A novel line balancing problem: Complex constrained assembly line balancing

Abstract

Bu doktora çalışmasının temel amacı, kural tabanlı montaj modellemesini genişletmek ve bir ürünün tüm alternatif montaj yolları ile bunların iş süreleri, öncelik ilişkileri ve hat dengesi üzerindeki etkilerini aynı anda ele almak amacıyla tüm montaj kısıtlarını bir kural tabanı ile modellemek için genel montaj hattı dengeleme problemlerinden olan yeni bir montaj dengeleme problemini, karmaşık kısıtlı montaj hattı dengeleme problemini (KKMHDP), tanıtmaktır._x000B_KKMHDP'ni çözmek için kural tabanıyla bütünleşmiş bir genetik algoritma (GA) önerilmiş ve detaylıca tartışılmıştır. Önerilen GA'nın performansını iyileştirmek için kontrol parametreleri en uygun hale getirilmiştir. KKMHDP yeni bir problem olduğu için, test etmek için kıyaslama örnekleri seti yoktur. Bu nedenle, deneyler literatürden iyi bilinen kıyaslama problemlerinden adapte edilerek oluşturulan problem setleri ile yapılmıştır. Bazı alternatif rotalar yaratılmış ve bu literatür problemlerine eklenmiştir. Deneylere göre, önerilen genetik algoritma daha iyi sonuçlar vermiştir. KKMHDP'ne yeni alternatifler eklendikçe hat dengelemenin geliştiği gösterilmiştir._x000B_Çalışmada bir kural tabanlı modelin kısıt programlama modeline ve tamsayılı programlama modeline nasıl eşleştirildiği de gösterilmiştir. KKMHDP, grafik tabanlı modelleme ile değil, yalnızca kural tabanlı modelleme ile çözülebilmektedir. Kısıt programlama modeli ve tamsayılı programlama modelinin modelleme kabiliyetleri ve etkinlikleri tartışılmış, geleneksel öncelik diyagramları ile karşılaştırılmıştır. The primary aim of this dissertation is to extend the rule-based assembly modeling and to introduce a novel assembly line balancing problem: complex-constrained assembly line balancing problem (CCALBP), which is of the general ALBPs, in order to model all assembly constraints through a rule-base to tackle alternative ways of assembling a product and their effects on task times, precedence relations and the line balance simultaneously._x000B_A genetic algorithm (GA) based on the rule-base is proposed and discussed in detail to solve CCALBP. The specific characteristics of the proposed GA are explained on an example problem. The control parameters of the GA are optimized to improve the performance. Since CCALBP is a novel problem, there is no set of benchmark instances for testing. Therefore, the computational experiments are carried out on a set of self-made instances generated by adapting well-known benchmark problems from the literature. Some alternative routes are created and added to these literature problems. Based on the experiments, the proposed GA is proven to perform better. It is shown that line balancing improves when more alternatives are added to CCALBP._x000B_It is also shown how to map a rule-based assembly model to a constraint programming (CP) model and an integer programming (IP) model. CCALBP can be solved only through rule-based modeling, but not graph-based modeling. The efficiency and modeling capability of CP and IP models are discussed, and compared with that of traditional precedence graphs.