Atölye-tipi üretim sisteminde öncelik kurallarının incelenmesi, bunların irdelenmesine yönelik simulasyon esaslı bir bilgisayar programının geliştirilmesi ve yeni bir öncelik kuralı önerisi

Abstract

ÖZET Hiyerarşik planlamanın en alt kademesinde yer alan, üretim programlama fonksiyonu kaynakların ne derece etkin kullanıldığını belirler. Zamanın da bir fonksiyonu olan üretim programlama gerçekte eldeki mevcut kaynak lara bağlı olduğu kadar, programlama mantık ve kurallarına da sıkı sıkıya bağımlıdır. iş ve tezgâh sayısı ile işlerin tezgâhlardan geçiş şekli üretim programlama problemini karmaşık bir hale getirebilmektedir. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda farklı amaçlar ele alınmıştır. Bunlardan en çok dikkati çeken toplam akış süresidir. Bu aynı zamanda tezgâhlardan yararlanma oranını dikkate alan bir amaç da olmaktadır. Ancak daha çok sezgisel olarak yapılan çalışmalarda, her türlü atölye koşullarına uygun tek bir işe başlatma kuralından bahsedil em em ektedir. Bunun temel nedeni, atölye ortamlarının farklılığından kaynaklanmaktadır. Buna karşın optimum bir çözüm veren analitik teknikler ise, ortaya konan kısıt ve değişkenlerin sayısının çokluğu dolayısıyla pratikte uygulanamaz bir boyuta ulaşmaktadır. En iyiyi (optimum olmayabilir) bulmayı amaçlayan sezgisel yöntemler içinde kullanılan işe-başlatma kuralları üzerindeki çalışma oldukça yaygın bir araştırma konusu olmuştur. Programlama problemine geçmeden önce, atölyeyi oluşturan koşullar belirlen meli, sonra en uygun öncelik kuralı ortaya konmalı ve buna göre üretim programı elde edilmelidir. Bu çalışmada da öncelikle atölye tipi üretimin boyutu, sınıflandırılması ve başlıca ele alınan atol ye- tipi erindeki temel farklılıklar üzerinde durulmuş ve sipariş-tipi atölye probleminde programlama yaklaşımları verilmiştir. Daha sonra ise yeni bir öncelik kuralı önerilmiş, geliştirilen bir bilgisayar programıyla çeşitli atölye ortamlarında denenmiş ve uygulamaya yönelik bir üretim prog ramının elde edilmesi sağlanmıştır. -ıı-Birinci bölümde, üretim programlama problemi ele alınarak, atölyeyi oluşturan işler ve tezgâhlara bağlı olarak bütünsel bir bakışla, problemin karmaşıklığı incelenmiştir. ikinci bölümde, atölye-tipi üretimde incelenen akış-tipi ve sipariş-tipi problem lerin birbirinden temel farkları gerek iş akışı, gerek işlem süreleri açısından ele alınmış ve bunların programlamaya etkisi açıklanmaya çalışılmıştır. Üçüncü bölümde, çalışmaya konu edilen sipariş-tipi atölye tanıtılmış ve olurlu program sayısı ile teslim tarihinin probleme alınışı ve etkisi üzerinde durulmuştur. Dördüncü bölümde, sipariş-tipi atölyede yapılan çalışmalar özetlenmiş ve programlama yaklaşımlarına değinilmiştir, öncelikle optimum (veya iyi) bir programın aranması için baskın kümelerin elde edilmesi prosedürleri veril miştir. Ayrıca, doğrusal programlama ve dal-sınır yaklaşımları gösteril miştir. Daha sonra en fazla çalışma alanı bulan sezgisel yöntemler üzerinde durulmuş ve nasıl çalıştığı gösterilmiştir. Yapılan teslim tarihli çalışma lardan elde edilen sonuçlar doğrultusunda, teslim tarihi verme prosedürünün gereği gösterilmiştir. Bu bölümde son olarak örnekleme prosedürü ile en iyi programın seçimi ve bunlarla ilgili, yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Beşinci bölümde, yapım süresinin enküçüklenm esinde daha evvel dal-sınır yaklaşımında kullanılan alt sınır hesabına benzer yeni bir öncelik kuralı önerilmiş ve bununla ilgili algoritma verilerek uygulanması gösterilmiştir. Altıncı bölümde, hem simulasyon amaçlı, hem de gerçek problemlere uygun olarak çalışmak üzere geliştirilen bilgisayar programı tanıtılmaktadır. Sezgisel kurallara bağlı olarak çalışan bu program, verilen atölye ortamlarında ele alınan öncelik kurallarının etkinliğini kıyaslamalı olarak bir tablo halinde sunmaktadır. -in-Yedinci bölümde, yapılan simulasyon çalışmaları gösterilmektedir. Bunun için başlıca işlem süreleri dağılımı açısından üç, işlem sayısı açısından iki ve iş sayısı açısından iki değişik seçenek olmak üzere, toplam oniki atölye ortamı yaratılmıştır. Bu ortamların her birinde önerilen öncelik kuralının etkinliği incelenmiştir. Ayrıca, gerçek verilerle çalışma şekli ve bunlara ait çıktılar verilerek, her türlü atölye ortamına uygun çalışabildiği gösteril miş ve uygulamaya yönelik tezgâh-tezgâh ve iş-iş üretim programlan elde edilmiştir. Yapılan çalışmaların sonuçlarının açıklandığı sekizinci bölümde bir senteze varılmaktadır. îş sayısı arttıkça problemin karmaşık hale gelmesine karşın, iyi program elde etmek, herhangi bir kurala bağlı olmaksızın daha kolaylaş maktadır, öncelik kurallarının etkinliği, verilen atölye ortamından tam olarak soyutl anam am aktadır. Verilen bir atölye ortamında bile her zaman en iyiyi veren tek bir öncelik kuralı yoktur, ancak genelde iyi bir kuraldan bahsedile bilir. Sezgisel kurallarda beklemesiz küme genellikle daha iyi sonuç vermek tedir. Bu nedenlerle pratikte uygulamak için önce atölye ortamı incelenmeli ve tariflenmelidir. Ondan sonra simulasyon programı ile çeşitli öncelik kuralları denenmeli ve mümkünse bu deneme öncelik kurallarının bir bileş kesiyle sürdürülmelidir. Bu şekilde ortaya konan kurallar kümesi ile gerçek problemler ele alınmalı ve elde edilen farklı programlardan, her seferinde amaca en iyi uyanı seçilmelidir. -iv-

ABSTRACT Scheduling which is the lowest case of hierarchical planning determines how efficient utilised the resources. Meanwhile being a function of time, the scheduling as much as depends on the available resources, is also very closely related to programming logic and the rules. The number of machines and jobs with the type of machine routings can put the scheduling problem in complexity. In literature, different objectives have been considered. The most calling attention of these is maximum flow time or makespan which also takes into consideration of the utilisation rate. However, from the studies which are usually heuristic, one could not mention about a dominant dispatching rule that can be used in every shop condition. The basic reason of this is originated from the differentiation of shop situa tion. Even though there are optimum searching analytical techniques, they cannot be implemented in real problems due to the number of constraints and variables or the number of feasible schedules. Priority dispatching rules mostly used in a good (may not be optimal) programme seeking heuristic procedures have taken much attention in research. Before taking an insight to scheduling problems, the conditions describing a shop, must be determined and later the most appropriate dispatching rule have to be created and then according to this rule, a schedule can be constructed In this study, first of all, consideration on the dimension, classification of scheduling, the basic difference of two main shop-type production have been taken into account, and then given the programming approaches in job-shop problems. Later on, the new proposed priority rule has been tested in different pure job-shop conditions by the improved computer programme. Also a schedule has been derived by means of a computer, for real problems as a matter of practical usage. _v-In the first chapter, the dimension of scheduling problem has been studied with the jobs and machines that describe a shop, and the complexity of the scheduling problem have been examined with a global sight. In the second chapter, the differences between the flow-shop and the job- shop problems have been taken into account, also with the work-flow and the operation times. The effect of work-flow and operation times over scheduling has been tried to explain. In the third chapter, job-shop scheduling problems has been introduced. Also the number of feasible and potentially optimal schedules and the due-date problem have been analised with the effect on programming. In the fourth chapter, studies in job-shop and the programming approaches have been summarised Firstly, dominant set creating procedures for search ing an optimal (or a good) schedule have been givea Also linear programm ing and branch-and-bound approaches have been shown. Later, the attention on heuristic techniques and how they work have been considered According to the results of the studies with due-dates, it is imposed on the must of due-date giving procedures. Lastly, summarised selection of a best schedule by means of sampling procedures. In the fifth chapter, a new priority rule is proposed which is closely similar to the lower-bounds used in branch and bound technique with the object of makespan. An example has been given to show the schedule generation with the produced heuristic algorithm. In the sixth chapter, the improved computer programme that can work in either simulation or with real time problems is introduced This heuristically working programme, can give simulation of real problem results by a table as an output to show the effectiveness of the used dis patching rules within the different shop conditions. -VI->#?. In the seventh chapter, the simulation results have been given with alternate three operation time distribution, two job numbers and two operation numbers, wholly twelve different job-shop conditions is derived. The effect of the proposed priority dispatching rule in these different situations has been analised. Meanwhile, using real data, the practical usage in every kind of condition has been shown by the schedule outputs within the job-by-job and the machine-by-machine (as a means of Gantt chart) description. The results of the study have been given in the eighth chapter with synthesis. Although the number of jobs become greater the problem gets complex, but to find a good schedule cannot be so difficult related to any priority rule. The effectiveness of the priority dispatching rules cannot be isolated entirely from the shop conditions. With a given job-shop condition, there isn't a dispatching rule which always gives the best schedule, but can be talked about usually as a dominant rule. Generally, the non-delay set gives better results with heuristic rules. Because of these, from practical view, firstly, the job-shop condition has to be analised and described. Then, with a simulation programme, several dispatching rules must be examined and if possible this examination must be continued with the combination of the dominant rules. And later, real problems can be taken in hand and be tested within the set of these rules, and several different schedules can be obtained One of them which best fits the object ive can be chosen. -vn-