İşgören yetkinliklerini ve tampon istasyonları dikkate alan çok modelli montaj hatlarının tasarımı

Abstract

Modern üretim sistemlerinde önemli bir yer tutan montaj hatları, müşteri ihtiyaçlarına hızlı cevap verebilmek ve rekabet ortamında avantaj elde etmek isteyen firmalar tarafından sürekli değişime uğramaktadır. Günümüzdeki gereksinimlere göre, aynı hat üzerinde birden fazla modelde ürünün karışık veya partiler halinde üretilebildiği karma modelli ve çok modelli montaj hatları ön plana çıkmaktadır. Klasik tek modelli hatlara göre daha esnek bir üretim altyapısına sahip olan bu hatlar, birçok sektörde tercih edilmektedir. Farklı modellerdeki ürünlerin aynı hatta üretilebilmesi, müşteri taleplerine cevap verme konusunda esneklik getirmesinin yanı sıra çeşitli problemleri de beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada, farklı modellerdeki ürünlerin partiler halinde üretildiği çok modelli montaj hatlarının tasarım problemleri ele alınmaktadır. Çok modelli montaj hatları, birden fazla modelin karışık olarak üretilebildiği karma modelli montaj hatlarından model dönüşleri sırasındaki hazırlık gereksinimleri nedeniyle ayrılmaktadır. Bu kapsamda ele alınan problemler; literatürde ön plana çıkan hat dengeleme, işgören atama ve model sıralama problemleridir. Çok modelli montaj hatlarının tasarım problemleri ile ilgili akademik literatür çok geniş değildir. Literatürdeki güncel çalışmaların büyük çoğunluğu karma modelli montaj hatlarına odaklanmaktadır. Bunun temel sebebi, karma modelli hatların çok modelli hatlara göre daha esnek bir üretim imkânı sağlaması olarak karşımıza çıkmaktadır. Literatürdeki çalışmalarda hat dengeleme, işgören atama ve model sıralama konularında farklı yaklaşımlar izlendiği görülmektedir. Bazı çalışmalarda matematiksel modeller yardımıyla en iyi çözüme ulaşılmaya çalışılırken, bazı çalışmalarda ise probleme özgü sezgisel veya metasezgisel algoritmalardan faydalanılmaktadır. Ele alınan problem tipinin NP-zor sınıfında olması nedeniyle, büyük ölçekli problemlerin çözümü için sezgisel algoritmalar çözüm süresi açısından daha iyi sonuçlar verebilmektedir. Bunun yanı sıra, matematiksel modelleme ve sezgisel algoritmaların birlikte kullanıldığı hibrit çözümlerle de karşılaşılabilmektedir. Bazı çalışmalarda ise simülasyon modelleri aracılığıyla çok modelli montaj hattı tasarım problemlerine çözüm arandığı görülmektedir. Bu çalışmada, çok modelli montaj hatları için hat dengeleme, yetkinlik bazlı işgören atama ve partiler halinde model sıralama problemleri için yeni bir metodoloji geliştirilmektedir. Geliştirilen 0-1 tam sayılı programlama modeli aracılığıyla, hat dengeleme ve işgören atamaları sonucunda oluşan işgören yetkinlik seviyelerinin enbüyüklendiği bir uygulama yapılmaktadır. İşgören yetkinliklerinin enbüyüklenmesinin yanı sıra, modelin asıl amacı olan toplam işgören sayısını enküçükleme, dolayısıyla da hat dengeleme etkinliğini enbüyükleme amacından da ödün verilmemektedir. Hat dengeleme ve işgören atama modelinden elde edilen sonuçlar, bir sonraki aşama olan partiler halinde model sıralama uygulanmasında kullanılmaktadır. Bu aşamada oluşturulan montaj hattına ait kesikli olay simülasyonuna, hat dengeleme sonuçları girdi teşkil etmektedir. Simülasyon modelinde bulunan genetik algoritma eklentisi yardımıyla ise, farklı modellerin toplam hazırlık süresini enküçükleyecek şekilde sıralanması gerçekleştirilmektedir. Genetik algoritma için belirlenen sonlandırma kriterine ulaşılana kadar farklı simülasyon çevrimleri yapılarak, elde edilen sonuçlar genetik algoritma ile değerlendirilmekte ve en iyi çözüme ulaşılmaya çalışılmaktadır. Genetik algoritma ile elde edilen model sıraları kullanılarak, çok modelli ve tek modelli üretimler için iş istasyonları arasında tampon istasyonların bulunduğu ve bulunmadığı durumlar simüle edilmektedir. Gerçek bir beyaz eşya üretim hattında yapılan uygulamada, hem elde edilen sonuçların doğrulanması hem de tampon istasyonlara olan ihtiyacın değerlendirilmesi için yapılan simülasyonlar sonucunda, tampon istasyonların ortadan kaldırılması durumunda elde edilebilecek kazanımlar açıklanarak, andon benzeri uygulamalar gibi bu konuda ileride yapılabilecek çalışmalar aktarılmaktadır.