Análisis multi-objetivo del problema de asignación del buffer con meta-modelos de simulación y una metaheurística híbrida

Abstract

Este artículo presenta una formulación multi-objetivo del problema de asignación del buffer (BAP, por sus siglas en inglés) en una línea de producción paralela en serie, que pretende maximizar la tasa promedio de producción y minimizar el costo total de la asignación de buffers. Se analizan tres casos de estudio que involucran condiciones de operación: confiables, no confiables y reprocesos. Los tiempos de proceso, tiempos entre fallas y tiempos de reparación, consideran funciones de distribución: Exponencial, Normal y Weibull. El método de evaluación empleado en este documento, implica meta-modelos de simulación construidos a partir de diseños de experimentos y simulaciones de la línea de producción; por su parte, el método de optimización implementado, es una metaheurística híbrida de Algoritmos Genéticos (AG) y Recocido Simulado (RS). Los resultados reportan la asignación de buffers en los casos de estudio, su impacto en los objetivos y la eficiencia computacional del algoritmo híbrido propuesto.

Optimization of the OEE indicator through meta-models’ simulation in the buffer allocation problem

“…Unlike other studies where simulation is used as an evaluation method, the use of meta-models facilitated and streamlined the measurement of optimization objectives, allowing solutions to be achieved efficiently with the GRG algorithm. The implementation of meta-models helps in the analysis of complex production systems, taking advantage of one of the main virtues of simulation, and allows optimization methods to significantly improve their computational efficiency, since they behave as an analytical evaluation procedure (Hernández-Vázquez et al, 2022a).…”

“…In this research, two polynomial regression meta-models were developed; this category of meta-models has provided outstanding results in simulation work (Amiri & Mohtashami, 2012;Dengiz & Akbay, 2000;Durieux & Pierreval, 2004;Hernández-Vázquez et al, 2022a). The methodology used for its elaboration is established by Amiri and Mohtashami (2012).…”

“…Another aspect to highlight is the evaluation method used. Like in other works (Amiri & Mohtashami, 2012;Hernández-Vázquez et al, 2022a;Mohtashami, 2014), meta-models built from experimental designs and simulations of the production line are used. The simulation software used for this work is PROMODEL; this was designed to analyze manufacturing processes of one or more products, assembly and transformation lines, among others (García-Dunna, García-Reyes & Cárdenas-Barrón, 2013).…”

“…The simulation software used for this work is PROMODEL; this was designed to analyze manufacturing processes of one or more products, assembly and transformation lines, among others (García-Dunna, García-Reyes & Cárdenas-Barrón, 2013). The use of such software in the analysis of the BAP has been previously reported in another work (Hernández-Vázquez et al, 2022a). On the other hand, the nonlinear GRG algorithm is used in the search for the solution as an optimization method.…”