Geliştirilmiş el bombası patlatma yöntemleri ile akış tipi çizelgeleme problemlerinin çözümü
Solution of flow shop scheduling problems with enhanced grenade explosion methods
Yazar: TURGAY ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CELAL ÖZKALE ; DOÇ. DR. KASIM BAYNAL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Günümüz rekabet koşullarında işletmeler varlıklarını ancak müşteri taleplerini zamanında ve en az maliyetle karşılayarak süründürebilirler. Bu nedenle kaynakların verimli kullanılması ve işlerin en iyi şekilde çizelgelenmesi gerekmektedir. Çizelgeleme işlerin hangi kaynakta ne zaman yapılacağının belirlendiği karar sürecidir. Çizelgeleme problemleri farklı sınıflara ayrılmaktadır. Teknik kısıtlar nedeniyle gerçek hayatta çok sayıda uygulaması bulunan permütasyon akış tipi çizelgeleme problemi (PATÇP) yarım asırdan uzun süredir araştırmacıların ilgisini çekmektedir. 

El Bombası Patlatma Metodu (EBPM) Ahrari ve arkadaşları tarafından el bombalarının patlamalarından esinlenerek geliştirilmiş evrimsel bir algoritmadır. EBPM'yi diğer metasezgisellerden ayıran temel özellik ajan bölgesi yarıçapıdır. Bu özelik sayesinde ajanlar (el bombalarının) birbirine belirli bir mesafeden daha fazla yaklaşması önlenerek çözüm uzayının homojen bir şekilde taranması sağlanır. 

Bu çalışmada öncelikle EBPM, permütasyon akış tipi çizelgeleme problemlerinin çözümü için uyarlanmış ve ajan bölgesi yarıçapının metot performansına etkisi araştırılmıştır. Daha sonra metodun performansını geliştirmek için bir dizi çalışmalar yapılmış, bu kapsamda Ayrık EBPM (AEBPM) ve yerel arama eklenerek melez AEBPMRYA geliştirilmiştir. Önerilen metotların maksimum tamamlanma zamanı performans ölçütüne göre performansları literatürde kabul görmüş yöntemler ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak önerilen metasezgisellerin makul sürelerde kabul edilebilir sonuçlara ulaşabildiği ve PATÇP'lerin çözümünde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
In today's competitive conditions, businesses can only maintain their existence by meeting customer demands on time and at the least cost. For this reason, it is necessary to use resources efficiently and schedule the work in the best way. Scheduling is the decision process that determines when the work will be done in which source. Scheduling problems are divided into different classes. The permutation flowshop scheduling problem (PFSP), which has many applications in real life due to technical constraints, has been attracting the attention of researchers for more than half a century.

Grenade Explosion Method (GEM) is an evolutionary algorithm proposed by Ahrari et al., inspired by the explosions of grenades. The special feature that distinguishes GEM from other metaheuristics is the radius of the agent region. Thanks to this feature, agents (grenades) are prevented from approaching each other more than a certain distance, and the solution space is searched homogeneously.

In this study, firstly, GEM was adapted to solve permutation flowshop scheduling problems and the effect of agent region on the method performance was analysed. Then, a series of studies were carried out to improve the performance of the method, in this context, Discrete GEM (DGEM) and hybrid GEMRLS has local search was developed. The performances of the proposed methods regard the criterion of maximum completion time were compared with the methods accepted in the literature. As a result, it has been seen that the proposed metaheuristics can produce acceptable results in reasonable time and they can be used in the solution of PFSPs.