استعمال الخوارزمية الجينية لإيجاد الامثلية في انجاز المشاريع في بيئة ضبابية مع تطبيق عملي
الطالب : علي حسين عبد علي المشرف : أ.م.د. عبد المنعم كاظم
تمت في كلية الادارة والاقتصاد – جامعة بغداد ، مناقشة رسالة الماجستير في تخصص بحوث العمليات للطالب ( علي حسين عبد ) عن دراسته الموسومة ” استعمال الخوارزمية الجينية لإيجاد الامثلية في انجاز المشاريع في بيئة ضبابية مع تطبيق عملي “.
منذ اواخر عام (1950sم) اصبح اسلوب المسار الحرج (CPM) وأسلوب تقييم ومراجعة البرامج (PERT) من الاساليب المهمة والمستعملة على نطاق واسع وأدوات قيمة لتخطيط وجدولة المشاريع الكبيرة والرقابة عليها وعندما يحدث بعض تأخير في انجاز المشروع ربما يكون من الضروري ضغط الانشطة الحرجة عن طريق زيادة موارد النشاط فوق المستوى العادي وغالباً ما يكون بالإمكان تسريع او ضغط مدة بعض او جميع الانشطة عن طريق تخصيص المزيد من الموارد على حساب تكلفة مباشره أعلى للنشاط وهذا الضغط للأنشطة يمكن ان يتحقق بواسطة العمل في نوبات متعددة (ايام عمل طويلة) واستعمال معدات اكبر وأكثر انتاجية او زيادة حجم العاملين (توظيف المزيد من الايدي العاملة) توفيراً للوقت لكن التكلفة المباشرة للمشروع بالتأكيد سوف تزداد لذا فأن المخططين لجدولة المشاريع يركزون اساساً على ايجاد الطريقة الاكثر فاعلية من حيث التكلفة لانجاز المشروع ضمن فترة زمنية معينه هذا النوع من المشكلة عادةً ما يقال عنه بـمشكلة المبادلة بين الوقت والتكلفة (TCTP).
أن الهدف الرئيس لجدولة المشروع هو انجاز المشروع بأكمله في ظل قيود الميزانية المتاحة والوقت المخطط له وبالتالي فأن الهدف من (TCTP) هو تحديد مدة كل نشاط من اجل تحقيق الحد الادنى للتكاليف الاجمالية للمشروع ، ادارة المشاريع في بيئة غير مستقرة وغير واضحة تؤدي الى قرارات غامضة وغير دقيقة وفي مشاريع البناء بالتحديد فأن الوقت والتكلفة للأنشطة قد تواجه تغيرات كبيرة بسبب الشكوك القائمة مثل (الاقتصاديات ،التضخم ، الضغوط الاجتماعية ، اداء العمل ، اخطاء تنفيذ المقاول ، اخطاء التصميم ، الاحداث الطبيعية مثل التغيرات المناخية وغيرها) لذلك فالوقت الاجمالي وتكلفة المشروع قد تختلف بشكل كبير وبسبب هذه الشكوك تقريباً كل البيانات والمعلومات المطلوبة لتقدير معلمات المشروع هي اما غير متوفرة او غير مكتملة لذا فأن عدم اليقين وفقدان بعض الاجزاء من المعلومات ومعلمات المشروع المتشابكة قد تودي الى جعل نماذج (TCT) غير واقعية بسبب البيئة غير المستقرة وفي الواقع فأن الغالبية العظمى من شركات البناء لا تسجل بانتظام او بصوره دقيقة فترات وتكاليف انشطة المشروع بالإضافة الى ذلك في كثير من الحالات يتم المشروع لأول مره وبما ان كل مشروع هو مشروع فريد من نوعه هذا يدفعنا الى استخدام او اخذ رأي الخبراء (المهندسين او المقاولين) في تنبؤ معلمات المشروع.
تعد مشكلة الضبابية في انجاز المشاريع وبخاصة مشاريع الابنية واحدة من المشاكل المهمة التي ينبغي وضع حلول مناسبة لها بهدف الحصول على مشروع متكامل وناجح وضمن المواصفات القياسية المطلوبة من خلال الالتزام بوقت الانجاز واستثمار الموارد المتاحة للجهة المنفذة للمشروع افضل استثمار ، ان هذه المشكلة ناتجة اما عن معلومات او بيانات غير دقيقة تعاني من الغموض او لوجود نقص فيها سواء كانت متعلقة بوقت او بتكلفة الانجاز.
تهدف هذه الرسالة الى وضع نهج اكثر واقعية وموضوعية لإيجاد الامثلية في وقت وكلفة انجاز المشاريع وبخاصة مشاريع الابنية ضمن بيئة ضبابية لذا كانت الحاجة ملحة وضرورية في معالجة مشكلة عدم دقة وغموض البيانات والمعلومات الخاصة بأحد مشاريع الابنية في الجامعة التكنولوجية من خلال توظيف مفهوم المنطق الضبابي وتطبيق لنظرية المجموعة الضبابية في برمجة لغة (MATLAB) واستعمال تقنية المبادلة الحديثة بين الوقت والكلفة (TCT) لتقليص وقت تنفيذ المشروع وبأقل زيادة ممكنة في التكاليف بواسطة تطبيق برمجيات ادارة المشاريع كبرنامج (MS Project) وإيجاد الحل الامثل (ايجاد الامثلية) لنتائج عملية تقليص وقت انجاز المشروع باستعمال خوارزميات الذكاء الاصطناعي كاستعمال الخوارزمية الجينية (GA) للحصول على مشروع متكامل وناجح ضمن الفترات الزمنية والتكاليف المخطط لها وضمن الموارد المتاحة للجهة المنفذة للمشروع.
قام الباحث باستعمال نهج علمي واقعي لمعالجة مشكلة عدم دقة وغموض البيانات والمعلومات المتعلقة بأحد مشاريع الابنية المتلكئة عن طريق تطبيق مفهوم المنطق الضبابي ونظرية المجموعة الضبابية واستعمال نظام الاستدلال الضبابي (FIS) وقواعد الشرط والنتيجة (If-Then Roles) ضمن برمجة لغة (MATLAB).
وتتكون الرسالة بشكل عام من اربعة فصول ، يتضمن الفصل الاول : المقدمة ، مشكلة البحث ، هدف البحث ، الاستعراض المرجعي ، اما الفصل الثاني فيتعلق بالجانب النظري ويتضمن بعض المفاهيم والقواعد الاساسية التي تساعد على فهم الناحية النظرية لمشكلة البحث حيث يضم هذا الفصل ثلاثة مباحث يتعلق المبحث الاول بمفهوم المنطق الضبابي ونظرية المجموعة الضبابية ويتناول المبحث الثاني مفهوم المخططات الشبكية ومراحل انجاز المشاريع وطرق تحديد المسار الحرج وشرح لتقنية المبادلة الحديثة بين الوقت والكلفة (TCT) ويشمل المبحث الثالث توضيح لمفهوم الخوارزمية الجينية (GA) والية عملها ومراحل تنفيذها.
اما الفصل الثالث فيتعلق بالجانب العملي و يتضمن عرض البيانات التي تم جمعها عن طريق الخبراء والمختصين لأحد مشاريع الابنية في الجامعة التكنولوجية والذي يعاني من مشكلة الضبابية في الانجاز لــ (26( نشاط ، اما الفصل الرابع فيتضمن اهم الاستنتاجات التي توصلت اليها الرسالة والتوصيات للدراسات المستقبلية.
تم التوصل الى مجموعة من الاستنتاجات من الباحث نذكر منها :
1. حقق النهج الجديد في معالجة مشكلة الضبابية لبيانات المشروع باستعمال نظام الاستدلال الضبابي (FIS) ضمن برمجة لغة (MATLAB) بواسطة تطبيق اسلوب قواعد الشرط والنتيجة (If-Then Rules) مرونة كبيرة عند التعامل مع اكثر من مؤثر واحد في المشروع (مدخلات متعددة) وأكثر من ناتج واحد لهذا التأثير(مخرجات ضبابية متعددة) وذلك بسبب قدرة هذا النهج على ترجمة المتغيرات اللغوية الوصفية الى متغيرات كمية عددية عن طريق صياغة مصفوفة (If-Then Rules) وبالنتيجة الحصول على معالجة واقعية ومنطقية لبيانات المشروع.
2. ساهم النهج الجديد في المبادلة بين الوقت والكلفة (TCT) في تمييز النشاطات الحرجة التي تعمل على تسريع وقت انجاز المشروع بالمقارنة مع وقته الطبيعي ، فضلا عن تحقيق اقل زيادة في تكلفة المشروع إذ تتزايد الحاجة الى استعمال الخوارزمية الجينية مع تعدد بدائل تنفيذ النشاطات المختلفة بهدف التقرب اكثر من حالة الامثلية المطلوبة لاغراض تحسين ادارة المشروع.
3. يؤدي نقصان الموارد المتاحة لتنفيذ نشاطات المشروع الى اطالة مدة الانجاز مع ارتفاع الكلف المرافقة لعملية تنفيذ المشروع مما يبرر الحاجة الى اعتماد معياري الكلفة والوقت في دراسة امكانية تحسين عملية ادارة المشروع بعد الاخذ بنظر الاعتبار الضبابية المحيطة بهما وبالتالي العمل على توليد البدائل المطلوبة لمشكلة المبادلة الصحيحة بينهما عبر استعمال الخوارزمية الجينية والتركيز على الانشطة الحرجة وكلف التنفيذ.
4. تتزايد الحاجة الى تبني أكثر من معيار واحد في تحسين عملية ادارة المشروع ، إذ ان اعتماد الكلفة وحدها او الوقت بمفرده دون دراسة المبادلة المطلوبة بينهما قد ينعكس على عدم توليد الحلول والبدائل الممكنة لمشكلة تخصيص الموارد النادرة لتقليص وقت انجاز المشروع باقل زيادة ممكنة في الكلفة.
من خلال النتائج والاستنتاجات التي تم التوصل اليها يقترح الباحث مجموعة من التوصيات للدراسات المستقبلية ضمن مجال البحث ونذكر منها :
1. اتباع آليات وطرق محددة تسهم في معالجة الغموض وعدم الوضوح المرافقين لبيئة المشاريع العراقية من خلال تطبيق نظرية المجاميع الضبابية في مختلف المشاريع وبخاصة مشاريع الابنية بأستعمال برمجة لغة (MATLAB) بما يضمن تحقيق افضل معالجة للبيانات في ظل البيئة الضبابية مع اهمية التوسع في توظيف المجموعات الضبابية والأرقام الضبابية في المخططات الشبكية.
2. استعمال قواعد الشرط والنتيجة (If-Then Rules) ضمن نظام الاستدلال الضبابي (FIS) في برمجة لغة (MATLAB) لمعالجة مشكلة الضبابية لجميع المسائل والمشاريع التي تعاني من هذه المشكلة لما تمتاز به من اختصار للوقت وتقليل للجهد عند معالجة البيانات الضبابية.
3. يوصي الباحث دائرة قسم الشؤون الهندسية في الجامعة التكنولوجية بالاعتماد على النتائج التي توصلت اليها الدراسة لضمان نجاح خططها المستقبلية لمشاريعها المختلفة.
4. ان الاعتماد على مبدأ التنبؤ في تقدير الفترات الزمنية والتكاليف لأنشطة المشروع كاستعمال اسلوب دلفي غير مجدي وغير مفيد في مشاريع الابنية وذلك لان كل مشروع هو مشروع فريد من نوعه وبالتالي فأن استعمال اسلوب قواعد الشرط والنتيجة (If-Then Rules) ضمن نظام الاستدلال الضبابي (FIS) لمعالجة البيانات الضبابية يحقق نتائج اكثر منطقية ومقبولية بسبب قدرة هذا الاسلوب في اخذ جميع العوامل المؤثرة في المشروع بنظر الاعتبار.