Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri

Esra Duygu DURMAZ, (Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Ramazan ŞAHİN (Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
5 3
Yıl: 2022 Cilt: 37 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1855 - 1867 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.958700 İndeks Tarihi: 29-07-2022

Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri

Öz:
İki sıralı tesis düzenleme problemi (İSTDP), esnek imalat sistemlerinde sıklıkla kullanılan bir yerleşim biçimidir. Bu tesis düzeninde bölümler veya makineler, taşıma araçlarının ve çalışanların kullanımı için ayrılmış olan bir koridorun iki kenarı boyunca sıralanırlar. Problem, tesis içerisindeki taşıma maliyetlerini minimize etmek amacıyla, makinelerin koridorun hangi tarafında yer alacağının ve bulundukları sıra üzerindeki kesin konumlarının belirlenmesini içermektedir. Bu çalışmada, farklı işlem rotalarına sahip çok ürünlü bir İSTDP üzerine odaklanılmıştır. Ele alınan problemde özdeş makinenin olmadığı ve özdeş makineye sahip senaryolar için yeni karma tam sayılı matematiksel modeller geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerin etkinliği, rassal olarak üretilen test problemleri üzerinde değerlendirilmiştir. Küçük boyutlu problemlerde, her iki modelde de optimal çözümler elde edilmiştir. Büyük boyutlu problemlerde ise belirlenen çözüm süresi (21600 sn) sonunda bulunan çözüm değerleri raporlanmıştır. Burada özdeş makine içermeyen modelde, belirlenen çözüm zamanı sonunda oluşan % gap değerleri 8,05 ile 32,26 arasında değişirken, özdeş makineli model için bu değerler 5,26 ile 25,73 arasında gerçekleşmiştir.
Anahtar Kelime: İki sıralı tesis düzenleme problemi çok ürünlü üretim ortamı matematiksel modelleme özdeş makineler

Mathematical model proposals for multi-product double row facility layout problem with identical machines

Öz:
Double row facility layout problem (DRFLP) is a frequently used layout type in flexible manufacturing systems. In this layout, machines or departments are placed along both sides of a corridor, which is a path for the use of transportation vehicles and workers. The problem involves determining which side of the corridor the machines will be on and their exact locations on the row in order to minimize transportation costs within the facility. This study focuses on a multi-product DRFLP with different processing routes. New mixed integer mathematical models were developed for the scenarios with and without identical machines. The effectiveness of the models was evaluated on the randomly generated test problems. Optimal solutions were obtained in both models for small-sized problems. For large-sized problems, the solution values reached within pre-determined time limit (21600 s) were reported. While the gap (%) values at the end of the solution time determined in the model without identical machines ranged between 8.05 and 32.26, these values were between 5.26 and 25.73 for the model with identical machines.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 1. Tompkins J.A., White J.A., Bozer Y.A., Tanchoco J.M.A., Facilities planning: John Wiley & Sons, 2010.
  • 2. Solimanpur M., Jafari A., Optimal solution for the twodimensional facility layout problem using a branch-andbound algorithm, Comput Ind Eng, 55 (3), 606-619, 2008.
  • 3. Karateke H., Şahin R., A two-stage approach for the multi-floor facility layout problem: Benders decomposition algorithm, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36 (2), 953-970, 2021.
  • 4. Deb S.K., Bhattacharyya B., Fuzzy decision support system for manufacturing facilities layout planning, Decis Support Syst, 40 (2), 305-314, 2005.
  • 5. Kang S., Kim M., Chae J., A closed loop based facility layout design using a cuckoo search algorithm, Expert Syst Appl, 93, 322-335, 2018.
  • 6. Şahin R., A simulated annealing heuristic for the dynamic facility layout problem, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 23 (4), 863-870, 2008.
  • 7. Niroomand S., Hadi-Vencheh A., Şahin R., Vizvári B., Modified migrating birds optimization algorithm for closed loop layout with exact distances in flexible manufacturing systems, Expert Syst Appl, 42 (19), 6586-6597, 2015.
  • 8. Chung J., Tanchoco J.M.A., The double row layout problem, Int. J. Prod. Res., 48 (3), 709-727, 2008.
  • 9. Wang S., Zuo X., Liu X., Zhao X., Li J., Solving dynamic double row layout problem via combining simulated annealing and mathematical programming, Appl. Soft Comput., 37, 303-310, 2015.
  • 10. Amaral A.R.S., Optimal solutions for the double row layout problem, Optim. Lett., 7 (2), 407-413, 2013.
  • 11. Amaral A.R.S., A mixed-integer programming formulation for the double row layout of machines in manufacturing systems, Int. J. Prod. Res., 57 (1), 34-47, 2018.
  • 12. Secchin L.D., Amaral A.R.S., An improved mixedinteger programming model for the double row layout of facilities, Optim. Lett., 13 (1), 193-199, 2018.
  • 13. Chae J., Regan A.C., A mixed integer programming model for a double row layout problem, Comput Ind Eng, 140, 106244, 2020.
  • 14. Heragu S.S., Kusiak A., Machine layout problem in flexible manufacturing systems, Oper. Res., 36 (2), 258- 268, 1988.
  • 15. Solimanpur M., Vrat P., Shankar R., An ant algorithm for the single row layout problem in flexible manufacturing systems, Comput. Oper. Res., 32 (3), 583-598, 2005.
  • 16. Simmons D.M., One-dimensional space allocation: an ordering algorithm, Oper. Res., 17 (5), 812-826, 1969.
  • 17. Amaral A.R., A new lower bound for the single row facility layout problem, Discrete Appl. Math., 157 (1), 183-190, 2009.
  • 18. Amaral A.R., Letchford A.N., A polyhedral approach to the single row facility layout problem, Math. Program., 141 (1), 453-477, 2013.
  • 19. Anjos M.F., Vannelli A., Computing globally optimal solutions for single-row layout problems using semidefinite programming and cutting planes, INFORMS Journal on Computing, 20 (4), 611-617, 2008.
  • 20. Anjos M.F., Yen G., Provably near-optimal solutions for very large single-row facility layout problems, Optimization Methods & Software, 24 (4-5), 805-817, 2009.
  • 21. Hungerländer P., Rendl F., A computational study and survey of methods for the single-row facility layout problem, Comput. Optim. Appl., 55 (1), 1-20, 2013.
  • 22. Şahin R., Niroomand S., Durmaz E.D., Molla-AlizadehZavardehi S., Mathematical formulation and hybrid meta-heuristic solution approaches for dynamic single row facility layout problem, Annals of Operations Research, 295 (1), 313-336, 2020.
  • 23. Kothari R., Ghosh D., An efficient genetic algorithm for single row facility layout, Optim. Lett., 8 (2), 679-690, 2014.
  • 24. Guan J., Lin G., Hybridizing variable neighborhood search with ant colony optimization for solving the single row facility layout problem, Eur. J. Oper. Res., 248 (3), 899-909, 2016.
  • 25. Ou-Yang C., Utamima A., Hybrid estimation of distribution algorithm for solving single row facility layout problem, Comput Ind Eng, 66 (1), 95-103, 2013.
  • 26. Samarghandi H., Eshghi K., An efficient tabu algorithm for the single row facility layout problem, Eur. J. Oper. Res., 205 (1), 98-105, 2010.
  • 27. Samarghandi H., Taabayan P., Jahantigh F.F., A particle swarm optimization for the single row facility layout problem, Comput Ind Eng, 58 (4), 529-534, 2010.
  • 28. Durmaz E.D., Şahin R., NSGA-II and goal programming approach for the multi-objective single row facility layout problem, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (3), 941-955, 2017.
  • 29. Cravo G.L., Amaral A.R., A GRASP algorithm for solving large-scale single row facility layout problems, Comput. Oper. Res., 106, 49-61, 2019.
  • 30. Palubeckis G., Single row facility layout using multistart simulated annealing, Comput Ind Eng, 103, 1-16, 2017.
  • 31. Keller B., Buscher U., Single row layout models, European Journal of Operational Research, 245 (3), 629- 644, 2015.
  • 32. Zhang Z., Murray C.C., A corrected formulation for the double row layout problem, Int. J. Prod. Res., 50 (15), 4220-4223, 2012.
  • 33. Murray C.C., Smith A.E., Zhang Z., An efficient local search heuristic for the double row layout problem with asymmetric material flow, Int. J. Prod. Res., 51 (20), 6129-6139, 2013.
  • 34. Zuo X., Murray C.C., Smith A.E., Solving an Extended Double Row Layout Problem Using Multiobjective Tabu Search and Linear Programming, IEEE Trans. Autom. Sci. Eng., 11 (4), 1122-1132, 2014.
  • 35. Zuo X.Q., Murray C.C., Smith A.E., Sharing clearances to improve machine layout, Int. J. Prod. Res., 54 (14), 4272-4285, 2016.
  • 36. Zuo X., Liu X., Zhang Q., Li W., Wan X., Zhao X., MOEA/D With Linear Programming for Double Row Layout Problem With Center-Islands, IEEE Trans. Cybern., 1-13, 2019.
  • 37. Gülşen M., Murray C.C., Smith A.E., Double-row facility layout with replicate machines and split flows, Comput. Oper. Res., 108, 20-32, 2019.
  • 38. Guan J., Lin G., Feng H.-B., Ruan Z.-Q., A decomposition-based algorithm for the double row layout problem, Appl. Math. Modell., 77, 963-979, 2020.
  • 39. Amaral A.R., A mixed-integer programming formulation of the double row layout problem based on a linear extension of a partial order, Optim. Lett., 1-17, 2020.
  • 40. Amaral A.R., A heuristic approach for the double row layout problem, Annals of Operations Research, 1-36, 2020.
  • 41. Chen D.-S., Wang Q., Chen H.-C., Linear sequencing for machine layouts by a modified simulated annealing, Int. J. Prod. Res., 39 (8), 1721-1732, 2001.
  • 42. Lenin N., Kumar M.S., Islam M.N., Ravindran D., Multi-objective optimization in single-row layout design using a genetic algorithm, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 67 (5-8), 1777-1790, 2013.
  • 43. Lenin N., Siva Kumar M., Ravindran D., Islam M.N., A tabu search for multi-objective single row facility layout problem, Journal of Advanced Manufacturing Systems, 13 (01), 17-40, 2014.
  • 44. Lenin N., Siva Kumar M., Harmony search algorithm for simultaneous minimization of bi-objectives in multirow parallel machine layout problem, Evolutionary Intelligence, 1-28, 2020.
APA Durmaz E, ŞAHİN R (2022). Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. , 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
Chicago Durmaz Esra Duygu,ŞAHİN Ramazan Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. (2022): 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
MLA Durmaz Esra Duygu,ŞAHİN Ramazan Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. , 2022, ss.1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
AMA Durmaz E,ŞAHİN R Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. . 2022; 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
Vancouver Durmaz E,ŞAHİN R Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. . 2022; 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
IEEE Durmaz E,ŞAHİN R "Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri." , ss.1855 - 1867, 2022. 10.17341/gazimmfd.958700
ISNAD Durmaz, Esra Duygu - ŞAHİN, Ramazan. "Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri". (2022), 1855-1867. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.958700
APA Durmaz E, ŞAHİN R (2022). Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(4), 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
Chicago Durmaz Esra Duygu,ŞAHİN Ramazan Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37, no.4 (2022): 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
MLA Durmaz Esra Duygu,ŞAHİN Ramazan Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.37, no.4, 2022, ss.1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
AMA Durmaz E,ŞAHİN R Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(4): 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
Vancouver Durmaz E,ŞAHİN R Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(4): 1855 - 1867. 10.17341/gazimmfd.958700
IEEE Durmaz E,ŞAHİN R "Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37, ss.1855 - 1867, 2022. 10.17341/gazimmfd.958700
ISNAD Durmaz, Esra Duygu - ŞAHİN, Ramazan. "Çok ürünlü özdeş makineli iki sıralı tesis düzenleme problemi için matematiksel model önerileri". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/4 (2022), 1855-1867. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.958700
Sayfa Oluşturulma Tarihi
23-04-2024 22:29

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları