Secuenciación de operaciones de manufactura en la línea de producción automatizada mediante la aplicación del algoritmo de colonia de hormigas

Abstract

En este proyecto se desarrolla un programa de secuenciación de operaciones de manufactura tipo Flow shop en la línea de producción automatizada del laboratorio de automatización de procesos en la Universidad Pontificia Bolivariana, para generar una propuesta de utilización de la planta, mediante la aplicación del algoritmo de colonia de hormigas. El desarrollo de este proyecto de investigación, considera tres momentos base; la primera fase de tipo cuasi-experimental debido a que se observa el funcionamiento estándar de los procesos que integran la línea de producción; para el caso del análisis de tiempo de procesamiento, y consideración del tipo de productos o lotes que se desean producir, se considera que el diseño experimental transeccional, debido debido a que se escoge de manera aleatoria el tipo de lote que se desea producir. Finalmente, el proceso de validación del algoritmo, se desarrolla mediante la aplicación de instancias de la literatura, de tal forma que se pueda inferir sobre la calidad de solución y tiempo computacional que emplea el algoritmo para encontrar la solución al problema de secuencia de operaciones bajo un sistema de línea de ensamble. Para analizar las fuentes de variación del problema (cantidad de hormigas, cantidad de iteraciones y disipación) se realizan 128 pruebas repartidas en grupos de 8 réplicas de un diseño experimental de tres factores, finalmente se obtiene un tiempo computacional de 0.22 segundos y un makespan de 41 minutos promedio. Después de realizar la evaluación del programa propuesto con respecto a 5 instancia de la literatura, e implementar un diseño de experimento factorial con su respectivo análisis de varianza, se concluye que la calidad del algoritmo propuesto es buena ya que los resultados al ejecutar el programa con los datos de las instancias, se encuentran dentro del rango aprobado por la literatura.

In this Project, a shedulling program in Flow Shop on Universidad Pontificia Bolivariana's automation laboratory, to generate a proposal for using the plant, applying the ant colony algorithm. The development of this research project, considers three moments; the first phase is quasi-experimental type because because it is observing the standard processes operation that integrate the flow shop; in the case of analysis of processing time, and consideration of the type of products or lots that are to be produced, the transsectional experimental design is considered, because the type of batch that one wishes to produce is chosen randomly. The validation process of the algorithm, is developed by the application of instances of the literature, in such a way that it can be inferred about the quality of solution and computational time that the algorithm uses to find the solution to the problem of operations shedulling. To analyze the sources of the problem variation (number of ants, number of iterations and dissipation), 128 tests are made distributed in groups of 8 replicas of an experimental design of three factors, finally a computational time of 0.22 seconds is obtained and makespan of 41 minutes on average. After carrying out the evaluation of the proposed program with respect to 5 literature instances, and implementing a factorial experiment design with the variance analysis, it is concluded that the quality of the proposed algorithm is good since the results when executing the program with data of the instances are within the range approved by the literature.