Robotik süreç otomasyonu için iş çizelgeleme algoritması

Abstract

Son yıllarda gelişen teknoloji çözümleri geçmişte insanlar tarafından yürütülen bir çok iş sürecinin otomatikleşmesini sağlamıştır. Robotik Süreç Otomasyonu ile yazılım robotları bir çalışanı taklit ederek önceden tanımlanmış zaman ve emek alan ancak katma değeri düşük ve tekrarlı işleri tamamlayabilmektedir. Bankacılık ve finans, sigortacılık, sanayi ve üretim, e-ticaret, enerji ve kamu, müşteri hizmetleri, telekomünikasyon gibi bir çok farklı alan robotik süreç otomasyonunun uygulama alanıdır. Robotik süreç otomasyonunda kısıtlı sayıda bulunan robot kaynağının optimum şekilde kullanılması da süreçlerin otomatikleşmesini ve hızlanmasını sağlayan bu yazılım çözümünün verimliliğine katkı sunacaktır. Bu tez çalışmasında robotik süreç otomasyonu için kaynak tahsis süreci bir iş çizelgeleme problemi olarak ele alınmıştır. İş çizelgeleme belirli bir zaman aralığında kısıtlı miktardaki kaynağın bir ya da daha fazla amaç fonksiyonunu en iyilenmesime çalışılarak tahsis edilmesi sürecidir. Bu problemlerde genellikle temel amaç daha az kaynak kullanımı ile daha kısa sürede işlerin tamamlanmasıdır. Çizelgeleme ile her bir işin hangi kaynak ya da kaynaklar tarafından tamamlanacağına ve işlerin hangi sırayla yapılacağına karar verilir ve işlerin tahmini başlangıç ve bitiş zamanları hesaplanır. Tez çalışmasında robotik süreç otomasyonu için kaynak tahsisi problemi çok amaçlı bir optimizasyon problemi olarak modellenmiştir. Amaç fonksiyonları robotlara atanan iş miktarının en çoklanması ve toplam zaman maliyetinin en azlanması şeklinde belirlenmiştir. Amaç fonksiyonları arasında leksikografik sıralama yapılmış ve sırası ile amaç fonksiyonları en iyilenmeye çalışılmıştır. Robotlar tarafından tamamlanması beklenen süreçler arasında öncelikle sezgisel deterministik bir yöntem ile atama önceliği sıralaması yapılmıştır. Süreçlere bu sıralama ile kaynak tahsisi yapılmıştır. Daha sonra ise stokastik bir komşuluk arama yaklaşımı olan Tek Atlamalı Büyük Patlama Büyük Çöküş algoritması kullanılarak iterasyonlar boyunca daha iyi bir atama önceliği sıralaması aranmıştır. Algoritmanın etkinliğinin değerlendirilmesi amacıyla gerekli parametreleri girdi olarak alan probleme uygun simülasyon veri üreticisi oluşturulmuştur. Algoritmanın stokastik yapısı sebebiyle simülasyon verileri ile tüm koşumlar 100 kez tekrarlanmıştır ve grafiklerde verilen sonuçlar tüm koşumların ortalamasını yansıtmaktadır. Başlangıç ataması ile birinci aşama ve ikinci aşama çözümlere ait sonuçlar grafiksel olarak sunularak karşılaştırma yapılmıştır.