A novel scenario-based robust solution approach to the problem of scheduling and routing of automated guided vehicles (AGVs) in a production environment / Üretim ortamındaki otomatik yönlendirilmeli araçların (AGVs) çizelgeleme ve rotalama problemi için yeni bir senaryo temelli gürbüz çözüm yöntemi

Abstract

Otomatik Yönlendirmeli Araçların (AGV'ler) malzeme taşıma amacıyla kullanımı giderek daha popüler hale gelmiştir. Hızlı ulaşım sağlamaları, görevlere hızlıca atanabilmeleri ve nakliye kapasitesini arttırmalarının yanı sıra üretkenlik, güvenlik, kaynakların kullanım verimini arttırarak ve maliyetleri azaltarak, sisteme esneklik kazandırmaktadırlar. Bu faydaların elde edilebilmesi için AGV'lerin işlere sistematik bir şekilde atanması ve AGV'lerin üretim planlarını karşılayacak şekilde rotalanması ve çizelgelenmesi gerekir. Bu tez, bir atölye üretim ortamında istasyonlar arası taşıma işlerini sağlamak amacıyla kullanılan, kullanım amacına, taşıma ve pil şarj kapasitesine göre farklı tiplerden oluşan heterojen bir AGV filosunun çizelgeleme ve rotalama problemini incelemektedir. Amaç, siparişlere ait taşıma işlerinin geç teslimine atanan ceza maliyetini ve araçların enerji tüketimini en aza indireren gürbüz bir atama ve AGV'lere ait gürbüz rotaları ve çizelgeleri bulmaktır. Bunun amaçla bu tez, heterojen bir AGV filosu için bu kararların yanı sıra şarj planı ve enerji tüketimini de gözeten, senaryo tabanlı yeni bir gürbüz karma tamsayılı doğrusal programlama modeli önerilerek literatüre katkıda bulunmaktadır. Önerilen model öncelikle, IBM OPL CPLEX kullanılarak bir test senaryosu ile doğrulanmıştır. Yapılan deney tasarımı ile önerilen modelin performansı ve belirli parametrelerin model üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Use of Automated Guided Vehicles (AGVs) for material handling purposes has become increasingly popular. They introduce flexibility to the system by increasing speed, responsiveness, and freight capacity as well as enabling increased productivity, safety, efficient resource utilization and reducing costs. These advantages can be realized by intelligent assignment of AGVs to jobs, and routing of AGVs to help meet production plans. This thesis investigates the problem of scheduling and routing of a heterogenous fleet of AGVs, consisting of different types based on purpose of use, freight, and battery charge capacity used for handling transfer jobs in a job shop production environment. The objective is to optimize the schedules and routes of AGVs by minimizing total of the penalty cost for the late delivery of parts and energy consumption of the vehicles. In doing so, the thesis contributes to the literature by proposing a novel, scenario based robust mixed integer linear programming model for a heterogenous fleet of AGVs along with charging and energy consumption where partial recharging is allowed. Proposed model is first verified with a test case. Through design of experiment, performance of the model and how certain parameters affect the performance of the model is also investigated and results are reported.