Generating robust and stable machine schedules from a proactive standpoint
Proaktif bir bakış açısından gürbüz ve kararlı makine çizelgeleri oluşturulması
- Tez No: 246730
- Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN SABUNCUOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
Endüstride kullanılan çizelgeleme sistemleri işletme ortamlarındaki şartlar gereği ciddi miktarda değişkenlik ve belirsizlik etkisi altında çalışmaktadırlar. Çizelgeleme sırasında karşılaşılabilecek çeşitli belirsizliklerle baş edebilme niteliği günümüz koşullarında giderek önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında proaktif bir yaklaşımla iki çeşit belirsizlik etkisindeki (işlem süresi değişkenliği ve makine arızalanması) ortamlarda gürbüz ve kararlı çizelgeler üretilmesi problemleri ele alınmaktadır. Belirsizlik hakkındaki bilgi, olasılık dağılımları aracılığıyla modellenmekte ve olasılık kuramı kullanılarak sistem hakkında çeşitli çıkarımlara ulaşılmaktadır.İlk olarak tek makineli bir ortam ele alınmaktadır. İki gürbüzlük (beklenen toplam akış zamanı ve beklenen toplam gecikme) ve üç kararlılık (iş tamamlanma zamanları arasındaki farkların kareleri ve mutlak değerleri toplamı, iş tamamlanma zamanlarının toplam varyansı) ölçütü tanımlanmakta, bu ölçütlerin fazla zorlukla karşılaşmadan eniyilenebileceği özel durumlar tespit edilmektedir. Gürbüzlük ölçütlerinden biri için bir üstünlük kuralı, iki alt sınır ve problemi çözmek için bunları kullanan bir dal-sınır algoritması geliştirilmiştir. Her beş ölçüt için de büyük boyuttaki problemleri çözmek için kullanılabilecek bir demet taraması sezgiseli geliştirilmiş, kapsamlı sayısal deneylerle geliştirilen yöntemlerin performansları incelenmiştir.Çalışılan ikinci problem tek makine ortamında kararlık ve gürbüzlüğün eşzamanlı eniyilenmesidir, Bütün Pareto optimum noktaları üreten bir epsilon-kısıt yöntemi incelenmektir. Yöntemin gereksinim duyduğu alt problemler formüle edilmiş ve hesapsal karmaşıklıkları tespit edilmiştir. Yöntemin sadece tek bir cins alt probleme ihtiyaç duyan iki varyasyonu ele alınmış, bu varyasyonlardan birini güçlendirecek bir üstünlük kuralı ve bu kuralın değişik formülasyonları geliştirilmiştir. Önerilen tekniklerin performansları deneysel bir çalışmayla değerlendirilmiştir. Üretilen toplam nokta sayısını sınırlandırırken, noktaların dağılımını mümkün olduğunca eşit aralıklı tutacak bir yaklaşım da önerilmiştir.Son olarak, işlem süresi değişkenliği ve rassal makine arızalanmalarına maruz atölye tipi işliklerde kararlı çizelgelerin oluşturulması problemi ele alınmaktadır. Kullanılan kararlılık ölçütü, iş tamamlanma zamanlarının varyansları toplamıdır. Bu problem NP sınıfında olmadığından vekil bir kararlılık ölçütü kullanılmıştır. Problemin bu halinin, makine arızalanmaları göz ardı edilse bile, NP?zor olduğu gösterilmiş ve tam çözüm yöntemi olarak iki dal-sınır algoritması geliştirilmiştir. Makine arızalanmalarını göz önüne alan ve büyük boyutlu örnekleri çözebilen biri demet taraması ve diğeri tabu araması olmak üzere iki sezgisel yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemler kapsamlı hesapsal deneylerle test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In practice, scheduling systems are subject to considerable uncertainty in highly dynamic operating environments. The ability to cope with uncertainty in the scheduling process is becoming an increasingly important issue. In this thesis we take a proactive approach to generate robust and stable schedules for the environments with two sources of uncertainty: processing time variability and machine breakdowns. The information about the uncertainty is modeled using cumulative distribution functions and probability theory is utilized to derive inferences.We first focus on the single machine environment. We define two robustness (expected total flow time and expected total tardiness) and three stability (the sum of the squared and absolute differences of the job completion times and the sum of the variances of the realized completion times) measures. We identify special cases for which the measures can be optimized without much difficulty. We develop a dominance rule and two lower bounds for one of the robustness measures, which are employed in a branch-and-bound algorithm to solve the problem exactly. We also propose a beam-search heuristic to solve large problems for all five measures. We provide extensive discussion of our numerical results.Next, we study the problem of optimizing both robustness and stability simultaneously. We generate the set of all Pareto optimal points via epsilon-constraint method. We formulate the sub-problems required by the method and establish their computational complexity status. Two variants of the method that works with only a single type of sub-problem are also considered. A dominance rule and alternative ways to enforce the rule to strengthen one of these versions are discussed. The performance of the proposed technique is evaluated with an experimental study. An approach to limit the total number of generated points while keeping their spread uniform is also proposed.Finally, we consider the problem of generating stable schedules in a job shop environment with processing time variability and random machine breakdowns. The stability measure under consideration is the sum of the variances of the realized completion times. We show that the problem is not in the class NP. Hence, a surrogate stability measure is developed to manage the problem. This version of the problem is proven to be NP-hard even without machine breakdowns. Two branch-and-bound algorithms are developed for this case. A beam-search and a tabu-search based two heuristic algorithms are developed to handle realistic size problems with machine breakdowns. The results of extensive computational experiments are also provided.
Benzer Tezler
- Standart referans ivmeölçerlerin enterferometrik yöntemle kalibrasyonu
Başlık çevirisi yok
KARUN ALPER TİFTİKÇİ
- Economic comparison of new built internal combustion gas engine power plant in Uzbekistan and Europe based on levelized cost of electricity (LCOE) method
Özbekistan ve Avrupa'da yeni inşa edilen içten yanmalı gaz motorlu elektrik santralının seviyelendirilmiş elektrik maliyeti (LCOE) yöntemine göre ekonomik karşılaştırması
SERKAN TOPLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR KAYALICA
- Kanat çırpma hareketi bulunan dinamik sistemlerin stabilizasyonu
Stabilization of dynamic systems with wing flapping motion
MUSTAFA KAAN ATİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Makine öğrenmesi ile fotovoltaik dizilerde elektriksel arıza tespiti
Machine learning based fault detection in PV arrays
HEYBET KILIÇ
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLAL GÜMÜŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSA YILMAZ
- 8-kinolinoksi sübstitüentli ftalosiyaninlerin sentezi
The synthesis of 8-quinolinoxy-substituted phthalocyanines
MELEK NAKŞİ