Optimization methods for lot-sizing problem in an automated foundry

• Autorzy: Duda J. , Stawowy A.

Warianty tytułu

PL

Algorytmy planowania partii produkcyjnych w zautomatyzowanej odlewni

• Konferencja: International Conference Development Trends in Mechanization of Foundry Process (6 ; 5-7.09.2013 ; Inwałd, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper we studied a production planning problem in a mid-size foundry that provides tailor-made cast products in small lots for a large number of clients. Assuming that a production bottleneck is the furnace, a mixed-integer programming (MIP) model is proposed to determine the lot size of the items and the required alloys to be produced during each period of the finite planning horizon that is subdivided into smaller periods. As using an advanced commercial MIP solvers may be impractical for more complex and large problem instances, we proposed and compared a few computational intelligence heuristics i.e. tabu search, genetic algorithm and differential evolution. The examination showed that heuristic approaches can provide a good compromise between speed and quality of solutions and can be used in real-world production planning.

PL

W pracy przedstawiono problem planowania produkcji w odlewni średniej wielkości, która dostarcza odlewy na zamówienie dla dużej liczby klientów. W takim problemie konieczne jest określenie wielkości partii produkcyjnej oraz ilości i gatunku metalu w każdym okresie skończonego horyzontu planowania, który jest podzielony na mniejsze podokresy. Przy założeniu, że wąskim gardłem jest piec do topienia metalu, zaproponowano programowanie całkowitoliczbowe mieszane (Mixed-Integer Programming - MIP) jako model planowania i harmonogramowania produkcji w odlewni. Jako że użycie zaawansowanych komercyjnych solverów może być niepraktyczne dla złożonych problemów, zaproponowano i porównano trzy heurystyki inteligencji obliczeniowej tj. tabu search, algorytm genetyczny i ewolucja różnicowa. Eksperymenty obliczeniowe wykazały, że algorytmy heurystyczne zapewniają zadowalającą szybkość i jakość rozwiązań.

Słowa kluczowe

EN

application of information technology to the foundry industry; production planning; lot-sizing problem

PL

planowanie produkcji; zastosowanie technologii informatycznych

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 3
• Strony: 863--866
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab.

Twórcy

autor

Duda J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Management, Gramatyka 10, 30-067 Krakow, Poland

autor

Stawowy A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Management, Gramatyka 10, 30-067 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] S. A.de Araujo, M. N. Arenales, A. R. Clark, Lot sizing and furnace scheduling in small foundries, Comput Oper Res. 35, 916-932 (2008).
• [2] V. Camargo, L. Mattiolli, F. Toledo, Aknapsack problem asatool to solve the production planning problem in small foundries, Comput Oper Res. 39, 86-92 (2012).
• [3] S. K. Gauri, Modeling product-mix planning for batches of melt under multiple objectives inasmall scale iron foundry, Prod Eng Res Dev. 3, 189-196 (2009).
• [4] M. Gendreau, J.-Y. Potvin (ed.), Handbook of Metaheuristics. International Series in Operations Research & Management Science 146 (2010).
• [5] Y. K. Park, J.-M. Yang, Optimization of mixed casting processes considering discrete ingot sizes, J Mech Sci Technol. 23, 1899-1910 (2009).
• [6] E. dos Santos-Meza, M. O. dos Santos, M. N. Arenales, Alot-sizing problem in an automated foundry, Eur J Oper Res. 139, 490-500 (2002).
• [7] A. Stawowy, J. Duda, Models and algorithms for production planning and scheduling in foundries - current state and development perspectives, Arch Foundry Eng. 12, 2, 69-74 (2012).
• [8] R. F. Teixeira, F. Fernandes, N. Pereira, Binary integer programming formulations for scheduling in market-driven foundries. Comput Ind Eng. 59, 425-435 (2010).