Seru üretim sistemleri ve tedarik zincirinin bütünleştirilmesine yönelik planlama ve çizelgeleme sistemi tasarımı

Abstract

Küresel rekabetin artması ve tüketici taleplerinin giderek daha dinamik bir hale gelmesi, üretim sistemlerinin esneklik ve adaptasyon yeteneklerini ön plana çıkarmaktadır. Geleneksel montaj hatları, değişken talep yapısına uyum sağlayamaması ve dengesiz iş yükü dağılımları nedeniyle dalgalanan talep koşulları altında yetersiz kalmakta, bu durum işletmeleri daha esnek üretim sistemleri arayışına yönlendirmektedir. Bu bağlamda, Seru Üretim Sistemleri (SÜS), yeniden yapılandırılabilir modüler üretim birimleri ve çalışan merkezli organizasyon yapılarıyla geleneksel üretim hatlarına kıyasla önemli avantajlar sunmakta ve tercih edilmektedir. SÜS'ün sağladığı esneklik, iş yükü dengeleme, kurulum ve temin sürelerinin azaltılması gibi unsurlar, işletmelerin rekabet gücünü artırmaktadır. Ancak, üretim süreçlerinin dinamik yapısı ve iş gücünün etkin yönetimi, SÜS ortamında karar verme süreçlerini daha karmaşık hale getirmektedir. Bu bağlamda, SÜS'te üretim süreçlerinin etkin yönetimi açısından parti büyüklüğü belirleme stratejileri kritik bir rol oynamaktadır. Literatürde yaygın olarak ele alınan eşit ve değişken alt parti belirleme stratejileri, iş akışı sürelerini, iş yükü dengesini ve sistem genelindeki verimliliği doğrudan etkilemektedir. Eşit büyüklükte alt partiler, üretim süreçlerinin daha düzenli ilerlemesini sağlarken, değişken büyüklükte alt partiler ise sistemin değişken taleplere daha esnek yanıt vermesine olanak tanımaktadır. Bu sayede, şirketler değişen koşullara hızla adapte olarak performans sürekliliğini sağlayıp rekabet avantajı elde etmektedir. Bunların yanı sıra SÜS'ün en önemli esneklik mekanizmalarından biri olan çalışan transferi (Shojinka) de kritik bir strateji olarak öne çıkmaktadır. Shojinka, iş gücünün talep dalgalanmalarına ve operasyonel değişkenlere uyum sağlayacak şekilde esnek biçimde yeniden dağıtılmasını ifade etmektedir. Bu strateji, iş yükünün serular arasında dengeli dağıtılmasını sağlayarak darboğazları önlemekte, üretim sürekliliğini güvence altına almakta ve sistem genelinde verimliliği artırmaktadır. Çalışan transferi sayesinde, belirli bir seruda iş yükü arttığında, o birime diğer serulardan eğitimli çalışanlar yönlendirilebilmekte ve böylece üretim kesintisiz devam edebilmektedir. Ayrıca, çalışanların çok becerili olarak yetiştirilmesi, serular arasındaki iş gücü hareketliliğini artırarak üretim sisteminin adaptasyon yeteneğini güçlendirmektedir. Bununla birlikte, üretim süreçlerinin tedarik zinciri faaliyetleri ile bütünleşik bir şekilde ele alınması, tüm sistemin performansını iyileştirmek açısından bir diğer kritik faktördür. Üretim planlamasının dağıtım süreçleriyle uyumlu hale getirilmesi, ürünlerin müşterilere zamanında ulaştırılmasını sağlarken, aynı zamanda stok seviyelerinin optimize edilmesine, beklemelerin azaltılmasına ve müşteri memnuniyetinin artırılmasına katkı sunmaktadır. Ayrıca, üretim ve tedarik zinciri çizelgeleme süreçlerinin entegrasyonu, yalnızca üretim sistemleri açısından değil, tedarik zinciri operasyonları bakımından da daha sürdürülebilir ve esnek bir yapı sunmaktadır. Bu konuda literatür incelendiğinde, mevcut çalışmaların büyük ölçüde montaj hatlarına odaklandığı, SÜS bağlamında üretim planlaması ile tedarik zinciri süreçlerinin entegrasyonuna yönelik araştırmaların ise oldukça sınırlı olduğu görülmektedir. Oysa SÜS'ün dinamik ve esnek yapısı, geleneksel montaj hatlarından farklı olarak daha karmaşık bir üretim-tedarik zinciri uyumunu gerektirmektedir. Serular arası iş yükü dengesi, alt parti üretim stratejileri ve çalışan transferi gibi faktörler, üretim çizelgelemesinin dağıtım süreçleriyle entegre edilmesini zorunlu hale getirmektedir. Bu nedenle bu konuda yapılacak çalışmalar, SÜS'ün tedarik zinciri içindeki etkinliğini artırarak hem üretim esnekliğini güçlendirecek hem de operasyonel verimliliği artıracaktır. Bu motivasyonla gerçekleştirilen bu tez çalışması, parti büyüklüğü belirleme stratejilerinin SÜS bağlamında üretim planlaması ve tedarik zinciri entegrasyonu üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır. Bu kapsamda, SÜS ortamında farklı parti büyüklüğü stratejileri altında üretim ve tedarik zinciri çizelgeleme kararlarının eş zamanlı ve bütünleşik şekilde ele alındığı literatürdeki ilk çalışma olma niteliğini taşımaktadır. Çalışma, üretim ve dağıtım süreçlerinin koordinasyonunu esas alan, ortalama temin süresini minimize etmeyi hedefleyen özgün bir karma tamsayılı doğrusal programlama modeli geliştirmekte ve bu yönüyle literatürdeki önemli bir boşluğu doldurmaktadır. Model, parti büyüklüğü belirleme (eşit alt parti ve değişken alt parti) ve çalışan transferi (transfere izin verilir ve verilmez) stratejilerini içeren beş farklı modülden oluşan entegre bir yapı ile tasarlanmıştır. Üretim ve tedarik zinciri çizelgeleme kararlarını içeren model aracılığıyla, strateji kullanımlarının amaç fonksiyonuna etkisi analiz edilmiştir. Problemin yüksek karmaşıklığı ve NP-zor sınıfında yer alması göz önünde bulundurularak, büyük boyutlu problemlerin uygun sürelerde çözümünü sağlamak amacıyla Genetik Algoritma (GA) ve Yapay Arı Kolonisi (YAK) algoritması sezgisel yöntemlerinden yararlanılmıştır. Parti büyüklüğü belirleme, çalışan transferi ve araç atama (rastgele atama ve ilk biteni ilk gönder atama) stratejileri dikkate alınarak 16 farklı çözüm kombinasyonu oluşturulmuştur. Ayrıca, iki farklı çaprazlama operatörünün algoritmaların çözüm kalitesi üzerindeki etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen deney tasarımı ile kontrol faktörlerinin sistem üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, ilk biteni ilk gönder araç atama stratejisinin sistem performansı üzerinde kayda değer bir etkisinin olduğunu göstermektedir. Bunun yanı sıra, değişken alt parti stratejisinin uygulanması ve çalışan transferine izin verilmesi, sistem performansında belirgin iyileşmeler sağlamaktadır. Ayrıca, seru ve çalışan sayısının dengeli belirlenmesinin sistem performansı üzerinde önemli bir etkisi olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması üretim ve tedarik zinciri süreçleri arasındaki etkileşimlerin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayarak, SÜS'ün verimliliğini artırmaya yönelik teorik, metodolojik ve yönetsel açılardan önemli katkılar sunmaktadır.