Nghiên cứu ứng dụng giải thuật di truyền để lập kế hoạch sản xuất tại nhà máy cơ khí

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Phúc
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Ngọc Hiền
• Trường học: Đại học quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật công nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Giải Thuật Di Truyền Lập Kế Hoạch Sản Xuất Tại Nhà Máy Cơ Khí
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do hình thành đề tài
• 1.2. Mục tiêu và nội dung thực hiện
• 1.3. Phạm vi và giới hạn
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Cấu trúc của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lý thuyết lập kế hoạch
• 2.2. Lý thuyết về giải thuật di truyền
• 2.2.1. Tính chất của giải thuật di truyền
• 2.2.2. Các bước thực hiện GA
• 2.2.3. Tham số của giải thuật di truyền
• 2.2.4. Ưu điểm và nhược điểm của GA
• 2.2.5. Ứng dụng của GA
• 2.3. Các nghiên cứu liên quan
• 2.3.1. Nghiên cứu sách - Book
• 2.3.2. Nghiên cứu bài báo khoa học - Article
• 2.4. Phương pháp thực hiện
• 2.4.1. Thu thập và phân tích số liệu
• 2.4.2. Phương pháp thực hiện
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tổng quan về công ty
• 3.2. Cấu trúc tổ chức
• 3.3. Phân tích hiện trạng
• 3.3.1. Mặt bằng nhà máy
• 3.3.2. Quy trình tổ chức sản xuất
• 3.3.3. Năng lực sản xuất
• 3.3.4. Tiếp cận vấn đề
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA BÀI TOÁN VÀ LỜI GIẢI
• 4.1. Xác định các thông số
• 4.2. Các bước thực hiện lời giải
• 4.2.1. Khởi tạo lời giải ban đầu
• 4.2.2. Giao hoán - Crossover
• 4.2.3. Đột biến - Mutation
• 4.2.4. Đánh giá - Evaluation
• 4.2.5. Xây dựng chương trình để xác định lời giải
• 4.2.6. Giao diện làm việc của Matlab
• 4.2.7. Kết quả bài toán
• 4.3. Xác định điều kiện dừng của bài toán
• 4.4. Nhận xét kết quả lời giải
• 4.5. Dự báo rủi lo khi đưa phương án kế hoạch áp dụng vào thực tế
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Những hạn chế
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Tổng quan về ứng dụng giải thuật di truyền

Trong bối cảnh sản xuất hiện đại, giải thuật di truyền đã trở thành một công cụ mạnh mẽ trong việc tối ưu hóa lập kế hoạch sản xuất tại nhà máy cơ khí. Ứng dụng giải thuật này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất sản xuất mà còn giảm thiểu chi phí và thời gian thực hiện. Qua việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý sản xuất, nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng giải thuật di truyền có thể tối ưu hóa quy trình sản xuất bằng cách tìm ra giải pháp tối ưu cho bài toán lập kế hoạch. Theo đó, mô hình hóa quy trình sản xuất và xây dựng hàm mục tiêu cho bài toán là bước quan trọng để đạt được kết quả tốt nhất. Như một nghiên cứu đã nhấn mạnh: "Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất là chìa khóa cho sự thành công của bất kỳ doanh nghiệp nào trong ngành cơ khí."

1.1. Vai trò của giải thuật di truyền trong lập kế hoạch sản xuất

Giải thuật di truyền (GA) là một phương pháp tối ưu hóa dựa trên nguyên lý của chọn lọc tự nhiên và di truyền. Trong lập kế hoạch sản xuất, GA cho phép tìm kiếm giải pháp tối ưu trong không gian giải pháp lớn mà các phương pháp truyền thống khó có thể thực hiện. Việc tối ưu hóa sản xuất thông qua GA giúp giảm thiểu thời gian sản xuất và chi phí, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn lực. Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng "GA có khả năng xử lý các bài toán phức tạp mà không cần biết trước cấu trúc của giải pháp tối ưu, từ đó mở ra nhiều cơ hội mới cho các nhà quản lý sản xuất."

II. Mô hình hóa bài toán lập kế hoạch sản xuất

Mô hình hóa bài toán lập kế hoạch sản xuất là bước thiết yếu trong nghiên cứu này. Đầu tiên, cần xác định các thông số và biến đầu vào cho mô hình. Các thông số này bao gồm thời gian sản xuất, số lượng nguyên vật liệu, và số lượng công nhân cần thiết. Việc xây dựng mô hình hóa sản xuất không chỉ giúp xác định rõ ràng các yếu tố ảnh hưởng mà còn tạo điều kiện cho việc áp dụng giải thuật di truyền. Theo tài liệu nghiên cứu, "Việc xác định chính xác các thông số đầu vào là yếu tố quyết định đến độ chính xác và hiệu quả của mô hình lập kế hoạch sản xuất."

2.1. Xác định các tham số cho mô hình

Các tham số được xác định trong mô hình bao gồm thời gian hoàn thành, chi phí sản xuất và nguồn lực sẵn có. Việc xác định chính xác những tham số này sẽ giúp xây dựng hàm mục tiêu cho bài toán, từ đó tạo ra các giải pháp tối ưu hơn. Như một nghiên cứu đã chỉ ra: "Việc không xác định rõ ràng các tham số đầu vào có thể dẫn đến những sai lệch lớn trong kết quả cuối cùng, ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất của nhà máy."

III. Phân tích kết quả và ứng dụng thực tế

Sau khi áp dụng giải thuật di truyền vào bài toán lập kế hoạch sản xuất, kết quả thu được cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong hiệu suất sản xuất. Việc phân tích dữ liệu cho thấy rằng hiệu suất sản xuất đã tăng lên đáng kể, đồng thời chi phí sản xuất cũng được giảm thiểu. Kết quả này chứng minh rằng việc ứng dụng GA trong quản lý sản xuất không chỉ mang lại lợi ích về mặt kinh tế mà còn cải thiện khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. Một chuyên gia trong lĩnh vực này đã nhận định: "Sự thành công trong việc ứng dụng GA trong lập kế hoạch sản xuất là minh chứng cho tiềm năng to lớn của công nghệ này trong ngành công nghiệp hiện đại."

3.1. Đánh giá hiệu quả ứng dụng

Đánh giá hiệu quả ứng dụng của giải thuật di truyền trong lập kế hoạch sản xuất cho thấy rằng các doanh nghiệp có thể đạt được lợi nhuận cao hơn thông qua việc tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng "các doanh nghiệp áp dụng GA có khả năng tối ưu hóa quy trình sản xuất tốt hơn so với các phương pháp truyền thống, từ đó nâng cao lợi nhuận và giảm thiểu rủi ro."