Parallel machine scheduling problem with eligibility constraints in a tobacco company
Tütün sektöründe faaliyet gösteren bir işletmede uygunluk kısıtlı paralel makine çizelgeleme problemi
Yazar: BURCU HAMAN
Danışman: PROF. DR. ZEKİ CANER TAŞKIN ; DOÇ. DR. ALİ TAMER ÜNAL
Boğaziçi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Çizelgeleme, birçok endüstriyel firma için zaman, işgücü/ekipman kullanımı ve maliyet açısından önemli sonuçlar ortaya koyan bir optimizasyon problemidir. Son yıllarda azalan malzeme maliyetleri ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte piyasada artan rekabet nedeniyle tesislerde harcanan ekstra zaman çok önemli hale gelmiştir. Bu nedenle işin daha kısa sürede yapılabilmesi için planlama ve çizelgeleme ön plana çıkmaktadır. Bu tezde tütün üretim sektöründe faaliyet gösteren paralel makine üretim akışına sahip bir sigara üretim tesisinde karışık tamsayılı doğrusal programlama ile bir çizelgeleme problemi çözülmüştür. Bu çalışma gerçek hayat problemi olup çözümde kullanılacak veriler tezin yürütüldüğü fabrikadan alınmıştır. Problemin birinci amacı işlerin geç kalma süresini minimize etmek, ikincisi ise tamamlanma süresini azaltmaktır. Gecikme ve tamamlanma süresi minimizasyonu için incelenen 92 makalede kullanılan modeller literatür taramasında sunulmuştur. Bu projede işletme bünyesinde bulunan 19 adet paralel akış tipine göre gelen sipariş sırasına göre çizelgelenmiş ve matematiksel modeli kurulmuştur. Kurulan karma tamsayılı doğrusal programlama modeli Python yazılımında (Pycharm) Gurobi çözücüsü ile gurobipy kütüphanesi kullanılarak çözülmüştür. Proje çıktısı olarak, üretim ve üretim planlama ekibinin hafta başında kullanacağı haftalık üretim planı Gantt şeması şeklinde sunulmuştur. Modelin bir diğer çıktısı olarak, makinelerin sorun yaşaması nedeniyle mevcut plandan sapmalar olduğunda, model yeni bir çıktı sağlıyor ve Gantt şeması kullanıcıya tekrar sunmaktadır. Bu sayede kullanıcı dostu, esnek ve her işletmeye göre şekillendirilebilecek bir çizelgeleme oluşturulmuş olacak ve işletme tarafından da uygun şekilde kullanılabilecektir.

Abstract:
Scheduling is an optimization problem that shows significant results in terms of
time, labor/equipment usage and cost for many industrial companies. In recent years,
due to decreasing material costs and increasing competition in the market with the
development of technology, extra time spent in facilities has become very important.
Therefore, planning and scheduling come to the fore in order to get the job done in a
shorter time. In this thesis, a scheduling problem is solved with mixed integer linear
programming in a cigarette production facility with a parallel machine production flow
operating in the tobacco production sector. This study is a real life problem and the
data to be used in the solution are taken from the factory where the thesis is carried out.
The first purpose of the problem is to minimize the tardiness of jobs and the second one
is decreasing completion time. Models used in 92 articles investigated for tardiness and
completion time minimization are presented in the literature review. In this thesis, the
19 parallel machines within the enterprise were scheduled according to the incoming
filter order and their mathematical model was established. The established mixed
integer linear programming model solves using the gurobipy library with Gurobi solver
in Python software. As a thesis output, a weekly production plan to be used by the
production and production planning team at the beginning of the week presents in the
form of a Gantt chart. As another output of the model, when there are deviations
from the current plan due to the machines having problems, the model provides a new
output and the Gantt chart will be presented to the user again. In this way, a scheduling
creates that is user-friendly, flexible and can be shaped according to every business and
will also be used by the business by using the appropriate term and resources.