Flow shop scheduling problem with position-dependent processing times

Abstract

This study addresses a flow shop sequencing problem with position-dependent processing times. The aim of this work is to minimize the maximum tardiness and analyze the effects of the deterioration factor. This work is different from existing works in the literature, in that processing times are not per se deteriorating; instead, the resources deteriorate. This model allows the analysis of worker fatigue in a hand-intensive manufacturing system, such as in the luxury or textile industries. A case study of the problem is presented. In addition, a mathematical model, one sequencing heuristic, two improvement heuristics, and two metaheuristics are proposed, i.e., iterated local search and a greedy randomized adaptive search procedure. Computational experiments are carried out using random-generated instances. Results show the efficiency and efficacy of the proposed metaheuristics, and provide insights into the impact of the deterioration factor in flow shop scheduling problems.

Este estudio aborda un problema de secuenciación de un taller de flujo con tiempos de procesamiento dependientes de la posición. El objetivo de este trabajo es minimizar al máximo la tardanza y analizar los efectos del factor de deterioro. Este trabajo es diferente de los trabajos existentes en la literatura, en que los tiempos de procesamiento no se están deteriorando per se; en cambio, los recursos se deterioran. Este modelo permite el análisis de la fatiga del trabajador en un sistema de fabricación intensivo en mano, como en las industrias de lujo o textil. Se presenta un caso de estudio del problema. Además, se propone un modelo matemático, una heurística de secuenciación, dos heurísticas de mejora y dos metaheurísticas, es decir, búsqueda local iterada y un procedimiento de búsqueda adaptativo aleatorio codicioso. Los experimentos computacionales se llevan a cabo utilizando instancias generadas aleatoriamente. Los resultados muestran la eficiencia y la eficacia de las metaheurísticas propuestas y brindan información sobre el impacto del factor de deterioro en los problemas de programación del taller de flujo.