Çift tutuculu malzeme taşıyıcı robotlu hücrelerde enerji duyarlı çizelgeleme

Robotik hücreler, belirli sayıda makine ve bu makineler arası parça taşınmasını sağlayan bir elleçleme robotundan oluşan seri üretim sistemleridir. Sistemdeki robotlar aynı zamanda, makinelerin yükleme/boşaltma işlemlerini de gerçekleştirmektedir. Akademik literatürde ve iş dünyasında, robotik hücrelerde büyük çoğunlukla, üretim çizelgelerinin optimize edilmesinde sistemlerin çevrim zamanlarının minimizasyonuna odaklanılmaktadır. Bu amaçla paralel olarak, robot hareketlerinin maksimum hızda yapıldığı varsayılmakta, hızın dinamik olarak değiştirilmesiyle elde edilebilecek enerji tasarrufu göz önüne alınmamaktadır. Bu çalışma kapsamında, çift tutuculu robotların hareket hızlarının değiştirilebilir olmasından yola çıkılarak, robot hareket sıralaması ve robotun en uygun çalışma parametrelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Diğer bir deyişle, problem enerji tüketimi ve üretim hızı amaçlarını eş zamanlı ele alan, iki kriterli bir yapıda incelenmiştir. Bu iki kriterli modelin çözümü için epsilon-kısıt yaklaşımı kullanılarak amaçlardan bir tanesi kısıt olarak yazılmıştır. Problem için doğrusal olmayan karma tamsayılı matematiksel model (MINLP) geliştirilmiştir. Modelin çözüm etkinliğini artırmak için problem karesel kısıtlı karma tamsayılı matematiksel model (MISOCP) olarak yeniden formüle edilmiştir. Yapılan bilgisayar deneyleri ile, MINLP modelin iki ve daha çok makineli sistemlerde istenilen sürede optimal sonucu garanti edemediği görülmüştür. MISOCP modelinin ise altı ve daha çok makineli sistemler için yetersiz kaldığı görülerek, Etkin Çözüm Türetme Algoritması (ETA) adında sezgisel bir çözüm yöntemi geliştirilmiştir. Hesaplamalı çalışmalar yapılarak geliştirilen çözüm yöntemlerinin performansları oluşturulan veri kümeleri ile test edilmiştir. Ayrıca yapılan testler ile robot hareket hızlarının değiştirilebilir olması durumunda ortalama %17.7 enerji tasarrufu sağlandığı gözlemlenmiştir.