Robotik Hücrelerde İki Kriterli Hat Dengeleme

Abstract

In this study, we consider a production line that consists of a number of machines and material handling robot. The robot does not perform any operations on the parts but loads/unloads the machines and transports the parts between the machines. The parts to be processed are assumed to be identical. A specific number of operations are to be performed on these parts on the machines. The robot can be transport a single part at a time and can load/unload a single machine at a time. The decisions to be made include i-the determination of the number of the machines on the line, ii-the determination of the assignment of operations to the machines, and iii-the determination of the robot move sequence. This problem is handled as a bicriteria problem that includes the minimization of the cycle time and the minimization of the number of machines used on the line. Two solution approaches are considered: Prioritization of the objectives and determination of the pareto optimal solutions by parameterizing one of the objectives. Mathematical programming formulations are developed for both of these methods. Computational studies are performed using different parameter combinations and the results are analyzed in detail.

Bu çalışmada, çeşitli sayıda makine ve bir adet robotun bulunduğu bir üretim hattı ele alınmıştır. Robot parça üzerinde herhangi bir işlem yapmamakta sadece makineleri yükleme/boşaltma ve malzeme taşıma işlemlerini gerçekleştirilmektedir. Hatta tek tip parça üretimi yapılmaktadır. Bir parçanın üretilmesi için, hatta giren malzemeye makinelerde belirli sayıda işlem yapılmalıdır. Robot bir makineden diğer bir makineye sadece bir adet parça taşır ve tek seferde sadece bir makinede yükleme ve boşaltma işlemi yapar. Ele alınan problemde verilmek istenen kararlar; i- Hatta yer alacak makine sayısının belirlenmesi, ii- Parçaların gerektirdiği her bir işlemin işleneceği makinenin belirlenmesi, iii- Robot hareket sırasının belirlenmesidir. Problem, hem çevrim zamanı en küçüklenmesi ve hem de hatta kullanılan makine sayısının en küçüklenmesi olmak üzere iki kriterli bir eniyileme modeli olarak ele alınmıştır. Çözüm için amaç fonksiyonlarının önceliklendirilmesi yöntemi ve amaçlardan bir tanesinin modelde parametre olarak verilerek Pareto optimal çözümlerin belirlenmesi yöntemleri kullanılmıştır. Her iki yöntem için de matematiksel programlama formülasyonları geliştirilmiştir. Farklı problem parametreleri kullanılarak test çalışmaları yapılmıştır ve elde edilen sonuçlar detaylı olarak analiz edilmiştir.