بهینه سازی ریاضی برنامه ریزی تولید داده محور بر اساس ویژگی های محیط برنامه ریزی تولید برای ردیابی و تاخیر محصولات در صنعت دارویی بیوفارما
کلمات کلیدی:
برنامهریزی تولید داده محور, بهینهسازی ریاضی, الگوریتم ژنتیک, صنعت دارویی بیوفارماچکیده
برنامهریزی تولید داده محور با بهرهگیری از فناوریهای نوین مانند هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و تحلیل دادههای بزرگ، امکان بهینهسازی فرآیندهای تولید، پیشبینی بهتر تقاضا و مدیریت مؤثر منابع را فراهم میسازد. در صنعت زیستدارو، که با عدم قطعیتهای فراوانی مانند نوسانات بازار، پیچیدگی زنجیره تأمین و تغییرات کیفی در تولید مواجه است، استفاده از روشهای دادهمحور میتواند مزیت رقابتی قابل توجهی ایجاد کند .مطالعات اخیر نشان داده است که بسیاری از شرکتها در اتخاذ فناوریهای داده محور و برنامهریزی برای تولید داده محور با چالشهای زیادی روبرو هستند. بسیاری از این مشکلات به ویژگیهای محیط برنامهریزی تولید مربوط میشود، بنابراین درک این ویژگیها برای تعیین نیازها و فرصتها برای برنامهریزی تولید داده محور ضروری است. بنابراین هدف اصلی مقاله ارائه یک مدل بهینهسازی برای برنامهریزی تولید داده محور بر اساس ویژگیهای محیط برنامهریزی تولید در صنعت دارویی بیوفارما میباشد. در پژوهش حاضر از مطالعه موردی (توصیفی- ریاضی) درصنعت دارویی، استفاده شده است. دادهها از طریق مشاهدات و بازدید از سایتهای تولید، کارگاهها، جلسات و مصاحبههای رسمی با مدیران و برنامهریزان تولید ، مدیران تامین و فناوری، مدیران نوآوری و مهندسان خط تولید جمعآوری شده است. دادههای مساله با استفاده از نرمافزار CPLEX GAMS 24.4 و الگوریتم ژنتیک در نرمافزارMatlab R2022b تحلیل شده است. در نهایت یک مدل مفهومی داده محور و هوشمند (به جای مدل سنتی) برنامهریزی تولید مبتنی بر انعطافپذیری تولید ، سیستمهای هوشمند و خبره ارائه می شود.
دانلودها
مراجع
Bueno, A., Filho, M. G., Carvalho, J. V., & Callefi, M. (2022). Smart Production Planning and Control Model. In A. Mesquita, A. Abreu, & J. V. Carvalho (Eds.), Perspectives and Trends in Education and Technology (Vol. 256). Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-16-5063-5_21
Bueno, A. F., Godinho Filho, M., & Frank, A. G. (2020). Smart production planning and control in the industry 4.0 context: a systematic literature review. Computers & Industrial Engineering, 106774. https://doi.org/10.1016/j.cie.2020.106774
Chien, C. F., & Chen, Y. J. (2022). Data-driven smart manufacturing: Applications, trends and challenges. Journal of Manufacturing Systems, 62, 279-290.
García, E., Hoon Kwak, D., Jeong, Y., & Wiktorsson, M. (2024). Machine learning in smart production logistics: a review of technological capabilities. International Journal of Production Research, 1-35. https://www.researchgate.net/publication/382464697_Machine_learning_in_smart_production_logistics_a_review_of_technological_capabilities
Gomez-Gasquet, P., Boza, A., Perales, D. P., & Esteso, A. (2024). A Deep Reinforcement Learning Approach for Smart Coordination Between Production Planning and Scheduling. In R. Rodríguez-Rodríguez, Y. Ducq, R. D. Leon, & D. Romero (Eds.), Enterprise Interoperability X (Vol. 11). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-24771-2_17
Gupta, A., Singh, R., & Kumar, P. (2020). Data-driven approaches in biopharma production: A review. Biotechnology Advances, 45.
Javaid, W., & Ullah, S. (2025). Data driven simulation based optimization model for job-shop production planning and scheduling: an application in a digital twin shop floor. Journal of Simulation, 1-15. https://doi.org/10.1080/17477778.2025.2469687
Khuat, T. T., McShan, D., & O'Mahony, C. (2023). Machine Learning in Biopharmaceutical Process Development: Current Trends and Future Directions.
Lee, C., Park, J., & Choi, Y. (2022). Data-Driven Multi-Objective Optimization for Sustainable Pharmaceutical Production. Computers & Industrial Engineering, 169, 108141.
Lee, J., Kao, H. A., & Yang, S. (2021). Data-driven smart manufacturing. Journal of Manufacturing Systems, 58, 1-12.
Luo, D., Guan, Z., Ding, L., Fang, W., & Zhu, H. (2025). A Data-Driven Methodology for Hierarchical Production Planning with LSTM-Q Network-Based Demand Forecast. Symmetry, 17(5), 655. https://doi.org/10.3390/sym17050655
Mansouri Mosalou, F., Amiri, M., Taghavi Fard, M. T., & Haji Agha'i Kashteli, M. (2024). Design and Planning of Bioethanol Supply Chain Network with a Hybrid Data-Driven Robust Optimization Approach under Discrete Uncertainty Sets. Decision Making and Operations Research, 327-352. https://www.journal-dmor.ir/article_199979_en.html
Oluyisola, O. E., Bhalla, S., Sgarbossa, F., & Strandhagen, J. O. (2022). Designing and developing smart production planning and control systems in the industry 4.0 era: a methodology and case study. J Intell Manuf, 33, 311-332. https://doi.org/10.1007/s10845-021-01808-w
Oluyisola, O. E., Sgarbossa, F., & Strandhagen, J. O. (2020). Smart Production Planning and Control: Concept, Use-Cases and Sustainability Implications. Sustainability, 12(9), 3791. https://doi.org/10.3390/su12093791
Panjwani, N., Luben, D., Lin, N., Baksh, S., Ultee, M. E., Coffman, J., & Titchener-Hooker, N. J. (2024). Predictive modelling of cell culture performance for commercial biotherapeutics production using historical process data. Biotechnology and Bioengineering. https://doi.org/10.1002/bit.28813
Pascal, G., Tornillo, J. E., Rossit, D. A., & Redchuk, A. (2023). Data-Driven Production Planning and Supply Chain Management: A Brief Review. 2023 4th International Conference on Data Analytics for Business and Industry (ICDABI),
Radmehr, M., Abdollahzadeh Sangarudi, H., & Saheb Jamnia, N. (2020). An Integrated Mathematical Programming Model for Production and Distribution of Radiopharmaceuticals (Case Study: Pars Isotope Company). https://www.magiran.com/paper/2177619/an-integrated-mathematical-model-of-production-and-distribution-planning-for-radiopharmaceutical-products-case-study-pars-isotope-company?lang=en
Razavi. (2022). Optimization of Herbal Drug Production with Genetic Algorithm. Journal of Industrial Engineering of Iran.
Saldanha-da-Gama, F., & Wang, S. (2024). Data-Driven Robust Production Planning. In Facility Location Under Uncertainty (Vol. 356). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-55927-3_16
Sharma, A., Goyal, P., & Choudhary, A. (2021). Biopharmaceutical production: Challenges and recent trends. Biotechnology Reports, 31, e00685.
Su, X., Zeng, L., Shao, B., & Lin, B. (2025). Data-driven optimization for production planning with multiple demand features. Kybernetes, 54(1), 110-133. https://doi.org/10.1108/K-04-2023-0690
Thakur, M., Horst, J., Roth, A., & McNally, D. (2020). Biopharmaceutical production: Planning.
Tripathi, V., Chattopadhyaya, S., Mukhopadhyay, A. K., Saraswat, S., Sharma, S., Li, C., & Georgise, F. B. (2022). A novel smart production management system for the enhancement of industrial sustainability in Industry 4.0. Mathematical Problems in Engineering. https://doi.org/10.1155/2022/6424869
Völker, T., & Mönch, L. (2023). Data-Driven Production Planning Models for Wafer Fabs: An Exploratory Study. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 36(3), 445-457. https://doi.org/10.1109/TSM.2023.3277410
Wang, L. (2023). Data-Driven Modeling Methods for Pharmaceutical Processes. Journal of Pharmaceutical Innovation, 18(1), 112-130.
Wang, S., Yang, G., & Liu, S. (2024). A data-driven multi-channel supply chain multi-factory collaborative production planning problem. Soft Comput. https://doi.org/10.1007/s00500-023-09546-2
Wang, Y., Ma, H., & Zhang, X. (2020). Data-driven production planning for smart manufacturing. Journal of Manufacturing Systems, 54, 321-330.
Zhang, Y., Liu, C., & Lv, J. (2020). Data-driven production planning and scheduling: A review. Journal of Intelligent Manufacturing, 31, 1749-1770.

دانلود
چاپ شده
ارسال
بازنگری
پذیرش
شماره
نوع مقاله
مجوز
حق نشر 1404 Seyed Ghasem Salimi Zaviyeh; Abolfazl Kazazi, Iman Raeesi Vanani, Soroush Ghazinoori (Author)

این پروژه تحت مجوز بین المللی Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 می باشد.