Resolución del “Lexicographic Bottleneck Assembly Line Balancing Problem” mediante métodos heurísticos

Abstract

El objetivo de este proyecto es la resolución, mediante métodos heurísticos, de una variante novedosa y poco tratada del Problema de Equilibrado de Líneas de Montaje o Assembly Line Balancing Problem (ALBP). Dentro del ALBP se trata la tipología de problema Lexicographic Bottleneck Assembly Line Balancing Problem (LB-ALBP), cuyo objetivo es: dado un número determinado de estaciones, minimizar el tiempo de la estación más cargada (tiempo de ciclo), posteriormente el tiempo de la segunda estación más cargada, el tiempo de la tercera estación más cargada, y así sucesivamente hasta minimizar, de forma jerárquica, el tiempo de todas las estaciones. El hecho de considerar los tiempos de la segunda estación más cargada, la tercera, etc. es importante, ya que no es lo mismo obtener una distribución de la carga de trabajo entre seis estaciones igual a 10, 10, 10, 4, 3, 3 que una distribución igual a 10, 6, 6, 6, 6, 6. A pesar de que el tiempo de ciclo en ambos casos es 10, la segunda distribución es más fiable y está mejor equilibrada. Además, el hecho de mejorar el equilibrio evita los problemas de calidad derivados de la existencia de estaciones con cargas de trabajo excesivas. Para solucionar el LB-ALBP, inicialmente se desarrolla una heurística “principal” que consiste en ejecutar 14 heurísticas sencillas ya existentes en la literatura que resuelven el problema ALBP y quedarse con la mejor solución. A continuación, se fija la estación más cargada (es decir, las tareas asignadas a dicha estación), y se divide el problema en dos sub-problemas que se resuelven de forma independiente ejecutando otra vez las 14 heurísticas sencillas. Esta operativa se aplica sucesivamente hasta que son fijadas todas las estaciones. En este proyecto se desarrollan diez heurísticas para la resolución del LB-ALBP, que son el resultado de la combinación de dos variantes de la heurística “principal” con seis métodos de optimización local de soluciones. Para comprobar la calidad de los procedimientos desarrollados se resuelve un total de 274 ejemplares para cada heurística. Dicha base de ejemplares se obtiene a partir de los 16 problemas que se proponen en la página web del Dr. Scholl (uno de los investigadores más importantes en el ALBP), variando el número de estaciones para cada problema.