نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

10.22105/dmor.2021.293955.1440

چکیده

هدف: برون‌سپاری یک راهکار متداول در صنعت و کسب‌وکار است که می‌تواند در ارتقاء عملکرد یک بنگاه و جبران کاستی‌های آن تأثیر به سزایی داشته باشد. این راهکار می‌تواند ابعاد مختلفی از مسائل مدیریتی یک سازمان را تحت تأثیر قرار دهد. در حوزه زمان‌بندی به‌عنوان یکی از زیرشاخه‌های مدیریت عملیات نیز هنگامی‌که از پیمانکاران جهت انجام کارها در طول زمان استفاده می‌شود، بحث برون‌سپاری قابل‌طرح است. بر این اساس، در این تحقیق یک مسئله زمان‌بندی تک ماشین بررسی می‌شود که در آن امکان برون‌سپاری بخشی از کارها در قالب یک دسته به یک پیمانکار وجود دارد. فرض شده که زمان و هزینه برون‌سپاری یک کار متناسب بازمان عملیات آن کار در کارگاه است. همچنین یک‌زمان و یک هزینه ثابت لجستیکی نیز برای دسته برون‌سپاری لحاظ شده است. تابع هدف مسئله کمینه‌سازی حاصل جمع مجموع زمان تکمیل کارها و مجموع هزینه‌های برون‌سپاری است.
روش‌شناسی پژوهش: برای حل مسئله، تعدادی از ویژگی‌های بهینگی جواب مسئله باهدف به دست آوردن جواب بهینه مسئله در یک لم و یک قضیه به اثبات می‌رسد. در انتهای مقاله نیز تعدادی آزمایش محاسباتی برای ارزیابی میزان اثرگذاری سیاست برون‌سپاری در مسئله مطالعه شده ارائه می‌شود.
یافته ها: بر اساس روش حل توسعه داده‌شده، ساختار جواب بهینه به‌صورت کامل مشخص می‌شود که با استفاده از آن، جواب بهینه از بین تعداد محدودی گزینه با محاسبات ساده‌ای تعیین می‌گردد. همچنین نتایج محاسباتی همان‌گونه که انتظار می‌رفت مؤید امکان اثرگذاری قابل‌توجه برون‌سپاری در کاهش مقدار تابع هدف مسئله است.
اصالت/ارزش‌افزوده علمی: در این مقاله یک مسئله کاربردی جدید در حوزه زمان‌بندی با امکان برون‌سپاری طرح‌شده و با تحلیل‌های دقیق ریاضی جواب بهینه آن مشخص می‌شود. همچنین با استفاده از آزمایش‌های محاسباتی امکان اثربخشی بالای سیاست برون‌سپاری در مسئله بررسی‌شده نشان داده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Optimal solution of a single machine scheduling problem with the option of batch outsourcing

نویسندگان [English]

  • Hamid Safarzadeh
  • Farhad Kianfar

Department of Industrial Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.

چکیده [English]

Purpose: Outsourcing is a prevalent strategy in the industry and business, which can enhance the performance of a company and rectify its constraints. This strategy can be integrated into various managerial aspects of a company, particularly the scheduling subject. In this paper, a single machine scheduling problem is investigated in which a set of jobs can be outsourced in a batch to a single subcontractor. It is supposed that the outsourcing time and cost of a job are proportional to its in-house processing time. In addition, a fixed logistics time and cost are also considered for the outsourcing batch. Moreover, the problem objective is to minimize the sum of the total completion time of the jobs and the total outsourcing cost.
Methodology: To solve the problem, a set of optimal properties of the problem solution are proven via a lemma and a theorem to determine the optimal solution of the problem. Moreover, some computational experiments are also conducted at the end of the paper to examine the effect of the outsourcing strategy in the addressed problem.
Findings: By the developed solution approach, the structure of the optimal solution is determined, using which the optimal solution of the problem can be chosen among a limited set of candidate solutions via some simple computations. Moreover, the computational results indicate the remarkable possible role of outsourcing in decreasing the value of the objective function of the problem.
Originality/Value: In this paper, a new practical problem in the research area of scheduling with outsourcing is defined and its optimal solution is determined via a detailed analysis. Furthermore, using computational experiments it is shown that the outsourcing strategy can have a great role to attain the problem objectives. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Single machine scheduling
  • Outsourcing
  • Subcontracting
  • Total completion time
  • Optimal analysis
Ahmadizar, F., & Amiri, Z. (2018). Outsourcing and scheduling for a two-machine flow shop with release times. Engineering optimization50(3), 483-498.
Baker, K. R. (1995). Elements of sequencing and scheduling. Kenneth R Baker.
Chen, Z. L., & Li, C. L. (2008). Scheduling with subcontracting options. IIE transactions40(12), 1171-1184.
Cheshm Berah, M., & Mortazavi, S. M. (2010). Effective outsourcing management. Mehraban Book Publishing Institute. (In Persian). http://library.sharif.ir/parvan/resource/263173/
Enayati, M., Asadi-Gangraj, E., & Paydar, M. M. (2021). Scheduling on flexible flow shop with cost-related objective function considering outsourcing options. Journal of optimization in industrial engineering14(2), 53-72.
Hong, J. M., & Lee, J. H. (2016). Outsourcing decisions in single machine scheduling problem with multiple external facilities. Journal of marine science and technology24(3). DOI: 10.6119/JMST-015-1216-1
Jiang, X., Zhang, A., Chen, Y., Chen, G., & Lee, K. (2021). An improved algorithm for a two-stage production scheduling problem with an outsourcing option. Theoretical computer science876, 59-69.
Lee, I. S., & Sung, C. S. (2008a). Minimizing due date related measures for a single machine scheduling problem with outsourcing allowed. European journal of operational research186(3), 931-952.
Lee, I. S., & Sung, C. S. (2008b). Single machine scheduling with outsourcing allowed. International journal of production economics111(2), 623-634.
Lee, K., & Choi, B. C. (2011). Two-stage production scheduling with an outsourcing option. European journal of operational research213(3), 489-497.
Lei, D., & Guo, X. (2016). A shuffled frog-leaping algorithm for job shop scheduling with outsourcing options. International journal of production research54(16), 4793-4804.
Liu, Z., Lee, W. C., & Wang, J. Y. (2016). Resource consumption minimization with a constraint of maximum tardiness on parallel machines. Computers & industrial engineering97, 191-201.
Mardan, E., Amalnik, M. S., & Jolai, F. (2014). Outsourcing in Parallel machine scheduling. International journal of industrial engineering & production management 25(1), 73-84. (In Persian). http://ijiepm.iust.ac.ir/browse.php?a_id=563&sid=1&slc_lang=en
Mohammad Karimi, Y., & Talebi, D. (2012). Outsourcing. Shahid Beheshti University. (In Persian). https://saneibook.com/Products/%DA%A9%D8%AA%D8%A7%D8%A8-%D8%A8%D8%B1%D9%88%D9%86-%D8%B3%D9%BE%D8%A7%D8%B1%D9%8A-44415
Mokhtari, H., Abadi, I. N. K., & Amin-Naseri, M. R. (2012). Production scheduling with outsourcing scenarios: a mixed integer programming and efficient solution procedure. International journal of production research50(19), 5372-5395.
Pinedo, M. L. (2012). Scheduling: theory, algorithms, and systems. Springer.
Qi, X. (2008). Coordinated logistics scheduling for in-house production and outsourcing. IEEE transactions on automation science and engineering5(1), 188-192.
Qi, X. (2009). Two-stage production scheduling with an option of outsourcing from a remote supplier. Journal of systems science and systems engineering18(1), 1-15.
Qi, X. (2011). Outsourcing and production scheduling for a two-stage flow shop. International journal of production economics129(1), 43-50.
Ren, J., Sun, G., & Zhang, Y. (2017). The supplying chain scheduling with outsourcing and transportation. Asia-Pacific journal of operational research34(02), 1750009. https://doi.org/10.1142/S0217595917500099
Safarzadeh, H., & Kianfar, F. (2019). Job shop scheduling with the option of jobs outsourcing. International journal of production research57(10), 3255-3272.
Zanjani, B., Amiri, M., Hanafizadeh, P., & Salahi, M. (2021). Robust multi-objective hybrid flow shop scheduling. Journal of applied research on industrial engineering8(1), 40-55.
Zhong, W., & Huo, Z. (2013). Single machine scheduling problems with subcontracting options. Journal of combinatorial optimization26(3), 489-498.
Zou, J., Zhang, Y., & Miao, C. (2015). The single machine serial batch production scheduling with outsourcing allowed. Tehnicki vjesnik-technical gazette22(2), 297-302.