Doktora Tezleri

Permanent URI for this collectionhttps://gcris.yasar.edu.tr/handle/123456789/13679

Browse

Now showing 1 - 6 of 6

Beklemesiz permütasyon akış tipi çizelgeleme problemleri için yeni çözüm teknikleri
(2024) Yüksel, Damla; Kandiller, Levent
No-Wait Permutation Flowshop Scheduling Problem (NWPFSP) is a scheduling problem variant where jobs must proceed through machines in a fixed order without waiting times between operations. This thesis explores innovative solution techniques for the NWPFSPs. The primary contributions of this thesis are twofold: single-objective optimization and bi-criteria optimization. For single-objective optimization, this thesis examines five mathematical model formulations — three using Mixed-Integer Linear Programming (MILP) and two using Constraint Programming (CP) — focused on separately minimizing makespan, total flow time, and total tardiness. One MILP model is enhanced with valid inequalities to address these objectives. A new Lower Bound (LB) mechanism based on the Shortest Path (SP) algorithm is developed to optimize makespan, total flow time, total tardiness, and the number of tardy jobs separately. Following that, two mathematical models, one belonging to the MILP class and the other to the CP class, have been studied for the number of tardy job minimization in NWPFSPs. A novel upper bound, the Sacrifice and Rearrange Heuristic (SRH), is introduced to minimize the number of tardy jobs. Optimizing the number of tardy jobs in NWPFSPs requires high-quality due dates, as they are crucial for improving performance metrics related to lateness. A new mechanism for generating high-quality due dates has been developed to address this. Incorporating the Sacrifice and Rearrange Heuristic (SRH), this mechanism ensures practical and effective due dates. For bi-criteria optimization, the NWPFSP is approached as a combinatorial optimization problem with two objectives, aiming to minimize total flow time and makespan simultaneously: Bi-Criteria No-Wait Permutation Flowshop Scheduling Problems (BI-CRI NWPFSPs). Initially, an MILP model formulation is explored to address BI-CRI NWPFSPs. Following this, Q-learning-guided algorithms are developed for Bi-CRI NWPFSPs. Q-learning, a well-known reinforcement learning technique, is employed to direct action selection, thereby reducing the need for random exploration during the iterative metaheuristic process. The developed Q-learning guided metaheuristics are Bi-Criteria Iterated Greedy Algorithm with Q-Learning (BC-IGQL) and Bi-Criteria Block Insertion Heuristic Algorithm with Q-Learning (BC-BIHQL). The performance of these algorithms is compared with other state-of-the-art approaches. Thus, this thesis advances the literature on the NWPFSPs by developing new solution techniques for both single-objective and bi-criteria scenarios.
Çok kriterli havaalanı kapı ataması problemi için kısıt-bazlı çizelgeleme yaklaşımları
(2024) Paldrak, Mert; Örnek, Mustafa Arslan; Öztürk, Cemalettin
Havalimanı operasyonlarının alanında, kapı atamalarının etkili bir şekilde yönetilmesi her zaman kritik bir endişe olmuştur, bu durum doğrudan havalimanlarının, havayollarının verimliliğini ve yolcuların genel deneyimini etkilemektedir. Geleneksel olarak, Havalimanı Kapı Atama Problemi (AGAP) ve Havalimanı Kapı Yeniden Atama Problemi (AGRP) birbirinden ayrı varlıklar olarak ele alınmış ve her biri diğerinden bağımsız olarak ele alınmıştır. Ancak, bu geleneksel yaklaşım zamanla sınırlılıklarını ortaya koymuştur, havalimanı operasyonlarının öngörülemeyen doğası nedeniyle başlangıç kapı atamaları ile sonraki yeniden atamalar arasındaki dinamik etkileşimi yakalayamamıştır. Bu tez, AGAP ve AGRP'nin birbiriyle bağlantılılığını keşfederek ve kapı yönetimindeki karmaşıklıklar ve belirsizliklerle başa çıkmada etkili bir başlangıç programının kritik önemini vurgulayarak bu boşluğu kabul eder ve köprüler. Havalimanı kapı atamalarına dahil olan çok sayıda paydaş ve başlangıç kapı atamasının gerekli sağlamlığı göz önüne alındığında, bu araştırma, paydaş beklentilerini karşılamayı ve yeniden atama süreci boyunca programın istikrarını korumayı amaçlayan üç amaçlı bir problemi ele alır. Bu karmaşık çok amaçlı meseleyi ele almak için, tez, farklı amaçları ve belirli problem değişkenlerini, örneğin havalimanı yoğunluğunu, karşılamak üzere tasarlanmış bir dizi yapıcı sezgiyi, İkili Tamsayı Programlama (BIP), Kısıtlama Programlama (CP) ve Ağ Modelleme (NM) tanıtır. Ampirik analizler, geleneksel matematiksel modellerin optimal çözümleri uygulanabilir bir hesaplama zaman çerçevesi içinde sunmada yetersiz kaldığını ortaya koymaktadır. Matematiksel modellerin verimliliğini artırmak için, amaca özel geçerli eşitsizlikler de önerilmiştir. Buna karşılık, tasarlanan yapıcı sezgiler, karar verme sürecini kolaylaştıran etkili uzlaşı çözümleri üretmede etkilidir. Uçakların sıralanması ve önceden belirlenmiş kriterlere dayanarak kapıların seçilmesi sürecini içeren bir süreç yoluyla geliştirilen özel yapıcı sezgiler, etkili uzlaşı çözümleri hızlı bir şekilde üretebilme konusunda olağanüstü bir yeteneğe sahiptir. Çözüm manzarasını daha da zenginleştiren tez, Adaptif Büyük Komşuluk Arama (ALNS) ve Açgözlü Rastgele Uyarlanabilir Arama Prosedürü (GRASP) performansını daha basit sezgilerle karşılaştırır. Çok Amaç-Odaklı ve Havalimanı Yoğunluğu-Odaklı Yapıcı Sezgilerin, ALNS ve GRASP'in karmaşıklık ve hesaplama taleplerini sadece eşleştirmekle kalmayıp, yüksek kaliteli çözümleri etkin bir şekilde elde ederek bu daha maliyetli yöntemleri geride bıraktığı sonucuna varır. Havalimanı Kapı Yeniden Atama Problemini ele alırken, tez, minimum kapı değişikliği ve ceza tabanlı olmak üzere iki BIP modeli ile birlikte bir senaryo tabanlı stokastik yaklaşım önerir. Kapı Atama Probleminde elde edilen optimal bir başlangıç programının kritik önemi gösterilerek, Adnan Menderes Uluslararası Havalimanı'ndan gerçek bir senaryo, çeşitli yapıcı sezgiler kullanılarak başlangıç programları üretmek için analiz edilir. Daha sonra, bu programlar havalimanı kapı yeniden atama modellerinde kullanılarak, gerçek zamanlı programlamanın performansı üzerindeki etkileri değerlendirilir. Hesaplama bulguları, sağlamlık ve havalimanı yoğunluğuna odaklanarak hazırlanan başlangıç programlarının, yeniden atama aşamasında kapı değişikliklerini önemli ölçüde azaltabileceğini öne sürmektedir. Son olarak, tez, farklı uçuş varış ve kalkış senaryolarını inceleyerek, senaryolar arasında kapılara atanan uçuş sayısındaki farklılıkları en aza indirmek için çeşitli programlama tekniklerini kullanır.
Control and Performance Analysis of Three Station Make-to-Stock Production Lines
(2021) Yücel, Özgün; Bulut, Önder
Üretim sistemleri üzerine yapılan çalışmalar, on yıllardır rastgelelik, müşteri gereksinimleri, üretim süreçlerinin belirli özellikleri ve sistem maliyetleri ile başa çıkmaktadır. Stoğa üretim, müşteri hizmet düzeyini artırıp üretim, envanter ve kıtlıklarla ilişkili maliyetlerin dengelenmesini kolaylaştırır. Bu çalışma, stoğa üretim ortamında seri olarak düzenlenmiş üç istasyondan oluşan üretim sistemlerinin üretim kontrolü ve performans değerlendirmesini ele almaktadır. İlk olarak, tek makineli istasyonlar, istasyonlar arasında yer alan yarı mamül stokları ve bitmiş ürün stoğu içeren üretim sistemlerinin eniyi kontrol problemleri incelenmiştir. Taleplerin bir Poisson sürecine göre geldiği bu çalışmada, son ürün stoğundan anında karşılanamayan talepler için kayıp satış bedeli ödenir. Üstel olarak dağıtılmış işlem sürelerine sahip makinelerden oluşan sistem ana model olarak tanımlanırken, genişletilmiş modellerde arıza veya yeniden işleme oluşumları olan daha karmaşık sistemleri incelemek için iki fazlı Coxian işlem süreleri dikkate alınmıştır. Çalışmanın amacı, uzun vade ortalama sistem maliyetini en aza indiren eniyi kontrol politikasını bulmaktır. Markov karar süreci kullanılarak eniyi politikaların yapısı ortaya konmuş ve çalışma çeşitli sayısal örnekler ile zenginleştirilmiştir. İkinci olarak, eniyi kontrol politikaları bulmada karşılaşılan zorlukların üstesinden gelmek adına uygulaması kolay bir politika önerilmiştir. Önerilen politika birçok durumda eniyi politikaya yakın performans göstermektedir. Performansı eniyi politikadan uzak olan durumları iyileştirmek adına, önerilen yaklaşımın geliştirilmiş bir versiyonu da dikkate alınmıştır. Tez kapsamında yapılan son çalışma, iki-fazlı Coxian işlem süreleri, paralel makineler ve sonlu tamponlar içeren üretim hatlarının kesin bir Markov analizini sunar. Hammadde tedariği ve son ürün talebinin bağımsız Poisson süreçleri uyarınca geldiği bu problem, sürekli zamanlı bir Markov zinciri olarak modellenmiş ve geçiş hızı matrisini oluşturmak için özyinelemeli algoritmalar önerilmiştir. Genel özyinelemeli form 3-istasyon 4-tampon sistemlerine özgü olmasına rağmen, durum sayısını hesaplama ve durumları üretme rutinleri herhangi bir M-istasyon (M+1)-tampon sistemi için çalışmaktadır. Geliştirilen model, kararlı durum dağılımını ve verim, sistemdeki ürün sayısı ve ortalama sistem maliyeti gibi performans ölçütlerini hesaplamaya olanak sağlar. Önerilen metodoloji, daha uzun hatların performans analizi için bir ayrıştırma bloğu olarak da kullanılabilir.
Havaalanı kaynaklarının pekiştirmeli öğrenme yöntemiyle sağlam planlanması çizelgelemesi
(2025) Yıldız, Müge Muhafız; Örnek, Mustafa Arslan; Avcı, Umut
Bir havalimanının işletilmesi, birçok aktörün yer aldığı son derece karmaşık bir operasyondur. Havalimanı yönetiminin temel misyonu; tüm havayollarına, yer hizmetleri şirketlerine ve diğer hizmet sağlayıcılara yeterli kapasiteyi ve en iyi çalışma koşullarını sağlamaktır. Uçuş kapısı atama, havalimanı yönetiminin çözmesi gereken en temel planlama problemlerinden biridir; bu problem, gelen uçakların mevcut kapı veya park pozisyonlarına atanmasını ve aynı zamanda operasyonel kısıtların sağlanmasını içerir. Genellikle uçuşların varış ve kalkış zamanları deterministik olarak kabul edilmekte ve bu kombinatoryal problemi çözmek için çeşitli yöneylem araştırması yöntemleri kullanılmaktadır. Ancak, gerçek yaşam senaryolarında bu deterministik çözümler çoğu zaman uygulanabilir değildir. Çünkü uçuşların varış ve kalkış saatleri belirsizlik içermektedir. Bu belirsizliklerle başa çıkmak ve sağlam bir çizelgeleme oluşturmak büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, uçuş kapısı atama problemini çözmek için Pekiştirmeli Öğrenme (PÖ) algoritmaları geliştirilmiştir; çünkü bu yöntem sıralı karar verme sürecine dayanmaktadır ve acil ya da sık değişen durumlara uyum sağlayabilen esnek çözümler üretmeye olanak tanımaktadır. Bu çalışmayla aynı kapıda ardışık atanmış uçaklar arasında boş zamanların toplamı olarak hesaplanan çizelgenin sağlamlığını maksimize etmeye ve aynı zamanda aprona atanan uçak sayısını minimize etmeyi hedefliyoruz. Geliştirdiğimiz çeşitli PÖ algoritmalarını amaç fonksiyonlar bakımından matematiksel modellerle karşılaştırıyoruz. Anahtar kelimeler: Uçak atama problemi, pekiştirmeli öğrenme, Q-öğrenme, derin öğrenme, sağlam çizelgeleme
M G 1 ve M M s stoğa-üretim sistemlerinin analizi
(2022) Özkan, Sinem; Bulut, Önder; Dinçer, Mehmet Cemali
Çoğu gerçek hayattaki üretim-envanter sistemleri, rassal üretim ve talepler arası varış sürelerine sahiptir. Üretim ve envanter maliyetlerini en aza indirmek için bu tür sistemlerin performans değerlendirmesi ve etkin kontrolü hayati önem taşımaktadır. Bu çalışmada, çeşitli stoğa-üretim sistemlerinin üretim-envanter kontrol problemleri ele alınmıştır. İlk olarak, tek bir üretim birimine, üretime başlama ve kayıp satış maliyetlerine sahip tek tip ürün üreten stoğa-üretim sistemleri incelenmiştir. Üretim sürelerinin bağımsız, özdeş ve genel bir dağılıma sahip olduğu, taleplerin ise durağan bir Poisson sürecine göre geldiği varsayılmıştır. Üretim ve dolayısıyla envanter, ardısmarlamalı sistemler için eniyi olduğu bilinen iki kritik sayı politikası tarafından kontrol edilmektedir. Ele alınan sistem tek tip ürünün üretildiği M/G/1 stoğa-üretim kuyruğu olarak modellenmiştir. Üretime başlama maliyeti ihmal edilebilir olduğu durumda, durum vektörünün kararlı durum dağılımı kuyruk teorisine dayalı bir yaklaşımla bulunmuştur. Üretim başlangıç maliyeti olan sistemler için, biri durağan durum dağılımını bulan, diğeri ise doğrudan uzun dönem beklenen ortalama maliyeti hesaplayan iki farklı yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemler yarı-Markov ve yenileme teorilerine dayanmaktadır. Ayrıca, iki kritik sayı politikasının kontrol parametrelerini hesaplamak için bir yaklaşım önerilmiştir. Sayısal sonuçlar, önerilen yaklaşımın birçok durumda eniyiye yakın performans gösterdiğini ortaya koymaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma, kayıp satışlı M/G/1 stoğa-üretim sistemlerini analiz eden ilk çalışmadır. İkinci olarak, üretim sürelerinin Markov yapıda olduğu birden çok sunuculu stoğa-üretim sistemleri ele alınmıştır. Genişletilmiş iki kritik sayı politikası tarafından kontrol edilen M/M/s tek ürünlü stoğa-üretim sistemleri için, sırasıyla gömülü Markov zincirleri ve yenileme analizleri ile durağan durum dağılımı ve beklenen ortalama sistem maliyeti hesaplanmıştır. Analizler hem kayıp satışlı hem de ardısmarlamalı sistemler için ayrı ayrı yapılmıştır. Son çalışmada hem kayıp satışlı hem de ardısmarlamalı durumlar için çok ürünlü M/M/s stoğa-üretim sistemleri ele alınmıştır. İlk önce eniyi üretim politikalarının davranışını araştırmak için dinamik programlama formulasyonlarını geliştirilmiştir. Dinamik programlama formulasyonunun sonuçlarının alınmasının uzun sürmesi nedeniyle, alternatif sezgisel üretim politikaları önerilmiştir. Bu politikalar, çok ürünlü tek sunuculu stoğa-üretim sistemleri için önerilen mevcut politikaların çok sunuculu uzantılarıdır. Kapsamlı bir sayısal çalışma ile sezgisel politikaların performansları değerlendirilmiş ve karşılaştırılmıştır.
Multi-Objective Green Hybrid Flowshop Scheduling Problems
(2020) Öztop, Hande; Kandiller, Levent; Taşgetiren, Mehmet Fatih
Literatürde, hibrid akış tipi çizelgeleme problemi çeşitli üretim verimliliği bazlı amaç fonksiyonları düşünülerek yaygın bir şekilde çalışılmıştır. Ancak, hibrid akış tipi çizelgeleme problemi için enerji tüketimi ve çevresel etkileri dikkate alan çalışmalar literatürde oldukça azdır. Bu tez, makinelerin değişen hız seviyelerinde çalışabildiği hibrid akış tipi atölyelerindeki, maksimum tamamlanma zamanı ve toplam enerji tüketimi amaç fonksiyonları arasındaki çelişkiyi ele almaktadır. Bu tezde, enerji-verimli hibrid akış tipi çizelgeleme problemi için, hız ölçeklendirme yöntemi kullanılarak, özgün iki-amaçlı karma-tamsayılı doğrusal programlama ve iki-amaçlı kısıt programlama model formülasyonları önerilmiştir. Bu tezde, hız ölçeklendirme yönteminin hem iş-bazlı hem de iş-tezgah (matris)-bazlı versiyonları çalışılmıştır. Maksimum tamamlanma zamanını ve toplam enerji tüketimini minimize etme amaç fonksiyonları birbirleriyle çeliştiklerinden dolayı, Pareto-optimal çözümleri elde etmek için genişletilmiş epsilon kısıt yöntemi kullanılmıştır. Küçük örnekler için Pareto-optimal eğriye oldukça yakın yaklaşımlar elde edilirken, büyük örnekler için ise önerilen karma-tamsayılı doğrusal programlama ve kısıt programlama model formülasyonları belirli bir süre limiti altında çözülerek baskın olmayan çözüm kümeleri elde edilmiştir. Ayrıca, çalışılan problemin NP-zor sınıfına ait bir problem olmasından dolayı, enerji-verimli hibrid akış tipi çizelgeleme probleminin hem iş-bazlı hem de matris-bazlı versiyonları için özgün iki-amaçlı metasezgisel algoritmalar özgün bir yapıcı sezgisel ile birlikte önerilmiştir. Problemin iş-bazlı versiyonu için iki tip yinelemeli açgözlü algoritma, bir değişken blok yerleştirme sezgiseli ve dört tip bütünleşik-metasezgisel algoritmalar önerilmiştir. Ayrıca, problemin matris-bazlı versiyonu için iki tip yinelemeli açgözlü algoritma, bir değişken blok yerleştirme sezgiseli ve bir bütünleşik-metasezgisel algoritma önerilmiştir. Bunların yanı sıra, bu tez, hibrid akış tipi çizelgeleme problemi için iki özgün sezgisel amaç fonksiyonu değeri hesaplama yöntemi de önermektedir. Literatürde oldukça bilinen hibrid akış tipi çizelgeleme problemi örnekleri kullanılarak, önerilen iki-amaçlı metasezgisellerin performansları birbirleriyle ve karma-tamsayılı doğrusal programlama ve kısıt programlama model formülasyonlarının çözümleri ile; çözümlerin sayısallığı, çeşitliliği ve yakınlığı açılarından kıyaslanmıştır. Öncelikle, metasezgisellerin performansı küçük örnekler üzerinde Pareto-optimal çözümler ile kıyaslanarak test edilmiştir. Ardından, önerilen metasezgisellerin büyük örnekleri çözmek adına hem çözüm kalitesi hem de çözüm süresi açısından oldukça etkin olduğu gösterilmiştir.

Browse

Browsing Doktora Tezleri by Department "LİSANSÜSTÜ EĞİTİM ENSTİTÜSÜ / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı"