W ramach współpracy z uczelniami eksperci BPSC zaprezentowali uczestnikom seminarium Katedry Badań Operacyjnych Uniwersytetu Ekonomicznego w Katowicach ciekawy sposób rozwiązania problemu harmonogramowania produkcji. Na zapotrzebowanie jednego z klientów stworzony został algorytm, który pozwala w znacznym stopniu ułatwić pracę specjalisty ds. planowania produkcji, a w skrajnych sytuacjach go zastąpić, wyręczając go w długotrwałych i skomplikowanych obliczeniach.
Oczekiwaniem klienta było takie oprogramowanie harmonogramowania produkcji, które pozwoliłoby stworzenie harmonogramu zleceń produkcyjnych bez udziału dedykowanego pracownika – specjalisty ds. planowania produkcji. Wyzwaniem było więc odwzorowanie ludzkiego doświadczenia, wiedzy i intuicji. Eksperci firmy BPSC przyjęli, że efekt zbliżonej skuteczności w układaniu zadań na poszczególnych maszynach można osiągnąć stosując algorytmy genetyczne. Złożoność obliczeniowa problemu utrudniała klasyczne podejście (algorytmy nie sprawdzały się ze względu na znaczną ilość zadań i przez to wydłużony czas potrzebny na wykonanie przeliczeń). Właśnie skrócenie czasu tworzenia harmonogramu stanowiło główną przewagę przyjętych rozwiązań. Nie można było jednak zapominać o dodatkowej konsekwencji ich wprowadzenia, czyli niepewności efektu – wyniki, podobnie jak w przypadku pracy człowieka nie muszą być zawsze identyczne dla tego samego zestawu danych początkowych. Aby osiągnąć jak najlepszy wynik algorytm, podobnie jak specjalisty ds. planowania produkcji, może proponować różniące się detalami rozwiązania problemu.
Głównym zadaniem, jakie stanęło przed zastosowanym algorytmem ewolucyjnym, było poukładanie zleceń produkcyjnych w optymalny sposób w możliwie najkrótszym czasie. Utrudnieniem dla projektantów stały się dodatkowe oczekiwania klienta, takie jak równomierne obciążenie stanowisk czy pomijanie wybranych czynności na określonych maszynach. Zgodnie z terminologią algorytmów ewolucyjnych za chromosom uznano układ zadań dla poszczególnych zleceń produkcyjnych. Krzyżujące się osobniki (posiadacze poszczególnych chromosomów) przekazują do następnych pokoleń pozytywne cechy eliminując negatywne. Dzięki temu kolejne populacje są coraz lepiej przystosowane do warunków panujących w otoczeniu, co w tym przypadku oznacza coraz wydajniejsze harmonogramy produkcji, bowiem „pozytywną cechą” w rozpatrywanym przykładzie jest możliwie najkrótszy czas przezbrajania stanowisk, a tym samym również łączny czas realizacji powstałego układu zadań. Oprócz procesu krzyżowania dobrze przystosowanych osobników dopuszczone zostały także mutacje – występujące przypadkowo i sporadycznie, ale mogące pozytywnie wpłynąć na przystosowanie przynajmniej niektórych, objętych nimi osobników.
Przygotowane w ten sposób harmonogramowanie produkcji już funkcjonuje u klienta. Generowane przez system Impuls 5 układy zleceń zostały poddane weryfikacji eksperta w dziedzinie harmonogramowania, uzyskując jego pozytywną oceną. Stworzony harmonogram, jakkolwiek modyfikowalny, był na tyle satysfakcjonujący, że nie wymagał zmian. Wykorzystując algorytm ewolucyjny uzyskano efekt zbliżony do optymalnego, poświęcając na to zdecydowanie mniej czasu.. Proces ten trwałby dłużej zarówno w przypadku wykorzystania klasycznych sposobów obliczania jak i tworzenia harmonogramu przez pracownika z dużym doświadczeniem produkcyjnym.
– Przeprowadzone wdrożenie miało miejsce w przedsiębiorstwie, którego procesy produkcyjne charakteryzowały się znaczną ilością operacji produkcyjnych przy nieskomplikowanych technologiach. Zakładamy jednak, że opracowane przez nas rozwiązanie można będzie dostosować do zagadnień harmonogramowania zleceń również w przedsiębiorstwach o odmiennej charakterystyce produkcji, a także w zupełnie innych obszarach zarządzania przedsiębiorstwem (np. w transporcie) – zauważają projektanci rozwiązania.
