Montaj hattı işçi atama ve dengeleme problemlerinin genetik algoritmalarla çözülmesi

Abstract

Montaj hattı dengeleme problemi, montaj işleminin yapılabilmesi için operasyonların, aralarında ki öncelik ilişkileri göz önüne alınarak farklı amaçlara göre iş istasyonlarına atanmasıdır. Bu tezde montaj hattı dengeleme konusunda son birkaç yılda ortaya atılan bir problem olan montaj hattı işçi atama ve dengeleme problemi incelenmiştir. Montaj hattı işçi atama ve dengeleme problemine kıt işgücü kaynaklara sahip olan, iş sürelerinin işi gerçekleştiren operatörün yetilerine bağlı olarak değiştiği yada bazı operatörlerin bazı operasyonları gerçekleştiremediği montaj hatlarında gün geçtikçe daha fazla karşılaşılmaktadır. Eş zamanlı operasyonların istasyonlara atanması ve uygun işçilerin istasyonlara atanması bu problemin içeriğini oluşturmaktadır. Montaj hattı dengeleme problemi gibi montaj hattı işçi atama ve dengeleme problemi de NP-zor problemler sınıfına girdiği için en iyi çözümü bulan yöntemler ile çözüm zamanı problem boyutuna bağlı olarak üstel artış göstermektedir. Bu nedenle pratikte karşılaşılan problemlerin çözümünde yaklaşık çözümü bulan sezgisel yöntemlerden yararlanılmaktadır Bu tezde montaj hattı işçi atama ve dengeleme problemi için matematiksel model tanımlanmış ve problemin çözümüne yönelik iki aşamalı bir genetik algoritma modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritmanın performansına etki eden parametrelerin en iyi kombinasyonu belirlemek amacı ile bir deney tasarımı gerçekleştirilmiştir.

Assembly line balancing problem is to assign a set of operations to an ordered set of work stations so that the precedence relations are satisfied and some measure of performance is optimized. In this thesis, a new problem called as assembly line worker assignment and balancing problem is introduced. This problem arises in those assembly lines where we have certain limited resources available in which the operation time for every task is different depending on who executes the task, and where there are also some task worker incompatibilities defined. The problem consists of providing a simultaneous solution to tasks to stations and available workers to stations. Just as in the case of assembly line balancing problems, assembly line worker assignment and balancing problems fall into Np-hard class, solution time of all exact algorithms increase exponentially with problem size. For this reason, heuristics are used to solve real application problems. A well known heuristic approach in solution of assembly line balancing problems is genetic algorithm. After defining the mathematical model for this problem, a genetic algorithm based two leveled algorithm is developed. An experimental design has been used to determine the best combination of factors which are effective on performance of developed algorithm.