آرشیو

جدیدترین ها



















  • 0
  • 323

آیا کارآفرین شدن سخت است؟


اردیبهشت 14 1401





تگ ها

 با گرایش بهینه سازی سیستم ها در مهندسی صنایع بیشتر آشنا شویم

با گرایش بهینه سازی سیستم ها در مهندسی صنایع بیشتر آشنا شویم

ما آرزو داریم همه کارهایی که انجام می دهیم، حتی در زندگی شخصی خودمان در نقطه بهینه باشیم اما اینکه این نقطه تحت تاثیر تنظیماتی صورت می گیرد که به آن حل یک مسئله بهینه سازی گفته می شود. همه ما در زندگیمان یک جورایی به طور ناخواسته کار بهینه سازی انجام می دهیم و در حال تلاش هستیم تا به آن نقطه بهینه ای که برای خودمان ترسیم کردیم برسیم.

در مسائل مهندسی چه طراحی و چه تولید، دوست داریم که بهترین عملکرد داشته باشیم پس یکسری اهداف برای رسیدن به این نقطه برای خودمون ترسیم می کنیم، مثلا باید چه شرایطی ایجاد کنیم و به چه بازه هایی زمانی نیاز داریم. همه اینها فی نفسه بیان یک مسئله بهینه سازی است. پس همه ما به صورت ناخواسته در زندگی شخصیمان هم با بهینه سازی درگیر هستیم.

تعریف بهینه سازی سیستم ها

برای اینکه هرچه بیشتر با این گرایش و کارهای آن آشنا بشویم نیاز است که با تعریف تک تک کلمات ساختار آن آشنا بشویم بهینه سازی به معنای  داشتن بهترین انتخاب باتوجه به فرصت ها و انتخابات پیش رو هرشخص در هرفرصت میباشد، نه صرفا آنکه این انتخاب میتواند ایده عالی و کامل ترین انتخاب پیش رو باشد.

تعریف گرایش بهینه سازی سیستم ها

بهینه سازی سیستم ها از اصلی ترین و سخت ترین گرایش های رشته مهندسی صنایع می باشد و نسبت به دیگر گرایش های مهندسی صنایع تخصصی تر است و مشاهدات و تجربیات سال های قبل این نشان داده تخصصی تر بودن این رشته آن را به سخت ترین امتحان ارشد تبدیل کرده است. از جمله مهارت ها و قابلیت هایی که فارغ التحصیلان این گرایش می توانند با استفاده از آنها در بازارکار مشغول شوند می توان به مدلسازی و برنامه ریزی، شناخت و ارائه راه حل برای مشکلات و مسائل و همچنین بیان و طراحی الگویی به منظور بهینه سازی سیستم ها و جریانات شرکت ها و کارخانجات می باشد. این الگو ها به نحوی خواهد بود که بتوان از سیستم های موجود با کمترین تلفات و هزینه، بیشترین راندمان را دریافت کرد به همین علت است که جزو گرایش هایی با بازارکار پررونق است. 

جهت آشنایی بیشتر با بازار کار رشته مهندسی صنایع و مقایسه آن با سایر رشته ها پیشنهاد می کنیم مقاله « بازار کار رشته های مهندسی براساس اولویت انها» را مطالعه کنید. 

بهینه سازی سیستم ها مانند گرایش مدیریت زنجیره تامین شامل 32 واحد می باشد که 12 تای آن را دروس اجباری و 12 تای دیگر آن را دروس اجباری تشکیل می دهند. چارت دروس بهینه سازی سیستم ها در دانشگاه امیرکبیر به شرح زیر است:  

ردیف

نام درس

تعداد واحد

1

تحقیق آماری چندمتغیره

3

2

طراحی سیستم های صنعتی

3

3

طراحی آزمایش ها

3

4

فرایند های احتمالی

3

5

نظریه صف

3

6

برنامه ریزی خطی

3

7

برنامه ریزی عدد صحیح

3

8

برنامه ریزی غیرخطی

3

9

برنامه ریزی پویا

3

 

از جمله دانشگاه هایی که در ایران این گرایش را دارند میتوان به موارد زیر  اشاره داشت:
دانشگاه صنعتی شریف
دانشگاه امیرکبیر
دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشگاه خوارزمی
دانشگاه تربیت مدرس
دانشگاه بوعلی همدان
دانشگاه خواجه نصیر
دانشگاه صنعتی ارومیه
دانشگاه علم و صنعت
دانشگاه فردوسی مشهد
و ...

در این گرایش به دنبال چه چیزی هستیم

بهینه سازی یکی از کاربردی ترین مفاهیم در بین علوم فنی مهندسی می باشد ولی نه تنها در رشته مهندسی صنایع بلکه در اکثر رشته های فنی مهندسی این درس تدریس می شود  و امروزه علاوه بر رشته های فنی مهندسی در علوم مدیریت، اقتصاد و حتی علوم پایه و علوم پزشکی هم کاربرد دارد. این مفهوم را نمی توان فقط برچسب مهندسی صنایع به آن زد. اما بچه های مهندسی صنایع این شانس را داشته اند که می توانند با انتخاب این گرایش به مدت دو سال از مطالب بهینه سازی استفاده کافی را ببرند.
در اصل ما در این گرایش به دنبال بهبود بخشیدن به شرایطی که در آن قرار داریم هستیم. اکثر شرکت ها با استخدام مهندس صنایع به دنبال یافتن راه هایی برای کاهش هزینه های شرکت، افزایش سودآوری، کاهش زمان خرید، کاهش زمان حمل و نقل، کاهش در مصرف سوخت و... هستند. 

در بهینه سازی به دنبال چه چیزی هستیم

این گرایش مناسب چه افرادی می باشد

با توجه به تعاریفی که در ابتدا آوردیم باید تقریبا متوجه شده باشید که اگر روحیه ای دغدغه مند داشته باشید این گرایش برای شما بهترین انتخاب می باشد. ما در این گرایش به دنبال راه هایی هستیم که با هدف کاهش هزینه ها و افزایش سودآوری با رعایت اصول کیفیت منجر به بهبود فرآیند شرکت شود پس متوجه عمق قضیه شده اید اگر اهل این تیپ کارها نیستید پیشنهاد می کنم دور این گرایش خط بکشید. اگر شما از آن دسته از افرادی هستید که قبل از خرید مسیر را در ذهنشان مرور میکنند که ابتدا سراغ کدام بروید که کمتر در صف و ازدحام باشید، یا از مسیریاب های گوشی استفاده میکنید تا بدانید کدام مسیر شما را زودتر به مقصد میبرد  تا کمتر در ترافیک بمانید پس شما برای این گرایش مناسب هستید. همچنین اگر شما ذاتا افرادی خلاق هستید و در تنگناها به دنبال راه حل هایی هستید که به سرعت آن مشکل را برطرف کنید و یا اگر روحیه ای کنجکاو و جستجوگر دارید این گرایش برای شما گزینه مناسبی هست 

اگر شما عزیزان با خواندن این مقاله به این گرایش علاقه مند شدید و ریاضی به نسبت قوی هم دارید پس این گرایش برای شما مناسب است اما قبل از هر کاری حتما مقاله کدام تیپ شخصیتی مناسب یک مهندس صنایع است؟ را مطالعه نمایید.

کاربردهای دیگر بهینه سازی

این گرایش در سایر رشته های مهندسی هم کاربرد دارد، به عنوان مثال در رشته هوافضا، مهندسان و طراحان ساخت هواپیما به دنبال یافتن راه هایی هستند که بتوانند با کمترین میزان سوخت وسیله پرنده (هواپیما، پهباد، فضاپیما و...) بیشترین مسافت را طی کند. صنایع نظامی هم یکی از کاربردی ترین حوزه های بهینه سازی می باشد که در آن می توان به موشک های نقطه زن اشاره کرد که توسط محقیقین این حوزه به دست آمده است.

اگر شما با مفاهیم این حوزه به خوبی آشنا باشید به خوبی می توانید در شرایط بحرانی مدیریت بحران کنید. به عنوان مثال اگر شما مسئول توزیع و پخش اقلام خوراکی باشید در یک منطقه سیل زده ای که با محدودیت روبرو هستید، میدانید که چگونه اقلام خوراکی را تقسیم کنید که همه افراد راضی و خوشنود باشند. 

مهمترین تاثیر بهینه سازی در کاهش هزینه ها است

اجزای یک مسئله بهینه سازی

برای رسیدن به نقطه بهینه بر اساس آن نتیجه ای که مد نظرمان است، یا باید مسئله را مینیمم کنیم یا ماکسیمم.  برای یک مسئله بهینه سازی اول به دنبال تابع هدفمان هستیم یعنی چیزی که بهینه می کنیم خطی هست یا غیر خطی. حالا آیا در واقعیت زندگی هم تابع هدف داریم؟ خیر ما در زندگی با یک سری قیود سر و کار داریم. سیستم های ما هم تحت تاثیر یک سری قیود کار می کنند. پس به طور کلی یک مسئله بهینه سازی از یک تابع هدف و چندین قید تشکیل شده است که حل این مسائل به کمک روش های بهینه سازی می باشد.

انواع روش های بهینه سازی

  • کلاسیک
  • الگوریتم های فرا ابتکاری هوشمند


نکته قابل توجه این هست که هیچکدام از این دو روش جواب صد در صد بهینه به ما نمی دهد ولی در روش دوم سعی می کنند با توجه به مدل،  نقاط بهینه سازی را به دست بیاورند.( نزدیک ترین حالت ممکن به جواب). در این حالت مهمترین سوالی که به وجود می آید این است که مدل دقیق با جواب تقریبی بهتر است یا جواب تقریبی با روش دقیق؟ از مزیت های خوب الگوریتم های فرا ابتکاری این است که اگر ما مدل دقیقی داشته باشیم یک جواب با دقت خیلی خوب به ما می دهد.

چرا اسم این الگوریتم ها هوشمند است؟

اگر فرض کنیم که در یک مسئله ما برای رسیدن به جواب بهینه بیش از هزار تا فاکتور داشته باشیم، الگوریتم های فرا ابتکاری و هوشمند خودشان از بین این تعداد، فرضا 10 عدد که نزدیک ترین حالت ممکن به جواب داشته باشند و به گونه ای رفتار می کنند که از دل این ده حالت بهینه ترین جواب را برای ما بسازند را انتخاب می کنند. لذا به دلیل استفاده از هوش آنها را هوشمند می نامیم.

کاربرد هوش مصنوعی در بهینه سازی

انواع الگوریتم های فرا ابتکاری

  •  الگوریتم های ژنتیک ( مشهورترین الگوریتم های فرا ابتکاری)
  • الگوریتم های هوش ازدحامی مثل زندگی مورچگان یا حرکت پرندگان (PSO , ACO) و...

که تفاوت این ها به نوع نگاهی که به مسئله داریم فرآیندی که طی می کنیم تا به جواب مسئله برسیم، بستگی دارد. ولی همه اینها در یک مسئله مشترک هستند، چون هیچ دیدی به مسئله ندارند. با تولید یک سری اعداد رندم و فرآیندی که روی این اعداد انجام می گیرد ما به نقطه بهینه می رسیم.  ولی معیاری وجود ندارد برای اینکه ما متوجه بشویم یک مسئله را با کدام مسئله حل کنیم.

نرم افزارهای کاربردی بهینه سازی

تا چند سال پیش تنها ابزاری که برای انجام ساده ترین کارهای بهینه سازی در درس‌هایی مثل تحقیق در عملیات استفاده می شد نرم افزار اکسل بود و افراد کمی بهش تسلط داشتند و خیلی جا نیفتاده بود.

بعدها در اواسط دهه ۸۰ تا ۹۰، خیلی از بچه‌های صنایع از لینگو و لیندو استفاده می کردند.  ولی اگر پایان‌نامه های دهه ۹۰ به بعد رو که نگاه کنید می بینید که گمز و متلب هم به این نرم افزارها اضافه شده اند.

و در حال حاضر پایتون و کتابخانه‌های فوق العادش به جدیدترین ابزار برای بهینه سازی تبدیل شده اند. 

ما در گروه آموزشی پارس پژوهان دوره های مختلفی برای بهینه سازی داریم که از جمله آن ها می توان به نرم افزار GAMS که یکی از قدرتمند ترین نرم افزارها در حوزه بهینه سازی است، اشاره کرد. یکی دیگر از دوره های مهم در این حوزه می توان به بهینه سازی با MATLAB اشاره کرد که یکی از پرطرفدارترین نرم افزارها در این حوزه در بین جامعه مهندسی می باشد.

خروجی یک نمونه مسئله بهینه سازی در نرم افزار متلب

نتیجه گیری

در این مقاله سعی کردیم تا جای ممکن شما را با گرایش بهینه سازی سیستم ها و اهمیت این گرایش و بازار کار خوب این رشته و همچنین کاربردهای بیشمار آن آشنا کنیم. اما برای پی بردن به اهمیت مفهوم بهینه سازی در انتها این مقاله قصد داریم به شما یکی از بهترین فیلم های تاریخ سینما دنیا که می توان در آن نقش و تاثیر مبحث بهینه سازی را به خوبی درک کرد پیشنهاد بدهیم، فیلم سینمایی The Imitation Game (بازی تقلید) که درباره زندگی نامه ریاضی دان بزرگ آلن تورینگ می باشد. برای مشاهده و دانلود فیلم کلیک نمایید.

 

نویسنده: پوریا گرجی، کارشناس دپارتمان صنایع در گروه آموزشی پارس پژوهان

اشتراک گذاری

نظرات (0)

  نظرات

هیچ نظری ثبت نشده است.