Πολυκριτήριο πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού εργασιών σε γραμμές συναρμολόγησης: Μοντελοποίηση και επίλυση σε περιβάλλον GAMS

Abstract

Ο προγραμματισμός παραγωγής αποτελεί ένα ζήτημα πολύ σημαντικό για τις σημερινές βιομηχανίες γιατί με την κατάλληλη και αποτελεσματική αντιμετώπισή του μπορεί να αποδώσει σημαντικά πλεονεκτήματα και κέρδη στις επιχειρήσεις. Επίσης λόγω και της μεγάλης πολυπλοκότητας που παρουσιάζει, αποτελεί μια μεγάλη πρόκληση για την έρευνα, η οποία ως εκ τούτου τελευταία έχει επικεντρωθεί σε ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα της επιστήμης της Οργάνωσης και Διοίκησης Παραγωγής, το πρόβλημα της χρονοδρομολόγησης εργασιών στην παραγωγική διαδικασία. Παράλληλα, στα πλαίσια της προσπάθειας μας να αναπαριστούμε με όσο το δυνατό πιο παραστατικό τρόπο τα όλο και μεγαλύτερης πολυπλοκότητας προβλήματα του σύγχρονου κόσμου βλέπουμε την εισαγωγή περισσότερων του ενός κριτηρίου, στις σχετικές αναλύσεις και αποφάσεις που καλούμαστε να πάρουμε. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, ο τομέας της πολυκριτηριακής ανάλυσης δεν θα μπορούσε παρά να μην βρίσκεται σε τεράστια άνθιση, μιας και καλείται να συστηματοποιήσει τον τρόπο με τον οποίο ο εκάστοτε αποφασίζων εμπλέκεται στη λήψη μια απόφασης. Η ύπαρξη πολλαπλών κριτηρίων, καθιστά τον τρόπο συλλογής, επεξεργασίας αλλά και αξιοποίησης της πληροφορίας αρκετά διαφορετικό, από εκείνο που έχουμε συνηθίσει στις μονοκριτηριακές αντίστοιχες αναλύσεις, προσφέροντας πολύ περισσότερες επιλογές και τρομερές προοπτικές στον αποφασίζοντα, ο οποίος όμως θα πρέπει να είναι σε θέση να κάνει τις σωστές επιλογές στην τακτική και τη μεθοδολογία που θα ακολουθήσει. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μία τομή των παραπάνω επιστημονικών περιοχών και καλείται να αναδείξει πώς η πολυκριτηριακή ανάλυση μπορεί να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις που ανακύπτουν από την πολυπλοκότητα που εμπεριέχουν τα σύγχρονα περιβάλλοντα παραγωγής προϊόντων. Αυτό συμβαίνει στην πράξη μέσω της μελέτης της χρονοδρομολόγησης εργασιών σε γραμμές συναρμολόγησης μικτού μοντέλου (Μixed Model Assembly Lines) και η σύνταξη ενός αποτελεσματικού πλάνου παραγωγής μέσω της χρήσης διαφορετικών μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης. Συγκεκριμένα, μελετούνται και αξιολογούνται χαρακτηριστικές τεχνικές από όλες τις κατηγορίες μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης (a priori, interactive και a posteriori) έπειτα από τη μοντελοποίηση και επίλυση των αντίστοιχων προβλημάτων ακέραιου μαθηματικού προγραμματισμού σε περιβάλλον GAMS. Για να είναι δυνατή η επεξεργασία του μεγάλου όγκου δεδομένων, αναπτύχθηκε επίσης μία σχετική εφαρμογή σε γλώσσα C. Στο τέλος έχουμε μια συγκριτική παρουσίαση όλων των τεχνικών αλλά και των διαφορετικών αποτελεσμάτων σχετικά με το πλάνο παραγωγής τα οποία προέκυψαν έπειτα από τις επιλογές ενός αποφασίζοντος, σύμφωνα με το προφίλ – προτιμήσεις που θεωρούμε ότι έχει στα πλαίσια της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας.

Production planning is a very important issue for today's industries because with proper and effective response can yield significant advantages and benefits to companies. Also due to the high complexity of, is a big challenge for research, which therefore lately has focused on one of the most important problems of the science of organization and management, the problem of scheduling tasks in the production process. Furthermore, as we are trying to approach as more accurately as possible the growing complexity problems of the modern world, we notice the introduction of more than one criterion, in the relevant analyses and decisions we have to take. Within this context, the area of Multicriteria Analysis could not be found despite a massive bloom of and invited to standardize the way in which the individual decision maker is involved in making a decision. The existence of multiple criteria, makes the collection, processing and utilization of information quite different from what we are accustomed to single objective corresponding analyses, offering far more choices and dire prospects decide, but who should be able to do the right choices in tactics and methodology to follow. This thesis is an intersection of these scientific areas and asked to show how multi-criteria decision analysis can address the challenges posed by the complexity inherent in modern production environments products. This happens in practice through the study of scheduling tasks in assembly lines mixed model (Mixed Model assemble lines) and the drafting of an effective plan of production through the use of different methods for Multicriteria Analysis. Specifically, I studied and evaluated techniques from all the different classes of methods for Multicriteria Analysis (a priori, interactive and a posteriori) after modeling and solving the corresponding integer mathematical programming problems in an environment GAMS. To enable the processing of large volumes of data, I also developed a related application in a language C. In the end, I present a comparative presentation of all techniques and the different effects on the production plan which emerged after the choices one decides, according to the profile - preferences that we have in this thesis.