Üretim çizelgeleme algoritmalarının programlanması

Abstract

Üretim çizelgeleme faaliyetleri, üretim işletmelerinin verimliliğini büyük ölçüde etkilemektedir. İşletmelerin kaynaklarım etken olarak kullanabilmesi, aldığı siparişleri tam ve zamanında teslim edebilmesi ancak kısa sürede etkili üretim çizelgelerini oluşturabilmesiyle mümkündür. Gerçekte çoğu çizelgeleme problemi zordur ve manual olarak kısa sürede çözülemez. Bu nedenle, çizelgeleme problemlerinin çözümünde bilgisayar teknolojisi yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada üretim çizelgeleme algoritmalarının programlanması ve örnek bir uygulama programının geliştirilmesi üzerinde durulmuştur. İlk bölümlerde, genel çizelgeleme problemlerinin tanımlanması, sınıflandırılması ve bu konuda literatürde yer alan notasyonlar ele alınmıştır. Daha sonra, çizelgeleme problemleri programlama açısından ele alınıp, çizelgeleme problemlerinin zorluk dereceleri ve problemlerin zorluk derecelerine göre literatürde önerilen çözüm teknikleri incelenmiştir. Üçüncü bölümde örnek bir çizelgeleme problemi alınıp, bu problemin tanımından programın geliştirilmesine kadar geçen süreç ve bu sırada dikkat edilmesi gereken durumlar; dördüncü bölümde ise geliştirilen bilgisayar tabanlı çizelgeleme sisteminde yer alan veritabanı, kullanıcı arayüzü ve çizelgeleme modülleri açıklanıp, sistemin denenmesi ve elde edilen sonuçlar yer almaktadır. Son bölümde de sonuçlar tartışılmış ve değerlendirilmiştir. Örnek uygulama olarak otomotiv endüstrisindeki pres hatlarının çizelgelenmesi problemi ele alınmıştır. 2. Kaynak Araştırması bölümünde yer alan notasyonlar kullanılarak, problemin tanımı yapılmış ve tanımlanan problem ile literatürde yer alan çizelgeleme problemleri karşılaştırılarak, problemin aslında bir n \ m j P | Cmax problemi olduğu anlaşılmıştır. Problemin çözümüne geçmeden önce, problemin zorluk derecesi araştırılmış ve n | m \ P | Cmax probleminin NP~complete olduğu gösterilmiştir. Ele alınan problem NP-complete bir problem olduğundan, problemin çözümü için heuristik çözüm yöntemleri incelenmiştir. Pinedo (1995) da önerilen üç aşamalı algoritmik çözüm yöntemi, Blazewicz ve ark. (1986) da yer alan Liste Çizelgeleme algoritması ve Woolsey'in (1990) paralel makine çizelgeleme yöntemleri temel alınarak pres hatlarına uyarlanmış ve pres hattı çizelgeleme problemi için yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Bu çalışmada gerçekleştirilen bilgisayar tabanlı çizelgeleme sistemi ile, pres atelyesi çizelgeleme problemine birkaç saniye gibi kısa sürede bir çözüm getirilebilmektedir.

Production planning and scheduling activities affect the productivity of a production organization. Effective usage of resources and on time delivery of orders can only be achieved by good production plans and schedules which must be generated in a very short time. In real life, most of the production scheduling problems are extremely hard and can not be solved manually in a short time. For that reason, computer technology is frequently used in order to solve most of the production scheduling problems. This work is about programming of production scheduling algorithms, and the development of an example production scheduling software. In the first two sections, the definition and the classification of production scheduling problems, together with the notations used are explained. In the following sections, the programming aspect of the production scheduling problems are examined. For that purpose, the computational complexities and the solution methods of scheduling problems are discussed. In the third section, a real life scheduling problem is chosen and the steps, which should be followed during the process starting from the definition of the problem up to the development of a software for that problem, are defined. The fourth section covers the database management, the interface (I/O), and the scheduling modules of the developed software. Also, testing of the system and its results are in the fourth section. In the final section, all results are examined and discussed. As a real-life scheduling problem, scheduling of press lines is chosen. In this work, press lines scheduling problem is defined and compared with theoretical models. During the study, it is observed that, press lines scheduling problem can be modeled as an n \ m | P | Cmax problem. After that, the computational complexity of the n | m | P | Cmax problem is inspected and it is showed that the n j m \ P | Cmax problem is an NP-complete problem. Because of the complexity of the problem, heuristic solution methods are concerned, and the three-step algorithmic solution technique proposed by Pinedo (1995), the List Scheduling algorithm (Blazewicz and fri. 1986) and the parallel machine scheduling techniques of Woolsey (1990) are combined and updated for press lines. As a result, a new approach for scheduling press lines is proposed and programmed. By using the software developed for press lines, a solution for the problem can be found in a few seconds.