KFUPM ePrints

Mathematical models for quality in multistage production systems.

Al-Fawzan, Mohammad Abdulrahman (1997) Mathematical models for quality in multistage production systems. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
6Mb

Arabic Abstract

ندرس في هذه الأطروحة أنظمة الانتاج المتسلسلة ، حيث يكون للمنتج حد قياسي أعلى لجودة المنتج وحد قياسي أدنى ، وتسوء عملية التصنيع مع الوقت أي أن متوسط عملية الانتاج ينحرف مع الوقت باستمرار سواء في الاتجاه الموجب أي نحو الحد القياسي الأعلى أو في الاتجاه السالب أي نحو الحد القياسي الأدنى . هذا بالطبع يزيد من عدد المنتجات التالفة مع الوقت . تدرس هذه المشكلة في كل من أنظمة الانتاج ذات المرحلة الواحدة وذات المراحل المتعددة . بالنسبة لأنظمة الانتاج ذات المرحلة الواحدة ، سيتم تطوير نموذج رياضي لإيجاد القيم المثلى لكل من الوضع الأولي لمتوسط عملية الانتاح وطول فترة الانتاج آخذين في الاعتبار أن هناك حد قياسي أعلى لجودة المنتج وحد أدنى . كما ستدرس تأثير تخفيض الانحراف المعياري على التكلفة الكلية وأثر عوامل النموذج على الحل . بالإضافة إلى ذلك ، سوف تقوم بتطوير نموذج رياضي عام لأي دالة انحراف ولأي دالة احتمالات . بالنسبة لأنظمة الانتاج ذات المراحل المتعددة ، ستطور نموذج رياضي لإيجاد القيم المثلى لكل من متوسطات العمليات وأطوال فترات الانتاج لكل مرحلة ، حيث أن الهدف هو تخفيض تكلفة الجودة والصيانة وغرامات تأخير الطلبات . كما سندرس ونحلل أثر عوامل النموذج الرياضي ، وكذلك أثر تخفيض الانحراف المعياري لكل عملية على التكلفة الكليـّة . سوف نطور النموذج السابق إلى نموذج رياضي آخر ، حيث سنأخذ في الاعتبار وجود مناطق تخزين بين المراحل المختلفة وإمكانية اجراء صيانة لكل عملية عبر تخفيض معدل الانحراف . أخيراً سوف نقوم بتطوير خوارزمية جديدة لإيجاد الحلول المثلى الشاملة للنماذج الرياضية السابقة . سيختبر أداء هذه الخوارزمية بدوال اختبارية قياسية وسيقارن بأداء أفضل الهوارزميات المنشورة . لقد أثبتت النتائج أن أداء الخوارزمية التي طورناها أفضل من أداء الخوارزميات الموجودة مما يجعلها مفيدة جداً في حل النماذج الرياضية المطورة في هذه الأطروحة .

English Abstract

In this dissertation, we consider multistage production systems in which the product has an upper specification limit (USL) and a lower specification limit (LSL) on its quality characteristic and the process deteriorates with time. That is, the mean setting of the production process drifts continuously with time, in either the positive (i.e. towards USL) or the negative (i.e. towards LSL) directions. This causes more defective items to be produced with time. We study this problem for both single and multistage production systems. For single stage production systems, we develop a mathematical model which finds the optimal initial mean setting of the process and the optimal production cycle length when there are both USL and LSL on the quality characteristic of the product. We also study the effect of the variance reduction on the total cost of the model and conduct a sensitivity analysis to study the effect of changes in model parameters on its solution. Moreover, we develop a model for the single stage production system for general drift function and general probability density function of the quality characteristic of the product. We extend the results of the single stage to multistage production systems. We develop a mathematical model for these systems to minimize the cost of processes adjustments, quality, and penalty for failing to deliver demanded items on time. The model gives optimal initial mean settings for the processes and optimal production cycle lengths for every process in each stage. The parameters of this model are studied and analyzed to see their effects on the total cost by sensitivity analysis. We also study the effects of the variance of the process at every stage on the expected total cost per good item for the above model. We extend the multi-stage model to incorporate the work in process (WIP) inventory between stages and the maintenance of the stages through the reduction of the drift rate of each stage. We develop a new global optimization algorithm for solving the above models. The algorithm is a hybrid approach which uses tabu search and Hooke and Jeeves schemes. The performance of the algorithm is tested on standard test functions and is compared with other global algorithms in the field. Results show that the algorithm outperforms all of these global algorithms which make it very useful for the optimization of the developed models in this dissertation.



Item Type:Thesis (PhD)
Date:December 1997
Date Type:Completion
Subjects:Engineering
Divisions:College Of Computer Sciences and Engineering > Systems Engineering Dept
Creators:Al-Fawzan, Mohammad Abdulrahman
Committee Advisor:Al-Sultan, Khaled
Committee Members:Duffuaa, Salih O. and Andijani, Abdulbasit A. and Shuaib, Abdelrahman N. and Ben-Daya, Muhammad
ID Code:9890
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:51
Last Modified:25 Apr 2011 09:28

Repository Staff Only: item control page