Takım çalışması esaslı çok-ürünlü demontaj hatlarının tasarımı ve planlanması: Optimizasyon modeli ve çözüm algoritmaları

Abstract

Günümüzde büyük bir hızla değişen müşteri ihtiyaçları ve tüketim alışkanlıkları beraberinde kullanılan ürünlerin erkenden demode hale gelmesine ve yenisiyle değiştirilmesine neden olmaktadır. Bu durum ise geride büyük bir atık bırakmaktadır. Atıkla yola çıkmanın en kolay yolu bertaraf yöntemidir. Ancak ekonomik ve çevresel koşullar dikkate alındığında, atık malzemelerin çevreye olan zararının minimize edilmesi oldukça önemli bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Nitekim ülkemizde olduğu gibi dünya genelinde de bu konuya oldukça hassas yaklaşılmakta ve devletler bu hususta yasal düzenlemelere gitmektedir. Bu da beraberinde atık ürünlerin geri dönüşümüne verilen önemi arttırmaktadır. Atık ürünlerin geri dönüşümü sürecinde en yaygın kullanılan yöntem demontaj faaliyetleridir. Kullanım ömrünü tamamlamış ürünler her ne kadar tekrardan kullanılamaz ve tamir edilemez kabul edilse de içerdikleri bileşenlerden bir kısmı ayrıştırılarak yeniden üretime dahil edilebilmektedir. Demontaj faaliyetleri tek bir iş istasyonunda, demontaj hattında veya demontaj hücresinde yürütülebilmektedir. Bunların arasında demontaj hatları, atık ürünlerin otomatik olarak sökülmesi için en iyi seçenek olarak kabul edilmektedir. Demontaj hatlarının etkin tasarımı ve dengelenmesi hem çevresel faktörler açısından hem de ürünün geri kazanım verimliliği açısından oldukça önemlidir. Geleneksel demontaj hattı dengeleme problemlerinde sıklıkla tek bir ürün modeli ve tek işçinin çalıştığı istasyon konsepti dikkate alınmaktadır. Ancak gerçek hayatta geri dönüşüm tesisleri birden çok modelde ürünün demontaj faaliyetlerini yürütmektedir. Bununla birlikte demontaj sırasında yapılacak faaliyetler gruplanabilmekte ve eş zamanlı olarak yapılabilmektedir. Bu da her bir istasyonda birden çok işçinin çalışmasına olanak sağlamaktadır. Geleneksel çalışma mantığından farklı olan bu tip takım çalışması esasına dayanan iş istasyonlarında işler öncelik ilişkilerine göre belirli kısıtlar altında gruplandırılarak işçilere atanmakta ve bu sayede demontaj faaliyetleri daha az sayıda istasyonda, daha kısa sürede tamamlanmaktadır. Yukarıdaki bilgiler ışığında hazırlanan bu tez çalışmasında takım çalışması esaslı çok- ürünlü çok-periyotlu demontaj dengeleme problemi ele alınmıştır. Problemin amacı dönemsel olarak her ürün modeli için demonte edilecek miktarı hesaplamak ve buna göre o dönem için efektif bir hat dengelemesi yapmaktır. Ele alınan problem literatürde bir ilk olduğundan, öncelikle problemi matematiksel olarak ifade etmek için genel bir optimizasyon modeli önerilmiştir. Toplam maliyet minimizasyonunu amaçlayan bu problemin karmaşıklık açısından NP-tam olması nedeniyle, çözümü için genetik algoritma (GA) tabanlı çözüm algoritmaları geliştirilmiştir. Üç farklı taktik seviye politika (Rassal-R, Tam zamanında – JIT, Ekonomik Demontaj Miktarı – EDQ) ile iki farklı çaprazlama operatörü (CR1, CR2) üzerinden geliştirilen bu altı farklı algoritmanın çözüm kalitesini arttırmak için tavlama benzetimi (TB) tabanlı yerel arama algoritmasından yararlanılmıştır. Problemi daha detaylı analiz etmek ve taktiksel açıdan dikkate değer içgörüler elde etmek için farklı boyuttaki test problemleri üzerinde karşılaştırmalı analizler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, GACR1-JIT algoritması, EDQ ve R politikalarına dayalı olarak geliştirilen diğer algoritmalara kıyasla toplam maliyette önemli bir düşüş sağlamaktadır. Ayrıca, JIT tabanlı parti büyüklüğü politikasının uygulanmasının önemi, özellikle dönem sayısı arttıkça daha da belirgin hale gelmektedir.