An energy efficient assembly line balancing problem withhuman-robot collaboration
İnsan-robot işbirliğine dayalı enerji verimli montaj hattı dengeleme problemi
- Tez No: 823970
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL TURAL, DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA DİNLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Montaj hattı dengeleme problemleri (MHDP'ler) literatürde kapsamlı olarak çalışılmıştır. Teknolojik gelişmeler, değişen müşteri beklentileri ve enerji maliyetlerindeki artış nedeniyle, MHDP'lerin çeşitli yeni varyasyonları hala önerilmektedir. Robotların montaj hatlarına entegre edilmesi, esneklik, üretkenlik, güvenlik ve enerji verimliliği gibi çeşitli potansiyel faydalar sağlayan umut verici bir araştırma alanıdır. Bu çalışmada, robotların ve insan operatörlerin aynı iş istasyonlarında paralel olarak çalışmasına izin verilen bir MHDP'ye odaklanılmaktadır. Robotların hızlarının (izin verilen sınırlar dahilinde) ayarlanabileceği ve daha yüksek hızların daha yüksek enerji tüketimine yol açacağı varsayılmaktadır. İstenen maksimum çevrim süresi göz önüne alınarak, robotların enerji tüketimini en aza indirecek s ̧ekilde verilen sayıda robotun insan operatörlere paralel olarak çalışacağı iş istasyonlarına, görevlerin robotlara ve insan operatörlere atanmasına, ve robotların hızlarına karar vermeyi amaçlıyoruz. Problemi en iyi s ̧ekilde çözebilmek için Karışık Tamsayılı İkinci Dereceden Konik Programlama formülasyonu sunulmaktadır. Ancak bu formülasyon sadece küçük boyutlu örnekleri bir saat içerisinde çözebilmektedir. Bu sorunun üstesinden gelmek için, hız değerleri ayrıklaştırılmakta ve ayrıklaştırılmış problem için Kısıt Programlama ve Karma Tamsayılı Doğrusal Programlama formülasyonları sunulmaktadır. Ayrıca, ayrıklaştırılmış çözümleri daha da iyileştirmek için hız optimizasyonu önerilmektedir. Son olarak, görevlerin gerçekleştirilebileceği en erken ve en geç iş istasyonu için sınırlar sunulmakta ve bu sınırların dahil edilmesinin çözüm kalitesini ve süresini nasıl etkilediği incelenmektedir. Önerilen yöntemlerin çözüm kalitesini ve sürelerini değerlendirmek için kapsamlı hesaplamalı deneyler gerçekleştirilmektedir.
Özet (Çeviri)
Assembly line balancing problems (ALBPs) have been extensively studied in the literature. Due to technological advancements, evolving customers expectations, and increase in energy costs, several new variations of ALBPs are still being introduced. Integrating robots in assembly lines is a promising area of research providing several potential benefits, such as flexibility, productivity, safety, and energy-efficiency. In this study, we focus on an ALBP where robots and human operators are allowed to collaborate in parallel within the same workstations. It is assumed that the speeds of the robots can be adjusted (within allowable limits) with higher speeds resulting in higher energy consumptions. Given a maximum desired cycle time, we aim to decide on the workstations at which a fixed number of robots will work in parallel to human operators, the assignment of tasks to robots and human operators, and the speeds of the robots so as to minimize the resulting energy-consumption of the robots. We provide a Mixed-Integer Second-Order Cone Programming formulation of the problem to be able to solve it optimally. This formulation, however, is only able to solve small size instances within an hour. To overcome this issue, we discretize the speed values and provide a Constraint Programming and a Mixed-Integer Linear Programming formulations for the discretized problem. Moreover, a speed optimization procedure is proposed to further improve the discretized solutions. Furthermore, we present bounds on earliest and latest workstation in which tasks can be performed and ex- amine how incorporating these bounds affects solution quality and time. We perform extensive computational experiments to evaluate the solution quality and execution times of the proposed methods.
Benzer Tezler
- Kaynak kısıtlı montaj hattı dengeleme problemi ve bir işletmede uygulaması
Resource constrained assembly line balancing problem and an application in an assembly line
MEHMET CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA HEZER
- Takım çalışması esaslı demontaj hattı işgören atama ve dengeleme problemi için oyun teorisi odaklı yaklaşımlar
Game theory-oriented approaches for multi-manned disassembly line worker assignment and balancing problem
YILDIZ KÖSE
Doktora
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE ÇEVİKCAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN ERTEMEL
- Montaj hattı dengeleme ve işçi atama probleminde ergonomik uzantılı yeni modeller
New models with ergonomic extension in assembly line worker assignment and balancing problem
YELDA YENER
Doktora
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLİN FERYAL CAN
- IE4 verim sınıfı şebeke kalkışlı sürekli mıknatıslı senkron motor tasarımı
Design of IE4 efficiency level line start permanent magnet synchronous motor
BURCU DURAK GEDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Hareketli gölgeleme bileşenlerinin şekil hafızalı alaşımlar ile etkinleştirilmesi: Bir eyleyici mekanizma önerisi
Movable shading devices activated by shape memory alloys: A proposal for an actuator mechanism
ONUR YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS