ارائه الگوریتمی مبتنی بر جستجوی هارمونی جهت حل مسأله زمانبندی چندهدفه تولید کارگاهی با یک مرحله مونتاژ و با در نظر گرفتن جریان محموله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشگاه الزهرا.

2 کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا.

3 دانشجوی دکتری، دانشگاه بوعلی سینا.

چکیده

در این مقاله مساله‌ی زمانبندی تولید کارگاهی چندهدفه همراه با یک مرحله مونتاژ و جریان محموله مورد بررسی قرار گرفته‌است. جریان محموله، فرآیندی است که طی آن، یک کار (محموله) به تعدادی کار کوچکتر (زیر محموله) تقسیم شده تا بتوان هم‌پوشانی در انجام عملیات مختلف را ایجاد نمود. هدف این مساله، زمانبندی و تعیین توالی عملیات‌ به‌نحوی است که ضمن برقراری محدودیت‌های مورد نظر، دو تابع هدف حداکثر دوره ساخت و هزینه وزنی زودکردها و دیرکردها کمینه گردد تا با صرفه‌جویی در زمان و هزینه بتوان به مدیریتی کارآمدتر در واحدهای صنعتی پیشرفته دست یافت. ابتدا به‌منظور تشریح مساله، مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط ارائه گردید. از آن‌جایی‌که مسأله مورد بررسی در گروه مسائل NP-hard می‌باشد، جهت حل مسأله از الگوریتمی پیشنهادی مبتنی بر جستجوی هارمونی استفاده‌شد. به‌منظور بررسی کارایی الگوریتم پیشنهادی، از چندین معیار عملکرد استفاده گردید. نتایج محاسباتی، عملکرد مناسب الگوریتم پیشنهادی  را نسبت به الگوریتم ژنتیک مرتب‌سازی نامغلوب در کسب جواب‌های با کیفیت نشان داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Providing a Harmony Search Algorithm for Solving Multi Objective Job Shop Scheduling Problem with Considering an Assembly Stage and Lot Streaming

نویسندگان [English]

  • Parviz Fattahi 1
  • Elham Mohammadi 2
  • Fatemeh Daneshamooz 3
1 Professor, Alzahra University.
2 MSc., Bu-Ali Sina University, Hamedan.
3 Ph.D Student, Bu-Ali Sina University, Hamedan.
چکیده [English]

In this research a multi-objective job shop scheduling problem with an assembly stage and lot streaming is studied. Lot streaming (LS) technique is a process in which a job (lot) is splitted into smaller jobs (sub-lots) such that successive operations can be overlapped. The aim of this study is to schedule and sequence operations in order to meet constraints and minimize the makespan and total weighted earliness and tardiness penalties which, in turn, leads to decrease time and costs and achieve more effective management in industrial departments. First, a mixed integer linear programming model is presented. Since this problem is classified as NP-hard, a metaheuristic algorithm based on Harmony Search is proposed to solve the problem. In order to verify the effectiveness of the proposed algorithm, several performance measures are used. Computational results revealed that the proposed algorithm outperforms non-dominated sorting Genetic algorithm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Scheduling
  • Job Shop
  • Assembly
  • Lot Streaming
  • Harmony Search

مراجع

1. Chan, F.T.S., Wong, T.C. & Chan, L.Y. (2008). Lot streaming for product assembly in job shop environment. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 24(3), 321–331.
2. Chan, F.T.S., Wong, T.C. & Chan, L.Y. (2009). An evolutionary algorithm for assembly job shop with part sharing. Computers & Industrial Engineering, 57(3), 641–651. 3. Dileeplal, J. (2012). Multi-objective assembly job shop scheduling using genetic algorithm and tabu search. Ph.D Theses, Cochin University of Science and Technology, Department of Ship Technology.
4. Fattahi, P., Hosseini, S.M.H., Jolai, F. & Safi samghabadi, A.D. (2014). Multi-objective scheduling problem in a three-stage production system. International J. of Industrial Engineering & Production Research, 25(1), 1-12. 5. Fattahi, P., Saidi, M. & Jolai, F. (2007). Mathematical modeling and heuristic approaches to flexible job shop scheduling problems. Journal of Intelligent Manufacturing, 18(3), 331–342.
6. Geem, Z. W., Kim, J. H. & Loganathan, G. V. (2001). A new heuristic optimization algorithm: harmony search. Simulation, 76(2), 60-68.
7. Gholami, H., Mehdizadeh, E., Naderi, B. (2018). A model and imperialist competitive algorithm for the two-stage assembly flow shop problem with setup times. Journal of Industrial Management Perspective, 8(29), 93-111. (In Persian)
8. Gholizadeh, E., Afshar-Nadjafi, B. (2018). Solving a Bi-objective Resource constrained Multi-mode Project Scheduling Problem with regard to Payment Planning using the NSGA-II algorithm. Journal of Industrial Management Perspective, 8(30), 39-63. (In Persian)
9. Han, H. Y. (2012).Minimizing the total flow time for lot streaming flow shop using an effective discrete harmony search algorithm. In Advanced Intelligent Computing Theories and Applications. With Aspects of Artificial Intelligence, Springer, Berlin, Heidelberg, PP. 32-40.
10. Lee, K. S. & Geem, Z. W. (2005). A new meta-heuristic algorithm for continuous engineering optimization: harmony search theory and practice. Computer methods in applied mechanics and engineering, 194(36-38), 3902-3933.
11. Mahdavi, M., Fesanghary, M. & Damangir, E. (2007). An improved harmony search algorithm for solving optimization problems. Applied mathematics and computation, 188(2), 1567-1579.
12. Midhun, P., Sridharan, R. & Radha Ramanan, T. (2013). Multi-Objective Assembly Job Shop Scheduling Problems: A Mixed Integer Model. Twelfth AIMS International Conference on Management.
13. Rahimi, H., Azar, A., Rezaei-Pandari, A. (2015). Designing a Multi Objective Job Shop Scheduling Model and Solving it by Simulated Annealing. Journal of Industrial Management Perspective, 5(3), 39-63. (In Persian)
14. Reiter, S. (1966). A system for managing job-shop production. Journal of Business, 39(3), 371–393.
15. Sarin, S.C. & Yao, L. (2011). Single-batch lot streaming in a two-stage assembly system. International J. of Planning and Scheduling, 1(1), 90-108.
16. Tajbakhsh, Z., Fattahi, P. & Behnamian, J. (2013). Multi-objective assembly permutation flow shop scheduling problem: a mathematical model and a meta-heuristic algorithm. J. of the Operational Research Society, 65(10), 1580-1592.
17. Wong, T.C., Chan, F.T.S. & Chan, L.Y. (2009). A resource-constrained assembly job shop scheduling problem with Lot Streaming technique. Computers & Industrial Engineering, 57(3), 983–995.
18. Wong, T.C. & Ngan, S.C. (2013). A comparison of hybrid genetic algorithm and hybrid particle swarm optimization to minimize makespan for assembly job shop. Applied Soft Computing, 13(3), 1391–1399.
19. Yao L. & Sarin, C.S. (2014). Multiple-Lot Lot Streaming in a Two-stage Assembly System. Essays in Production, Project Planning and Scheduling, 200, 357-388.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار