Simultaneous lot sizing, scheduling workforce, overtime and shift planning MIP model including setup times and backlogging decisions

Abstract

Eşzamanlı parti büyüklüğü belirleme ve çizelgeleme modellerinde yapılan güncel çalışmalar işgücü bağımlı kısıtları ve fazla mesai ya da vardiya planları gibi kararların etkilerini göz ardı etmektedir. Üretim planlamadaki genel uygulama, işgücü ve vardiya saygılarının belirlenmesinden sonra sıralama ve parti büyüklüğü belirlenmesi şeklindedir. Bu çalışmada, eşzamanlı sıralama ve parti büküklüklerinin belirlenmesini sağlayan karma tam sayılı programlama modellerinin, paralel ve farklı makine tipleri, makinalarda kullanılan paralel ve birbirinden farklı ekipmanları, sıralama bağımlı/bağımsız kurulum süreleri bulunan üretim birimlerinde, işgücü planlama, vardiya belirleme, fazla mesai kararlarını kapsayacak şekilde genişletilmektedir. Çalışmadaki karma tam sayılı programlama modelleri, literatürde bulunan sıralama bağımlı kurulumu göz önüne alan kapasitelendirilmiş parti büyüklüğü belirleme modelleri kullanılarak geliştirilmiştir. Karşılaştırma yapabilmek amacıyla, geliştirilen modellerin sıralama bağımsız versiyonları da çalışmada sunulmaktadır. Çalışmada endüstriyel boyuttaki problemlerin çözümü için karma tam sayılı programlama tabanlı parçalara ayırma tekniği kullanılmıştır. Geliştirilmiş olan modeller TV üreticisi olan Vestel Elektronik'in plastik enjeksiyon fabrikasının üretim planlamasında denenmiştir. Alınan sonuçlar geliştirilen modellerin ve parçalara ayırma yöntemlerinin büyük problemleri kısa sürede çözebildiği görülmüştür.Anahtar kelimeler: Fazla Mesai ve Vardiya Planlaması, Stok, Geciktirilmiş Üretim, Üretim Kararları, Karma Tam Sayılı Programlama, Sıralama Bağımlı ve Sıralama Bağımsız Kurulum, Eşzamanlı Sıralama ve Parti Büyüklüğü Belirleme, Kalıp Makine Eşleşmesi

Studies focusing on simultaneous lot sizing and scheduling problems, discard the effect of workforce constraints and tactical level decisions such as overtime and selected number of shifts. Generally, in production planning, workforce and shift decisions are given first and respect to these decisions, the scheduling and lot sizing decisions are given. This study focuses on the extensions of the simultaneous lot sizing and scheduling MIP models in literature by the overtime, shift decisions and available workforce constraints including production environments of parallel non identical sets of machines using multiple sets of non-identical tools attached and sequence dependent/independent setups between the tools occur. Developed MIP models are based on the Capacitated Lot Sizing Problem with Sequence Dependent Setups (CLSD) models. In addition to the CLSD models sequence independent versions Capacitated Lot Sizing Problem with Sequence Independent Setups (CLSI) are also presented. Later a MIP based decomposition technique will be presented to solve industry size problems. The developed models are tested in a TV manufacturer in Europe, Vestel Electronics's production planning of the plastic injection plant. The results show that the developed heuristics solve the large size problems in a reasonable time.Key words: Overtime and Shift Planning, Inventory, Backlogging and Production Decisions, Mixed Integer Linear Programming, Sequence Dependent and Independent Setup Time, Continuous Time Scheduling, Operation Planning, Simultaneously Lot Sizing and Scheduling, Tool and Machine Interaction