Minimización de los costos totales en el problema de balanceo de línea con ciclo variable y estaciones en paralelo

Abstract

The production line balancing problem, focused on minimizing the total per-unit cost, allows effective communication with management which facilitates the implementation of required changes. This research was based on the development of three models: an optimization algorithm, a constrained algorithm, and a heuristic method. An experiment was designed and run to compare resulting total costs. Statistical analyses reveal that differences between the optimization algorithm and the constrained algorithm are significantly smaller than the differences between the optimization algorithm and the heuristic method, and the constrained algorithm and the heuristic method. Additional statistical tests indicate that there is no difference in cost between the optimization algorithm and the constrained algorithm. The methodology developed suggests the following steps: the optimization algorithm provides the optimal solution, but is limited by the problem size; the heuristic method provides the constraints for task initiation to the constrained algorithm, is agile in solving any problem size with immediate results; the constrained algorithm provides a solution very close to optimality and solves problems with a larger number of tasks with reasonable time requirements.

El problema de balanceo de líneas de producción, enfocado en minimizar el costo total por unidad producida, permite una comunicación efectiva con los niveles gerenciales que motiva la implementación de los cambios requeridos. Esta investigación se basó en el desarrollo de tres modelos: el algoritmo de optimización, el algoritmo con restricciones y el método heurístico. Se realizó un diseño de experimento el cual tuvo como objetivo comparar los costos totales de las soluciones. Los análisis estadísticos revelan que las diferencias entre el algoritmo de optimización y el algoritmo con restricciones son significativamente menores a las diferencias entre el algoritmo de optimización y el método heurístico, y el algoritmo con restricciones modelo y el método heurístico. Pruebas estadísticas adicionales indican que no hay diferencia en costo entre el algoritmo de optimización y el algoritmo con restricciones. La metodología desarrollada sugiere los siguientes pasos: el algoritmo de optimización proporciona la solución óptima, pero está limitado por el tamaño del problema; el método heurístico provee las restricciones de zonificación al algoritmo con restricciones, es ágil para resolver problemas de cualquier tamaño y la respuesta es inmediata; el algoritmo con restricción provee una solución bien cercana a la óptima y resuelve problemas con mayor número de tareas con tiempo computacional razonable.