Energy efficient scheduling in flow-shop and parallel machine robotic cells
Akış tipi ve paralel makineli robotik hücrelerde enerji tasarruflu çizelgeleme
- Tez No: 690925
- Danışmanlar: PROF. DR. SİNAN GÜREL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Robotik hücre çizelgeleme problemleri çoğunlukla hücrenin üretim hızını artırmaya odaklanır. Ancak, son zamanlarda enerji tasarrruflu ve çevreye duyarlı üretim operasyonları daha önemli hale geldi ve yakın zamanda yapılan çalışmalarda daha fazla ilgi çekmekte. Bu tezde, iki robotik hücre çizelgeleme problemi ele alındı. Bir robotik hücrede makineler ve elleçleme robotu yer alır. Bu tezde robot enerji tüketimini minimize etme hedefini üretim hızını maksimize etme hedefi ile birlikte ele aldık. Bu problemlerde bu iki hedef için etkin çözümler bulmayı amaçladık. Önce birden fazla parça üreten iki makineli akış tipi robot hücresi, daha sonra ise iki paralel makineli robot hücresi ele alındı. Akış tipi çizelgelemede parçalar her iki makinede de sabit bir sırada işlenirken paralel makineli çizelgelemede parçalar iki makineden birinde işlenir. Her iki robot hücresinde de tüm taşıma ve yükleme-boşaltma işlemleri bir robot tarafından gerçekleştirir. Robot taşıma işleri sırasında enerji tüketir. Bu çalışmada enerji tüketiminin robot hızına göre dışbükey doğrusal olmayan bir fonksiyon olarak formüle edilebileceğini varsayıyoruz. Bu tezde robot enerji tüketimini ve maksimum işbitim (ya da çevrim süresi) hedeflerini minimize etmek için en iyi robot hareket dizisini, robot hareket hızlarını bulmayı amaçlıyoruz. Aynı zamanda parça sırası ve makine-parça atama kararları da veriliyor. Akış tipi robotik hücresi için, çevrim süresi ve enerji tüketimi hedefleri için etkin çözümleri bulan bir matematiksel model önerdik. Bu modeli karışık tamsayılı ikinci derece konik programlama problemi olarak çözdük. Paralel makineli robotik hücre çizelgeleme problemi için, enerji tüketimi ve işbitim zamanı hedeflerini minimize edecek çözüm yöntemleri önerdik. İlk olarak bir matematiksel model geliştirdik ve konik gösterimini çözdük. Daha sonra Tavlama Benzetimi kullanan komşuluk arama algoritmaları önerdik. Her iki problem için önerilen çözüm yöntemlerinin hesaplama performansını test ettik. Ayrıca robot hız kontrol yaklaşımının bu problemlerde sağladığı enerji tasarrufunu gösterdik.
Özet (Çeviri)
Robotic cell scheduling studies mostly focus on increasing the throughput of the cell. Therefore, those studies consider cycle time or makespan minimization objectives. However, energy-efficient and environmentally sensitive manufacturing operations become more important and receive attention in recent studies in the literature. In this thesis, we study two robotic cell scheduling problems with machines and a material handling robot. We consider robot energy consumption as an objective to minimize while maximizing the throughput. The problem is to find efficient solutions for these objectives. Two scheduling environments are studied: a two machine flow-shop robotic cell and a two parallel machine robotic cell. In a flow-shop scheduling environment, parts are processed on both machines, but in a parallel machine scheduling environment, parts are processed on one of two machines. In both robotic cells, a robot performs all handling and loading-unloading operations. The robot consumes energy during its moves. We assume that the energy consumption can be formulated as a convex nonlinear function of robot's speed. We try to find the optimal robot move sequence and optimal speed of the robot to minimize energy consumption and makespan (or cycle time). We also make other scheduling decisions such as part sequencing and machine-part assignment. For the flow-shop robotic cell scheduling problem we propose a mathematical model that finds efficient solutions for energy consumption and cycle time objectives. We solve the model using mixed-integer second-order conic programming (MISOCP) reformulation. For the parallel machine robotic cell, similarly, we propose a mathematical model and its MISOCP reformulation to find efficient solutions. We also propose alternative neighborhood search algorithms based on Simulated Annealing. For both problems, we test the computational performance of proposed solution approaches and present energy saving achieved by robot speed control strategy.
Benzer Tezler
- Bir konfeksiyon işletmesinde bilgisayar destekli üretim planlama ve kontrol
A Computer aided production planning and control model of a ready made clothing sector
MÜJDE KOÇER(YAVUZ)
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET TANYAŞ
- Orta ölçekli bir konfeksiyon atölyesinde üretim planlama ve uygulama
Başlık çevirisi yok
MEHMET AKİF ÇERİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ TULUNAY
- Bi-objective no-wait permutation flowshop scheduling problems
İki amaçlı beklemesiz permutasyon akış tipi çizelgeleme problemleri
DAMLA YÜKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYaşar ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KANDİLLER
PROF. DR. MEHMET FATİH TAŞGETİREN
- Tam zamanında üretim sistemlerinin maliyet analizi
Başlık çevirisi yok
AYŞEGÜL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ETHEM TOLGA
- Heuristic approaches to scheduling problems in a flexible job shop environment
Esnek iş atölyesi ortamında çizelgeleme problemlerine sezgisel yaklaşımlar
EMİNE ÖZGE İLİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği (Enerji ve Güç Sistemleri) Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ARSLAN ÖRNEK