Yrd. Doç. Dr. Tijen Över Özçelik

... konulu sunumlar: "Yrd. Doç. Dr. Tijen Över Özçelik"— Sunum transkripti:

1 Yrd. Doç. Dr. Tijen Över Özçelik tover@sakarya.edu.tr
Grup Teknolojisi Grup teknolojisi ve hücresel imalat Yrd. Doç. Dr. Tijen Över Özçelik

2 Grup Teknolojisi Grup teknolojisinin doğuşu
1900’lü yılların başında Henry Ford ve çalışma arkadaşları bir imalat stratejisi geliştirdiler. Bir imalat sistemi içindeki tüm elemanları bir bütün olarak düşündüler ve ele aldılar. Sistem içindeki kişileri, takımları, tezgahları model T otomobilini üretmek için sürekli bir imalat sistemi olarak tasarladılar.

3 Grup Teknolojisi Bu sayede imalat o kadar hızlandı ki, kısa sürede Ford hem dünyanın en zengin adamlarından biri oldu hem de tam zamanında üretim ve yalın imalat kavramlarının doğmasına sebep oldu. Fakat artık Pazar ve müşteri ihtiyaçları farklılaştı.

4 Grup Teknolojisi Artık bu günün imalatçıları; Parçalanmış pazarlar,
rekabet, karmaşık müşteriler’den kaynaklanan baş döndürücü bir ürün çeşitliliği ile baş etmek zorundalar.

5 Grup Teknolojisi Henry Ford’un aksine bu günün imalatçıları, “Rengi siyah olduğu sürece onun herhangi bir rengine sahip olabilirsin” sloganıyla ortaya çıkmıyorlar.

6 Grup Teknolojisi Artan bitmiş ürün envanteri ve imalat içi envanter, uzun hazırlık zamanları, yüksek kalite gereksinimi ve artan ürün çeşitliliği imalatçıları farklı arayışlara yönlendiriyor. İşte tam bu noktada Grup Teknolojisi bu ürün çeşitliliği canavarını evcilleştiren sihirli bir değnek gibi ortaya çıkıyor. Grup Teknolojisi/Hücresel İmalat/Geleceğin Fabrikası için ortaya çıkmış bir imalat felsefesidir.

7 Geleceğin Fabrikasının Özellikleri
Otomasyon, kişilerden kaynaklanan hataları ortadan kaldıracağından ürün kalitesi yükselecek. Üretim sürelerinin tasarımında esnek teknolojiler kullanılacağından çeşit, miktar ve kalite esnekliği sağlanacak. Yeni ve gelişmiş ürünler hızlı biçimde piyasaya sürülecek. Üretim sistemlerinde küçük partiler halinde üretimin ekonomik biçimde gerçekleşmesiyle, bir ürünün üretiminden diğerine hızlı biçimde geçiş mümkün olacak. Üretim süreleri kısalacak ve bunun sonucunda yarı mamul stokları düşük tutulabilecek ve siparişler hızlı biçimde teslim edilecek.

8 Geleceğin Fabrikasının Özellikleri
Bilgisayar destekli tasarım, bilgisayar destekli üretim, ürün tasarımının ve süreç planlamasının temelini oluşturacaktır. Bilgisayar bütünleşik üretim, ortak veri tabanını kullanarak üretimle ilgili tüm işlemleri ve fonksiyonları birleştirecektir. Böylece siparişlerin işlem sıralarının belirlenmesi, atölye programlama gibi partiler halinde üretim yapılan tesislerde görülen karmaşık ve güç optimizasyon problemlerinin bilgisayar desteğiyle ve bütünleşik bir yapı içinde çözülmesi olanaklı hale gelecek. Stokların, malzeme taşımalarının ve işgücü kullanımının azaltılması nedeniyle geleceğin fabrikası küçük, üretim esnekliği ve kapasite kullanımı büyük olacaktır.

9 Geleceğin Fabrikasının Özellikleri
Yukarıdaki açıklamaların ışığında, geleceğin fabrikasında, Grup Teknolojisi/Hücresel İmalata dayalı esnek otomasyona geçiş olacak, Ürün esnekliği, hızlı üretim, düşük üretim maliyetleri ve yüksek ürün kalitesi gibi stratejik boyutların tümünde birden başarı sağlanabilecektir. Bu sistemler sermaye yoğun, mümkün olduğu kadar az stok ile çalışan ve müşterilerin gereksinim ve isteklerine uygun olarak küçük yada orta büyüklükteki partiler halinde üretim yapan küçük ve orta ölçekli işletmeler halinde faaliyet göstereceklerdir.

10 Grup Teknolojisi Grup teknolojisi, yığın üretimde uzun imalat süreleri ve karmaşıklık problemlerini çözmek amacıyla geliştirilmiş bir üretim felsefesidir. Grup teknolojisi benzer işlemlerin birlikte yapılması esasını temel alır. Parçaların üretim ve tasarımında ki benzerlik avantajlarından yararlanarak parça ve tezgahları gruplandırır.

11 Grup Teknolojisi Grup Teknolojisi, orta çeşitlilik ve hacimdeki parçaların diğer üretim sistemlerine göre daha ekonomik olarak üretilebildiği bir üretim sistemi ve işlemler ya da parçaların özellikleri arasındaki benzerlikleri kullanan bir felsefedir. GT'nin bir felsefe olarak anılmasının sebebi, bir görev ya da işin tasarım ya da gerçekleştirme aşamalarının her ikisini de içermesidir. GT'nin uygulanması, bir fabrikada kullanılan otomasyonun derecesine bağlı değildir; tamamen otomasyona dayanan bir fabrikada olduğu kadar elle üretim sistemine dayanan bir işyerine de uygulanabilir. Hücresel İmalat Sistemi (HİS), GT'nin atölye düzenine uygulanmasıdır.

12 Grup Teknolojisi Hücresel imalat, bir ya da daha çok makinenin bir hücre olacak biçimde gruplandığı üretim tipidir. Gruplamalar, benzer süreçleri gerektiren parça aileleri için gereksinim duyulan işler aracılığıyla belirlenmektedir. Bu tekniğin kullanılması için, benzer işlem özelliklerine sahip olan parça grupları olması, dahası; bu parça gruplarının benzerliklerinin belirlenmesi gerekir.

13 Grup Teknolojisi Grup teknolojisi artan üretim etkinliğini amaçlayan bir felsefedir. Bu amaca da üretim süreçleri ve kendileri benzer olan çeşitli parça ve ürünleri gruplayarak ulaşır. Grup teknolojisinde benzer parçalar parça aileleri biçiminde düzenlenmektedir. Bu sayede malzemelerin taşınması, maliyetlerin ve hazırlık zamanlarının düşürülmesi sağlanarak imalat esnekliği, kalite ve iş tatmininin artması sağlanmaktadır.

14 Grup Teknolojisi Buradaki anlayış, az sayıda oluşturulan aileyle çalışarak verimliliği artırmaktır. Bu amaçla üretim teçhizatı ve tezgahlar gruplara ya da hücrelere ayrılır. Hücresel imalat makine hücreleri oluşturarak parçaların gruplar halinde bu hücrelerde üretilmesini amaçlamaktadır.

15 Grup Teknolojisi Aşağıda ki şekilde gelişi güzel bir araya getirilmiş parçaların nasıl sürpriz bir şekilde benzer olduklarını görebiliriz. Gruplanmamış parçalar Gruplanmış parçalar

16 Grup Teknolojisi GT uygulanırken benzer parçalar “parça aileleri” şeklinde bir araya getirilir. Örneğin değişik çeşitte parça üreten bir işletme bu parçaların büyük çoğunluğunu 50 veya 60 ayrı aile altında toplayabilir. Her bir aile benzer tasarım ve imalat özellikleri gösterecektir. Böylece bir ailenin her üyesinin işlem görmesi benzer şekilde olacaktır.

17 Grup Teknolojisi Böylece atölye tipi yerleşim daha verimli duruma gelecek, GT’ye uygun düzenlenen işletmede, üretim sisteminin ve buna bağlı tüm işlevlerin de yeniden düzenlenmesi gerekecektir. Böylesi bir düzenleme; ürün/takım tasarımını ve mühendisliğini, çizelgeleme ve kontrolünü, envanter kontrolünü, satın almayı, kalite kontrolü, tüm çalışanları etkileyebilecektir.

18 Grup Teknolojisi Bu da imalatın verimliliği ile sonuçlanır. Bu verimlilik; azalan hazırlık zamanları, azalan ara stoklar, gelişmiş takım kontrolü, iş gören doyumu ve standartlaşmış proses planları olarak ortaya çıkar.

19 Grup Teknolojisi PARÇA AİLELERİ Grup teknolojisi parçaların özellikleri esas alınarak parça aileleri şeklinde gruplandırılmaları ile başlar. Parça ailesi: geometrik özellikleri, boyutları benzer olan ve/veya imalat için benzer işlemlere ihtiyaç duyan parçaların toplanmasıyla oluşur.

20 Grup Teknolojisi Ailelerin geometrik sınıflandırılması normal olarak boyut ve şekil açısındandır. İşlemlere göre sınıflandırma ise işlem türlerinin belirlenmesi ve işlem sayısına göre yapılmaktadır.

21 Grup Teknolojisi Benzer parça ailelerinin tanımlanması ile seri üretim sonucunda elde edilen avantajlar atölye tipi üretimde de sağlanmaktadır. Bu nedenle parçaların başarılı bir şekilde aileler altında gruplandırılmaları GT kavramının uygulanması için bir anahtardır.

22 Grup Teknolojisi İmalat hücresi ise belirlenen parça ailesini üretmek için gerekli tezgah ve işgücünün oluşturduğu gruptur. Böylelikle benzer hazırlık aktiviteleri ve araçları (bağlama düzenekleri, takımlar v.b.) gerektiren parçalar bir aileye toplanarak hazırlık süreci kısaltılabilir, hatta yok edilebilir.

23 Grup Teknolojisi Grup teknolojisi hücreleri; işlem zamanlarını ve süreç içi envanteri düşürür. Basit çizelgeler, düşük taşıma ve kolay denetleme sayesinde gözle görülür derecede tasarruf sağlanır. Hazırlık zamanlarındaki düşüşler; daha düşük öbek gruplarına ve daha küçük kuyruklara sebep olur. Bu tasarruflar; hazırlık zamanlarındaki iyileştirmeler, işleme maliyetlerinde ki düşmeler olarak özetlenebilir.

24 Grup Teknolojisi Kısacası;
Grup teknolojisi; hücresel imalatı mümkün kılar, ürün geliştirmeyi hızlandırır, maliyette netlik sağlar, süreç planlamayı kolaylaştırır, işleme maliyetlerini azaltır, satın almayı basitleştirir. Grup teknolojisi birçok farklı alanda uygulanabilir. Örneğin; elektronik, kağıt üretimi, dökümhanelerde, bir çok üründe ve hizmet sektöründe uygulanması mümkündür.

25 Grup Teknolojisi Grup teknolojisi parçaları benzerliklerine göre gruplayan onların bu benzerliklerini avantaj olarak kullanan bir imalat kavramıdır. Grup teknolojisi kavramı Mitrofanov ve Burbidge (1975) tarafından önerilmiştir. Mitrofanov Grup Teknolojisini “ Her birine benzer teknolojik işlemler uygulanan, gruplanmış parçalar için bir imalat metodu” olarak tanımlamıştır.

26 Grup Teknolojisi Diğer bir modern tanımlama ise;
“ Birçok benzer problem gruplanarak tek bir problem kümesi oluşturularak tek bir çözüm sağlanır. Bu sayede de zaman ve çabadan tasarruf sağlanır” şeklindedir (Shunk, 1987). Grup teknolojisinin genel tanımı ise; imalat süreçleri ve parçaların yakınlığını açıklayan ve tanımlayan bir imalat felsefesidir” (Ham ve diğerleri 1985).

27 Grup Teknolojisi Hücresel İmalat Sistemleri, grup teknolojisi felsefesinin özel bir uygulaması olup, parti tipi üretim yapan imalat sistemlerinin etkinliğini arttırmayı amaçlamaktadır. “Hücresel İmalat Sistemi, parçaların parça aileleri biçiminde ve tezgahların, makine hücreleri biçiminde gruplandığı bir üretim sistemidir. Bir imalat hücresi “ benzer parça ailelerinin imalatını gerçekleştiren, fabrika içinde bir araya getirilen, fonksiyonları benzer olmayan bağımsız bir tezgah grubu” olarak tanımlanmaktadır.

28 Grup Teknolojisi Bir parça ailesi ise; “geometrik şekilleri benzeyen yada benzer işlem aşamalarına sahip olan parçaları bir araya getirilen gruplar” olarak tanımlanır [Ham ve diğerleri 1985]. Genellikle bir hücre tek bir parça ailesine adanır ve her bir parça ailesinin üretim işlemlerinin tamamıyla o hücrede tamamlanması tercih edilir.

29 Grup Teknolojisi

30 Grup Teknolojisi

31 Grup Teknolojisi

32 Grup Teknolojisi BİR İMALAT HÜCRESİNİ BELİRLEMEDE PARÇA AİLESİ KULLANIMI Bir imalat hücresi, orada üretilecek olan parça ailelerinin özellikleri tarafından belirlenir. İmalat hücresini belirlemede kullanılan çeşitli kriterler vardır. Bu belirlemede temel olan işlemler ve/veya parçalardır. Diğer kriterler ise üretim hacmi, pazar bileşenleri ve otomasyonun derecesi olabilir. Örneğin; bir hücre içerdiği işlemler tarafından belirlenebilir (taşlama, muayene, montaj, işleme).

33 Grup Teknolojisi Bir imalat hücresini belirlemede kullanılan bazı kriterler aşağıda Tablo 1’de verilmiştir.

34 Grup Teknolojisi

35 Grup Teknolojisi

36 Grup Teknolojisi OTOMASYON DERECESİNİ TEMEL ALAN HÜCRE ÖRNEKLERİ
Bir hücre içinde işleme, muayene, temizleme, paketleme, yükleme/boşaltma ve hazırlık gibi çeşitli aktivitelere gereksinim duyulabilir. Sıklıkla bu tür aktiviteler yapılır. Hücrelerde gerçekleşen aktivitelerden hareketle aşağıda bazı hücre tipleri verilmektedir.

37 Grup Teknolojisi Tek operatör, Birden fazla tezgah
Tek robot otomatik hücre Çoklu tezgahlar, çoklu operatörler Çoklu robotlar, otomasyonlu hücre Montaj hücresi

38 Grup Teknolojisi ENDÜSTRİDE HÜCRE UYGULAMALARI İmalatta ve montajda oldukça geniş bir yelpazede hücresel uygulama gerçekleştirmek mümkündür. Aşağıda Tablo 2’de hücresel uygulama gerçekleştirilen bazı tipik sektörler verilmiştir.

39 Grup Teknolojisi

40 Grup Teknolojisi TİPİK BİR HÜCRENİN ÖZELLİKLERİ Tipik bir hücrede aranan özellikler Tablo 4’de sunulmuştur. Fakat bu tablodaki özellikler şirketin kültürüne, otomasyonun derecesine, talep kararlılığına ve diğer operasyonel veya stratejik faktörlere bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

41 Grup Teknolojisi

42 Grup Teknolojisi HÜCRE TASARIMI İÇİN METOTLAR
Mevcut yerleşim düzeninden hücresel bir yerleşime geçerken en büyük problem parçaların gruplanarak bir aile oluşturulması problemidir. Bu amaçla kullanılan 3 yaygın metot vardır. Bu metotların tümü zaman alıcıdır ve verilerin analiz edilmesi eğitimli personel tarafından gerçekleştirilir. Bu metotlar; Gözle kontrol Üretim akış analizi (PFA) Parçaları sınıflandırma ve kodlama (C&C)

43 Grup Teknolojisi Gözle Kontrol
Gözle kontrol metodu veya görsel muayene metodu basittir ve en ucuz yöntemdir. Bu metotta hangi parçanın hangi grupta yer alacağını belirlemek için parçalar görsel olarak incelenir, parçaların genel görüntülerinden hareketle gruplar oluşturulur. Özellikle parça sayısının fazla olması durumunda bu metodun kullanılması kısıtlar oluşturur. Üç metot arasında ele alındığında görsel muayene/görsel kontrol metodu en az başvurulan metoddur.

44 Grup Teknolojisi Üretim Akış Analizi Üretim Akış analizine ilk defa Burbidge tarafından ( ) yıllarında değinilmiştir. Bu metotta fabrika içinde üretilen parçaların, parça aileleri ve tezgah grupları oluşturulacak şekilde analizi gerçekleştirilmektedir. Bu metot güvenilir ve iyi düzenlenmiş rota çizelgelerine gereksinim duyar.

45 Grup Teknolojisi PARÇALARIN SINIFLANDIRILMASI VE KODLANMASI Parça sınıflama ve kodlama oldukça fazla zaman alan ve bir o kadara da karmaşık bir iştir. Bu metot parçaları gruplamak için onların aynı veya benzer tasarımsal ve imalat özelliklerini aynı aile içinde toplamaya çabalar. Örneğin; bir parçanın boyutsal, şekilsel, v.b. özellikleri bir kodla adlandırır. Her bir parça için kod numarası parça özellikleri ile tutarlılık sağlar. Sayısal kodlar parça ailesi içindeki parçaların gruplanması ve sınıflandırılmasında temel oluşturur.

46 Grup Teknolojisi Tablo. 5 Hücresel Yerleşim Tipleri

47 Grup Teknolojisi

48 Grup Teknolojisi Hücresel imalat sisteminde her ailede benzer parçalar bulunduğundan ortak takım ve aparat kullanılmaktadır. Bu yüzden hazırlık zamanları oldukça düşüktür. Hücreler küçük ölçekli olduğundan planlama ve kontrol daha basit olmakta ve optimizasyon tekniklerinin etkin kullanımı gerçekleştirilmektedir. Ara stoklar hücresel imalatta % 70 oranında azalabilmektedir.

49 Grup Teknolojisi Girdi çıktı zamanları hücresel imalat sayesinde kısalmaktadır. Birçok araştırmada hücre çalışmasının işçi verimi ve kalite üzerinde olumlu etkisi olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca otomasyona elverişli bir sistem olan hücresel imalatta tezgahlar otomatikleştikçe kalite ve hassasiyet artmaktadır.

50 Grup Teknolojisi HÜCRESEL İMALATIN DEZAVANTAJLARI
Hücresel imalatta avantajlar olduğu gibi bazı dezavantajlarda söz konusudur. Bunlar Tablo 7’de özetlenmiştir. Hücresel imalatın doğasından kaynaklanan bazı dezavantajlar vardır. Bunlar; uygulama sırasındaki yüksek maliyet ve farklı hücrelerde kullanımı gerektiğinde katlanan tezgah maliyetleridir. Kısacası, imalat içi envanter, imalat süreleri, hazırlık zamanlarının düşmesine karşılık maliyetler yükselmektedir.

51 Grup Teknolojisi HÜCRESEL İMALATIN DEZAVANTAJLARI • Makine grupları ve parça aileleri oluşu için uygun yöntemin seçimi geniş analizler gerektiren güç bir konudur. • Optimal sayıda imalat hücresinin belirlenmesi tartışmalara açık bir konudur. • Kümelendirme algoritmaları,kümelendirme kriterleri ve performans ölçülerinin çokluğu nedeniyle,uygun veya daha iyi kümelendirme yönteminin seçimi zorlaşmaktadır. • İstisnai eleman sayısını en küçüklemek yaygın olarak kullanılan bir ölçü olmasına rağmen,uygunlukları henüz ispat edilmemiştir. • Aynı veriler ve aynı algoritma kullanılsa dahi farklı kümelendirme kriterleri farklı gruplaşmalara neden olabilir.

52 Grup Teknolojisi Ayrıca hücredeki bir tezgahın arızalanması parçalar onda işlem görmeden diğerine geçemeyeceği için imalatta duruşlara neden olmaktadır.

53 Yrd.Doç.Dr. Tijen Över Özçelik tover@sakarya.edu.tr
Grup Teknolojisi Yrd.Doç.Dr. Tijen Över Özçelik