Operational Research Commons^™

Minimizing Commute Distance For Small Groups: A Linear Programming Approach, Kevin Payne, Kritika Kumari, Levi Huddleston, Rabi Hassan

Engineering and Technology Management Student Projects

This paper aims to minimize total drive time between members and their respective group leader. Given a limit on group size and days available, how can a formulation of a group occur such that the sum of the total drive time is minimized. To accomplish this task a Linear Program (LP) is implemented that includes three sets of binary decisions variables summing to 4100 variables and a variety of constraints summing between 4200 and 4341 depending on the constraints enforced. For 200 members and 15 leaders the minimized average commuting time was found to be between 4.99 and 5.36 minutes …

Proactive Coordination In Healthcare Service Systems Through Near Real-Time Analytics, Seung Yup Lee

Wayne State University Dissertations

The United States (U.S.) healthcare system is the most expensive in the world. To improve the quality and safety of care, health information technology (HIT) is broadly adopted in hospitals. While EHR systems form a critical data backbone for the facility, we need improved 'work-flow' coordination tools and platforms that can enhance real-time situational awareness and facilitate effective management of resources for enhanced and efficient care. Especially, these IT systems are mostly applied for reactive management of care services and are lacking when they come to improving the real-time "operational intelligence" of service networks that promote efficiency and quality of …

Shift Scheduling Optimization For Psu Library, Aayushi Gupta, Anju Babu, Lipishree Vrushabhendra, Shivani Purwar, Shravankumar Doosa

Engineering and Technology Management Student Projects

Scheduling is important in any business as it creates an order and flow ensuring that all the tasks are covered at appropriate times. According to experts, scheduling determines the economics of a job, the quality of the team, and the skill-building and motivation of professionals doing the work. Therefore, it is essential to have optimized staff schedules to meet the requirements of staff availability, tasks coverage, shift equity and staff preferences. Though staff scheduling is of such prime importance, it is mostly implemented in traditional ways of manually creating spreadsheets and web calendars proving to be laborious and often leaving …

Evaluating Flexibility Metrics On Simple Temporal Networks With Reinforcement Learning, Hamzah I. Khan

HMC Senior Theses

Simple Temporal Networks (STNs) were introduced by Tsamardinos (2002) as a means of describing graphically the temporal constraints for scheduling problems. Since then, many variations on the concept have been used to develop and analyze algorithms for multi-agent robotic scheduling problems. Many of these algorithms for STNs utilize a flexibility metric, which measures the slack remaining in an STN under execution. Various metrics have been proposed by Hunsberger (2002); Wilson et al. (2014); Lloyd et al. (2018). This thesis explores how adequately these metrics convey the desired information by using them to build a reward function in a reinforcement learning …

In Defense Of The Broader Application Of Virtual Queues, Evan Rapone

Honors Program Theses

The broader application of virtual queues is proposed. A review of the current state of queuing theory is presented as well as an acknowledgment of the deficiencies in the practicality of queuing theory. It is suggested that the queuing process can be improved by implementing the option of pursuing a virtual line. Specifically, the potential utility of introducing virtual queues is discussed in the context of the FastPass system, highlighting the major features of the method as well as examining the disadvantages of the service. The implementation of a FastPass-style queuing process outside of theme parks is presented as a …

The Design, Test And Evaluation Of A Sensing System For Process Analytical Technology (Pat), Trevor Murphy

Theses

Increased globalisation and competitiveness has given rise to a more dynamic and diverse global market that has begun to place incredible strain on manufacturing supply chains. Conventional manufacturing methods such as the batch manufacturing methods employed largely by the materials processing industries i.e. pharmaceuticals, polymers and magnesium processing plants are ill-suited to cope with the demands of today. As products evolve with technological advancements they become more complex to produce and require alternative approaches to manufacturing to ensure product quality while reducing costs and increasing manufacturing efficiencies.

A potential solution to the growing demands on today's supply chain is process …

Stochastic Bi-Level Optimization Models For Efficient Operating Room Planning, Amin Abedini, Wei Li, Honghan Ye

Mechanical Engineering Faculty Publications

Within a hospital, the operating room (OR) department has the largest cost and revenue. Because of the aging population, the demand for surgical services has been increasing sharply in recent years. At the other hand, the rate of OR capacity expansion is lower than the rate of increasing demand. As a result, OR managers must leverage their resources by efficient OR planning. OR planning is challenging because of multiple competing\conflicting objectives such cost minimization and throughput maximization. Inherent uncertainty in the surgical procedures and patients arrivals complicate the decision making process. This increases the risk of non-realization of the system …

Optimal Supply Delivery Under Military Specific Constraints, Talena Fletcher

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Through-out military history, the need to safely and effectively allocate resources to various military operations was a task of extreme importance. Satisfying the needs of multiple consumers by optimally pairing with appropriate suppliers falls into the category of vehicle routing problems (VRP), which has been intensively studied over the years. In general, finding the optimal solution to VRP is known to be NP-hard. The proposed solutions rely on mathematical programming and the size of the problems that can be optimally solved is typically limited. In military settings, balancing the needs of multiple consumers with the current operational environment has always …

Location Optimization Of A Coal Power Plant To Balance Coal Supply And Electric Transmission Costs Against Plant’S Emission Exposure, Najam Khan

Electronic Theses and Dissertations

This research is focused on developing a location analysis methodology that can minimize the pollutant exposure to the public while ensuring that the combined costs of electric transmission losses and coal logistics are minimized. Coal power plants will provide a critical contribution towards meeting electricity demands for various nations in the foreseeable future. The site selection for a new coal power plant is extremely important from an investment point of view. The operational costs for running a coal power plant can be minimized by a combined emphasis on placing a coal power plant near coal mines as well as customers. …

การศึกษาและวิเคราะห์เครือข่ายการท่องเที่ยวภายในประเทศไทย, กฤษฎาภฤศ ปึงภัทรกิจ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนา ศึกษา และวิเคราะห์เครือข่ายการท่องเที่ยวของประเทศไทยผ่านทางทฤษฎีเครือข่าย และค่าความเป็นศูนย์กลางแบบต่างๆ เพื่อใช้ในการระบุบทบาทหน้าที่ของแต่ละพื้นที่การท่องเที่ยว อันจะนำไปสู่การวางแผนพัฒนาพื้นที่ท่องเที่ยวอย่างมีประสิทธิภาพ และยั่งยืนต่อไปในอนาคต ทั้งนี้ เครือข่ายการท่องเที่ยวที่ถูกพัฒนาขึ้นจัดเป็นเครือข่ายแบบถ่วงน้ำหนักที่ค่าน้ำหนักของความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่การท่องเที่ยวแปรผันตามค่าอัตราการไหลของนักท่องเที่ยวระหว่างพื้นที่ ซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยส่งเสริมการท่องเที่ยวต่างๆ เช่น จำนวนแหล่งท่องเที่ยว และที่พักในพื้นที่ท่องเที่ยว จากผลการศึกษา ผู้วิจัยพบว่า กรุงเทพมหานครถือเป็นจุดศูนย์กลางการท่องเที่ยวของประเทศไทยในทุกแง่มุม ส่วนหนึ่งเป็นผลเนื่องมาจากความพร้อมด้านประชากร และศักยภาพในการสนับสนุนการท่องเที่ยว ในขณะที่จังหวัดรอบนอกของกรุงเทพมหานครมีความสำคัญในเชิงการรองรับนักท่องเที่ยวที่จะเดินทางไปยังจุดศูนย์กลางการท่องเที่ยว นอกจากนี้ผู้วิจัยยังพบว่า จังหวัดเชียงใหม่ ปัตตานี ราชบุรี ชลบุรี ร้อยเอ็ด ถือเป็นจุดศูนย์กลางของพื้นที่การท่องเที่ยวรองในแต่ละภูมิภาคของประเทศไทย โดยมีจังหวัดนครราชสีมา ประจวบคีรีขันธ์ ชุมพร และนครสวรรค์ เป็นจังหวัดที่สำคัญต่อการเดินทางระหว่างพื้นที่การท่องเที่ยวภายในประเทศ

การยอมรับคำสั่งซื้อและการวางแผนการผลิตในระบบการผลิตแบบไหลเลื่อน, บุญญภัทร์ บุญศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการยอมรับคำสั่งซื้อและการวางแผนการผลิตตามนโยบายการผลิตตามคำสั่งซื้อ (Make to Order: MTO) โดยระบบการผลิตที่ศึกษาเป็นระบบการผลิตแบบไหลเลื่อนที่มีสถานีงานและชนิดผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายที่ขึ้นกับข้อจำกัดการส่งมอบจำนวนผลิต และเวลากำหนดส่งที่ชัดเจนภายใต้กำลังการผลิตที่มีอย่างจำกัด ลักษณะของปัญหาประกอบไปด้วยสองปัญหาย่อย ได้แก่ 1.ส่วนการคัดเลือกคำสั่งซื้อที่มีจำนวนความต้องการที่ผลิตที่รับงานได้รวมเป็นวัตถุประสงค์หลัก 2.ส่วนการวางแผนการผลิตที่กำหนดจำนวนการผลิตในช่วงระยะวางแผนผลิตโดยที่มีจำนวนวัสดุคงคลังน้อยที่สุดเป็นวัตถุประสงค์รอง ผู้วิจัยได้นำเสนอรูปแบบจำลองสมการเชิงเส้นจำนวนเต็มผสม (Mixed Integer Linear Programing: MILP) ที่ประยุกต์ใช้จากแบบจำลอง Integrated production planning models with order acceptance (PP-OA) และนำเสนอวิธีการโดยตรงในการหาคำตอบ แต่เนื่องจากความซับซ้อนของปัญหาจากอัตราการใช้กำลังการผลิตที่แตกต่างกัน ส่งผลให้เวลาการหาคำตอบของวิธีการโดยตรงสูงขึ้นตามขนาดของปัญหา ผู้วิจัยจึงนำเสนอวิธีการทางฮิวริสติกจากการประยุกต์ใช้วิธีการ Branch and Bound (B&B) สำหรับส่วนการคัดเลือกคำสั่งซื้อ และนำเสนอวิธีการทางฮิวริสติกจากการประยุกต์ใช้การวางแผนการผลิตแบบถอยหลัง (Backward Scheduling) สำหรับส่วนการวางแผนการผลิต โดยการทดลองทางคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้ในการทดสอบประสิทธิภาพการหาคำตอบของทั้งสองวิธีในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน

แบบจำลองการวางแผนพนักงาน และอุปกรณ์สำหรับการลำเลียงสัมภาระขาเข้าภายในท่าอากาศยาน, พนิดา ศรีจันทรา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแบบจำลองสถานการณ์ (Simulation model) การลำเลียงสัมภาระภายใน ท่าอากาศยานกรณีศึกษา เพื่อใช้สำหรับการวางแผนพนักงาน และอุปกรณ์ของผู้ให้บริการให้เพียงพอสำหรับการผ่านเกณฑ์ดัชนีชี้วัดประสิทธิภาพการลำเลียงสัมภาระใบแรก และใบสุดท้าย การดำเนินงานวิจัยเริ่มจากการเก็บรวบรวมข้อมูลการลำเลียงสัมภาระ และนำข้อมูลที่ได้มาทำการวิเคราะห์เพื่อหาสาเหตุ และปัจจัยที่ส่งผลต่อระยะเวลาในการลำเลียงสัมภาระ ซึ่งพบว่า สาเหตุที่ไม่สามารถบรรลุเกณฑ์เป็นผลจากจำนวนอุปกรณ์ที่ให้บริการไม่เพียงพอ และปัจจัยที่ส่งผลต่อเวลาในการลำเลียงสัมภาระ คือ ประเภทของอากาศยาน และโซนของหลุมจอด จากนั้นนำข้อมูลที่รวบรวมได้มาหาการแจกแจงของเวลาในขั้นตอนต่าง ๆ โดยใช้เครื่องมือ Input Analyzer เพื่อนำไปสร้างแบบจำลองสถานการณ์ (Simulation Model) การลำเลียงสัมภาระด้วยการประยุกต์ใช้โปรแกรม Arena โดยผลการจำลองสถานการณ์สามารถรายงานระยะเวลาการทำงานในแต่ละขั้นตอน และแสดงจำนวนอุปกรณ์ที่เพียงพอโดยคำนวณจากจำนวนการใช้งานที่มากที่สุด (Maximum Busy) ของอุปกรณ์แต่ละชนิด จากการประมวลผลโปรแกรม พบว่า ผู้ให้บริการลำเลียงสัมภาระมีอุปกรณ์ 3 ชนิด ที่มีจำนวนไม่เพียงพอ คือ รถพ่วงบรรทุกตู้สัมภาระ (Dolly) รถพ่วงบรรทุกสัมภาระ (Baggage Cart) และ รถลากจูงสัมภาระ (Tractor) ดังนั้น ยังพบว่าหากประมวลผลในแบบจำลองที่มีจำนวนอุปกรณ์เพียงพอ จะสามารถผ่านเกณฑ์ดัชนีชี้ดวัดประสิทธิภาพลำเลียงสัมภาระได้ ทั้งนี้ โดยสรุปจากการทดลอง พบว่า การมีแบบจำลองสามารถทำให้วางแผนจำนวนพนักงาน และอุปกรณ์ได้ดีขึ้น

การลดเวลาในกระบวนการผลิตสีน้ำมัน, พลัฏฐ์กร ใจผ่องอัครกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดสัดส่วนจำนวนรอบการปรับปรุงคุณภาพจากปัญหาการแต่งเฉดสี ปัญหาการแห้งตัวผิวสัมผัสของสีเกินเวลาที่กำหนดและปัญหาความหนืดสูงเกินช่วงที่ยอมรับที่ส่งผลต่อเวลาในกระบวนการผลิตสีน้ำมันที่ยาวนานโดยให้มีต้นทุนที่ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพต่ำที่สุด ขั้นตอนการดำเนินงานซึ่งแบ่งออกเป็น 5 ระยะดังนี้ 1) การนิยามปัญหา โดยระบุสภาพปัญหาในปัจจุบันที่จะปรับปรุง 2) การวัด โดยวิเคราะห์ความแม่นและความเที่ยงของระบบการตรวจสอบค่าความแตกต่างสี การแห้งตัวสัมผัสของสี ค่าความหนืด จากนั้นระดมสมองเพื่อระบุและคัดเลือกปัจจัยนำเข้าที่จะศึกษา 3) การวิเคราะห์หาสาเหตุของปัญหา ทดสอบสมมติฐานความมีนัยสำคัญของปัจจัยนำเข้า 4) การปรับปรุงแก้ไขปัญหา สร้างข้อมูลพื้นฐานแม่สีสำหรับทดลองนำซอฟต์แวร์เทคนิคการจับคู่สีเพื่อพยากรณ์ชนิดและปริมาณแม่สีในการแต่งเฉดสี การออกแบบการทดลองแบบพื้นผิวผลตอบชนิดส่วนประสมกลางเพื่อหาระดับที่เหมาะสมของปริมาณสารเร่งแห้งสามชนิดและวิเคราะห์การถดถอยเพื่อสร้างสมการพยากรณ์ปริมาณตัวทำละลายที่เหมาะสมในการปรับปรุงคุณภาพความหนืดสูง 5) การติดตามควบคุม โดยการทดสอบเพื่อยืนยันผลการปรับปรุงและจัดทำแผนควบคุมกระบวนการ หลังการปรับปรุงพบว่า เวลาในกระบวนการผลิตสีน้ำมันลดลงจาก 843 เหลือ 582 นาทีต่อหนึ่งรอบการผลิต โดยสัดส่วนจำนวนรอบการผลิตที่ต้องทำการปรับปรุงคุณภาพด้วยจำนวนรอบที่มากเกินจำเป็นในเรื่องปัญหาการแต่งเฉดสีลดลงจาก 85% เป็น 33% ปัญหาการแห้งสัมผัสของสีลดลงจาก 72% เป็น 22% และปัญหาความหนืดสูงลดลงจาก 76% เป็น 20% และสามารถประหยัดต้นทุนที่ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพได้ 495,820 บาทต่อปี

ผลกระทบของขนาดและมุมเอียงของเม้าส์ต่อสมรรถนะสำหรับงานชี้ตำแหน่ง, ศจีประภา รังแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

หนึ่งในปัญหาของการใช้เม้าส์ที่ไม่เหมาะสมกับร่างกายของผู้ใช้งานคือ โรคเรื้อรังในอุโมงค์ข้อมือ (Carpal tunnel syndrome) เนื่องจากเม้าส์นั้นมิได้ออกแบบให้คำนึงถึงสรีระของมือและข้อมือในกรณีที่ต้องจับเม้าส์เป็นเวลานาน นอกจากนั้นเม้าส์การยศาสตร์ (Ergonomics mouse) ยังไม่เป็นที่นิยม เพราะทำให้การใช้งานช้าลง รวมถึงการขาดความรู้และเข้าใจถึงผลกระทบจากการใช้เม้าส์ที่ไม่เหมาะสม ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อสมรรถนะการใช้งานของเม้าส์การยศาสตร์ได้แก่ ขนาดและองศาการวางมือ เปรียบเทียบขนาดเม้าส์เม้าส์ต่อมือและองศาการวางมือของเม้าส์ โดยสร้างเม้าส์ต้นแบบจาก 3D Printer 6 ตัว โดยมีขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ที่ซึ่งทำมุมเอียง 0, 15, 25 องศา ทดสอบตาม ISO 9241-9 กับผู้เข้าร่วมการทดลองจำนวน 10 คน มีความยาวฝ่ามือในช่วง 13.5-19.2 ซม. ผลการศึกษาพบว่า ขนาดเม้าส์ 7.9-10.9 ซม. และองศาการวางมือในช่วง 0, 15, 25 องศา ไม่ส่งผลต่อสมรรถนะการใช้งานของเม้าส์ที่ระดับ 0.05 แต่นำสัดส่วนระหว่างเม้าส์ต่อมือหาความสัมพันธ์กับสมรรถนะผู้ใช้งานมีความสัมพันธ์แบบพาราโบลาและค่าสัดส่วนเท่ากับ 0.57-0.60 มีสมรรถนะการใช้งานดีที่สุด ดังนั้นในการเลือกใช้เม้าส์ควรคำนึงถึงขนาดมือของผู้ใช้งาน

Improving The Environmental Sustainability Of Pallet Logistics Through Preemptive Remanufacturing: An Integer Linear Optimization Model, Fabiana Tornese, Jennifer Pazour, Andres L. Carrano, Brian K. Thorn

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

The use of pallets is crucial in handling and transportation processes and wooden pallet represent the most common packaging type in the US and in Europe. This work focuses on the environmental impact of wooden pallet reverse logistics, exploring the advantages of preemptive remanufacturing policies. Preemptive schedules allow the service provider to allocate transportation emissions across multiple pallet components, increasing the environmental efficiency of the transportation process. This advantage has to be compared to the lost opportunity of repairing a usable component earlier than required. An integer linear optimization model analyzes this trade-off and the benefits of a preemptive remanufacturing …

Managing The Order Picking Process In For Click And Collect In Grocery Stores, Dale T. Masel, Akhilesh Mesa

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

Many grocery stores offering a service called “Click and Collect,” where customers can submit an order online and pick up the order at the store or have it delivered. To offer this service in an efficient way while still meeting customer expectations, stores can adapt methods used in warehouse order picking. Once strategy is the method used to group the orders into batches as they are received. We have examined two strategies for batching: order-based batching and time-based batching. From testing these two approaches, time-based batching produces a slightly lower average picking time, but order-based batching has orders ready for …

A Space Syntax Analysis Of The Relationship Between Function And Form In Facility Layout, Alejandro Teran-Somohano, Alice E. Smith

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

This paper explores the relationship between a facility’s operation and its form using quantitative techniques provided by Space Syntax. Space Syntax provides quantitative metrics for characterizing the spatial traits of the locations within a facility which can then be related to operational metrics. Instances of the quadratic assignment problem are used to perform spatial and operational analyses on different flow matrices to study the resulting layouts. The effects of different objective functions on facility shapes are also studied.

An Integrated Network Modeling Framework For Analysis Of Multi-Line Order Pick Systems, Debjit Roy, Vishal Bansal

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

Due to demanding service levels in E-commerce order fulfillment, modeling and analysis of order picking processes in warehouses deserve special attention. With a particular focus on multi-line E-commerce orders, we develop modeling tools that are necessary to analyze the order consolidation delays in the downstream pick stations. We develop a queuing network modeling framework for integrated analysis of upstream (storage system) and downstream (pick system). We apply our modeling approach to an integrated order-pick system that includes a shuttle-based storage and retrieval system, and a single pick station. Using simulations, we test the effect of the storage system configuration on …

Scalable Heuristic For Locating Distribution Centers On Real Road Networks, Saeed Ghanbartehrani, Jose David Porter

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

The median problem is a type of network location problem that aims at finding a node with the total minimum demand weighted distance to a set of demand points in a weighted graph. In this research, an algorithm for solving the median problem on real road networks is proposed. The proposed algorithm, referred to as the Multi-Threaded Dijkstra’s (MTD) algorithm, is used to locate Walmart distribution centers on the 28-million node road network of the United States with the objective of minimizing the total demand weighted transportation cost. The resulting optimal location configuration of Walmart distribution centers improves the total …

Integrated Intermodal Network Design With Nonlinear Inter-Hub Movement Costs, Mohammad Ghane-Ezabadi, Hector A. Vergara

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

In this research, transportation mode and load route selection problems are integrated with the hub location problem in a single mathematical formulation to find the optimal design of intermodal transportation networks. Economies of scale are modeled utilizing a stepwise function that relates the per container transportation cost to the amount of flow between two nodes. A heuristic method combining a genetic algorithm and the shortest path algorithm was developed to solve this integrated planning problem. Computational experiments were completed to evaluate the performance of the proposed heuristic for different problem instances. At the end, conclusions are presented and future research …