Bayram Kamer KÜÇÜKİSLAMOĞLU Endüstri Mühendisliği Bölümü Yöneylem Araştırması ve Endüstri Mühendisliği 30. Ulusal Kongresi Benzetim Destekli Üretim Planlama ile Üretim Hattı Verimliliğinin Artırılması Burak ALBAYRAK Bayram Kamer KÜÇÜKİSLAMOĞLU Gökçe YURDAKUL Süleyman Zahid KENDİR Betül YAĞMAHAN Mehmet AKANSEL Uludağ Üniversitesi Endüstri Mühendisliği Bölümü 02.07.2010

İÇERİK Üretim Sisteminin Tanıtımı Problem Tanımı Literatür Araştırmaları Hazırlık Çalışmaları Çözüm Yöntemi Zaman Etütleri Tur Sayısının Hesabı için Hazırlanan Excel Çalışması Matematiksel Modeller Matematiksel Model-2 İçin Excel Solver Çalışması Benzetim: ARENA Tartışma 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

ÜRETİM SİSTEMİNİN TANITIMI Üretim Aşamaları Süzdürme Glikol havuzu Durulama Su ile Yıkama-Kurutma Yükleme-Çıkarma Fırın Hat Başı Operatörler İlk Kontrol-Markalama Ara Stok O-ring işlemi Ara Stok Sızdırmazlık Testi Süper Kontrol Final Montaj Ara Stok 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

ÜRETİM SİSTEMİNİN TANITIMI Makinalar Doğrusal Karozel Dönel Karozel 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

PROBLEM TANIMI Çalışmanın Amacı: Makinelerdeki üretimin dengelenmesi, üretimde standart sürelerin belirlenmesi, zaman kayıplarının azaltılarak daha çok çıktının elde edilmesi ve verimliliğin arttırılması Çalışmanın Önemi: İşletmede tecrübeye dayalı olarak yapılan planlama işlerinin matematiksel model,benzetim ve Excel çalışmaları ile standartlaştırılması, bu çalışmalar sonucunda %30-60 oranında çıktı miktarlarında artış ve operatör ve makine atıl zamanlarının azaltılması sağlanmıştır. 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

PROBLEM TANIMI Gözlenen Sorunlar: Hat dengelemenin sağlanamamasından dolayı, makine verimliliğinin çok düşük olması Askılara yüklenmesi planlanan kalıpların zorluğu nedeniyle 6 dakika içerisinde bu işlemlerin yetiştirilememesi İşlemler için standart sürelerin olmaması nedeniyle çıktı sayısının standart olarak belirlenememesi İşlemler esnasında, çalışanların hareketlerinin standart hale getirilememesi nedeniyle operatör verimliliğinin düşük olması Çalışanların, işlemler esnasında bazı ergonomik problemler yaşamaları (uzanma, eğilme, dengesiz vücut duruşu,…) 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

LİTERATÜR ARAŞTIRMALARI Hat Dengeleme Hat dengeleme; seri üretim usulü çalışan bir üretim firmasında, üretim yapılan bir hattın maksimum verime ulaşabilmesi için yapılan düzenlemelerdir. Temel amaç; montaj hatlarında veya sürekli üretim hatlarındaki çalışanların iş yüklerinin dengelenmesidir (Keytack , 1997). Hat dengelemenin amaçları: Düzenli bir malzeme akışını sağlamak İnsan gücü kullanımını en üst düzeye ulaştırmak Makine sığalarını en üst düzeyde kullanmak İşlemler için en az süreyi kullanmak Boş süreleri ve dengeleme kayıplarını en küçüklemek 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Yığın Çizelgeleme Grup haline getirilen parçaların işlenmesinde, bir makinede aynı anda birden fazla işlem yapılabilir. İşlemleri gerçekleştiren makinenin kapasitesi, her bir parti büyüklüğünden daha büyük olmalıdır (Chang ve Wang, 2004). Her yığından işler belirlenirken, iş sırasını belirlemek ve daha sonra bu işleri makine kapasitesi sınırları içinde başarılı şekilde yerleştirmek için bir parametre sezgisel olarak seçilir (Chang ve Wang, 2004). Genellikle geliştirilen modeller tur zamanının (işlem zamanı) en küçüklenmesi amacına dayanır. 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Matematiksel Modelleme Matematiksel modelleme, bir olayın geçmişte elde edilmiş sonuçlarından yararlanarak, bu olayın gelecekte ne gibi sonuçlar doğuracağını araştırmamıza yardımcı olan niceleyici tekniklerdir. Tamsayılı doğrusal programlama, değişkenlerinden bazılarının ve tümünün tamsayılı (ya da kesikli) değerler aldığı bir doğrusal programlama problemidir (Taha, 2000). 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Benzetim Üretim sistemlerinin analizi ve tasarımı için bir yazılım modeli ile benzetim çok sık kullanılan yöntemlerden biridir. Benzetim, analitik veya matematiksel modelleme ile kolayca tanımlanamayan karışık sistemlerin işletme analizinde ve tasarımında gerekli bir araçtır (Askin ve Standridge,1993). Benzetim metodolojisinin uygulanmasında 8 adım bulunmaktadır (Ülgen ve Williams, 2002): Problemin tanımı Çalışmanın tanımı Model tasarımı Girdi ve varsayımların belirlenmesi ve prosesin tanımlanması Benzetim modeli, doğrulama ve onaylama Deneysel tasarım Belge ve sonuçlar Model yaşam döngüsünün devamı 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

HAZIRLIK ÇALIŞMALARI İşlem standart süreleri için zaman etütlerinin yapılması Dönel karosellerde, askılara asılacak toplam kalıp sayısının ve her askıya asılacak kalıp sayısının belirlenmesi için matematiksel model kurulması ve Excel çalışmasının hazırlanması Çalışanların hareketlerinin standart hale getirilmesi Sistemin makine ve operatör kullanımı oranlarının hesaplatılması için benzetimin yapılması Çalışma alanlarının ergonomik açıdan düzenlenmesi 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

ÇÖZÜM YÖNTEMİ BAŞLA Problemin Tanımlanması İşletmede gözlenen sorunların tespiti, neden-sonuç analizinin yapılması ve verilerin toplanması Yapılan işlemlerin standart sürelerinin elde edilmesi için zaman etüdü çalışmalarının yapılması Zaman Etütlerinin Yapılması Makinelere ve askılara yüklenecek kalıp sayılarının belirlenebilmesi için modellerin kurulması Matematiksel Modellerin Oluşturulması 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

ÇÖZÜM YÖNTEMİ Excel ve Excel Solver Çalışmalarının Oluşturulması Üretim planlamacının zaman kaybını azaltmak, teorik ve fiili çıktı miktarlarının karşılaştırılması Matematiksel modelin çıktılarının benzetim ile değerlendirilmesi, operatör ve makine verimliliklerinin ölçülmesi Benzetimin Yapılması Çalışmaların değerlendirilmesi ve uygulanması Tüm çalışmaların incelenerek sonuca bağlanması BİTİŞ 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Zaman Etütleri Zaman etütleri kronometraj yöntemiyle yapılmıştır. ZAMAN ETÜT FORMU BÖLÜM: Etüt No:1 REFERANS NUMARASI: 478643   TESİSAT / MAKİNA: C3 DÖNEL KAROSEL Sayfa No:1 EL / ÖLÇÜ ARAÇLARI: Tarih: 26.01.2010 Başlangıç: MALZEME KODU: Bitiş: MALZEME ADI: PLASTİK BORU Geçen Süre: OPERASYON ADI: YÜKLEME-BOŞALTMA-KONTROL-MARKALAMA Etüdü Yapan: İŞÇİ: Onaylayan: ÖĞE TANIMI Okunan Zaman Çıkarılan Zaman Temel Zaman ( sn) Ölçülen Adet Birim Zaman Açıklama ÇEVRİM 1 İŞLEM NO Isıtılmış boru masada hazır bulunan büküm 7 adet için aparatına yerleştirilmeye başlanır ve bu esnada klipsler de takılarak yükleme işlemi tamamlanır 2 Glikol havuzundan gelen borular askılardan 11 4 alınarak kalıplardan çıkarılır 3 kalıplardan çıkarılan borulara yıkama 13 ve kurulama işleminden sonra aparat kontrolü yapılır aparat kontrolünden sonra markalama 15 yapılarak sepetlere yerleştirilir 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Tur Sayısının Hesabı için Hazırlanan Excel Çalışması Dönel Karozel-1 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

MATEMATİKSEL MODELLER Bir Turdaki Kalıp Sayısını Belirlemek Karar Değişkenleri: xi : Makinenin bir turunda i. referanstan üretilecek miktar i= 1,2,…,n Parametreler: Di : gün içerisinde i. referanstan makineye vardiya başına yüklenmesi gereken adet (i= 1,2,…,n) d : makinenin vardiya içinde atacağı tur sayısı ai : i. referansın üretim zamanı (i= 1,2,…,n) V : çalışma süresi Ri : i. referansa ait eldeki kalıp sayısı (i= 1,2,…,n) 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Bir Turdaki Kalıp Sayısını Belirlemek Matematiksel Model-1: Bir Turdaki Kalıp Sayısını Belirlemek Amaç Fonksiyonu: Kısıtlar: (1) (2) (3) (4) (5) 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Matematiksel Model-1: Lindo Sonuçları Referans No Eldeki Kalıp Adedi Ortalama Üretim Süresi(sn) Bir Turda Yüklenecek Kalıp Adedi 478644 53 24 52 478643 57 16 56 479172 6 75 5 Firmanın bu yükleme senaryosunu LINDO programı ile çözdüğümüz zaman planlanan üretim miktarı 1130 adet olması gerekirken, gerçekleşen üretim miktarı 870 adettir. Bu durum hem makine hem de operatör verimliliklerinin düşük olduğunu göstermektedir. 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Her Askıya Asılacak Kalıp Sayısını Belirlemek Matematiksel Model-2: Her Askıya Asılacak Kalıp Sayısını Belirlemek Karar Değişkenleri: Xij : i. referanstan j. askıya asılacak kalıp miktarı i= 1,2,…,n ; j=1,2,3,4 Parametreler: Ri : i. referansa ait eldeki kalıp sayısı d : makinenin vardiya içinde atacağı tur sayısı ti : i. referansın birim üretim zamanı gi : i. referansa ait bir adet kalıbın ağırlığı V : çalışma süresi Di : gün içerisinde i. referanstan makineye bir turda yüklenmesi gereken adet GT : bir turda makineye yüklenecek kalıpların toplam ağırlığı 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Her Askıya Asılacak Kalıp Sayısını Belirlemek Matematiksel Model-2: Her Askıya Asılacak Kalıp Sayısını Belirlemek Amaç Fonksiyonu: Kısıtlar: (1) (2) (3) (4) 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Her Askıya Asılacak Kalıp Sayısını Belirlemek Matematiksel Model-2: Her Askıya Asılacak Kalıp Sayısını Belirlemek Kısıtlar: (5) (6) (7) 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Matematiksel Model-2: Lindo Sonuçları 1.askı 2.askı Ürün referansı Kalıp adedi 479172 478643 13 21 478644 16 12 3.askı 4.askı 5 15 1 22 Toplam 50 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Matematiksel Model-2 İçin Excel Solver Çalışması 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

BENZETİM: ARENA Matematiksel modeller ile elde edilen kalıp miktarlarının benzetim sistemine aktarılarak, bir vardiyalık üretim süresi incelenmiştir. Benzetimde sürelerde ilgili dağılımlar belirlenerek rassallıklar belirlenmiştir. Rassal durumların gerçekte sistemi nasıl etkileyeceği incelenmiştir. İncelenen performans ölçütleri Dönel makinelerin doluluk oranları Operatörlerin doluluk oranları Gün sonunda meydana gelen üretim miktarı Önerilen sistemin benzetimi için parçaların süreleri için zaman etüdü çalışmalarından yararlanılmış ve ilgili dağılımlar belirlenmiştir. Matematiksel modellerin çözümlerinden yararlanılmıştır. 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Aşamaları Aşama-1 : Tüplerin Kalıplara Yüklenmesi ve Dönel Makine İşlemleri Dönel makinede gerçekleşen işlemler Operatörün tüpü kalıba yüklemesi Parçaların ve zamanların tanımlanması 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Aşamaları Aşama-2: Kalıplardan Şekillenmiş Tüplerin Çıkarılması Operatörün şekillendirilmiş tüpü kalıptan çıkarması Her ürüne ait parça miktarını tutmak için “sayaç” tanımlaması 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Aşamaları Aşama-3: Tüplerin Yıkanması, Kontrol Edilmesi ve Markalanması Operatörün şekillendirilmiş tüpleri yıkaması Tüplerin yıkama için kümelenmesi Operatörün şekillendirilmiş tüpleri gözle kontrole etmesi ve markalaması Tamamlanan yarı ürünlerin ara stoku 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Aşamaları Aşama-4: O-ring İşlemi Tüplere o-ring takılması Tüplere o-ring takılması için gruplandırma Sızdırmazlık testi için ara stok 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Aşamaları Aşama-5: Sızdırmazlık Testi Sızdırmazlık testi Sızdırmazlık testi için gruplama Süper kontrol için gruplama Aşama-6: Süper Kontrol İşlemi Süper kontrol işleminin gerçekleştirilmesi Bitmiş ürünlerin sayılarak ambara gönderilmesi 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Sonuçları Uygulama için Excel arayüzü ile kalıplardan kaç tane konulması durumunda makinenin kaç tur atacağı saptanmış, daha sonra Excel Solver dan yararlanarak, her askıya kaç çeşit referans atanacağı belirlenmiştir. 2.dönel makinedeki her askıdaki kalıp değerleri 1.askı 2.askı Ürün referansı Kalıp adedi 478709 5 478644 2 19 478643 14 10 3.askı 4.askı 18 11 12 Toplam 7 50 Atılacak tur sayısı 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Arena-Benzetim Sonuçları Önceki Durum Önerilen Durum Referans No Kullanılan kalıp sayısı Çıktı miktarı 478709 6 42 478644 43 301 478643 46 322 Toplam 665 Atılan tur sayısı 7 Referans No Excel Değerleri Benzetim Değerleri Kullanılan kalıp sayısı Çıktı miktarı 478709 7 70 82 478644 50 500 492 478643 499 Toplam 1070 1073 Atılan tur sayısı 10 10,3 Sisteme aynı vardiya süresi içerisinde daha fazla kalıp girmekte ve daha fazla tur atılmaktadır. Bunun sonucunda daha fazla çıktı miktarı (%60) elde edilmektedir. Makine Kullanım Oranı Operatör Kullanım Oranı Makine Kullanım Oranları Makine cinsi Ulaşılan durum Dönel makine 2 % 84 Operatör Doluluk Oranları Operatör Ulaşılan durum Operatör3 % 99 Operatör4 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

TARTIŞMA Projenin Amacı: Dönel makinelerdeki üretimin dengelenmesi, üretimde standart sürelerin belirlenmesi, zaman kayıplarının azaltılarak daha çok çıktının elde edilmesi ve verimliliği arttırılması Yapılan Çalışmalar: - Zaman Etütleri - Matematiksel Modeller - Excel Çalışması/ Excel Solver - Sistemin Benzetimi Elde Edilen Sonuçlar: - İş standardizasyonu, gelen talepler için planlamanın daha gerçekçi düzenlenebilmesi - Vardiya süresinin etkin kullanımı, planlamacının sisteme daha hakim olması - Oluşturulan modeller ile elde edilen çıktı miktarlarında (değişen şartlar altında) %30-60 arasında artışın gerçekleşmesi - Makinelerin ve operatörlerin kullanım oranlarında artış sağlanması (bu durumda atılan tur sayısının artışlarından meydana gelmektedir) 02.07.2010 30. YA/EM Ulusal Kongresi

Eleştiri / Soru / Cevap