論文の概要: Comprehensive Benchmarking Environment for Worker Flexibility in Flexible Job Shop Scheduling Problems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.16159v1
• Date: Mon, 27 Jan 2025 15:56:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 13:58:58.375983
• Title: Comprehensive Benchmarking Environment for Worker Flexibility in Flexible Job Shop Scheduling Problems
• Title（参考訳）: フレキシブルジョブショップスケジューリング問題における作業者フレキシビリティの総合的ベンチマーク環境
• Authors: David Hutter, Thomas Steinberger, Michael Hellwig,
• Abstract要約: 生産スケジューリングにおいて、フレキシブルジョブショップスケジューリング問題(FJSSP)は、一連の操作を最適化し、それぞれの処理時間を異なるマシンに割り当てることを目的としている。 結果として生じる問題はFlexible Job Shop Scheduling Problem with Worker Flexibility (FJSSP-W)と呼ばれる。 本稿では、一般に受け入れられているFJSSPインスタンス402のコレクションを示し、労働者の柔軟性で拡張するアプローチを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In Production Scheduling, the Flexible Job Shop Scheduling Problem (FJSSP) aims to optimize a sequence of operations and assign each to an eligible machine with varying processing times. For integration of the workforce, each machine also requires a worker to be present to process an operation which additionally affects the processing times. The resulting problem is called Flexible Job Shop Scheduling Problem with Worker Flexibility (FJSSP-W). The FJSSP has been approached with various problem representations, including Mixed Integer Linear Programming (MILP), Constrained Programming (CP), and Simulation-based Optimization (SBO). In the latter area in particular, there exists a large number of specialized Evolutionary Algorithms (EA) like Particle Swarm Optimization (PSO) or Genetic Algorithms (GA). Yet, the solvers are often developed for single use cases only, and validated on a few selected test instances, let alone compared with results from solvers using other problem representations. While suitable approaches do also exist, the design of the FJSSP-W instances is not standardized and the algorithms are hardly comparable. This calls for a systematic benchmarking environment that provides a comprehensive set of FJSSP(-W) instances and supports targeted algorithm development. It will facilitate the comparison of algorithmic performance in the face of different problem characteristics. The present paper presents a collection of 402 commonly accepted FJSSP instances and proposes an approach to extend these with worker flexibility. In addition, we present a detailed procedure for the evaluation of scheduling algorithms on these problem sets and provide suitable model representations for this purpose. We provide complexity characteristics for all presented instances as well as baseline results of common commercial solvers to facilitate the validation of new algorithmic developments.
• Abstract（参考訳）: 生産スケジューリングにおいて、フレキシブルジョブショップスケジューリング問題(FJSSP)は、一連の操作を最適化し、それぞれの処理時間を異なるマシンに割り当てることを目的としている。 作業員の統合には、各機械が作業時間にさらに影響を及ぼす操作を行うために作業員を配置する必要がある。 結果として生じる問題はFlexible Job Shop Scheduling Problem with Worker Flexibility (FJSSP-W)と呼ばれる。 FJSSPは、MILP(Mixed Integer Linear Programming)、CP(Constrained Programming)、シミュレーションベースの最適化(SBO)など、様々な問題表現でアプローチされてきた。 特に後者の領域では、Particle Swarm Optimization (PSO) や Genetic Algorithms (GA) のような専門的な進化的アルゴリズム (EA) が多数存在する。 しかし、解法はしばしば単一のユースケースでのみ開発され、いくつかの選択されたテストインスタンスで検証される。 適切なアプローチも存在しているが、JSSP-Wインスタンスの設計は標準化されておらず、アルゴリズムはほとんど比較にならない。 これにより、JSSP(-W)インスタンスの包括的なセットを提供し、ターゲットとするアルゴリズム開発をサポートする、システマティックなベンチマーク環境が要求される。 異なる問題特性に直面したアルゴリズム性能の比較を容易にする。 本稿では、一般的なFJSSPインスタンス402のコレクションを提示し、労働者の柔軟性で拡張するアプローチを提案する。 さらに,これらの問題集合上でのスケジューリングアルゴリズムの評価を行うための詳細な手順を提案し,その目的に適したモデル表現を提供する。 提案する全インスタンスの複雑性特性と,新しいアルゴリズム開発の検証を容易にするために,共通商用解決器のベースライン結果を提供する。

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