A Mixed-Integer Programming and Genetic Algorithm Approach for a Two-Stage Hybrid Flow Shop with Shared Machines in Cardboard Cutting Operations

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 19

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IJIEPR-37-3_008

تاریخ نمایه سازی: 14 مرداد 1405

چکیده مقاله:

This paper addresses pattern scheduling within cutting stock problems, treating it as a specialized instance of a two-stage hybrid flow shop (HFS) problem with unrelated parallel machines at each stage. Originating from a real industrial case in the corrugated cardboard-cutting industry (UNIPACK), the problem incorporates machine eligibility restrictions, shared bi-functional machines across stages, and a novel positional constraint that prevents job splitting on shared machines. To address these complexities, we propose a mixed-integer programming (MIP) model that minimizes production costs comprising weighted job flow-time costs and makespan-related labor costs. We complement this with a genetic algorithm (GA) metaheuristic for larger instances. The MIP achieves optimality for instances with up to ۲۰ jobs; for instances with ۲۲–۳۲ jobs, it returns the best feasible solution found within a ۲۲۵-second time limit. For all instances where an MIP reference exists (up to ۳۲ jobs), the GA solutions deviate from the MIP reference by an average of ۵.۲%. For larger instances (up to ۲۰۰ jobs), the GA produces near-optimal solutions in under ۱۲۰ seconds, demonstrating strong scalability. Computational experiments on ۱۶ benchmark instances confirm the effectiveness of both approaches and highlight their complementary strengths.

نویسندگان

Oumaima Ben REBAH

Department of ManagementGraduate School of Commerce of Sfax, University of Sfax.Sfax, Tunisia.

Abdelkarim Elloumi

Department of Quantitative MethodsFaculty of Economics and Management, University of Sfax.Sfax, Tunisia.

Racem Mellouli

Department of Quantitative MethodsFaculty of Economics and Management, University of Sfax.Sfax, Tunisia.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Arthanary, T. S., & Ramaswamy, S. (۱۹۷۱). An extension of ...
  • Engin, O., Ceran, G., & Yilmaz, M. K. (۲۰۱۱). An ...
  • Fan, J., Li, Y., Xie, J., Zhang, C., Shen, W., ...
  • Fanjul-Peyro, L., Perea, F., & Ruiz, R. (۲۰۱۷). Models and ...
  • Fanjul-Peyro, L., & Ruiz, R. (۲۰۱۲). Scheduling unrelated parallel machines ...
  • Gupta, J. (۱۹۸۸). Two-stage hybrid flowshop scheduling problem. Journal of ...
  • Hoogeveen, J., Lenstra, J., & Veltman, B. (۱۹۹۶). Preemptive scheduling ...
  • Hidri, L., & Tlija, M. (۲۰۲۴). Multi-stage hybrid flow shop ...
  • Liao, C. J., Tjandradjaja, E., & Chung, T. P. (۲۰۱۲). ...
  • Linn, R., & Zhang, W. (۱۹۹۹). Hybrid flow shop scheduling: ...
  • Öztop, H., Tasgetiren, M. F., Eliiyi, D. T., & Pan, ...
  • Nonås, S. L., & Thorstenson, A. (۲۰۰۰). A combined cutting-stock ...
  • Righi, R. (۲۰۲۰). Scheduling Problems: New Applications and Trends. BoD–Books ...
  • Ruiz, R., & Vazquez-Rodriguez, J. A. (۲۰۱۰). The hybrid flow ...
  • Sun, Y., & Qi, X. (۲۰۲۰). A DE-LS metaheuristic algorithm ...
  • Wang, H. M., Chou, F. D., & Wu, F. C. ...
  • Wang, S., & Liu, M. (۲۰۱۴). Two-stage hybrid flow shop ...
  • Wang, W., Shi, Z., Shi, L., & Zhao, Q. (۲۰۱۹). ...
  • Zheng, Q., Zhang, Y., Tian, H., & He, L. (۲۰۲۴). ...
  • Zeng, C., & Liu, J. (۲۰۲۵). A metaheuristic algorithmic framework ...
  • Zhang, B., Pan, Q. K., Meng, L. L., Zhang, X. ...
  • نمایش کامل مراجع