Organizasyona özgü iş yükü kurallarına bağlı kaynak kısıtlı çizelgeleme
Resource constrained scheduling with organization specific workload rules
Yazar: FATİH ÇELİK
Danışman: PROF. DR. ERTAN GÜNER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: İş yükü = Workload

Özet:
Yapılan işin niteliğine bağlı olarak her bir iş kolu, ana çerçevesi yasal düzenleyiciler tarafından belirlenmiş kendine özgü çalışma kurallarına sahiptir. Havacılık sektörü, taşıdığı riskler nedeniyle çok sıkı çalışma kurallarının uygulandığı iş kollarından biridir. Bu çalışmada, sivil havacılıktakinden nispeten farklı düzenlemelere tabi olan askerî havacılık alanında görev yapan deniz kuvvetleri helikopter pilotlarının çalışma kurallarından esinlenen organizasyona özgü ve literatürde rastlanmayan bir çizelgeleme problemi ele alınmıştır. İşler, işlem süreleri bakımından yüksek multiplisiteye (az çeşit yüksek sayı) sahiptir. Gündüz ve gece olarak ikiye ayrılan gün temelli çizelge yapısında, işlerin yapıldığı periyoda göre operatör ek kaynağının tüketilmesi farklılık göstermektedir. Yorgunluk katsayısı uygulanan gece periyodunda yapılan işler öncesi ve sonrasında özel dinlenme süreleri bulunmakta, gece periyodunda yapılan işlerin hem süre hem de sayı olarak gündüz periyoduna etkileri bulunmaktadır. Operatörün günlük iş yükü, normal ve ağır olarak iki kategoriye ayrılmaktadır. Ardışık günlerde ağır kategori iş yükü oluştuğunda özel dinlenme süreleri uygulanmaktadır. Çalışmada, özellikle 'tek makine bir operatör' ve 'tek makine iki operatör' konfigürasyonları incelenmiştir. Problemin tam sayı programlama modeli sunulmuştur. NP-zor yapısı nedeniyle problem boyutları büyüdükçe tam çözüm yaklaşımında makul sürelerde optimal çözümlerin garanti edilmesi ve uygun çözümlere ulaşılması zorlaşmaktadır. Problemin çözümü için tam çözüm yaklaşımı ve tavlama benzetimi yaklaşımı kullanılmıştır. Geliştirilen açgözlü kurucu sezgisel algoritmalardan kısa sürede elde edilen çözümler; tam çözüm yaklaşımında hem üst sınır hem de sıcak başlangıç olarak, tavlama benzetimi yaklaşımında ise başlangıç çözümü olarak kullanılmıştır. Son olarak, çözüm yaklaşımlarının etkinliği farklı konfigürasyon ve büyüklükteki örnek test problemleri kullanılarak karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Depending on the type of the work performed, each line of work has its own specific work regulations, the main framework of which is set by the legal authorities. The aviation sector is one of the lines of work where, due to the risks involved, very strict work regulations are applied. Inspired by the working rules of naval helicopter pilots in military aviation, which is subject to relatively different regulations than civil aviation, this study addresses an organisation-specific scheduling problem that is not found in the literature.. Jobs have a high multiplicity structure in terms of processing times. The schedule is daily with daytime and nighttime periods. The operator is considered as an additional resource whose consumption varies according to the period of the day. A fatigue coefficient is applied for the nighttime period. There are specific rest periods before and after nighttime period jobs, and affect both daily working time and number of jobs in the daytime period. The operator's daily workload is divided into two categories: normal and heavy. When the workload is heavy on consecutive days, specific rest periods must be scheduled. In the study, 'single machine one operator' and 'single machine two operator' configurations were investigated. The mathematical model of the problem is presented. Due to its  NP-hard nature, as the problem size increases, it becomes difficult to guarantee optimal Exact solution approach and simulated annealing approach were used to solve the problem. solutions and to reach feasible solutions in reasonable time in the exact solution approach. The feasible solutions obtained in a short time with greedy constructive heuristic algorithms are used in the exact approach as both upper bound and warm-start point, and in the simulated annealing approach as the initial solution. Finally, the effectiveness of the solution approaches is compared via numerical experiments carried out for a variety of problem instances with different configurations and sizes.