Dinamik yerleşim probleminin çözümü için bir klonal seçim algoritması ve uygulamaları
A clonal selection algorithm to solve dynamic facility layout problem and applications
Yazar: BERNA HAKTANIRLAR ULUTAŞ
Danışman: PROF. DR. A. ATTİLA İŞLİER
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Ayakkabı sektörü = Shoe sector ; Karesel atama problemi = Quadratic assignment problem ; Tesis yerleşim düzenlemesi = Facility layout

Özet:
Tesis yerleşimi, bir işletmede malzeme taşıma maliyetlerini doğrudan etkilemekte, bu maliyetler de üretim maliyetinin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. En basit şekliyle tek boyutta bir sıralama olarak düşünülebilecek olan tesis yerleşim problemi, kombinatörik yapısından dolayı makul sürede çözülemeyecek kadar karmaşıktır. Ayrıca tesislerin iki boyutlu bir konuma yerleştirilmesi gerekmekte ve sadece alanların çakışmaması kısıtı bile problemi içinden çıkılmaz hale getirmektedir. Diğer yandan, imalat sektöründe müşteri isteklerinin, teknolojinin, işgücünün, kısacası tüm iç ve dış ortamın hızla ve sürekli olarak değişmekte olduğu düşünülürse, yerleşim düzenlemesinde zamanın da yeni bir boyut olarak ele alınması kaçınılmaz olmaktadır. Bir başka deyişle tesisler artık dinamik etkileri de dikkate alarak düzenlenmelidir. Canlılardaki bağışıklık sistemleri de böyle bir dinamik yapı göstermekte, bünyeye zarar verecek etmenleri belirleyip zararsız hale getirmektedir. Bu sistemlerden ilham alan Yapay Bağışıklık Sistemleri (YBS)'nin kullanımı da, çeşitli en iyileme problemlerinin çözümünde kayda değer başarılar sağlamaktadır.Bu çalışmada YBS kapsamındaki Klonal Seçim Algoritması (KSA), yerleşim problemlerinin çözümüne yönelik olarak tasarlanmış ve uygulanmıştır. Çalışma literatürde bir ilk oluşturduğu için, sistem tasarımı adım adım yapılmış; önce tek ve iki boyutlu tesislerin statik ortamda yerleşimi gerçekleştirilmiş, daha sonra da buradan edinilen deneyim, dinamik problemlere uyarlanmıştır. Algoritma, literatürde dinamik yerleşim problemlerini sınamak için yaygın olarak kullanılan test problemlerinde denenmiş, sonuçların büyük çoğunluğunda ya bilinen en iyi çözüme ya da ondan daha da iyisine kısa sürelerde ulaşabilmiştir. Geliştirilen algoritmanın, gerçek hayat problemlerine uyarlanması biri üretim diğeri de hizmet sektörlerinde olmak üzere, dinamizmin yüksek olduğu iki alanda gerçekleştirilmiş, halen uygulanmakta olanlardan daha etkin ve verimli yerleşimlerin elde edildiği görülmüştür.

Abstract:
Facility layout affects the material handling costs directly. In turn, handling costs take an important share in production costs. Basically the problem can be modeled as one dimensional sequencing. Still it is too complex to solve within reasonable time due to its combinatorial structure. In fact, facilities layout is a two dimensional problem where overlapping of the facilities is not allowed. That restriction worsens the condition. Additionally, demand structure, technology, workforce, in brief, the whole inner and outer circumstances in a production system changes quickly and continuously. Therefore, it is a must to consider `time? as an additional dimension in layout problems. In other words, the facilities should be arranged by considering the dynamic effects. Likewise, the immune system exhibits such a dynamic behavior. It determines the treats and defeats them. Algorithms based on artificial immune systems which imitate the natural ones are reported to be successful in solving the optimization problems.In this study, a clonal selection algorithm (CSA) of artificial immune systems (AIS) is designed and applied to solve layout problems. This is a novel topic in the literature; therefore the system is designed step by step. First, the static layout of facilities is investigated for one and two dimensional problems, and then the experience gained in static problems is adapted to their dynamic counterparts.The developed algorithm is tested on problems from the literature. The same, even better, solutions than the best results given in the literature are reached in shorter execution times. The algorithm is implemented to two dynamic areas in production and service sectors as real life applications. More efficient and effective layouts are obtained compared to the existing cases.