Farklı tipte işgücüne sahip maliyet yönelimli paralel montaj hattı dengeleme problemi için modelleme ve çözüm yaklaşımları

Abstract

Değişen üretim dinamikleri ve müşteri beklentileri, özellikle üretim ortamlarında yeni teknolojilerin, üretim, yöntem, stratejilerin sahada etkin bir şekilde kullanılmasını gerekli kılmıştır. Bu sürecin bir çıktısı olarak yıkıcı teknolojiler başlığı altında özellikle üretim ortamlarında da değişimi zorlayan bu teknolojik gelişmeler, birçok yeni çalışma alanının ortaya çıkmasını sağlamıştır. Doğru planlama ve etkin stratejiler ile yönetilmesi gereken bu değişim sürecinde özellikle üretim alanında etkin üretim modellerinin tasarlanması ve doğrulanması önem kazanmıştır. Bu çalışmada, özel bir montaj hattı dengeleme problemi sınıfı olan ve literatürde önemli ve yeni bir alan olan insan-robot etkileşimli maliyet yönelimli paralel montaj hattı için bir modelleme ve çözüm yaklaşımı sunulmuştur. Çalışma kapsamında literatürde kullanılan mevcut paralel montaj hattı görev seti örnekleri ile problem yapısına uygun yeni görev setleri oluşturulmuştur. Daha sonra ele alınan problem karma tamsayılı doğrusal programlama modeli olarak formüle edilmiş ve 53 göreve kadar olurlu/eniyi sonuçlar elde edilmiştir. Problemin NP-Zor yapısından dolayı matematiksel modelle belli bir görev sayısından sonra çözüm bulunamaması nedeniyle büyük boyutlu problemler için temel bir sezgisel arama metodu olan COMSOAL çözüm algoritması sunulmuştur. Ayrıca daha etkin sonuçlar elde edilebilmesi için bir Tavlama Benzetimi algoritması kullanılmış ve diğer çözüm metodları ile karşılaştırılmıştır. Bu tez ile farklı tiplerde iş gücü ile maliyet yönelimli paralel montaj hattı dengeleme problemi ilk kez ele alınmıştır.

Changes in production dynamics and customer expectations have made it necessary to use new technologies, production, methods, and strategies effectively in the field, especially in production environments. As an outcome of this process, these technological developments, which force change in the production environments, under the heading of disruptive technologies, have led to the emergence of many new fields of work. In this process of change, which should be managed with the right planning and effective strategies, it is important to design and verify effective production models especially in the field of production. In this study, a solution approach for human-robot interactive cost-driven parallel assembly line, as a special class of assembly line balancing problems and an important new field in the literature, is presented. Within the scope of the study, new test instances for the presented problem have been generated by using the existing parallel assembly line instances in the literature. Then a mixed integer linear programming model has been formulated, and problem instances up to 53 tasks and priorities have been solved optimally. Due to the NP-Hard nature of the problem, COMSOAL solution algorithm, a problem-specific basic heuristic search method has been developed for the large size problem instances. Besides, a Simulated Annealing algorithm has been developed to obtain more effective results. With this thesis, cost oriented parallel assembly line balancing problem with different types of workforces has been considered for the first time.