند علوم مهندسی، اقتصاد و مدیریت به‌صورت مسائل بهینه‌سازی، مدل‎سازی شوند. هدف از مدل‎سازی مسائل بهینه‌سازی، حداقل‌کردن زمان، هزینه و ریسک و یا حداکثر‌کردن سود، کیفیت و اثربخشی است. برخی از مسائل بهینه‌سازی پیچیده هستند و به‌دست‌آوردن جواب‌های بهینه در زمان معقول با روش حل دقیق، دشوار می‌باشد. از این‌رو توسعه روش‌های حل، در این نوع مسائل که بتوانند در زمان معقول جواب‌های بهینه یا نزدیک به بهینه به‌دست آورند، از نظر اقتصادی بصرفه‌تر است. در سالیان اخیر محققان در اکثر مسائل پیچیده بهینه‌سازی با پیاده‌سازی روش‌های فراابتکاری به نتایج مناسبی دست یافته‌اند]3[.

مدل شبیه‌سازی یک سیستم تولیدی به مثابه ابزار تحلیلی دقیقی است که مدیران، طراحان و برنامه‌ریزان یک واحد تولیدی را قادر می‌سازد تا با نگرشی سیستمی به‌سهولت تأثیر تغییر پارامترها و متغیرهای هر یک از زیرسیستم‌های موجود را بر روی عملکرد مجموعه سیستم تولیدی ارزیابی نموده و درجه اهمیت آنان ‌را در فرآیند تأثیرگذاری، محک بزند]4[.

در دنیای صنعتی امروز، شبیه‌سازی به‌عنوان یک روش‌شناسی حل مسائل و تجزیه و تحلیل سیستم‌ها از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. قدرت و توانایی این تکنیک در مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده صنعتی و خدماتی، سادگی مدل‌سازی، سهولت درک از یک‌سو و پیشرفت سیستم‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای حل مدل‌های ایجاد شده از سوی دیگر، شبیه‌سازی را از تکنیک‌های مدل‌سازی متمایز می‌کند. شبیه‌سازی به‌کاربر آن، امکان آزمایش با سیستم‌هایی را می‌دهد که بدون آن، آزمایش غیرممکن یا غیرعملی است]5[.

1-2- بیان مسئله

برنامه‌ریزی تولید نقش به‌سزایی در کاهش قیمت تمام‌شده محصولات دارد. این عامل از مهم‌ترین عوامل رقابتی در هر صنعت است. کارخانجات تولید کاشی هم از این قاعده مستثنی نیستند. از آنجاییکه بقای هر بنگاه اقتصادی وابسته به سودآوری آن می‌باشد، باید با بررسی عمیق و ارائه برنامه بهینه تولید به این مهم دست یافت.

فرآیند تولید کاشی کارخانه مورد مطالعه از سه مرحله اصلی آماده‌سازی (پرس و لعاب)، پخت کاشی (کوره) و بسته‌بندی تشکیل شده است که بین این مراحل، انبارهایی جهت نگه‌داری کاشی در جریان ساخت وجود دارد. در این کارخانه، با توجه به این‎که 4 خط پرس و لعاب، 3 خط کوره و 4 خط بسته‌بندی وجود دارد و تولید هر نوع از کاشی به نسبت معینی از ظرفیت خطوط را اشغال می‌کند، استفاده‌ بهینه از ظرفیت انبارهای میانگیر بین خطوط لعاب و کوره و بسته‌بندی و هم‌چنین زمان مناسب برای تغییر اندازه در خطوط بسته‌بندی می‌تواند علاوه‌بر امکان تولید متنوع اندازه و طرح‌های محصولات، باعث به حداقل رساندن توقفات کوره و گلوگاه[1]‌شدن واحد‌های تولیدی (پرس و لعاب و بسته‌بندی) شود. ضمناً، چیدمان اندازه‌های مختلف کاشی روی خطوط، ظرفیت‌های متفاوتی از تولید را ایجاد می‌کند. لازم به ذکر است، توقفات هر بخش رفتار‌ی متفاوت دارد که در ظرفیت تولید تأثیرگذار است و بسته به شرایط باید بتوان چیدمان تولید را مدیریت کرد.

[1]. bottleneck