Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.34
no.4
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pp.82-88
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2011
A typical job sequencing problem is studied in this research to improve productivities in manufacturing companies. The problem consists of two-stage parts and assembly processes. Two parts are provided independently each other and then two sequential assembly processes are followed. A new heuristic is developed to solve the new type of sequencing problem. Initial solution is developed in the first stage and then the initial solution is improved in the second stage. In the first stage, a longer part manufacturing time for each job is selected between two, and then a sequence is determined by descending order of the times. This initial sequence is compared with Johnson's sequence obtained from 2-machine assembly times. Any mismatches are tried to switch as one possible alternative and completion time is calculated to determine whether to accept the new sequence or not to replace the current sequence. Searching process stops if no more improvement can be made.
Cross docking is a material handling and distribution concept in which products move directly from receiving dock to shipping dock, without being stored in a warehouse or distribution center. Depending on the facility and operating conditions or strategies employed, it is possible to generate various cross docking scenarios or models. The cross docking model, which is studied in this research, assumes there are a separate receiving dock and a separate shipping dock. It is also assumed that the products contained in a receiving truck and the products needed for a shipping truck are known in advance. Furthermore, the study is restricted to scenarios where there is only one receiving dock and only one shipping dock at the warehouse. The research objective is to find the best truck spotting sequence for both receiving and shipping trucks to minimize total operation time (i.e., the makespan) of the cross docking system.
This paper considers a scheduling problem in a flexible job shop with a reconfigurable manufacturing cell. The flexible job shop has both operation and routing flexibilities, which can be represented in the form of a multiple process plan, i.e. each part can be processed through alternative operations, each of which can be processed on alternative machines. The scheduling problem has three decision variables: (a) selecting operation/machine pairs for each part; (b) sequencing of parts to be fed into the reconfigurable manufacturing cell; and (c) sequencing of the parts assigned to each machine. Due to the reconfigurable manufacturing cell's ability of adjusting the capacity, functionality and flexibility to the desired levels, the priority scheduling approach is proposed in which the three decisions are made at the same time by combining operation/machine selection rules, input sequencing rules and part sequencing rules. To show the performances of various rule combinations, simulation experiments were done on various instances generated randomly using the experiences of the manufacturing experts, and the results are reported for the objectives of minimizing makespan, mean flow time and mean tardiness, respectively.
Kim, Byungsang;Youn, Chan-Hyun;Park, Yong-Sung;Lee, Yonggyu;Choi, Wan
Journal of Information Processing Systems
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v.8
no.4
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pp.555-566
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2012
The cloud environment makes it possible to analyze large data sets in a scalable computing infrastructure. In the bioinformatics field, the applications are composed of the complex workflow tasks, which require huge data storage as well as a computing-intensive parallel workload. Many approaches have been introduced in distributed solutions. However, they focus on static resource provisioning with a batch-processing scheme in a local computing farm and data storage. In the case of a large-scale workflow system, it is inevitable and valuable to outsource the entire or a part of their tasks to public clouds for reducing resource costs. The problems, however, occurred at the transfer time for huge dataset as well as there being an unbalanced completion time of different problem sizes. In this paper, we propose an adaptive resource-provisioning scheme that includes run-time data distribution and collection services for hiding the data transfer time. The proposed adaptive resource-provisioning scheme optimizes the allocation ratio of computing elements to the different datasets in order to minimize the total makespan under resource constraints. We conducted the experiments with a well-known sequence alignment algorithm and the results showed that the proposed scheme is efficient for the cloud environment.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.12
no.11
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pp.5234-5251
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2018
It is well-known that virtualization technology can bring many benefits not only to users but also to service providers. From the view of system security and resource utility, higher resource sharing degree and higher system reliability can be obtained by the introduction of virtualization technology in distributed cloud. The small size time-sharing multiplexing technology which is based on virtual machine in distributed cloud platform can enhance the resource utilization effectively by server consolidation. In this paper, the concept of memory block and user satisfaction is redefined combined with user requirements. According to the unbalanced memory resource states and user preference requirements in multi-virtual machine environments, a model of proper memory resource allocation is proposed combined with memory block and user satisfaction, and at the same time a memory optimization allocation algorithm is proposed which is based on virtual memory block, makespan and user satisfaction under the premise of an orderly physical nodes states also. In the algorithm, a memory optimal problem can be transformed into a resource workload balance problem. All the virtual machine tasks are simulated in Cloudsim platform. And the experimental results show that the problem of virtual machine memory resource allocation can be solved flexibly and efficiently.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.21
no.2
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pp.158-170
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2021
Virtualization technologies are being adopted and broadly utilized in many fields and at different levels. In cloud computing, achieving load balancing across large distributed virtual machines is considered a complex optimization problem with an essential importance in cloud computing systems and data centers as the overloading or underloading of tasks on VMs may cause multiple issues in the cloud system like longer execution time, machine failure, high power consumption, etc. Therefore, load balancing mechanism is an important aspect in cloud computing that assist in overcoming different performance issues. In this research, we propose a new approach that combines the advantages of different task allocation algorithms like Round robin algorithm, and Random allocation with different threshold techniques like the VM utilization and the number of allocation counts using least connection mechanism. We performed extensive simulations and experiments that augment different scheduling policies to overcome the resource utilization problem without compromising other performance measures like makespan and execution time of the tasks. The proposed system provided better results compared to the original round robin as it takes into consideration the dynamic state of the system.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.47
no.2
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pp.190-197
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2024
By the recent fast growth of e-commerce markets, it has been stimulated to study order picking systems to improve their efficiency in distribution centers. Many companies and researchers have been developed various types of order picking systems and pursued the corresponding optimal operation policies. However, the performances of the systems with the optimal policies often depend on the structures of the centers and the operation environments. Based on a simulation model that mimics a unique zone picking system operated by a real company in the Republic of Korea, this study compares several operation policies and finds the most appropriate order selection rule and worker assignment policy for the system. Under all scenarios considered in this study, simulation results show that it is recommendable to assign more efficient workers to the zones with heavier workload. It also shows that selecting the order with the maximum number of non-repeatedly visited zones from the order list provides the most consistent and stable performances with respect to flow time, makespan, and utilization of the system even under the scenario with the breakdown zones. On the other hand, selecting the order with the minimum ratio of penalty to the number of zones performs the worst in all scenarios considered.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.36
no.4
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pp.116-122
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2013
This study develops a dynamic scheduling model for parallel machine scheduling problem based on genetic algorithm (GA). GA combined with discrete event simulation to minimize the makespan and verifies the effectiveness of the developed model. This research consists of two stages. In the first stage, work sequence will be generated using GA, and the second stage developed work schedule applied to a real work area to verify that it could be executed in real work environment and remove the overlapping work, which causes bottleneck and long lead time. If not, go back to the first stage and develop another schedule until satisfied. Small size problem was experimented and suggested a reasonable schedule within limited resources. As a result of this research, work efficiency is increased, cycle time is decreased, and due date is satisfied within existed resources.
In this paper, scheduling problem is dealt for the minimization of due date penalty for the customer order. Multiproduct batch processes have been dealt with for their suitability for high value added low volume products. Their scheduling problems take minimization of process operation for objective function, which is not enough to meet the customer satisfaction and the process efficiency simultaneously because of increasing requirement of fast adaptation for rapid changing market condition. So new target function has been suggested by other researches to meet two goals. Penalty function minimization is one of them. To present more precisely production scheduling, we develop new scheduling model with penalty function of earliness and tardiness We can find many real cases that penalty parameters are divergent by the difference between the completion time of operation and due date. That is to say, the penalty parameter values for the product change by the customer demand condition. If the order charges different value for due date, we can solve it with the due date period. The period means the time scope where penalty parameter value is 0. If we make use of the due date period, the optimal sequence of our model is not always same with that of fixed due date point. And if every product have due date period, due date of them are overlapped which needs optimization for the maximum profit and minimum penalty. Due date period extension can be enlarged to makespan minimization if every product has the same abundant due date period and same penalty parameter. We solve this new scheduling model by simulated annealing method. We also develop the program, which can calculate the optimal sequence and display the Gantt chart showing the unit progress and time allocation only with processing data.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.10
no.7
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pp.2952-2971
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2016
Outsourcing jobs to a public cloud is a cost-effective way to address the problem of satisfying the peak resource demand when the local cloud has insufficient resources. In this paper, we studied the management of deadline-constrained bag-of-tasks jobs on hybrid clouds. We presented a binary nonlinear programming (BNP) problem to model the hybrid cloud management which minimizes rent cost from the public cloud while completes the jobs within their respective deadlines. To solve this BNP problem in polynomial time, we proposed a heuristic algorithm. The main idea is assigning the task closest to its deadline to current core until the core cannot finish any task within its deadline. When there is no available core, the algorithm adds an available physical machine (PM) with most capacity or rents a new virtual machine (VM) with highest cost-performance ratio. As there may be a workload imbalance between/among cores on a PM/VM after task assigning, we propose a task reassigning algorithm to balance them. Extensive experimental results show that our heuristic algorithm saves 16.2%-76% rent cost and improves 47.3%-182.8% resource utilizations satisfying deadline constraints, compared with first fit decreasing algorithm, and that our task reassigning algorithm improves the makespan of tasks up to 47.6%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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