Yıl: 2022 Cilt: 37 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 2293 - 2307 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.967343 İndeks Tarihi: 29-07-2022

İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model

Öz:
Paralel makina çizelgeleme problemlerini ele alan çalışmalarda genellikle işlerin bölünemediği varsayılmaktadır. Ancak işlerin bölünmesi, gecikmelerin önlenmesi ya da işlerin makinalara dengeli dağıtılabilmesi gibi fırsatlar sunabilmektedir. Bu çalışmada, işlerin bölünemediği ve bölünebildiği ilişkisiz paralel makina çizelgeleme problemi için iki farklı çok amaçlı matematiksel model önerilmiştir. İlk model işlerin bölünemediği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi içindir ve Saraç ve Tutumlu [1] tarafından önerilen model baz alınarak geliştirilmiştir. İşlerin bölünebildiği ikinci modelde, işlerin hangi makinalara atanacağının ve sıralarının yanı sıra işlerin kaça bölüneceği ve hangi oranlarda hangi makinalarda işleneceği de belirlenmektedir. Her iki modellin amaçları, son işin tamamlanma zamanının ve kullanılacak makina sayısının enküçüklenmesidir. Çok amaçlı modeller epsilon kısıt yöntemiyle tek amaçlı yapıya dönüştürülmüştür. Rassal türetilen test problemleri, GAMS/Cplex çözücüsü kullanılarak önerilen modeller ile çözülmüş, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapılan testlerde eniyi çözümü elde edilen problemler dikkate alındığında, işlerin bölünemediği durum için önerilen model literatürde yer alan modelden [1] ortalama %85 daha kısa sürede çözüm bulmuş ve işlerin bölünemez olduğu varsayımının kaldırıldığı model ise aynı makina sayısı için son işin tamamlanma zamanını ortalama %14 kısaltmıştır. Ayrıca işlerin bölünmesine izin verilen matematiksel modelin çözemediği büyük boyutlu problemlerin çözümü için bir matsezgisel algoritma da önerilmiştir.
Anahtar Kelime: Çok amaçlı matematiksel model İşlerin Bölünmesi İlişkisiz Paralel Makine Çizelgeleme

A bi-objective mathematical model for an unrelated parallel machine scheduling problem with job-splitting

Öz:
Studies dealing with parallel machine scheduling problems generally assume that jobs are not split. However, splitting of jobs can offer opportunities such as delivering the jobs on time or evenly distributing the jobs to the machines. In this study, two different multi-objective mathematical models are proposed for the unrelated parallel machine scheduling problem without and with job-splitting. The first model is for the unrelated parallel machine scheduling problem without job-splitting and it was developed based on the model proposed by Saraç and Tutumlu [1]. In the second model, in which the jobs can split, besides the machines to which the jobs will be assigned and their order, it is also determined how the jobs will split and in which ratios the jobs will be processed on which machines. The objectives of both models are to minimize the completion time of the last job and the number of machines to be used. Multi-objective models were transformed into a single-objective structure with the epsilon constraint method. Randomly generated test problems were solved with the proposed models using the GAMS/Cplex solver, and the results were compared. Considering the problems for which the optimum solution is obtained, the first model found a solution in an average of 85% less time than the model in the literature [1], and the second model shortens the completion time of the last job in an average of 14%. In addition, a mathematical heuristic algorithm is proposed for solving large-size problems.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 1. Saraç T., Tutumlu B., A mix integer programming model and solution approaches to determine the optimum machine number in the unrelated parallel machine scheduling problem, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37 (1), 329 – 346, 2022.
  • 2. Akyol Özer E., Saraç T., MIP models and a matheuristic algorithm for an identical parallel machine scheduling problem under multiple copies of shared resources constraints, An Official Journal of the Spanish Society of Statistics and Operations Research, 27, 94–124, 2019.
  • 3. Saraç T., Sipahioglu A., Akyol Ozer E. A two-stage solution approach for plastic injection machines scheduling problem, Journal of Industrial & Management Optimization, 17 (3), 1289-1314, 2021.
  • 4. Furugi A., A tabu search algorithm for the unrelated parallel machine scheduling problem with machine availability constraint and sequence-dependent setup time, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36 (3), 1539-1549, 2021.
  • 5. Tirkolaee E.B., Aydın N.S., Ranjbar-Bourani M., Weber G.W., A robust bi-objective mathematical model for disaster rescue units allocation and scheduling with learning effect, Computers & Industrial Engineering, 149, 2020.
  • 6. Sarıçiçek İ., Çelik C., Two meta-heuristics for parallel machine scheduling with job splitting to minimize total tardiness, Applied Mathematical Modelling, 35, 4117- 4126, 2011.
  • 7. Wang C., Liu C., Zhang Z.H., Zheng L., Minimizing the total completion time for parallel machine scheduling with job splitting and learning, Computers & Industrial Engineering, 97, 170-182, 2016.
  • 8. Liu C., Wang C., Zhang Z.H., Zheng L., Scheduling with job-splitting considering learning and the vital-few law, Computers and Operations Research, 90, 264-274, 2018.
  • 9. Salimifard K., Li J., Mohammadi D., Moghdani R., A multi objective volleyball premier league algorithm for green scheduling identical parallel machines with splitting jobs, Applied Intelligence, 2020.
  • 10. Kim J.G., Song S., Jeong B.J., Minimising total tardiness for the identical parallel machine scheduling problem with splitting jobs and sequence-dependent setup times, International Journal of Production Research, 58 (6), 1628-1643, 2020.
  • 11. Kim Y.H., Kim R.S., Insertion of new idle time for unrelated parallel machine scheduling with job splitting and machine breakdowns, Computers & Industrial Engineering, 147, 2020.
  • 12. Xing W., Zhang J., Parallel machine scheduling with splitting jobs, Discrete Applied Mathematics, 103, 259- 269, 2000.
  • 13. Wang W.L., Wang H.Y., Zhao Y.W., Zhang L.P., Xu X.L., Parallel machine scheduling with splitting jobs by a hybrid differential evolution algorithm, Computers and Operations Research, 40, 1196-1206, 2013.
  • 14. Lee J.H., Jang H., Uniform Parallel machine scheduling with dedicated machines, Sustainability, 11 (24), 2019.
  • 15. Kim H.J., Lee J.H., Scheduling uniform parallel dedicated machines with job splitting, sequencedependent setup times, and multiple servers, Computers and Operations Research, 126, 2021.
  • 16. Lee J.H., Kim H.J., A heuristic algorithm for identical parallel machine scheduling: splitting jobs, sequence‑dependent setup times and limited setup operators, Flexible Services and Manufacturing Journal, 2020.
  • 17. Lee J.H., Jang H., Kim H.J., Iterative job splitting algorithms for parallel machine scheduling with job splitting and setup resource constraints, Journal of the Operational Research Society, 2020.
  • 18. Kim J., Kim H.J., Parallel machine scheduling with multiple processing alternatives and sequencedependent setup times, International Journal of Production Research, 2020.
  • 19. Rosales O.A., Bello F.A., Alvarez A., Efficient metaheuristic algorithm and re- formulations for the unrelated parallel machine scheduling problem with sequence and machine dependent setup times, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76, 1705- 1718, 2015.
  • 20. Meng R., Rao Y., Luo Q., Modeling and solving for biobjective cutting parallel machine scheduling problem, Annals of Operatıons Research, 285 (1-2), 223-245, 2020.
  • 21. Tosarkani B.M, Amin S.H., A possibilistic solution to configure a battery closed-loop supply chain: Multiobjective approach, Expert Systems with Applications, 92, 12-26, 2018.
  • 22. Boschetti M., Maniezzo V., Roffilli M., Röhler A.B., Matheuristics: optimization, Simulation and Control, Blesa M., Blum C., Raidl G., Roli A., Sampels M., Springer, Berlin, 171-177, 2010.
  • 23. Li Y.T., Cote J.F., Coelho L.C., Wu P., Novel efficient formulation and matheuristic for large-sized unrelated parallel machine scheduling with release dates, International Journal of Production Research, 2021.
  • 24. Cota L.P., Coelho V.N., Guimaraes F.G., Souza M.J.F., Bi-criteria formulation for green scheduling with unrelated parallel machines with sequence-dependent setup times, International Transactions in Operational Research, 28 (2), 996-1017, 2021.
  • 25. Ekici A., Elyasi M., Ozener O.O., Sarikaya M.B., An application of unrelated parallel machine scheduling with sequence-dependent setups at Vestel Electronics, Computers & Operations Research, 111, 130-140, 2019.
  • 26. Fanjul-Peyro L., Perea F., Ruiz R., Models and matheuristics for the unrelated parallel machine scheduling problem with additional resources, European Journal of Operational Research, 260 (2), 482-493, 2017.
APA Saraç T, Tutumlu B (2022). İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. , 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
Chicago Saraç Tugba,Tutumlu Büşra İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. (2022): 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
MLA Saraç Tugba,Tutumlu Büşra İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. , 2022, ss.2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
AMA Saraç T,Tutumlu B İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. . 2022; 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
Vancouver Saraç T,Tutumlu B İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. . 2022; 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
IEEE Saraç T,Tutumlu B "İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model." , ss.2293 - 2307, 2022. 10.17341/gazimmfd.967343
ISNAD Saraç, Tugba - Tutumlu, Büşra. "İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model". (2022), 2293-2307. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.967343
APA Saraç T, Tutumlu B (2022). İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(4), 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
Chicago Saraç Tugba,Tutumlu Büşra İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37, no.4 (2022): 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
MLA Saraç Tugba,Tutumlu Büşra İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.37, no.4, 2022, ss.2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
AMA Saraç T,Tutumlu B İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(4): 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
Vancouver Saraç T,Tutumlu B İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(4): 2293 - 2307. 10.17341/gazimmfd.967343
IEEE Saraç T,Tutumlu B "İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37, ss.2293 - 2307, 2022. 10.17341/gazimmfd.967343
ISNAD Saraç, Tugba - Tutumlu, Büşra. "İşlerin bölünebildiği ilişkisiz paralel makine çizelgeleme problemi için iki amaçlı bir matematiksel model". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/4 (2022), 2293-2307. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.967343