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Un MILP eficiente de tiempo continuo para la programación y el diseño integrados de hangares de aeronaves

Created by
  • Haebom

Autor

Shayan Farhang Pazhooh y Hossein Shams Shemirani

Describir

Este artículo propone una programación lineal entera mixta (MILP) de tiempo continuo que integra la ubicación espacial y la programación continua en el tiempo para minimizar los costos operativos de los hangares de mantenimiento de aeronaves. Supera las limitaciones de escalabilidad de los enfoques existentes al optimizar simultáneamente la ubicación y la sincronización de las aeronaves. El modelo propuesto se compara con referencias de investigación existentes, explorando el rendimiento a gran escala y cuantificando su sensibilidad a la congestión temporal. Logra una aceleración de órdenes de magnitud superior a la de la literatura, resolviendo instancias congestionadas de larga duración en 0,11 segundos y encontrando soluciones óptimas comprobadas para instancias de hasta 40 aeronaves. Para problemas a gran escala, encuentra soluciones con márgenes de optimalidad reducidos en un plazo de una hora para instancias de hasta 80 aeronaves y proporciona límites sólidos para problemas de hasta 160 aeronaves. El plan optimizado aumenta consistentemente el rendimiento del hangar (p. ej., +33% de aeronaves en servicio en comparación con la heurística de la instancia RND-N030-I03), reduciendo las penalizaciones por retraso y mejorando la utilización de los activos. Estos resultados demuestran que la optimización precisa se ha vuelto computacionalmente factible para la planificación de hangares a gran escala, proporcionando una herramienta validada para equilibrar la calidad de la solución y el tiempo de cálculo para la toma de decisiones estratégicas y operativas.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos un modelo MILP de tiempo continuo eficiente para el problema de planificación de hangares de mantenimiento de aeronaves a gran escala, superando las limitaciones de escalabilidad de los métodos existentes.
Mejora significativamente el rendimiento (hasta un 33 %) en comparación con los métodos heurísticos existentes, lo que sugiere el potencial para una mayor eficiencia operativa.
Aumenta la aplicabilidad del problema al derivar una solución con una pequeña diferencia de optimalidad dentro de una hora para un problema con una escala de hasta 80 aeronaves.
Proporciona herramientas probadas que equilibran la calidad de la solución y el tiempo de cálculo a través de una optimización precisa.
Limitations:
No se garantiza una solución óptima para problemas con más de 160 aeronaves (solo se proporcionan límites fuertes dentro del límite de 1 hora).
El rendimiento del modelo puede ser sensible a la congestión temporal. (Se realizó un análisis de sensibilidad, pero se requiere más estudio para determinar su robustez ante cualquier tipo de congestión).
Es posible que no refleje completamente todas las complejidades de las operaciones del hangar en el mundo real (por ejemplo, tiempos de mantenimiento impredecibles, reparaciones de emergencia, etc.).
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