فهرست مطالب فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق21-1 مقدمه2 1-2 بيان مسأله اساسي تحقيق2 1-3 اهمیت و ضرورت انجام تحقيق3 1-4 جنبه جديد بودن و نوآوري در تحقيق4 1-5اهداف مشخص تحقيق4 1-6 سؤالات تحقیق4 1-7 تعريف واژهها و اصطلاحات فني و تخصصی4 فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق6 2-1 مقدمه7 2-2 تصمیم گیری8 2-2-1 مراحل تصمیم گیری10 2-2-2 انواع تصميم گيري10 2-2-3 روش هاي تصميم گيري11 2-2-4 انواع مدل هاي تصميم گيري11 2-3 تصميم گيري چند معياره11 2-3-1 انواع مدل هاي تصميم گيري چند معياره (MCDM)122-3-1-1 تصميم گيري چند هدفه (MODM)122-3-1-2 تصميم گيري چند شاخصه ()122-3-1-3 انواع روش های تصميم گيري چند شاخصه142-3-1-4 روش مجموع ساده وزین (SAW)152-3-1-5 دلایل بکارگیری تصمیم گیری چند معیاره15 2-3-1-6 لزومتصمیم گیريچندمعیارهدرپروژه ها و مسائل مختلف162-4 جانمایی162-4-1 مدل QAP182-5 تفاوت بین الگوریتم های دقیق وهیورستیک ومتاهیورستیک202-6 الگوريتم ژنتيك242-6-1 تاريخچه242-6-2 كاربرد هاي الگوريتم ژنتيك242-6-3 مزاياي بكارگيري الگوريتم ژنتيك252-6-4 معايب الگوريتم ژنتيك262-6-5 واژگان الگوريتم ژنتيك262-6-6 مفاهيم كليدي در الگوريتم ژنتيك272-7 جمع بندی37فصل سوم: روش تحقیق393-1 مقدمه393-2 روش تحقیق393-3 سوالات تحقیق413-4 اهداف تحقیق413-5 روش های گردآوری اطلاعات41 3-6 اعتبار سنجی423-7 روش حل مدل423-8 شیوه تجزیه و تحلیل داده ها423-9 جمع‌بندی42 فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق454-1 مقدمه454-2 داده های مورد نیاز مدل454-3 محدوده زمانی ومکانی تحقیق454-4 داده های جمع آوری شده454-5 حل مسئله QAP با استفاده از الگوریتم ژنتیک534-6 نتایج حاصل از حل مسئله با استفاده از الگوریتم ژنتیک574-6-1 نتایج حاصل از الگوریتم اول574-6-2 نتایج حاصل از الگوریتم دوم654-6-3 مقایسه دو الگوریتم734-7 استفاده از رویکرد تصمیم گیری چند معیاره در انتخاب استقرار برتر754-8 جمع بندی79فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات825-1 مقدمه825-2 تحلیل نتایج حاصل از حل مدل825-3 نتیجه گیری905-4 پیشنهادات کاربردی905-5 پیشنهادات تحقیقات آتی91منابع و مراجع92پیوست اول شرح الگوریتم اول برای مسئله QAP96پیوست دوم شرح الگوریتم دوم برای حل مسئله QAP106 فهرست جداول جدول 2‑1 مقایسه روش های دقیق، ابتکاری و فراابتکاری22جدول 2‑2 محاسبه احتمال در چرخه رولت34جدول 2‑3 محاسبات روش مسابقه35جدول 2‑4 محاسبات روش رتبه بندی36جدول 4‑1 ماتریس فاصله48جدول 4‑2 ماتریس جریان51جدول 4‑3 نتایج حاصل از 1000 بار تکرار الگوریتم57جدول 4‑4 نتایج حاصل از 2000 بار تکرار الگوریتم60جدول 4‑5 نتایج حاصل از 3000 بار تکرار الگوریتم61جدول 4‑6 نتایج حاصل از 4000 بار تکرار الگوریتم61جدول 4‑7 نتایج حاصل از 5000 بار تکرار الگوریتم62جدول 4‑8 نتایج حاصل از 10000 بار تکرار الگوریتم63جدول 4‑9 نتایج حاصل از 1000 بار تکرار الگوریتم65جدول 4‑10 نتایج حاصل از 2000 بار تکرار الگوریتم66جدول 4‑11 نتایج حاصل از 3000 بار تکرار الگوریتم66جدول 4‑12 نتایج حاصل از 4000 بار تکرار الگوریتم67جدول 4‑13 نتایج حاصل از 5000 بار تکرار الگوریتم68جدول 4‑14 نتایج حاصل از 10000 بار تکرار الگوریتم71جدول 4‑15 استقرار های به دست آمده از الگوریتم دوم با 5000 تکرار76جدول 4‑16 خوشه بندی نقشه دانشگاه برای امتیاز دهی به معیارها76جدول 4‑17 خوشه بندی نقشه دانشگاه برای امتیاز دهی به معیارها76جدول 4‑18 امتیاز هرگزینه با توجه به معیارها در روش SAW77جدول 4‑19 نمره هر گزینه با استفاده از روش SAW78جدول 5‑1 هزینه های چیدمان ها82 فهرست شکل هاشکل 2‑1 نقاط بهینه سراسری و محلی22شکل 2‑2 روش ادغام30شکل 2‑3 چرخه رولت35شکل 2‑4 چرخه رولت در روش رتبه بندی37شکل 4‑1چیدمان تسهیلات موجود47شکل 4‑2 فلوچارت الگوریتم اول54شکل 4‑3 فلوچارت الگوریتم دوم55شکل 4‑4 عدم همگرایی الگوریتم اول (استراتژی بد)56شکل 4‑5 همگرایی الگوریتم دوم (استراتژی خوب)56شکل 4‑6 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 1000 بار تکرار)58شکل 4‑7 نقشه 1000 بار تکرار59شکل 4‑8 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 2000 بار تکرار)60شکل 4‑9 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 3000 بار تکرار)61شکل 4‑10 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 4000 بار تکرار)62شکل 4‑11 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 5000 بار تکرار)63شکل 4‑12 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 10000 بار تکرار)64شکل 4‑13 روند تغییر زمان و هزینه در ازای افزایش تکرار (تولید مثل)64شکل 4‑14 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 1000 بار تکرار)65شکل 4‑15 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 2000 بار تکرار)66شکل 4‑16 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 3000 بار تکرار)67شکل 4‑17 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 4000 بار تکرار)68شکل 4‑18 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 5000 بار تکرار)69شکل 4‑19 چیدمان تسهیلات از5000 تکرار الگوریتم70شکل 4‑20 روند حرکت بهترین جواب هر تولید مثل الگوریتم (برای 10000 بار تکرار)71شکل 4‑21 چیدمان تسهیلات از 1000 تکرار الگوریتم72شکل 4‑22 روند تغییر زمان و هزینه در ازای افزایش تکرار (تولید مثل)73شکل 4‑23 مقایسه هزینه به دست آمده از دو الگوریتم در تکرار های مختلف74شکل 4‑24 مقایسه زمان به دست آمده از دو الگوریتم در تکرار های مختلف74شکل 4‑25 چیدمان بهینه تسهیلات از روش saw79شکل 5‑1 چیدمان موجود تسهیلات84شکل 5‑2 چیدمان حاصل از 10000 بار تکرار الگوریتم دوم86شکل 5‑3 چیدمان حاصل ار روش تصمیم گیری87شکل 5‑4 چیدمان دستی89 فصل اول:مقدمه وكليات تحقیق 1فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیقمسئله استقرار تسهیلات یکی از مسائل مهم دربرنامه ریزی تسهیلات است که درزمینه های مختلفی از قبیل سازمانهای صنعتی، مدیریت بیمارستان وجانمایی خطوط تولید کاربرد دارد. تاکنون الگوریتم های زیادی برای حل این گونه مسائل پیشنهاد شده است بعضی از این الگوریتم ها فقط با داده های کیفی و برخي با دادههای کمی کارمیکنند. ناتوانی درتأثیر دادن همزمان مقادیر کمی وکیفی باعث کاهش کیفیت طرح استقرارمی شود. به نوعي كه برخي از شاخص هاي كيفي مهم در استقرار وارد طرح نمي شود. همچنین دربعضی مواقع ممکن است که نتوان این مقادیر کمی وکیفی را به طور قطعی تعیین کرد. استفاده از نظریه مجموعه های فازی دربرنامه ریزی تسهیلات باعث می شود که بتوان با ترکیب دادههای کمی وکیفی مؤثر برجانمائی، کیفیت طرح استقرار را بهبود داد [3].در تحقیق پیش رو برای طرح جانمایی مناسب ساختمانهای دانشگاه از برنامه ریزی ریاضی و تصمیم گیری چند معیاره بهره میگیریم تا بتوانیم بهترین جواب را از مقایسه نتایج بدستآمده از این دو روش انتخاب کنیم. برنامه ريزي رياضي به منظور در نظر گرفتن شاخص هاي كمي و تصميم گيري چند معياره به منظور در نظر گرفتن شاخص هاي كيفي مورد استفاده قرار مي گيرد. واژهجانمایی بهمدلسازي،فرمولسازيوحلآندستهازمسايلياشارهداردكهبهدنباليافتنبهترينمكانجهتاستقرارمراكزوتسهيلاتهستند. بهعبارتديگرجانماییعبارتستازانتخابجاييبرايتسهيلاتجديد. در واقعبهمنظورحلمسايلمكانيابيباتوجهبهشرايطمتفاوتموجوددرفضايمسئله، مدلهای بسیار متنوعی در کتب و پژوهش های گذشته به چشم میخورد که می توان بعد از شناسایی ویژگیها و عوامل موثر بر مسئله (اعم از اینکه جانمایی تک واحدی است یا چند واحدی و برای مکان صنعتی یا تجاری است و از این قبیل) با استفاده از یکی یا ترکیبی از مدل ها اقدام به حل مسئله مربوطه کرد. به عنوان مثال می توان از مدل های حداکثر پوشش، حداکثر تراکم، وزن دهی یا ارزش دهی به عوامل کیفی، مدل های تصادفی یا مبتنی بر احتمال و مدل های پویا نام برد. انجام مطالعات جانمایی درست و مناسب، علاوه بر تاثیر اقتصادی بر عملکرد تسهیلات، اثرات اجتماعی، زیست محیطی، فرهنگی و اقتصادی در منطقه محل احداث خود خواهد داشت. در ضمن ویژگیهای منطقه ای نیز به عنوان عوامل کلیدی موثر در تعیین محل در مسایل جانمایی محسوب می شوند.همچنین در پژوهش های مختلف از مدل هایی از قبیل ترکیب تصمیم گیری چند معیاره وسیستم اطلاعات جغرافیایی[1] (GIS)، از مدل تحلیل پوششی داده ها (DEA) مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح و یا تلفیق تصمیم گیری چند معیاره و برنامه ریزی عدد صحیح مختلط،روش های تصمیم گیری چند معیاره فازی و در نهایت از ادغام روش های مدل های تصمیم گیری چندمعیاره [2] (MADM) با مدل های تصمیم گیری چند هدفه[3] (MODM) در جهت حل مسئله جانمایی استفاده شده است.در این تحقیق در نظر داریم با توجه به عوامل مختلفی که در چیدمان ساختمانهای دانشگاه موثراست رويه اي كه توانايي در نظر گرفتن معيارهاي كمي و كيفي را داشته باشد پیشنهاد نماييم و با وضعیت فعلی مقایسه، و بهترین را انتخاب کنیم. 51-3 اهمیت و ضرورت انجام تحقيقطراحی چیدمان تسهیلات یک تأثیراساسی درعملکرد کل سیستم دارد وهمیشه به عنوان یک نكته کلیدي برای بهبود بهره وری سیستم های تولیددرنظر گرفته شده است. مسئله جانمایی تسهیلات[4] (FLP) به طور کلی درمورد معیارهای کمی مانند شکل، هزینه انتقال مواد، مجاورت و تقاضای فضا ومعیارهای کیفی از قبیل انعطاف پذیری، همسايگي وکیفیت تمرکز دارد.انتخاب محل مناسب تسهیلات پراكنده يكي از وظايف مهم در زمينه‌ي جانمایی است. جانمایی (مکان‌یابی) را انتخاب مکان برای یک یا چند مرکز جديد، با در نظر گرفتن سایر مراکز و محدودیت‌های موجود می‌دانند به‌گونه‌ای که هدف ویژه‌ای بهینه شود. این هدف می‌تواند هزینه حمل و نقل، ارائه خدمات عادلانه به مشتریان و غیره باشد. انجام مطالعات جانمایی نیازمند تخصص‌هایی از جمله: تحقیق در عملیات، روشهای تصمیم‌گیری، جغرافیا (زمین شناسی و آب و هوا)، اقتصاد مهندسی، علوم کامپیوتر، ریاضی، بازاریابی، طراحی شهر و ... است. بهطوركليجانمایی،فعاليتياستكهاستقرارهايفضاييوغيرفضايييك سرزمينراجهتانتخابمكانمناسببرايكاربريخاصموردارزيابيوتجزيهو تحليلقرارميدهد. انسان در جهت تحمل هزينه كمتر،حصول سود بيشتر و سهولت دسترسي به منابع، مكان فعاليت خود را انتخاب مي نمايد. لیكن باپيچيده تر شدن عوامل موثر بر جانمایی، به ناچار به استفاده از روشهاي علمي ومدرن (خصوصا بعداز جنگ جهاني دوم) رو آورده است. دراين راستا تئوريها، نظريه ها ومدلها ي مختلفي ارائه شده است كه هركدام داراي مزايا ومعايبي بوده وبراي كاربردهاي خاصي در نظر گرفته شده است. اغلب اين نظريه ها در كمي نمودن عوامل موثر بر فرايند مكان يابي تاكيد دارد.در این زمینه چیدمان مناسب ساختمانها و دانشکده های دانشگاه از اهمیت زیادی برخوردار میباشد به طوری که تمام امکانات دانشگاه به راحتی در دسترس باشند و به کمترین میزان رفت و آمد نیاز باشد. 61-4 جنبه جديد بودن و نوآوري در تحقيقدر این طرح مقایسه عملکردی بین تصمیم گیری چند معیاره با برنامه ریزی ریاضی صورت پذیرفته تا كاستي هاي هر روش مشخص شده و بهترين چيدمان با توجه به تجميع مزاياي اين روش ها انتخاب شود.انتخاب بهترین مکان برای ساختمانها و دانشکده های دانشگاهبهترین چیدمان ساختمانها توسط برنامه ریزی ریاضی کدام است؟بهترین چیدمان ساختمانها توسط تکنیک های تصمیم گیری کدام می باشد؟بهترین چیدمان ساختمانها از بین چیدمان موجود و چیدمان های انتخاب شده کدام است؟تصمیم گیری چند معياره: تصميم گيريچندمعيارهيكچارچوبنويدبخشبرايارزيابيمسائلچندبعدي،متناقضوناسازگاراست. اينروشبهمجموعه ايازتكنيكهايتصميمگيريكهدربرگيرندهمجموعهعواملكمي وكيفياست،اطلاقميشود. دراينروشنظراتواهدافمختلفتصميمگيرانمتعدد بطورواضح تركيبشدهوبهتصميم گيراناجازهدادهميشودتامشاهدات،معيارهاوميزاناهميتهريكازآنهارارتبه بندينمودهوبا وجودنظراتناسازگارومخالف،ناسازگاريهارانيزبرطرفنمايد.اينروشدرتنوعگوناگونيازشرايطو موقعيت ها وهمچنينمعضلاتو مشكلاتكههدفهايمختلفيرادنبالميكنندكاربردداشتهاست.برنامه ریزی عدد صحیح: برنامه ریزی عدد صحیح نوع خاصی از برنامه ریزی است که در آن یک یا چند متغیر باید عدد صحیح باشند. برنامه ریزی عدد صحیح اجازه اعمال منطق های که در مدل سازی برنامه ریزی خطی میسر نیست به ما می دهد. مدل سازی عدد صحیح دارای قابلیت انعطاف بیشتری بوده ودرعین حال حل چنین مشکلاتی در عمل مشکل تر می باشد. به عبارت دیگر حل یک مدل برنامه ریزی خطی با میلیونها متغیر، از نقطه نظر حل ممکن است بسیار ساده باشد،اما غالبا حل مدلهای برنامه ریزی با متغیر های صحیح که دارای صدها متغیر هستند بسیار مشکل است.جانمایی[5]: انتخاب مکان مناسب برای یک فعالیت، یکی از تصمیمات پایدار برای انجام یک طرح گسترده است که نیازمند تحقیق در مکان از دیدگاههای مختلف میباشد. از آنجا که جانمایی نیاز به اطلاعات و اهمیت زیادی دارد، حجم بزرگی از اطلاعات جزئی برای معرفی مکانهای مختلف باید جمعآوری، ترکیب و تجزیه و تحلیل شوند تا ارزیابی صحیحی از عواملی که ممکن است در انتخاب تأثیر داشته باشند، صورت پذیرد. بنابراین جانمایی فعالیتی است که قابلیت و تواناییهای یک منطقه را از لحاظ وجود زمین مناسب و کافی و ارتباط آن با سایر کاربریها و پارامترهای دیگر برای انتخاب مکانی مناسب برای کاربری خاص مورد تجزیه و تحلیل قرار میدهد.الگوریتم ژنتیک: الگوریتم ژنتیک روشی جهت حل و بهینه یابی مسائل می باشد که با الهام از نظریه تکامل موجودات طبیعی بوجود امده است اصول اولیه این نظریه توسط جان هلند در سالهای 1962 تا1965 ارائه شد.