Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi

Gülçin Bektur

doi:10.17341/gazimmfd.598082

Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi

Öz

Artan karbondioksit emisyonu ve enerji tüketimi, enerji etkin çizelgeleme problemlerine ilgiyi arttırmıştır. Bu çalışmada çok amaçlı enerji etkin tek makine çizelgeleme probleminde enerji tasarrufunun sağlanması amacıyla hız ayarlama metodu ele alınmıştır. Literatürde hız ayarlama metodunda, makina yüksek hızda çalıştırıldığında enerji tüketim oranı artmakta fakat işler daha kısa sürede tamamlanmaktadır. Makine düşük hızda çalıştırıldığında ise enerji tüketim oranı azalmakta fakat işlerin tamamlanma zamanı da uzamaktadır. Çalışmada, amaç fonksiyonları toplam tüketilen enerji miktarının ve geciken iş sayısının enküçüklenmesidir. Problem plastik parça üreten bir üretim işletmesindeki çizelgeleme problemi üzerinden tanımlanmıştır. İşler sıra bağımlı hazırlık süresine sahip olup, bir işin hazırlık süresi kendisinden önce tamamlanan işe bağlıdır. Probleme özgü bir matematiksel model önerilmiştir. Problemin çok amaçlı çözümünde ε-kısıt yöntemi kullanılmıştır. İlgili yöntemin kullanımıyla küçük boyutlu problemler için tüm Pareto etkin çözümler elde edilmektedir. Fakat problemin NP- zor yapısı sonucu büyük boyutlu problemlerin çözümü için çok amaçlı sezgisel bir algoritma önerilmiştir. Önerilen algoritmanın başarısı NSGA II algoritmasıyla karşılaştırılarak gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Enerji etkin tek makine çizelgeleme,ε-kısıt yöntemi,çok amaçlı sezgisel algoritma,sıra bağımlı hazırlık süreleri,çok amaçlı matematiksel model

Kaynakça

Ding J. Y., Song S., Wu C., Carbon- efficient scheduling of flow shops by multi- objective optimization, European Journal of Operational Research, 248, 758- 771, 2016.
Che A., Wu X., Peng J., Yan P., Energy- efficient bi- objective single machine scheduling with power-down mechanism, Computers and Operations Research, 85, 172- 183, 2017.
Dai, M., Tang, D., Giret, A., Salido, M., Li, W., Energy- efficient scheduling for a flexible flow shop using an improved genetic- simulated annealing algorithm, Robotic and Computer Integrated Manufacturing, 29, 418- 429,2013.
Mouzon, G., Yildirim, M. B., A framework to minimise total energy consumption and total tardiness on a single machine, International journal of Sustainable Engineering, 105- 116, 2008.
Mouzon, G., Yildirim, M. B., Twomey, J., Operational methods for minimization of energy consumption of manufacturing equipment, International Journal of Production Research, 45 (18-19), 4247- 4271, 2010.
Yildirim, M. B., Mouzon, G., Single- machine sustainable production planning to minimize total energy consumption and total completion time using a multiple objective genetic algorithm, IEEE Transactions on Engineering Management, 59 (4), 585- 597, 2012
Gong, X., Pessemier, T. D., Joseph, W., Martens, L., A generic method for energy- efficient and energy- cost- effective production at the unit process level, Journal of Cleaner Production, 113, 508- 522, 2016
Che, A., Wu, X., Peng, J., Yan, P., Energy- efficient bi- objective single- machine scheduling with power- down mechanism, Computers and Operations Research, 85, 172- 183, 2017.

Tarakçı, E., Zaim A.H., Öztaş, O., Design of a genetic algorithmic approach for reducing energy consumption in single machine production systems, Journal of International Trade, Logistics and Law, 4(1), 101, 2018.
Shrouf, F., Ordieres- Mere, J., Garcia-Sanchez, A., Ortega-Mier, M., Optimizing the production scheduling of a single machine to minimize total energy consumption costs, Journal of Cleaner Production, 67, 197- 207, 2014
Mikhaylidi, Y., Naseraldin, H., Yedidsion, L., Operations scheduling under electricity time- varying prices, International Journal of Production Research, 53 (23), 7136- 7157, 2015
Aghelinejad, M., Ouazene, Y., Yalaoui, A., Machine and production scheduling under electricity time varying prices, IEEM, 2016 IEEE International conference on IEEE, 992- 996, 2016.
Gong, X., Pessemier, T. D., Joseph, W., Martens, L., An energy- cost aware scheduling methodology for sustainable manufacturing, Procedia CIRP, 29, 185- 190, 2015.
Gong, X., De Pessemier, T., Joseph, W., Martens, L., A power data driven energy-cost-aware production scheduling method for sustainable manufacturing at the unit process level, 2016 IEEE 21 st international conference on IEEE, 1-8, 2016.
Aghelinejad, M., Ouazene, Y., Yalaoui, A., Preemptive scheduling of a single machine with finite states to minimize energy costs, Springer International Publishing, 591-599, 2017.
Gong, X., Wee, M., Pessemier, T., Verbrugge, S., Colle, D., Martens, L., Joseph, W., Integrating labor awareness to energy- efficient production scheduling under real time electricity pricing: An empirical study, Journal of Cleaner Production, 168, 239- 253, 2017
Lee, S., Chung, B. D., Jeon, H. W., Chang, J., A dynamic control approach for energy- efficient production scheduling on a single machine under time- varying electricity pricing, Journal of Cleaner Production, 165, 552- 563, 2017.
Aghelinejad, M., Ouazene, Y., Yalaoui, A., Production scheduling optimisation with machine state and time- dependent energy costs, International Journal of Production Research, 56 (16), 5558- 5575, 2018.
Zhang, H., Fang, Y., Pan, R., Ge., C., A new greedy insertion heuristic algorithm with a multi- stage filtering mechanism for energy- efficient single machine scheduling problems, Algorithms, 11 (2): 18, 2018.
Rubaiee, S., Cinar, S., Yildirim, M. B., An energy- aware multiobjective optimization framework to minimize total tardiness and energy cost on a single machine nonpreemptive scheduling, IEEE Transactions on Engineering Manegement, 99, 1- 16, 2018.
Artigues, C., Lopez, P., Hait, A., The energy scheduling problem: Industrial case- study and constraint propagation techniques, International Journal of Production Economics, 143, 13- 23, 2013.
Nattaf, M., Artigues, C., Lopez, P., A hybrid exact method for a scheduling problem with a continuous resorurce and energy constraints, Constraints, 20, 304- 324, 2015.
Liao, X., Zhang, R., Chiong, R., Multi- objective optimization of single machine scheduling with energy consumption constraints, Computational Intelligence (SSCI), 2017 IEEE Symposium series on IEEE, 1-8, 2017.
Albers, S., Fujiwara, H., Energy efficient algorithms for flow time minimization, ACM Transactions on Algorithms, 3 (4), 49, 2007.
Antoniadis, A., Huang, C. C., Non- preemptive speed scaling, Journal of scheduling, 16 (4), 385- 394, 2013.
Antoniadis, A., Huang, C. C., Ott, S., A fully polynomial- time approximation scheme for speed scaling with speed state, Proceedings of the twenty- sixth annual ACM- SIAM symposium on discrete algorithms, Society for industrial and applied mathematics,1102- 1113, 2015.
Fang, K., Uhan, N. A., Zhao, F., Sutherland, J. W., Scheduling on a single machine under time- of –use electricity tariffs, Annals of Operations Reserach, 238, 199- 227, 2016.
Tasgetiren, M. F., Öztop, H., Eliiyi, U., Eliiyi D. T., Pan, Q. K., Energy efficient single machine total weigted tardiness problem with sequence- dependent setup times, International conference on intelligent computing, Springer, 746- 758, 2018.
Seo, D. K., Klein, C. M., Jang, W., Single machine stochastic scheduling to minimize the expected number of tardy jobs using mathematical programming models, Computers and Industrial Engineering, 48 (2), 153- 161, 2005.
Chen, W. J., Minimizing number of tardy jobs on a single machine subject to periodic maintenance, Omega, 37, 591- 599, 2009.
Cyril, B., Samia, O., Minimizing the number of tardy jobs for the single machine scheduling problem: MIP- based lower and upper bounds, RAIRO, 47 (1), 33-46, 2013.
Aydilek, A., Aydilek, H., Allahverdi, A., Algorithms for minimizing the number of tardy jobs for reducing production cost with uncertain prpcessing times, Applied mathematical modelling, 45, 982- 996, 2017.
Bootaki, B., Mahdavi, I., Paydar, M. M., A hybrid GA- AUGMECON method to solve a cubic cell formation problem considering different worker skills, Computers and Industrial Engineering, 75, 31- 40, 2014.
Hamzadayi, A., Yildiz, G., Modeling and solving static m identical parallel machines scheduling problem with a common server and sequence dependent setup times, Computers and Industrial Engineering, 106, 287- 298, 2017.
Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S., Meyarivan, T., A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA II, IEEE Transactions on evolutionary computation, 6 (2), 182- 197, 2002.
Durmaz, E., Şahin R., NSGA- II and goal programming approach for the multi- objective single row facility layout problem, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (3), 941- 955, 2017.
Wu, X., Che, A., A memetic differential evolution algorithm for energy- efficient parallel machine scheduling. Omega, 82, 155- 165, 2019.
Lee, Y., Bhaskaran, K., Pinedo, M., A heuristic to minimize the total weighted tardiness with sequence- dependent setups. IIE Transactions, 29 (1), 45-52, 1997.
Bektur, G., Saraç, T., Two parallel injection machine scheduling under crane constraint, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (4), 903- 911, 2016.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Gülçin Bektur ^*
0000-0003-4313-7093
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

1 Aralık 2020

Gönderilme Tarihi

29 Temmuz 2019

Kabul Tarihi

8 Eylül 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.598082

IZ

https://izlik.org/JA68MC57US

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Bektur, G. (2020). Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(1), 407-420. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.598082

AMA

1.Bektur G. Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi. GUMMFD. 2020;36(1):407-420. doi:10.17341/gazimmfd.598082

Chicago

Bektur, Gülçin. 2020. “Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 (1): 407-20. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.598082.

EndNote

Bektur G (01 Aralık 2020) Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 1 407–420.

IEEE

[1]G. Bektur, “Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi”, GUMMFD, c. 36, sy 1, ss. 407–420, Ara. 2020, doi: 10.17341/gazimmfd.598082.

ISNAD

Bektur, Gülçin. “Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/1 (01 Aralık 2020): 407-420. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.598082.

JAMA

1.Bektur G. Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi. GUMMFD. 2020;36:407–420.

MLA

Bektur, Gülçin. “Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy 1, Aralık 2020, ss. 407-20, doi:10.17341/gazimmfd.598082.

Vancouver

1.Gülçin Bektur. Enerji etkin ve sıra bağımlı hazırlık süreli tek makine çizelgeleme problemi için tavlama benzetimi algoritması tabanlı hibrit sezgisel çözüm önerisi. GUMMFD. 01 Aralık 2020;36(1):407-20. doi:10.17341/gazimmfd.598082