Μεθοδολογία επίλυσης προβλημάτων χρονοπρογραμματισμού εργασιών με στοχαστικό χρόνο άφιξης ή εξυπηρέτησης

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται το πρόβλημα αντιμετάθεσης χρονοπρογραμματισμού εργασιών, ένα πρόβλημα με το οποίο έρχονται αντιμέτωπες όλες οι σύγχρονες βιομηχανίες, προκειμένου να αυξήσουν την παραγωγή τους, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα το κόστος λειτουργίας τους. Πρόκειται για ένα πρόβλημα που αφορά την κατανομή των διαφόρων εργασιών μιας γραμμής παραγωγής στις διαθέσιμες μηχανές με αντικειμενικό στόχο την ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου επεξεργασίας των εργασιών από τις μηχανές. Ως βασικοί κανόνες αυτού του προβλήματος τίθενται οι εξής: όλες οι εργασίες πρέπει να επεξεργαστούν από όλες τις μηχανές με την ίδια σειρά, οι μηχανές δε μπορούν να διακόψουν τη λειτουργία τους, κάθε χρονική στιγμή μία μηχανή μπορεί να επεξεργαστεί το πολύ μία εργασία και τέλος μία εργασία μπορεί να επεξεργαστεί μόνο από μία μηχανή. Για την επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος επιλέχθηκε ο μεθευρετικός αλγόριθμος της Τεχνητής Αποικίας Μελισσών (Artificial Bee Colony - ABC), ένας αλγόριθμος ο οποίος βασίζεται στην ευφυΐα του σμήνους και όχι στα χαρακτηριστικά του εκάστοτε προβλήματος προκειμένου να βρει την βέλτιστη λύση. Ο αλγόριθμος αυτός, ιδιαίτερα διαδεδομένος στα συνεχή προβλήματα, τροποποιήθηκε κατάλληλα εδώ προκειμένου να επιλύσει το προαναφερθέν διακριτό πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού εργασιών. Στην παρούσα εργασία, το πρόβλημα αντιμετάθεσης χρονοπρογραμματισμού εργασιών, αρχικά, εμφανίζεται με τη μορφή θεωρητικών αιτιοκρατικών προβλημάτων από την βιβλιογραφία. Σε αυτά εφαρμόζεται ο διακριτός αλγόριθμος ABC προκειμένου να διαπιστωθεί η αξιοπιστία και ευρωστία του. Εν συνεχεία, μοντελοποιείται ένα πραγματικό σύστημα παραγωγής ενός εργαστηρίου διακρίβωσης και επιλύεται από τον ABC, αρχικά θεωρούμενο ως αιτιοκρατικό πρόβλημα και στη συνέχεια ως στοχαστικό. Από την επίλυση αυτού του συστήματος προκύπτουν αποτελέσματα, μέσα από τα οποία καταλήγουμε σε συμπεράσματα για τη βέλτιστη λειτουργία του συγκεκριμένου συστήματος παραγωγής.