Proses alternatifli paralel demontaj hattı dengeleme problemi ve çözüm yaklaşımları

Abstract

Bir demontaj hattında özellikle büyük boyutlu ürünlerin demontajının gerçekleştirilmesinde yardımcı operatörlerin (asistanların) yardımına ve çeşitli ekipmanlara ihtiyaç duyulabilmekte ve buna bağlı olarak bazı demontaj görevlerinin gerçekleştirilebilmesi için değişik görev zamanlarına sahip birden fazla proses alternatifi ortaya çıkabilmektedir. Bu durumda görevlerin istasyonlara atanmalarının yanısıra her görev için en uygun proses alternatifinin seçilmesi probleminin de eş zamanlı olarak düşünülmesi gerekmektedir.Bu çalışma kapsamında toplam net geri kazanım karını en büyüklemek amacıyla görevlerin ve kaynakların (asistan ve ekipman) istasyonlara atanmalarını dikkate alan Proses Alternatifli Paralel Demontaj Hattı Dengeleme (PDHD_PA) problemi ele alınmıştır. Her görev için en uygun proses alternatifinin seçilmesinin yanısıra hattın dengelenmesinin sağlandığı bu problem literatürde ilk kez bu çalışmada ele alınmıştır. PDHD_PA probleminin varsayımları ve kısıtları tanımlanarak 0-1 tamsayılı doğrusal programlama modeli önerilmiştir. İlgili modelin çözüm süresini kısaltmak ve elde edilen üst sınırları iyileştirmek amacıyla geçerli eşitsizlikler tanımlanmıştır. Çalışmada ayrıca PDHD_PA probleminin çözümü için Demontaj Hattı Dengeleme problemi literatüründe ilk defa ele alınan Düzeltmeli Tavlama Benzetimi (DTB) yaklaşımı önerilmiştir. Önerilen çözüm yaklaşımlarının performanslarını analiz etmek amacıyla PDHD_PA probleminin yapısına özgü varsayımlar dikkate alınarak 423 test problemi geliştirilmiştir. Önerilen 0-1 tamsayılı matematiksel model ile 423 problemin 164'ünde (%38,77), önerilen DTB yaklaşımıyla 132 (%31,21) problemde optimal sonuçlara ulaşılmıştır. Uygun çözümlerin bulunduğu problemler için ise önerilen DTB'nin çözümü ile ulaşılan çözümlerin önerilen matematiksel modelin sonuçlarından genel olarak daha yüksek olduğu kullanılan performans ölçütleriyle gösterilmiştir. Paralel hatların birbirinden bağımsız olarak dengelenmesi durumu ile eş zamanlı dengelenmesi durumu da karşılaştırılmış ve hatların eş zamanlı dengelenmeleri durumunda toplam net geri kazanım karı üzerinde %42,87 oranında iyileştirme sağladığı ortaya koyulmuştur.Anahtar Kelimeler: Demontaj Hattı Dengeleme, Doğrusal Programlama, Düzeltmeli Tavlama Benzetimi, Paralel Demontaj Hattı Dengeleme, Proses Alternatifleri.

In a disassembly line, assistants and various equipments may be needed for the disassembly of especially large size products and so different processing alternatives may be available to process a task with different times. In this case, besides the assignment of tasks to stations, the problem of selecting the most appropriate process alternative for each task should be considered simultaneously.In this thesis, we focus on the parallel disassembly line balancing problem with processing alternatives (PDLB_PA) to maximize total net recovery profit by selecting assigning tasks and resources (assistants and equipments) to stations. The selection of the most appropriate process alternative for each task as well as the balancing of the line is discussed in this paper. To the best of our knowledge, this thesis is the first to address the PDLB_PA problem.A 0-1 integer linear programming model is proposed by defining the assumptions and constraints of the PDLB_PA problem. Valid inequalities are defined to shorten the solution time of the model and improve the upper bounds. The study also proposed the Adaptive Simulated Annealing (ASA) approach which is the first addressed in the Disassembly Line Balancing problem literature to improve lower bounds. In order to analyze the performance of the proposed solution approaches, 423 test problems have been developed taking into account the assumptions of the specific structure of the PDLB_PA problem. Optimal solutions are obtained for 164 test problems (38.77%) by using the 0-1 integer linear programming model and for 132 problems (%31,21) by using the ASA approach. For the problems with appropriate solutions, it is revealed that the ASA approach outperforms the 0-1 integer linear programming model using performance measures. The situations of balancing of the parallel lines simultaneously and independent balancing of the lines are compared and it is revealed that balancing of the parallel lines simultaneously provides 42,87% improvement over the total net recovery profit.Keywords: Adaptive Simulated Annealing, Disassembly Line Balancing, Linear Programming, Parallel Disassembly Line Balancing, Processing Alternatives.