Esnek sipâriş tipi üretim sistemlerinde müşteri sipârişlerinin çizelgelenmesi
Customer order scheduling in flexible job shop manufacturing systems
Yazar: HAKAN TEKBAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT BASKAK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Optimizasyon = Optimization ; Optimizasyon problemi = Optimization problem ; Çizelgeleme = Scheduling ; Üretim planlaması = Production planning

Özet:
Bu çalışmada sipâriş-ürün-işlem üçlüsüne sahip aynı ürünün işlemlerinin paralel yapılabildiği esnek sipâriş tipi çizelgeleme probleminde yayılma ve ortalama sipâriş teslim gecikmesi sürelerinin ağırlıklandırılmış toplamını enküçükleyecek yeni bir melez Tavlama Benzetimi (TB) algoritması geliştirilmiştir. İşlemlerin atanabileceği seçenek makinaların bulunması nedeniyle atama ve sıralama alt problemlerinin çözülmesi gerekmektedir. Yayın incelemesi ve denemeler sonucunda problemin atama ve sıralama alt problemlerinin eşzamanlı çözülmesine karar verilmiştir (Bütünleşik yöntembilimi). Literatürde bütünleşik yöntembilimli algoritmalar tek bir metasezgisel algoritma içerirken sunulan algoritma, hiyerarşik yapılanmayla iki TB algoritması içermektedir. TB algoritmaları da araştırma alanlarının daha iyi incelenebilmesi için etki analizi adı verilen alt algoritmalar içermektedir. Bu algoritmalarla, kritik yoldan seçilen işlemlerin olası komşu çözümlerinden hangisinin uyum değerini daha olumlu etkileyeceği belirlenerek o komşu çözümler denenmektedir. Hiyerarşide en üstte yer alan tek işlem yer değiştirme TB algoritmasıyla tek bir işlemin yeri değiştirilerek makina yük dengesi sağlanmaktadır. Hiyerarşide alt sırada yer alan takas TB algoritmasıyla, iki işlem takas edilmektedir. Her iki algoritma da komşu çözümler oluştururken, ortalama sipâriş teslim gecikmesi süresini arttırmayacak arama alanlarında hazırlık süresi ve işlem süresi toplamını azaltmaya çalışmaktadır. Ayrıca takas algoritmasında reddedilen çözümün kritik yolu kullanılarak yerel en iyi çözümden kaçılması kolaylaştırılmıştır. Geliştirilen algoritma ve rassal TB algoritması, yeni oluşturulan 36 problemi çözerek performans farkı Anova analizleriyle irdelenmiştir. Ayrıca ambalaj sektöründe gerçek bir uygulama yapılarak fabrika üretim plânlama programıyla önerilen algoritmanın sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, önerilen algoritmanın kısa CPU işlem sürelerinde çok daha iyi sonuçlar üretebildiğini göstermektedir.

Abstract:
In this study to minimize the weighted sum of makespan and average order tardiness in flexible job shop scheduling problem with order-product-operation triplet and overlapping property, new hybrid simulated annealing (SA) algorithm is developed. Due to multiple machine alternatives for each operation, assignment and sequencing sub-problems, should be solved. After literature review and trials, it is decided to solve assignment and sequencing sub-problems simultaneously (Integrated approach). In literature, only one meta-heuristic algorithm is proposed in integrated approach, but in this study there are two separate SA algorithms constructed in hierarchical structure. To search the feasible area effectively, both algorithms are including efficient sub-algorithms named effect analyses. Potential neighborhoods generated by operations selected from critical way, are evaluated by effect analyses and one of the best alternatives is chosen. Algorithm in outer loop, moves an operation to another location to balance the workloads of machines. Algorithm in inner loop, exchanges two operations. Both algorithms try to minimize the sum of setup and processing time in feasible area that will not increase tardiness when establishing neighborhood solution. Exchange algorithm also tries to escape from local optimum by accepting critical way of the rejected solution. Proposed algorithm and random SA algorithms solve 36 problems and the results are interpreted with Anova analysis. Moreover, application in packaging sector is carried out and proposed algorithm results are compared with output of factory planning software. Results prove that proposed algorithm can generate better results in less CPU time.