Solving a Two-Sided Assembly Line Balancing Problem using Memetic Algorithms

Solución de un problema de balanceo de linea de ensamble serial de dos lados utilizando algoritmos meméticos

En este artículo se presenta una caracterización del problema de balanceo de línea de ensamble serial de dos lados (TALBP, por su sigla en inglés). Existe un creciente interés en este tipo de problemas, pues representan situaciones que se acercan mucho más a la vida real, que los problemas de líneas de ensamble serial simple (SALBP, por su sigla en inglés). Debido a que la complejidad del problema TALBP es superior a la del problema SALBP, en esta investigación se destaca la construcción y uso de metaheurísticas como algoritmos meméticos, para encontrar una muy buena solución. Los algoritmos meméticos se apoyan en los algoritmos genéticos. La solución propuesta fue implementada en el programa Matlab, para una línea de ensamble de motos en una empresa local. Mediante el uso del algoritmo construido se obtuvo una solución óptima en un tiempo más corto, frente a otras reconocidas heurísticas y métodos de optimización, que superaron todas las restricciones y complejidades inherentes al problema.

INTRODUCCIÓN

Uno de los problemas de equilibrado de líneas más estudiados en la última década es el equilibrado de la línea de montaje de dos caras conocido como TALBP en la literatura relacionada. Investigadores como (Lee et al., 2001; Simaria y Vilarinho, 2007; Kim et al., 2009; Xiaofeng et al., 2008; Ozcan y Toklu, 2009) han propuesto muchas soluciones tanto exactas como metahuerísticas implementadas en lenguajes de programación como C, Pascal, Visual Basic, Access 97, etc. En estos lenguajes, los códigos de programación y las bases de datos requieren que los diseñadores tengan una gran experiencia en el software, lo que desanima a los ingenieros a aplicarlo. Por ello, este trabajo explora la construcción de una solución utilizando algoritmos meméticos implementados en el software MATLAB. La razón para utilizar algoritmos meméticos fue la posibilidad existente de integrarlos a técnicas de búsqueda implementadas en otras metaheurísticas, como la búsqueda local y la búsqueda dirigida, que permiten obtener soluciones mucho más versátiles en comparación con las obtenidas por un algoritmo genético "puro" (Moscato y Cotta, 2003).

Las razones para utilizar MATLAB son: (a) la facilidad para adaptar el algoritmo siempre que exista una restricción adicional al problema, (b) la comodidad en el manejo de la información en matrices y vectores, y (c) la gran versatilidad del lenguaje de programación y la facilidad para mostrar los resultados. Como caso piloto, se eligió una línea de montaje de dos caras en una empresa local de motocicletas en Cali, Colombia.

1. Metodología

Inicialmente se caracterizó el problema de equilibrio de la línea de montaje de dos lados.