۱۱
۶
۸
۴
۱۰
۵
شکل ۴-۱۵ فرایند موجه سازی جواب
۴-۴ تنظیم پارامترها برای الگوریتمهای فراابتکاری با بهره گرفتن از روش تاگوچی
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
روش تعریف و بررسی تمامی شرایط ممکن در یک آزمایش شامل چند فاکتور، طراحی آزمایشات نامیده می شود. این روش در برخی منابع طراحی فاکتوریلی نامیده می شود. در طراحی فاکتوریلی تعداد کامل آزمایشات ممکن N عبارت است از که در آنL تعداد سطوح انتخاب شده در هر فاکتور و m تعداد فاکتورهای تحت بررسی است. در اینگونه آزمایشات دقت آزمایش با بهره گرفتن از تحلیل آماری (ANOVA) تعیین می شود. اگر فرض کنیم در یک آزمایش دارای ۱۵ جز مختلف(فاکتور) و هرکدام تنها در دو سطح قابل تغییر باشند در این حالت ۳۲۷۶۸ آزمایش میبایست انجام گیرد تا بهترین کیفیت را بدست آورد. از دیدگاه هزینه و زمان، برنامه تحقیق و بهینه سازی با این حجم گزاف بوده و صرفه اقتصادی ندارد. در اینگونه موارد از آزمایشات فاکتوریلی جزئی استفاده می شود که منجر به کاهش تعداد آزمایشات میگردد. این قبیل آزمایشات مستلزم محاسبات ریاضی زیاد در مراحل طراحی آزمایشات و تحلیل نتایج است. تاگوچی این نوع طراحی را ساده و استاندارد کرد بطوریکه دو مهندس به یک نتیجه برسند.
در روش تاگوچی نتایج آزمایشات به منظور رسیدن به اهداف زیر مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرند.
ایجاد شرایط بهینه در تولید یک محصول یا یک فرایند.
ارزیابی سهم هر فاکتور به صورت مجزا.(تحلیل واریانس عملیات آماری و معمولی است که برای تعیین درصد سهم هر فاکتور بر روی نتایج اعمال می شود. مطالعه و بررسی جدول ANOVA برای تحلیل معین در تعیین اینکه کدام یک از فاکتورها نیاز به کنترل دارند و یا ندارند کمک زیادی می کند.)
ارزیابی پاسخ بدست آمده تحت شرایط بهینه( به محض تعیین شدن حالت بهینه معمولا انجام یک آزمایش تأیید در شرایط بهینه مفید است.)
تاگوچی دو روش متفاوت برای انجام و کامل کردن تحلیل پیشنهاد می کند:
روش استاندارد، که در آن یک موقعیت آزمایش و یا میانگین نتیجه بدست آمده از تکرار یک موقعیت آزمایش به واسطه اثر عمده و ANOVA پردازش می شود.
روش دوم که تاگوچی شدیدا برای آزمایشات همراه با تکرار توصیه می کند استفاده از نسبت سیگنال به نویز یا پیام به بینظمی(S/N) برای مراحل یکسان در تحلیل است. این تحلیل با بهره گرفتن از تغییرات نتایج، بهترین و قویترین شرایط کاری را تعیین می کند.
در این پژوهش از روش دوم یعنی نسبت سیگنال به نویز یا پیام به بینظمی(S/N) برای تنظیم پارامترهای الگوریتم های فرا ابتکاری استفاده می شود.
فاکتورهای کنترل که سهم مهمی در کاهش تغییرها (بهبود کیفیت) دارند از طریق مقدار تغییرهایی که در متغیر پاسخ ایجاد می کنند به راحتی قابل تشخیص هستند. روش تاگوچی با تبدیل داده های تکراری به یک مقدار دیگر که بیانگر اندازه تغییرها میباشد روش نسبت (S/N) را ارائه میدهد.
دکتر تاگوچی با بهره گرفتن از نسبت (S/N) که در آن میانگین مجذور مربع ها به کمک یک مقیاس لگاریتمی بیان می شود، ادعا می کند که نتایج به کمک نسبت (S/N) خطی تر رفتار مینمایند. وی اذعان می کند که رفتار خطی نتایج، یک فرض لازم برای نتیجه نهایی در شرایط بهینه میباشد.
نسبتهای (S/N) به دستههای زیر تقسیم میشوند:
نسبت اسمی-بهتر: از این نسبت در صورتی استفاده مینماییم که منظور کاهش تغییرپذیری پیرامون مقدار خاصی در تابع هدف باشد. باید در طراحی بهینه این نسبت بیشینه شود. رویکرد تاگوچی در این نسبت، کاهش واریانس و سپس منطبق کردن میانگین بر مقدار هدف است.
نسبت کوچکتر-بهتر: از این نسبت درصورتی استفاده مینماییم که وقتی بخواهیم تا حد ممکن پاسخ را کمینه نماییم.
نسبت بزرگتر-بهتر: از این نسبت در صورتی استفاده مینماییم که وقتی بخواهیم تا حد ممکن متغیر پاسخ را بیشینه نماییم.
در این تحقیق از معیار دوم یعنی نسبت کوچکتر-بهتر باتوجه به ماهیت مسأله استفاده خواهد شد.
۴-۵ جمعبندی
آنچه در این بخش مطرح شد یک رویکرد دو فازی برای زمانبندی عملهای جراحی در اتاق عمل میباشد. فاز اول با نام فاز استراتژیک مربوط به مرحله طراحی میباشد و فاز دوم با نام فاز عملیاتی مربوط به مرحله به کارگیری از نتایج حاصله از فاز اول میباشد. هدف اصلی این بخش ارائه مدلها و روشهای حل برای مدلهای این دو فاز است. در فاز اول باید تعداد تیمهای مورد نیاز از بین تیمهای در دسترس با توجه به اهداف مورد نظر انتخاب شوند و سپس با توجه به تیمهای انتخاب شده باید برای جراحیهای موجود در هر روز در فاز دوم، زمانبندی بهینه انتخاب شود.
در این فصل ابتدا فاز اول معرفی شده که از یک مدل دو هدفه برای مدلسازی آن استفاده شده است. در این قسمت زمانهای انجام عمل جراحی به صورت غیر قطعی در نظر گرفته شده است. اما داده های کافی برای تخمین توزیع زمان انجام عمل جراحی وجود نداشته و به همین خاطر از زمانبندی استوار برای مدلسازی فاز اول در تابع هدف اول که مربو ط به مجموع زمان در جریان کارهاست استفاده شده است. تابع هدف دوم مربوط به هزینه بکارگیری تیمها میباشد. سپس رویکرد -محدودیت برای حل این مدل دو هدفه معرفی شده است. در فاز دوم از یک رویکرد بر پایه قابلیت اطمینان برای مدلسازی این قسمت استفاده شده است که هدفهای آن عبارت است : مجموع زماندرجریانکارها، بیکار نگه داشتن یک تیم و متعادل کردن بار کاری بر روی هر تیم. در انتهای این فصل نیز دو الگوریتم فرا ابتکاری برای حل مدلهای بزرگ که در زمان منطقی به جواب مناسب نمیرسند نیز معرفی شده است.
فصل ۵
تحلیل نتایج
۵-۱ مقدمه
در بخشهای پیشین، صورت مساله به شکل مشروح بیان گردید. رویکرد مورد استفاده در این تحقیق یک ویکرد دو فازی است. که فاز اول مربوط به طراحی و فاز دوم مربوط به برنامه ریزی(فاز عملیاتی) میباشد. در ادامه ابتدا به حل فاز یک یعنی فاز طراحی پرداخته می شود و پس از رسیدن به جواب، فاز عملیاتی شروع به کار خواهد کرد. حل فاز اول که مربوز به حل یک مدل برنامه ریزی خطی به صورت حل دقیق و با رویکرد -محدودیت با بهره گرفتن از نرمافزار GAMS انجام شده است.
برای فاز دوم نیز مسائل کوچک و متوسط توسط نرم افزار GAMS و به صورت دقیق حل شده است و برای مسائل بزرگ نیز زمان حل توسط این نرمافزار در زمان منطقی جوابگو نمی باشد به همین دلیل با بهره گرفتن از الگوریتمهای فرا ابتکاری معرفی شده در فصل قبل به حل آنها پرداخته شده است.
۵-۲ نتایج بدست آمده از فاز اول: فاز استراتژیک(طراحی)
فاز یک مربوط به مرحله طراحی اتاقهای عمل یک بیمارستان میباشد. آنچه که در این مرحله حائز اهمیت میباشد انتخاب تیمهای بیهوشی و جراحی با توجه به قابلیت و هزینههایی که دارند میباشد. در واقع فرض بر این است که در فاز طراحی تعدادی از تیمها در دسترس میباشند که از میان آنها باید انتخاب صورت گیرد. در این فاز حداکثر تعداد عملهایی که مرکز جراحی که قرار است طراحی شود در نظر گرفته شده است.
برای این فاز با توجه به توضیحاتی که در فصلهای قبل آمده است اطلاعات مورد نیاز مدت زمان انجام هر عمل جراحی و هزینه به کار گیری هر تیمجراحی با توجه به قابلیت آنها است. تیمهای جراحی نیز تخصص خاص خود را دارند. مثلا تیمهای جراحی قلب و اطفال با توجه به تخصص مربوطه فقط میتوانند جراحیهای مربوط به خود را انجام دهند. برای تیمهایی با تخصص یکسان نیز ممکن است بعضی تیمها از مهارت بالاتری برخوردار باشند و بتوانند چند نوع جراحی را در حوزه تخصص خود انجا دهند و برخی دیگر که دارای تخصص پایینتری هستند تعداد جراحیهایی که میتوانند انجام دهند نیز کمتر است. به طبع برای بهکار گیری تیمهایی با مهارت بالا باید هزینه بیشتری نیز پرداخت. هدف این فاز انتخاب بهترین تیمها با توجه به معیارهای هزینه و زمان در جریان کارها انتخاب بهترین تیمها و تعیین توالی کارها بر روی این تیمها میباشد.
با توجه به مسأله فاز یک که یک مدل ریاضی عدد صحیح مختلط دو هدفه میباشد باید از روشهای تصمیم گیری چند هدفه برای حل آن استفاده کرد. رویکرد که در این تحقیق از آن استفاده می شود یکی از جدیدترین روشهای تصمیم گیری چند هدفه میباشد که -محدودیتنام دارد. روش -محدودیت یکی از جدیدترین و بهترین روشهای تصمیم گیری چندهدفه است که در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. شرح مفصل این روش و مزیتهای آن نسبت به سایر روشها در فصل قبل بیان شده است.
زمان انجام عملهای جراحی به صورت قطعی نمی باشد. همانطور که در بخش قبل گفته شد از آنجا که زمان عملهای جراحی از اهمیت بالایی برخوردار است پس لازم است زمانبندی در شرایط عدم قطعیت انجام گیرد که برای اینکار از زمانبندی استوار استفاده شده است. برای این کار باید سناریوهای زمان انجام عملهای جراحی تخمین زده شوند.
۵-۲-۱ تخمین سناریو زمان انجام عمل جراحی
داده های مورد نظر از یم مرکز خدمات درمانی گرفته شده است. برای این تحقیق ۳ سناریو خوشبینانه و محتمل و بدترین حالت در نظر گرفته شده است.. برای تخمین زمان محتمل، خوشبینانه و بدترین از داده های موجود زمانهای جراحی هر عمل توسط هر تیم استفاده می شود.
بعد از مشخص شدن زمان انجام عملهای جراحی در این تحقیق ابتدا زمانهای جراحی به صورت صعودی مرتب می شود و سپس فرض می شود که ۲۰ درصد ابتدای بازه برای زمانهای عمل مربوط به زمان خوشبینانه و ۶۰ درصد میانی مربوط به زمان محتمل و ۲۰ درصد انتهایی بازه مربوط به بدترین حالت باشد.
فرض کنید داده های مربوط به تیم جراحی ۱ برای یک عمل خاص به شکل جدول (۴-۱) است. ابتدا زمانهای پردازش عملها باید به صورت صعودی مرتب شود.
جدول ۵-۱ زمان انجام یک عمل جراحی خاص توسط تیم اول در یک ماه گذشته مرتب شده به صورت صعودی
۶۰
۵۵
