Aplicación de la Búsqueda Armónica para el problema de formación de celdas de manufactura

Abstract

espanolIntroduccion: La manufactura celular (MC) es una aplicacion de la tecnologia de grupos que consiste en la agrupacion de familias de productos y la formacion de familias de maquinas, mediante la descomposicion de un sistema de manufactura complejo en subsistemas que atienden las operaciones de familias enteras de productos. Durante el presente trabajo se desarrolla un modelo de programacion lineal entera que integra costos de produccion con costos por transferencias entre celdas, ademas, se propone como metodo de solucion un algoritmo denominado Busqueda Armonica Objetivo: Determinar el desempeno de la Busqueda Armonica modificada y las variantes de asignacion de maquinas al problema de formacion de celdas de manufactura. Metodologia: Se desarrolla un modelo matematico de programacion entera, el cual utiliza variables binarias para determinar la asignacion de las operaciones de diversos productos a distintas maquinas en diferentes celdas, y variables enteras para cuantificar los requerimientos de maquinas y la cantidad de transferencias entre celdas. La validacion del modelo se hace utilizando instancias modificadas de la literatura en el software GAMS usando el solver CPLEX y se desarrolla en MATLAB el algoritmo metaheuristico para dar solucion aproximada. Resultados: Se encuentra que las variantes propuestas integradas en la Busqueda Armonica logran buenos resultados aprovechando el enfoque de explotacion del espacio de busqueda. Conclusiones: A partir de las variantes aplicadas se logro encontrar muy buenas soluciones en tiempos considerablemente cortos; no obstante, es necesario implementar estrategias de exploracion del espacio de busqueda con el fin de evitar caer en optimos locales. EnglishIntroduction: Cellular Manufacturing (CM) is an application of group technology that consists of grouping components in part families and machines into cells, via the decomposition of a complex manufacturing system into small systems, which attend the operations of entire part families. In this work, we developed a linear programming model that integrates production costs with costs for transfers between cells. Besides, using an approach algorithm method called Harmony Search is solved the mathematical model. Objective: Evaluate the performance of the alternative Harmony Search and its machine allocation strategies in a cellular manufacturing problem. Method: The mathematical model consists in a linear programming structure in which there are binary variables to determine the assignment of the operations of products to different machines in diverse cells, and integer variables to count the requirements of machines and the number of transfers between cells. In order to validate the model, we use modified instances based on the literature review and set in GAMS software using the CPLEX solver, also, is developed a metaheuristic algorithm in MATLAB in order to give an approximate solution. Results: The proposed Harmony Search and its variants can provide highlighted results taking advantage of the exploitation approach of the search space. Conclusions: The Harmony Search and its variants can provide outstanding solutions in considerably short times; nevertheless, it is necessary to implement strategies to explore the search space in order to avoid falling into local optima.