ERGONOMİK KOŞULLAR ALTINDA MONTAJ HATTI DENGELEME

Transkript

1 ERGONOMİK KOŞULLAR ALTINDA MONTAJ HATTI DENGELEME Pamukkale Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü Yüksek Lsans Tez Endüstr Mühendslğ Anablm Dalı Elf ÖZGÖRMÜŞ Danışman: Yrd. Doç. Dr. Özcan MUTLU Ağustos, 2007 DENİZLİ

2

3

4 Bu tezn tasarımı, hazırlanması, yürütülmes, araştırmalarının yapılması ve bulgularının analzlernde blmsel etğe ve akademk kurallara özenle rayet edldğn; bu çalışmanın doğrudan brncl ürünü olmayan bulguların, verlern ve materyallern blmsel etğe uygun olarak kaynak gösterldğn ve alıntı yapılan çalışmalara atfedldğn beyan ederm. İmza : Öğrenc Adı Soyadı : Elf ÖZGÖRMÜŞ

5 TEŞEKKÜR Hazırlamış olduğum tez çalışmamda, öncelkle ben yönlendren, fkrleryle bana yol gösteren, tezme yoğunlaşablmem çn bana çalışma ortamı sunan ve çalışmamın daha anlaşılır hale gelmesn sağlayan Değerl Danışman Hocam Yrd. Doç. Dr. Özcan MUTLU ya ; Değerl görüşler ve engn blgsyle yardım talebm ger çevrmeyen, bana vakt ayıran Montaj Hattı Dengeleme konusunda otorte olduğuna nandığım Sayın Hocam Prof. Dr. Had GÖKÇEN e ; Tez çalışmam süresnce manev desteğ ve fkrleryle bana destek olan Sayın Hocam Doç. Dr. Aşkıner GÜNGÖR e tüm kalbmle teşekkür ederm. Yardımlarını asla unutamayacağım sevgl arkadaşım, Arş. Gör. Reyhan KESKİN e bu zor dönem boyunca bana gösterdğ anlayış ve yardımları çn mnnettarım. Son olarak, bugünlere gelmem sağlayan, ben her konuda destekleyen, bana güvenen, bana nanan ve her zaman yanımda olan canım anneme, babama ve ağabeyme sonsuz teşekkürlerm sunarım. Elf ÖZGÖRMÜŞ

6 v ÖZET ERGONOMİK KOŞULLAR ALTINDA MONTAJ HATTI DENGELEME Özgörmüş, Elf Yüksek Lsans Tez, Endüstr Mühendslğ ABD Tez Yönetcs: Yrd. Doç. Dr. Özcan MUTLU Ağustos 2007, 87 Sayfa Montaj hattı dengeleme problem lteratürde en çok araştırılan konuların arasında yer almaktadır. Yapılan araştırmaların çoğu; çevrm süresnn veya stasyon sayısının enküçüklenmeye çalışıldığı bast montaj hattı dengeleme problem (BMHDP) üzerne yoğunlaşmıştır. Bu çalışmalarda görevlern ş stasyonlarına atanmasında sadece öncelk lşkler ve çevrm süresne dkkat edlmektedr. Ancak, uygulamada, hat dengelemes yapılırken görevn zorluğu, rsk, monotonluk düzey gb ergonomk faktörlern de göz önünde bulundurulması gerekmektedr. Bu faktörler dkkate alınmadan yapılan dengeleme sonucunda ş kazaları, meslek hastalıkları, kalte problemler vb. pek çok olumsuz durum le karşılaşılmakta ve hattan stenen verm sağlanamamaktadır. Bu çalışmada, hat dengelemes yapılırken yukarıda belrtlen ergonomk faktörlern de dkkate alındığı yen br model önerlmektedr. Bu amaçla, modelde yer alan rsk sevyes, zorluk dereces, monotonluk düzey gb kavramlar bulanık olarak fade edlmş ve br bulanık doğrusal programlama model gelştrlmştr. Modeln çözümünde Zmmerman yaklaşımı kullanılmış ve br örnek problem üzernde modeln uygulaması gösterlmştr. Anahtar kelmeler: Montaj Hattı Dengeleme Problem, Bulanık Doğrusal Programlama, Ergonom Yrd. Doç. Dr. Özcan MUTLU Doç. Dr. Aşkıner GÜNGÖR Yrd. Doç. Dr. İrfan ERTUĞRUL

7 v ABSTRACT ASSEMBLY LINE BALANCING CONSIDERING ERGONOMIC FACTORS Özgörmüş, Elf M.Sc. Thess n Industral Engneerng Supervsor: Asst. Prof. Dr. Özcan MUTLU August 2007, 87 Pages Assembly lne balancng problem s one of the most studed subjects n lterature. Most academc studes are focused on the Smple Assembly Lne Balancng Problem (SALBP) that ams to mnmze the number of statons or cycle tme. In SALBP; tasks are assgned to work statons n such a way that the task precedence relatonshps and cycle tme constrant are satsfed. However, n practce, the dffcultes of the task, the rsk level and the monotony of the tasks must be consdered. Ignorng these aspects when balancng the lne may result n too many problems such as work accdents, job related llnesses and qualty problems that reduce the effectveness of the lne. In ths study, a new model that ncorporates these ergonomc factors s developed. The factors such as the degree of dffcultes, degree of rsk and the degree of monotony are treated as fuzzy concepts and a fuzzy lnear programmng model s developed. Zmmermann approach s used to solve the problem and an llustratve example s presented to show the applcablty of the model. Keywords: Assembly Lne Balancng, Fuzzy Lnear Programmng, Ergonomcs Asst. Prof. Dr. Özcan MUTLU Assoc. Prof. Dr. Aşkıner GÜNGÖR Asst. Prof. Dr. İrfan ERTUĞRUL

8 v İÇİNDEKİLER Sayfa YÜKSEK LİSANS TEZ ONAY FORMU..... BİLİMSEL ETİK SAYFASI. TEŞEKKÜR... ÖZET. v ABSTRACT... v İÇİNDEKİLER DİZİNİ... v ŞEKİLLER DİZİNİ... v TABLOLAR DİZİNİ... x KISALTMALAR DİZİNİ... x 1. GİRİŞ MONTAJ HATTI DENGELEME Montaj Hattı Dengeleme Problem Montaj Hattı Dengeleme Problemnde Temel Tanımlar Montaj Hattı Dengeleme Problemnn Sınıflandırılması Yerleşm şeklne göre montaj hatları Model sayısına göre montaj hatları Hattın kontrol yapısına göre montaj hatları Kurulum sıklığına göre montaj hatları Otomasyon sevyesne göre montaj hatları LİTERATÜR ARAŞTIRMASI Grş Montaj Hattı Dengeleme Problemnn Sınıflandırılması Amaç sayısına göre MHDP İşlem sürelerne göre MHDP Ürün/Model sayısına göre MHDP Paralel MHDP İstasyondak şç sayısına göre MHDP Kaynak kısıtlı MHDP Bast ve Genel MHDP MHDP ne Çözüm Yaklaşımları Bulanık Mantık ve MHDP Ergonom ve MHDP BULANIK MANTIK VE BULANIK DOĞRUSAL PROGRALAMA Bulanık Mantık Bulanık kümeler ve üyelk fonksyonları Bulanık kümelerde temel kavramlar Bulanık kümelerde temel şlemler Bulanık Ortamda Karar Verme Bulanık Doğrusal Programlamanın Varsayımları Bulanık Doğrusal Programlama Bulanık Doğrusal Programlama Modeller Bulanık amaç fonksyonu katsayılı DP problem Bulanık kısıtlayıcılı DP problem Bulanık amaç fonksyonlu ve bulanık kısıtlayıcılı DP problem Amaç fonksyonu bulanık parametrel DP problem Bulanık parametrel DP problem... 40

9 4.6. Bulanık Doğrusal Programlama Modellerne Çözüm Yaklaşımları Zmmermann Yaklaşımı ERGONOMİK FAKTÖRLER VE MONTAJ HATTI DENGELEME Ergonom Blm ve Amacı Ergonomk İş Sstemler Ergonomk Ölçütler Ergonomk İş İstasyonları Ergonomk Faktörler Altında Montaj Hattı Dengeleme BULANIK DOĞRUSAL PROGRAMLAMA İLE ERGONOMİK MHDP Bast MHDP Ergonomk MHDP BDP le Ergonomk Koşullar altında MHDP Ergonomk Montaj Hattı Dengeleme Model İçn Br Uygulama SONUÇ VE ÖNERİLER Sonuçlar Önerler ve Gelecek Çalışmalar KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ v

10 v ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa Şekl 2.1 Montaj hattı dengeleme sstem Şekl 2.2 Düz montaj hatları Şekl 2.3 U Tp montaj hatlar Şekl 2.4 Tek modell, karışık modell, çok modell hatlar Şekl 2.5 Geckmesz montaj hatları Şekl 2.6 Geckmel montaj hatları Şekl 4.1 C kümesnn üyelk fonksyonu.. 26 Şekl 4.2 C ~ kümesnn üyelk fonksyonu. 27 Şekl 4.3 Üçgensel br bulanık sayının üyelk fonksyonu Şekl 4.4 şeklndek bulanık kısıtların üyelk fonksyonu. 37 Şekl 4.5 şeklndek bulanık kısıtların üyelk fonksyonu.. 38 Şekl 4.6 c T x b o şeklndek bulanık amacın üyelk fonksyonu Şekl 4.7 (Ax) b şeklndek bulanık kısıtlayıcının üyelk fonksyonu.. 44 Şekl 4.8 Amacın üyelk fonksyonu.. 44 Şekl 6.1 Çevrm zamanı üyelk fonksyonu. 61 Şekl 6.2 İstasyon sayısı üyelk fonksyonu.. 62 Şekl 6.3 Zorluk dereces üyelk fonksyonu Şekl 6.4 Rsk dereces üyelk fonksyonu Şekl 6.5 Sıkıcılık dereces üyelk fonksyonu.. 64 Şekl 6.6 Örnek problemn öncelk dyagramı.. 67 Şekl 6.7 İstasyon sayısı üyelk fonksyonu Şekl 6.8 Çevrm zamanı üyelk fonksyonu.. 71 Şekl 6.9 Zorluk dereces üyelk fonksyonu Şekl 6.10 Rsk dereces üyelk fonksyonu Şekl 6.11 Monotonluk dereces üyelk fonksyonu.. 74

11 x TABLOLAR DİZİNİ Sayfa Tablo 2.1 MHDP çn sınıflandırma. 6 Tablo 3.1 BMHDP nn sınıflandırması Tablo 4.1 BDP problemler Tablo 4.2 DP ve BDP arasındak farklar.. 40 Tablo 6.1 Ergonomk faktör derecelendrme skalası 68 Tablo 6.2 Örnek problemn görevler ve özellkler. 68 Tablo 6.3 Örnek problemn E ve L değerler.. 69 Tablo 6.4 Örnek problemn klask model BDP sonuçları Tablo 6.5 Örnek problemn klask model (Ergonomk değerlendrme) Tablo 6.6 Örnek problemn ergonomk model BDP sonuçları... 77

12 x KISALTMALAR DİZİNİ MHDP BMHDP BDP DP Montaj Hattı Dengeleme Problem Bast Montaj Hattı Dengeleme Problem Bulanık Doğrusal Programlama Doğrusal Programlama

13 1 1. GİRİŞ Uluslararası rekabette ve günümüzün küreselleşen dünyasında şletmeler, endüstryel başarının anahtarının etkn malat sstemlernden geçtğn fark etmş, bu sstemlern düşük malyetler le nasıl kurulableceğ konusuna yönelmştr. Yen sstemde, üretm malyetlern düşüreblmenn yolu, yüksek hacmde standart ürünlern üretlmesnden geçmektedr. Bu da montaj hatları le mümkün olmaktadır. Montaj hatları, üretm yapılan ş parçalarının br stasyondan dğerne hareket etmesyle meydana gelen sstemlerdr. Bu sstemde, şn olabldğnce çok parçaya ayrıştırılıp her parçanın standartlaştırılması esastır. Üretm, büyük çapta ve ser olarak gerçekleştrlr. Böylece zaman ve ş gücü kaybı ortadan kaldırılmaya veya en aza ndrlmeye çalışılır. Montaj hatları, üretm sstemlernn vermllğnde öneml rol oynamaktadır. Br hattın kurulması ya da yenden düzenlemes oldukça pahalı br yatırımdır. Bu nedenle, hattın başlangıçta etkn br şeklde düzenlenmes önemldr. Montaj hattı tasarlanırken ortaya çıkan en temel problem, üretm hattındak ş stasyonlarına lşkn şlem sürelernn dengelenmesdr. Dengesz hatlar, üretmde vermszlğe, malyet artışlarına, teknoloj ve şçlkte, daha brçok kayıplara neden olur (Çakır 2006). Montaj şlemnn yapılablmes çn gerekl şler, bu şlern aldıkları süreler ve aralarındak öncelk lşkler verldğnde, şlern br performans ölçütünü enyleyecek şeklde sıralı ş stasyonlarına atanması, montaj hattı dengeleme problem olarak tanımlanmaktadır (Ağpak vd 2002). Montaj hattı dengeleme problemlernde kullanılan performans ölçütler genellkle, stasyon sayısının veya çevrm süresnn en küçüklenmesdr. Montaj hattı dengeleme problem (MHDP), uzun yıllardan ber araştırmacıların lgsn üzernde toplamış ve bu konuda pek çok çalışma yapılmıştır. Ancak sanayde montaj hattı dengelemes yapılırken, bu çalışmalardan pek faydalanılamamaktadır. Çünkü bu konuda yapılan çalışmalardan bazıları, gerçek hayat uygulamalarını çermemekte ve endüstrde şletmelern hat dengeleme problemne çözüm oluşturmak açısından yetersz kalablmektedr. Oysa günümüzün rekabet ortamında şletmeler, daha pratk ve esnek çözüm yöntemlerne htyaç duymaktadır.

14 2 Yukarıda bahsedlen nedenlerden dolayı bu çalışmada MHDP nn çözümü çn gelştrlecek matematksel model, yalnızca hat dengelemede ortaya çıkan öncelk lşklern ve çevrm zamanı kısıtlarını değl, aynı zamanda farklı şgücü performansından kaynaklanan ergonomk kısıtları da enylemey amaçlamaktadır. Burada ergonomk kısıtlar le kastedlen; şler, sadece şlem sürelerne göre değl, aynı zamanda zorluk derecelern, monotonluk derecesn, tehlke rsk taşıyıp taşımamasını da dkkate alarak mümkün olduğunca dengel br şeklde ş stasyonlarına atamaktır. Böylece hat dengelemes yapılırken gereksnmlernden oluşan teknk kısıtların yanı sıra, şç memnunyet, ş güvenlğ gb şgücü performansını etkleyen kısıtlar da dkkate alınarak probleme daha gerçekç br yaklaşım getrlmekte ve çözümün uygulanablrlğ arttırılmaktadır. Bu tez, altı bölümden oluşmaktadır. Brnc bölümde genel br grş yapılmıştır. İknc bölümde, montaj hatları ve MHDP ncelenmştr. Üçüncü bölümde, montaj hattı dengeleme problemler hakkında ayrıntılı lteratür araştırması yapılmıştır. MHDP de ergonom ve bulanık mantık yaklaşımı kullanılarak yapılan çalışmalar detaylı br şeklde ncelenmştr. Dördüncü bölümde, çalışmada kullanılan yöntem olan bulanık doğrusal programlama anlatılmıştır. Beşnc bölümde, ergonomk MHDP problemnde ergonomnn önem üzernde durulmuştur. Altıncı bölümde MHDP çn ergonomk faktörler de dkkate alan bulanık doğrusal model gelştrlp, br örnek problem üzernde modeln uygulanması açıklanmıştır. Son bölümde se, çalışmada elde edlen sonuçlar değerlendrlerek lerde yapılablecek yen çalışmalar önerlmştr.

15 3 2. MONTAJ HATTI DENGELEME PROBLEMİ Üretm sstemler, üç başlık altında ncelenmektedr: sparşe göre üretm, part tp üretm ve ser üretm (Acar 1996). Sparşe göre üretm, ürün çeşdnn müşter talepler doğrultusunda fazla olduğu ancak üretm hacmnn az olduğu sstemlerdr. Part tp üretm sstemlernde se, belrl br taleb karşılamak çn benzer veya aynı cnsten ürünler partler halnde üretlr. Bu sstemn en temel özellğ, genellkle br part btmeden dğernn üretmne geçlmemesdr. Ser üretm sstemlernde se, ürün çeşd az olmakla brlkte üretm hacm çok fazladır. Ser üretmde ürün, akış halndedr ve tessn üretlecek ürüne göre tasarlanması gerekr (Acar 1996). Ser üretm, kend çnde kye ayrılmaktadır. Eğer üretlecek ürünler doğal yapıları tbaryle kendlğnden akıyorsa (çmento, şeker, petrokmya vb.), sürekl ser üretm adını almaktadır. Aks takdrde, büyük mktarlarda üretm çn özel akış sstemlernn tasarımı gerekyorsa, (beyaz eşya, motorlu taşıtlar, vb.) keskl ser üretm adını almaktadır (Ağpak 2001). Ser üretm yöntemlernden günümüzde en çok terch edlen, montaj hatlarıdır. Montaj hattı, lk kez Amerkan otomobl sanay öncüsü Henry Ford ( ) tarafından ortaya atılmıştır. Öncelkle şn vermn ve malların standartlaştırılmasını amaçlayan Ford, gelştrdğ yen sstemde, şn olabldğnce çok parçaya ayrıştırılıp her parçanın standartlaştırılmasını;bunların büyük çapta ve ser olarak üretmn amaçlamıştır. Burada, şçlern becerlerne olan bağımlılığın yürüyen (akan) bant kullanılarak azaltılacağı düşünülmüştür. Üstünde üretlecek nesnenn parçaları bulunan bant, üretm sürecnn gerektrdğ şlem sırasına göre dzlmş makne ve ş stasyonları boyunca akmaktadır. Makne ve ş stasyonlarında bulunan şçlere se, br kolu çekmek ya da br pedala basmak düşmektedr. Böylece küçük parçalara bölünen şler, yapılış sırasına göre dzlmekle, üretm sürecnde, şn gereğ parça almak ya da makneler arasında gdp gelmeler (zaman kaybı) önlenmş olmaktadır. İlk olarak 1913 te ttzlkle yapılan zaman ve hareket etütler sonucu, yaklaşık 50 metrelk br üretm hattında üretm sürec 140 şç arasında bölünmüş, montajı yapılan şasenn montajı çn gerekl olan 12 saat 28 dakkalık süre, 5 saat 50 dakkaya

16 4 ndrlmştr yılında mekank olarak hareket eden hat, yan yürüyen bant üretme sokulduğunda bu süre 1 saat 30 dakkaya ndrleblmştr. Montaj hatlarının şletmelere sağladığı pek çok fayda vardır. Bunlardan brkaçı sayılacak olursa montaj hatları: 1. Düzenl br malzeme akışı sağlar. 2. İnsan gücü ve tezgâh kapastelernn en üst düzeyde kullanımını sağlar. 3. Boş süreler en aza ndrmey amaçlar. 4. Boş süreler, ş stasyonları arasında düzgün şeklde dağıtır. 5. Üretm malyetlern en aza ndrr. Montaj hatlarının pek çok avantajı olmakla brlkte, dkkat edlmes gereken öneml noktalar da vardır. Montaj hatlarında çalışan şçler düşük becerye sahp çalışanlardır ve sürekl aynı şler yapmaktan dolayı monotonluk söz konusudur. Ayrıca, taleptek değşm oranlarıyla üretm sstemnn vermllğ doğrudan bağlantılıdır. Br hat tasarlanırken ortaya çıkan temel problem, üretm hattındak ş stasyonlarına dengel yüklemenn yapılmasıdır. Dengenn sağlanamadığı durumlar, bazı stasyonlarda dğerlernden daha fazla ş yükü olmasına ve çevrm süresnn olması gerekenden daha uzun olmasına böylece vermllk kayıplarına neden olur Montaj Hattı Dengeleme Problem Montaj hattı dengeleme problem, üretm planlama ve kontrol çalışmalarında öneml yer olan br problemdr (Günay vd 2004). Montaj hatlarında br ürünün montajı, ürünü oluşturan parçaların ve alt montajın br araya getrlmes ve üzernde br takım şlemlern yapılması le gerçekleştrlr. İşlemler yapacak olanlar, hat boyunca sıralanmış olan şç grupları ya da dğer br deyşle ş stasyonlarıdır. Br montaj hattının temel özellğ, ş parçalarının br stasyondan dğer br stasyona hareket etmesdr. Montaj hatlarında karşılaşılan temel problem, yapılması gerekl görevlern hattak stasyonlara ürün ve üretm sstemne bağlı kısıtlar altında atanmasıdır. Bu problem, dengeleme problem olarak adlandırılır (Ağpak 2001). Montaj hattı dengeleme sstem şematk olarak şekl 2.1 de gösterlmştr.

17 5 Görev zamanları Öncelk lşkler Çıktı oranı Hat dengeleme sstem Görevlern eşt kapastel ş stasyonlarında gruplanması Şekl 2.1 Montaj hattı dengeleme sstem (Dervtsots 1981) MHDP de kullanılan performans ölçüler; stasyon sayısı blndğnde çevrm zamanını en küçüklemek ve çevrm zamanı verldğnde stasyon sayınının en küçüklemek olmak üzere k ana başlık altında toplanablr. Brnc performans ölçütünde üretm mktarının arttırılması hedeflenrken, knc performans ölçütünde se şgücü malyetnn en küçüklenmes amaçlanmaktadır. MHDP matematksel olarak kolay formüle edleblmesne rağmen, çözümü oldukça güç br problemdr. Lteratürde MHDP, NP-zor problemler sınıfında yer almaktadır (Ignall 1965) Montaj Hattı Dengeleme Problemnde Temel Kavramlar MHDP n daha y anlayablmek çn bazı kavramların açıklanmasında fayda bulunmaktadır. Aşağıda bu kavramlar kısaca açıklanmaktadır. Montaj: Tamamlanmış br ürün oluşturmak amacıyla değşk parçaların br araya getrlp brleştrlme şlemdr. Ürünü oluşturan parçalar, parçaların montaj sıraları ve parçaları brleştrmek çn gerekl süreler öncelk dyagramları le gösterlr. Operasyon/görev: Operasyon, br montaj şlemnde bölünemeyen en küçük parçasıdır. İş stasyonu: Montaj hattı üzernde br veya daha fazla operasyonun yapıldığı brmdr. İstasyonlarda genellkle br kş çalışır. Operasyon htyacına bağlı olarak br ş stasyonunda brden fazla kşnn çalışması da mümkündür. Çevrm zamanı: Çevrm zamanı, montaj hattında ürünün br stasyonda kalableceğ en büyük süre veya br ş stasyonundak çalışanın o stasyonda yapılması gerekl şler

18 6 tamamlaması çn gerekl süre olarak tanımlanablr. Çevrm süres; üretm planlaması sonucunda ortaya çıkan üretm mktarına göre belrlenr. İstasyon zamanı: İstasyonda atanması gereken görevlern tamamlanması çn geçen toplam süredr. Toplam ş zamanı: Montaj hattı üzernde br ürünün montajında yapılacak görevlern tamamlanması çn gerekl süredr. İstasyon Geckme Zamanı/Boş zaman: Çevrm süres le stasyon süres arasındak fark stasyon geckme zamanı ya da boş zaman olarak adlandırılır. Öncelk Dyagramı: Montajın teknk özellklernden dolayı bazı operasyonların zorunlu olarak brbrn zlemes gerekr. Bu özellklern tümü öncelk lşks adı altında toplanır. Bu lşkler, genellkle grafkle gösterlr. Bu grafksel gösterm hat dengeleme sstemlernde öncelk lşklernn belrtlmesnde çok yaygın olarak kullanılan öncelk dyagramıdır (Çakır 2006) Montaj Hattı Dengeleme Problemlernn Sınıflandırılması Montaj hattı dengeleme problem, br çok şeklde sınıflandırılablmektedr. Genel olarak lteratürde yer alan montaj hatlarına lşkn sınıflandırma Tablo 2.1 de verldğ gb yerleşm şeklne, model sayısına, şlem zamanlarına, hattın kontrol yapısına, kurulum sıklığına ve otomasyon sevyesne göre yapılmaktadır. Tablo 2.1 MHDP çn Sınıflandırma (Boysen vd 2006a) Yerleşm Şeklne Göre Montaj Hatları Düz Hatlar U tp Hatlar Model Sayısına Göre Montaj Hatları Tek Modell Hatlar Karışık Modell Hatlar Çok Modell Hatlar Hattın Kontrol Yapısına Göre Montaj Hatları Geckmesz Hatlar Geckmel Hatlar Kurulum Sıklığına Göre Montaj Hatları İlk Kez Dengeleme Yenden Dengeleme Otomasyon Sevyesne Göre Montaj Hatları Manuel Hatlar Otomatk Hatlar

19 Yerleşm şeklne göre montaj hatları Yerleşm şeklne göre montaj hatları düz montaj hatları ve U tp montaj hatları olmak üzere kye ayrılır. Düz Hatlar Montaj hattı üretm sstemlernn lk uygulaması, düz hatlar olarak başlamıştır. Düz hatlarda ş stasyonları brbr ardına sıralanır. Ürün, lk stasyonda montaj şlemne başlar ve son stasyonda tamamlanmış olarak hattı terk eder. Şekl 2.2 de düz montaj hattı gösterlmektedr. Düz hatlarda ş akışı daha kolay ve hızlı olmakla beraber çok yer kaplama gb br dezavantajı bulunmaktadır. Şekl 2.2 Düz Montaj Hatları U-tp Hatlar Geleneksel hat dengeleme problemnde modellenen üretm hattı, yukarıda da bahsedldğ gb düz olarak organze edlmştr. Öncelk dyagramındak lk görevden başlamak ve dyagram boyunca görevler stasyonlarda gruplamak suretyle denge oluşturulmaktadır. Mltenburg ve Wjngaard (1994) yen br problem ortaya çıkartmıştır. Bu yen problemde üretm hatları düz değl U şeklnde düzenlenmştr. U tp yerleşmde hattın grş ve çıkışı aynı pozsyondadır (Ağpak ve Gökçen 2002). U tp montaj hatları, lk kez Toyota fabrkasında uygulanmıştır. Frma farklı özellklere sahp aynı türden çeştl otomobller üretmektedr ve her br araba çn talep, sürekl dalgalanma göstermektedr. Bu nedenle, tesste bulunan her br atölyedek ş yükü sürekl olarak değşkenlk göstermektedr. Talepte meydana gelen değşmlere uyum sağlamak çn atölyedek şç sayısı esneklğnn sağlanması, U tp yerleşm le mümkün olmuştur. Bu yerleşmde, her br şçnn sorumlu olduğu ş sırası kolaylıkla genşletlp daraltılablmektedr. Şekl 2.3 te U tp hatlar gösterlmektedr. U tp montaj hatları, Tam Zamanında Üretm (Just In Tme) sstemler çn daha çok terch edlmektedr.

20 8 Şekl 2.3 U Tp Montaj Hatları (Monden 1998) U- tp montaj hatlarının düz montaj hatları le karşılaştırıldığında pek çok üstünlükler bulunmaktadır. Bunlar ( Mltenburg ve Wjngaard 1994); 1. U-tp montaj hattı üzernde çalışan şçler arasındak letşm düz hatlara göre daha yüksektr. Dolayısıyla oluşablecek problemler karşısında çalışanların şbrlğ daha gelşmştr. 2. U-tp hatlarda çalışan şçler farklı operasyonları yapablecek şeklde çok fonksyonlu şç ntelğ kazanmışlardır. Çok fonksyonlu şçler, çok sayıda görev hakkında blg sahb oldukları çn üretm hakkında bütünsel br blgye sahptrler. 3. U-tp montaj hatlarında, talepte meydana gelen değşklklere hızlı br şeklde uyum sağlayablmek çn, çalışan şgücü sayısı kolayca arttırılablr veya azaltılablr. 4. Belrl br üretm hacm çn U-tp montaj hatlarında htyaç duyulan stasyon sayısı, aynı üretm hacm çn düz hatlarda htyaç duyulan stasyon sayısına eşt veya stasyon sayısından daha azdır Model sayısına göre montaj hatları Üretm hattında tek br model ya da brden fazla ürünün üretlmesne göre montaj hatları; tek modell, çok modell ve karışık modell hatlar olmak üzere üçe ayrılmaktadır.

21 9 Tek Modell Hatlar Tek tp ürün ya da modeln sürekl olarak ve yüksek mktarlarda üretldğ hatlardır. Ürün çeştllğnn artması neden le günümüzde tek modell montaj hatları le pek karşılaşılmamaktadır. Ürün grupları arasında çok fazla farklılık olmayan ve partler arasında hazırlık zamanına görecel olarak daha az htyaç duyan üretm hatları da tek modell montaj hatlarına dahl edlmektedr. Örneğn, blgsayarlarda kullanılan CD ve çeştl meşrubatların şşelenmes tek modell montaj hatları sınıfına grmektedr. Şekl 2.4.a da tek modell hatlar gösterlmektedr. Karışık Modell Hatlar Karışık modell hatlar aynı anda brden fazla benzer tptek modellern karışık olarak üretldğ hatlardır. Karışık modell üretmn en öneml faydası, müşter steklernn anında karşılanması ve bu nedenle btmş ürün stoklarının daha az olmasıdır. Karışık modell hatlarda gözlenen temel olumsuzluk, modellern özellğnden kaynaklanan, ayrı ş parçalarının; eşt olmayan ş akışlarına, boş stasyon sürelerne ve daha fazla stasyon sayısına neden olmasıdır. Bu tp problemlerde dengeleme problem oldukça zordur. Bu nedenle stasyonlarda daha fazla stasyon boş zamanlar oluşmakta ve ara stoklar meydana geleblmektedr. Tek modell hatlardan farklı olarak karışık modell hatlarda, kısa dönem model sıralama ve çzelgeleme problem ortaya çıkmaktadır (Boysen vd 2006b). Burada dengeleme problemyle aynı anda ortaya çıkan sıralama ve çzelgeleme problemnde, üretlecek modellern kend çersnde sıralarını belrlerken, hattın duruş zamanını, şçlern vermllğn, üretm hızını ve her stasyondak çevrm zamanı kısıtlarını da dkkate almak gerekmektedr. Lteratürde, hat dengeleme ve çzelgeleme problemn brlkte ele alan pek çok çalışma bulunmaktadır (Km vd 2000). Karışık modell montaj hatlarının kullanıldığı sektörlere örnek olarak otomotv, beyaz eşya vb sektörler verleblr. Örneğn Mercedes frmasının ürettğ C sınıfı model çn 2 27 farklı spesfkasyon söz konusudur. Bu kadar değşkenlğn söz konusu olduğu modeller çn öncelk dyagramlarını oluşturmak ve hattı dengelemek oldukça karmaşık br problemdr (Röder ve Tbken 2006). Karşık modell hatlarda dengeleme yapılırken tüm modeller çn hazırlanan öncelk dyagramları brleştrlerek brleşk

22 10 öncelk dyagramları oluşturulmaktadır ve bu brleşk öncelk dyagramına göre hat dengelemes yapılmaktadır. 2.4.c de çok modell hatlar gösterlmektedr. Çok Modell Hatlar Çok modell hat üzernde, brden fazla modeln üretm gerçekleştrlr. Modellern üretm partler halnde yapılır. Yan üretm yapılırken modellern karıştırılmasına zn verlmez. Çok modell hatlarda dengeleme yapılırken, hazırlık zamanı ve hazırlık malyetlernn dkkate alınması gerekr. Bu nedenle hattın dengelenmes öncesnde hazırlık malyetlern dkkate alarak part büyüklüğünün belrlenmes gerekmektedr. Çok modell montaj hatları, eğer yığınlar büyük se tek modell montaj hatlarına, küçük se karışık modell montaj hatlarına benzerlk gösterrler. Şekl 2.4.c de çok modell hatlar gösterlmektedr. (a) (b) hazırlık hazırlık (c) Şekl 2.4 a) Tek modell b) Karışık modell c) Çok modell hatlar (Becker ve Scholl 2006) Hattın kontrol yapısına göre montaj hatları Hattın kontrol yapısına göre montaj hatları geckmesz vegeckmel hatlar olmak üzere k sınıfa ayrılmaktadır. Geckmesz Hatlar Br montaj hattı tasarımında, geckmel veya geckmesz br hat tasarımı arasında br seçm yapılmalıdır. Geckmesz hatta, her stasyona her ürün brmn üretmek çn eşt

23 11 zaman mktarı verlr. Bu çevrm zamanı sonunda sstem otomatk olarak yen stasyona geçldğn varsayar. Şekl 2.5 te geckmesz montaj hattı görülmektedr. Şekl 2.5 Geckmesz Montaj Hatları Geckmesz hatlarda, bell br çevrm süres verlerek tüm stasyonların bu kısıta uyacak şeklde görev zamanlarını ayarlanması stenmektedr. Konveyörler ya da hareketl bantlar gb malzeme aktarma ekpmanları stasyonları brbrne bağlar. İş parçaları bu bantlar üzernde br stasyondan dğerne sabt hızda hareket eder veya şlendkten sonra kesk kesk transfer edlrler. Her k durumda da her stasyona görevlern yerne getrmes çn aynı mktarda süre verlr. İş parçası stasyondan geçerken operatör de onunla brlkte hareket eder, şlem gerçekleştrr ve stasyonun başlangıç noktasına ger döner. Gerçek hayatta karşımıza çıkan problemler, nsan faktöründen dolayı genellkle stokastk şlem zamanlı olduğu çn, dengenn tam anlamıyla sağlanablmesnde geckmel hatlar tasarlamak daha doğru olmaktadır. İş parçası br stasyondan dğerne sevk edlrken, geckmeler önlemek her zaman mümkün olamadığından, şlern vaktnde tamamlanamama olasılığı da dkkate alınmalıdır. Bu konuda lteratürde pek çok çalışmaya rastlanmaktadır (Becker ve Scholl 2006). Geckmel Hatlar Geckmel hatlarda, gerekl olduğunda ş stasyonlarının sürelernn çevrm süresn aşmasına zn verlmektedr. Bu durumda yavaş çalışan ş stasyonlarının önlernde ara stoklar bulunmaktadır. Şekl 2.6 da geckmel hat görülmektedr. Tampon, takp eden stasyonda br öncek şlem devam ederken ş parçasının tutulduğu yer olarak tanımlanır. Tampon kapasteler kısıtlı olduğundan, eğer takp eden tampon tam doluysa stasyon tıkanır. Bu durumda stasyon, tamponda alan müsat olana kadar boş bekleyecektr. Başka br olumsuz durum se stasyon açlığıdır. Bu durumda da stasyon şleme hazır olduğu halde şlem yapacak parçanın bulunmaması yan tampona parça

24 12 grene kadar stasyonun boş beklemesdr. Lteratürde, geckmel hatlara lşkn yayınların çoğunda, deal tampon stok mktarı bulunmaya çalışılmaktadır. tampon tampon tampon Şekl 2.6 Geckmel Montaj Hatları Kurulum sıklığına göre montaj hatları Kurulum sıklığı dkkate alındığında MHDP, lk kez dengeleme ve yenden dengeleme olmak üzere k sınıfa ayrılmaktadır. İlk Kez Dengeleme Br montaj hattı lk kez kurulacağı zaman, üretm sstemne lşkn kaynaklar ve malyetler henüz tam olarak belrlenmedğ çn üretlecek ürüne göre hattın tasarlanması problem karşımıza çıkmaktadır. Bu durumda üretlecek ürüne at ş akışı ve olası öncelk lşkler dyagramları çzlerek alternatf üretm seçenekler değerlendrlr. Kullanılacak farklı makneler ve farklı yeteneklere sahp şçlern görevlere ve stasyonlara atamalarının oluşturacağı malyetler hesaplanarak, malyet en küçükleyecek montaj hattı kurulur. Yenden Dengeleme Montaj hattı problemnn gerçek hayatta karşımıza çıkış şekl, genelde, kurulum aşamasından zyade, değşen müşter talepler ya da yen ekpmanların alınması le yenden dengelemeye htyaç duyulması şeklndedr (Falkenauer 2005). Yenden dengeleme durumu yen makne, yen şgücü, yen ürün ve yen metot olmak üzere temelde dört sebepten ortaya çıkmaktadır. Yenden dengeleme yapılırken, üretm programında meydana gelecek değşklkler örneğn, vardya değşmler dkkate alınır. Artık montaj hattı kurulmuş olduğu çn, burada amaç stasyon sayısını en küçüklemekten zyade, çevrm zamanını en küçükleyerek üretm mktarını ve satışları arttırmaktır. Bunu yaparken hedef, stasyonlara ş yükünü mümkün olduğunca eşt dağıtmaktır. Br maknenn br stasyona yerleştrldkten sonra tekrar yernn değştrlmes özellkle ağır sanayde pek mümkün olmamakla brlkte br malyet

25 13 oluşturmaktadır. Maknelern stasyonlara etkn br şeklde yerleşm yapılablmes çn alan kısıtı da dkkate alınmalıdır. Ayrıca, yen br maknenn alınması durumunda hattın dengelenmes yapılırken, maknenn alım malyet ve hatta yapacağı yleştrmenn getrs brlkte değerlendrlmel ve ona göre karar verlmeldr. Bu koşulları dkkate alan çalışmalara son yıllarda daha çok rastlanmaktadır Otomasyon sevyesne göre montaj hatları Otomasyon sevyesne göre montaj hatları, manuel hatlar ve otomatk hatlar olarak üzere kye ayrılmaktadır. Manuel Hatlar Günümüzde gelşen teknolojnn etksyle otomasyon ve robotların montaj hatlarında kullanılması artsa da, hala pek çok şletme temelde şgücüne dayalı montaj hatlarını kullanmaktadır. Manuel hatlar, her stasyonda toplam ş yükünün br bölümünün br veya daha çok şç tarafından yapıldığı hatlardır. Manuel hatlar özellkle kırılgan ya da hassas parça üreten frmalar tarafından terch edlmektedr (Abdel-Malek ve Boucher 1985). Ayrıca, şgücü malyetlernn makne malyetlerne göre daha düşük olduğu durumlarda, manuel hatlar terch edlmektedr. Manuel hatlarda montaj hattı dengeleme çalışmasına gderken dkkat edlmes gereken temel husus, görev zamanlarının şgücü performansındak değşmler dkkate alarak stokastk olmasıdır. Motvasyon, ş çevresndek koşullar, fzksel ya da zhnsel stres çalışanın performansını etkleyeblmekte, aynı ş yapma zamanı değşkenlk göstereblmektedr. Özellkle sık tekrar eden şler, çalışanda br bıkkınlık hss uyandırmakta, bu da manuel hatlar çn büyük br dezavantaj oluşturmaktadır. Manuel hatlarda şgücünü etkleyen dğer br faktör de çalışanın deneymdr. Çalışanlar zaman çnde deneymlern arttırarak, şn yapılışında pratklk kazanmaktadır. Böylece, görev zamanları azalacaktır. Burada, hat dengelemeye gderken öğrenme etksn de dkkate alarak, görev zamanları dnamk kabul edlen çalışmalar yapılmalıdır. Manuel hatlarda dengeleme yapılırken, hattın yerleşm şekl önem taşımaktadır. Çünkü stasyonlar arasında yardımlaşmaya zn veren U tp hatlarda, şçlern dğer

26 14 görevler de yerne getreblecek kalfye şçler olması ve stasyonların mümkün olduğunca brbrne yakın olması stenmekte, bu da problem daha karmaşık hale getrmektedr. Son zamanlarda uygulamada, manuel hatlar le U tp hatlar brlkte kullanılmaktadır. Toyota da uygulanan üretm sstem, bu tp hatlara örnek verleblr (Monden 1998). Otomatk Hatlar İstasyonlardak şler ve stasyonlar arası transferler otomatk olarak yapılmaktadır. İstasyonlar arası ş transfernn mekank ve mekank olmayan hatlar şeklnde k yolu vardır. Mekank olmayan hatlarda parçalar br stasyondan dğerne elle geçerler. Dğerlernde se hareketl konveyörler ve benzer malzeme aktarma sstemler kullanılmaktadır. Çalışma ortamının, çalışanda cdd sağlık sorunlarına yol açableceğ ş çevreler çn tasarlanan otomasyon hatları, önceler otomotv sektöründe kullanılmıştır. Daha sonra pek çok ürünün üretmnde otomatk hatlar kullanılmıştır. Özellkle şgücü malyetnn yüksek olduğu durumlarda ş sahpler, tess tasarım aşamasında otomasyon hatlarını ve robotları kullanmayı terch etmektedr. Otomasyonun montaj hattı dengeleme problemne sağladığı en büyük avantaj, görev zamanlarındak değşkenlğn çok az olmasıdır. Bu nedenle manuel hatlarda yaşanan geckme ve boş bekleme zamanları, bu hatlarda daha az oluşmaktadır.

27 15 3. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI 3.1. Grş MHDP, matematksel olarak lk kez 1955 yılında Salverson tarafından ele alınmış ve bu tarhten günümüze kadar bu konu üzernde yüzlerce çalışma yapılmıştır. Çalışmalar bugün de hızlı br şeklde devam etmektedr. Bu çalışmalarda problem, farklı açılardan ele alınmış ve çok sayıda çözüm yöntem gelştrlmştr. Bu bölümde, çok genş br lteratüre sahp olan montaj hattı dengeleme problemler çn genel br lteratür ncelemes verlerek, daha çok bu tez çalışmasının konusunu oluşturan bulanık mantık, ergonom ve MHDP n brlkte ele alan çalışmalardan bahsedlecektr. MHDP üzernde yapılan araştırmaları çözüm yöntemne göre genel olarak k ana başlık altında nceleneblr: en y çözümü veren yöntemler ve sezgsel yöntemler. Montaj hattı dengeleme problem çözümü zor olan problemler sınıfında yer almaktadır. Br hat üzernde yapılacak görev sayısı arttıkça problemn çözümü de karmaşıklaşmaktadır. Bu nedenle problemn çözümü çn gelştrlen tamsayılı programlama, dnamk programlama vb gb en y çözümü veren yöntemler problemn çözümünde yetersz kalmaktadır. Bu nedenle sezgsel yöntemlere başvurulmaktadır. Sezgsel yöntemler kabul edleblr çözümler makul süreler çnde bulablmekte, bu nedenle MHDP çözümü çn çoğu zaman terch edlmektedr. Montaj hattı dengelemes yapılırken pek çok unsurun göz önünde bulundurulması gerekmektedr. Fakat hem en y çözümü veren yöntemlerde hem de sezgsel yöntemlerde pek çok varsayım yapılarak kurulan modeln gerçeğ yansıtma dereces azaltılmaktadır. Bu nedenle, gerçek hayat problemlernde bu k yöntemn sunduğu çözümlerden yeternce fayda sağlanamamaktadır. Bu nedenle karmaşık sstemler modellemekte çok sıkça başvurulan benzetm teknkler, MHDP de yaygın br şeklde kullanılmaktadır. Bahsedlen bu k yöntem kullanılarak yapılan çalışmalar zleyen bölümlerde açıklanmaktadır. Daha önce belrtldğ gb montaj hattı dengeleme problem oldukça karmaşık br problemdr. Bu nedenle, lteratürde yer alan pek çok çalışmada bazı unsurlar göz ardı edlerek sadece bell br çevrm süresn aşmayacak şeklde stasyon veya çevrm süresnn en küçükleyecek şeklde hat dengelemes yapılmaktadır. Fakat uygulamada ş

28 16 stasyonlarına atama yapılırken şn zorluk dereces, rsk vb. ergonomk unsurlar da göz önünde bulundurulmaktadır. Bu çalışmada ergonomk kısıtlar modele lave edlerek problemn uygulanablrlğnn arttırılması hedeflenmştr. Gelştrlen modelde görevlern hem çevrm süresn hem de belrlenen rsk, zorluk, monotonluk düzeylern aşmayacak şeklde ş stasyonlarına atanması amaçlanmaktadır. Yapılan lteratür ncelemesnde bu konuda yapılan br çalışmaya rastlanamamıştır. Bölüm 3.5 te montaj hattı dengeleme problemnde ergonomk faktörler dkkate alarak yapılan çalışmalar hakkında blgler verlmektedr. Br göreve at rsk sevyes, zorluk dereces ve monotonluk düzey gb kavramlar bell ölçülerde bulanıklık çermektedr. Bu nedenle bu kısıtların modele dahl edleblmes çn problemn modellenmesnde bulanık doğrusal programlama yöntem kullanılmıştır. Bulanık doğrusal programlamanın MHDP uygulamasına lşkn yapılan çalışmalar Bölüm 3.4 te verlmştr Montaj Hattı Dengeleme Problemnn Sınıflandırılması Lteratürde, MHDP le lgl olarak yapılan pek çok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmaları, ele alınan problemn yapısına ve çözüm yaklaşımlarına göre değşk şekllerde sınıflandırmak mümkündür Amaç sayısına göre MHDP Montaj hattı dengelemes yapılırken br veya brden fazla performans ölçütü enylenmeye çalışılablr. Buna göre MHDP, tek veya çok amaçlı olarak k sınıfta toplanmaktadır. MHDP de kullanılan amaçlar çevrm süresn en küçüklemek, stasyon sayısını en küçüklemek, dengeleme kaybını en küçüklemek vb olablr. Tek amaçlı MHDP de genellkle çevrm süres verldğnde ş stasyonu sayısının enküçüklenmes veya stasyon sayısı verldğnde çevrm süresnn enküçüklenmes amaçlanmaktadır. Brnc problem lteratürde MHDP Tp-1, kncs se MHDP Tp-2 problem olarak adlandırılmaktadır İşlem sürelerne göre MHDP MHDP, şlem zamanlarının kesn olarak blnmesne bağlı olarak üç ana başlık altında ncelenmektedr: şlem zamanlarının belrl olması (Determnstk MHDP), şlem

29 17 zamanlarının değşken olması (Stokastk MHDP) ve şlem sürelernn belrsz olması (Bulanık MHDP). Determnstk MHDP Determnstk MHDP de, görev zamanlarının blndğ ve bu zamanların sabt olduğu varsayılmaktadır. Bu varsayım, montaj hattında maknelern ve robotların kullanıldığı hatlarda geçerl olmakla brlkte nsanların çalıştığı hatlarda çok geçerl olmamaktadır (Çakır 2006). Stokastk MHDP Stokastk MHDP de se, görev zamanlarının kesn olarak blnmedğ varsayılmakta fakat görev zamanları belrl br olasılık dağılımı le modelleneblmektedr. Görev zamanındak değşklk, nsandan ve/veya süreçten kaynaklanmaktadır. Yorulma, dkkatn dağılması, yetersz ntelktek şgücü, ş tatmnszlğ, hatalı grdler, hatalı montaj, araç/gereç bozulmaları değşkenlğn temel sebeplern oluşturmaktadır. Bu durum, stasyonlara atanan şlern aldıkları toplam zamanın, çevrm zamanını aşmasına ve dolayısıyla bazı görevlern btrlememesne, bazı stasyonların da boş kalmasına sebep olmaktadır (Erel 1991). Bulanık MHDP Bulanık MHDP, görev zamanlarına lşkn sabt ya da olasılık dağılımları kullanılarak sürelern belrlenemedğ durumlarda, görev zamanlarının bulanık sayılar kullanılarak fade edldğ problemlerdr. Bulanık zamanlı montaj hattı dengeleme problemler genellkle hattın lk tasarımı aşamasında ortaya çıkmaktadır. Örneğn, hat tasarlanırken, görev zamanlarına lşkn verler elde mevcut değlse, tecrübeye dayanarak ve sezgsel olarak görev zamanları belrleneblr. Bu aşamada bulanık sayıların kullanılması daha doğru olacaktır Ürün/Model sayısına göre MHDP Akış hatlarının tplerne bağlı olarak montaj hatlarında br ürün, br ürünün brden çok model veya brden çok benzer ürün üretleblr. Buna göre MHDP, tek modell, çok modell ve karışık modell MHDP sınıflandırılmaktadır.

30 Paralel MHDP Geleneksel montaj hattında temel varsayım, hattın ser olmasıdır. Paralellk br şn brden çok stasyonda yapılmasına zn verr. Böylece en uzun ş zamanın azalmasına yardımcı olur, çünkü ş brden çok stasyonda yapılablmektedr. Böylece üretm oranı da yükselecektr (Çakır 2006) İstasyondak şç sayısına göre MHDP Br stasyona zorunlu nedenlerden dolayı brden fazla şç atanablr. Örneğn otobüs kamyon gb büyük br parçaların montajında br stasyonda aracın her k yanında br şçnn bell br görev aynı anda cra etmes gerekeblr. Bu durumda dengeleme yapılırken hem tasarım hem de malyetlern dkkate alınması gerekmektedr Kaynak kısıtlı MHDP Montaj hatları, oldukça pahalı yatırımlar gereken br üretm bçmdr. Bu nedenle tasarım aşamasında verlecek kararlar büyük önem taşımaktadır. Bu noktada makne seçm, montaj hattının yerleşm gb konular dengeleme problem le eş zamanlı olarak yapılmalıdır Bast ve genel MHDP MHDP, yukarıda açıklandığı gb pek çok sınıfa ayrılmaktadır ve her sınıf çn problemn sahp olduğu varsayımlar ve kısıtlar farklılık göstermektedr. MHDP nn en bast hal, tek modell ve determnstk görev zamanlı düz montaj hattı dengeleme problemdr. Bu probleme bast montaj hattı dengeleme problem (BMHDP) denmektedr. BMHDP çn temel varsayımlar şunlardır (Gökçen 1994): Montaj hattında tek br ürünün montajı büyük mktarlarda gerçekleştrlr. Görev zamanları determnstktr. Problemn öncelk dyagramı blnmektedr. Br görev k ya da daha fazla ş stasyonu arasında bölüştürülemez. Br görev kendsnden önce gelen görevler tamamlanmadan başlayamaz. BMHDP nn versyonları şunlardır:

31 19 Tablo 3.1 BMHDP nn Sınıflandırılması (Baybars 1986) BMHDP Versyonları İstasyon Sayısı ( m) Çevrm Zamanı ( C ) Verlmş En Küçükle Verlmş BMHDP F BMHDP 2 En Küçükle BMHDP 1 BMHDP E BMHDP F: Çevrm zamanı ve stasyon sayısı verlr, uygunluk kontrolü yapılır. BMHDP-1: Çevrm zamanı verlr, stasyon sayısı enküçüklenr. BMHDP 2: İstasyon sayısı verlr, çevrm zamanı enküçüklenr. BMHDP E: Çevrm zamanı ve stasyon sayısı brer değşken ken, hat etknlğ en büyüklenr. Lteratürde yer alan pek çok çalışmada BMHDP ele alınmıştır. BMHDP de tüm parametreler kesn olarak blnmektedr ve yukarıdak varsayımlar sağlanmaktadır. Yukarıda belrtlen koşullardan herhang br sağlanmaz se bu durumda bu problem genel montaj hattı dengeleme problem (GMHDP) olarak tanımlanmaktadır MHDP ne Çözüm Yaklaşımları MHDP, çözümü zor olan problemler arasında yer almaktadır. Bu nedenle problemn çözümünde en y çözümü bulan doğrusal programlama, tamsayılı programlama, dnamk programlama gb yöntemler yerne daha çok en y çözüme yakın sonuçlar veren sezgsel yöntemlere veya benzetm yöntemlerne başvurulmaktadır. MHDP lk kez 1955 yılında Salveson, stasyonlardak toplam boş zamanı en küçükleyecek şeklde tamsayılı programlama modeln gelştrmştr. Daha sonra pek çok araştırmacı problem farklı açılardan ele alarak, tek modell montaj hattı dengeleme problemler çn çok sayıda tamsayılı programlama model gelştrlmştr. Patterson ve Albracht (1975), stasyon sayısını enküçüklendğ MHD problem çn 0-1 tamsayılı programlama model gelştrmştr. Gökçen ve Erel (1997), çok modell montaj hatları çn hedef programlama teknğnden yararlanmışlardır. Pnto vd (1975), görevlern paralel olduğu durumları çeren dengeleme problemler çn br tamsayılı programlama model önermşlerdr (Becker ve Scholl 2006).

32 20 MHDP nn çözümünde kullanılan br dğer yöntem se dnamk programlamadır. Carraway (1989), stokastk durumlar çn dnamk programlamayı kullanmıştır. Son yıllarda dal sınır yöntemne dayalı farklı algortmalar da gelştrlmştr. Bunlardan en çok terch edlenler, Johnson (1988) tarafından gelştrlen FABLE algortması ve Scholl ve Klen (1997) tarafından gelştrlen SALOME sml algortmalardır. SALOME, lteratürdek test problemler çözülerek karşılaştırmalar yapıldığından pek çok algortmaya göre daha y sonuçlar vermştr (Scholl ve Klen 1999). Bu yöntemler, matematksel programlama yöntemler olarak da anılırlar ve en uygun sonucu verrler. Bowman (1960) tarafından gelştrlen tamsayılı programlamayı ve Talbot ve Patterson (1984) tarafından gelştrlen 0-1 tamsayılı programlamayı kullanan yöntemler, örnek olarak verleblr. Bu yöntemlerde amaç fonksyonu ve kısıtlar bulunur. Montaj hattı dengeleme problemnde görev sayısı arttığında probleme çözüm bulmak zorlaşmaktadır. Bu nedenle montaj hattı dengeleme problemlerne sezgsel yöntemler daha yaygın olarak kullanılmaktadır. MHDP çn çok sayıda sezgsel yöntem gelştrlmştr. Bu sezgsel yöntemlern çoğu Tp-1 problemler çn en y çözümü araştırmaktadır. MHDP çn gelştrlen sezgsel yöntemler, çözüm kurucu ve çözüm yleştrc sezgsel yöntemler olmak üzere k ana başlık altında toplanmaktadır. Çözüm kurucu sezgsel yöntemlerde, çözüme ulaşmak çn kurallar dzs belrlenr ve bu kurallara göre problem çözülür. Çözüm yleştrc sezgsel yöntemlerde, br başlangıç çözümden başlanarak belrlenen kurallar le daha y br çözüm elde edlmeye çalışılır. En son bulunan çözümden daha y br çözüm elde edlemyorsa, en son bulunan çözüm en y çözüm olarak kabul edlr. Lteratürde yer alan bell başlı çözüm kurucu sezgsel yaklaşımlar şöyledr (Çılkır 2000): PAST (Pozsyonel ağırlıklı sıralama yöntem) Helgeson ve Brne (1961) Klbrdge ve Wester n (1961) sezgsel yöntem Moode ve Young ın (1965) sezgsel yöntem COMSOAL Yöntem, Arcus (1966)

33 21 İknc grupta yer alan çözüm yleştrc sezgsel yöntemler en y çözümü garant etmezler ancak son yıllarda çözüm yleştrc sezgsel yaklaşımlar sınıfında bulunan yen yaklaşımlar gelştrlmştr. Lteratürde yer alan bell başlı çözüm yleştrc sezgsel yaklaşımlar se şöyledr: Genetk Algortmalar Tabu Arama Algortması Tavlama Benzetm Karınca Kolons Optmzasyonu. MHDP çn genetk algortma, lk kez Anderson ve Ferrs (1994) tarafından kullanılmış, bu tarhten sonra farklı pek çok araştırmacı MHDP nn çözümünde genetk algortmaları kullanmıştır. Dğer br meta sezgsel yöntem olan tabu arama algortması, lk kez 1994 te Glover tarafından kombnatoryal optmzasyon problemlernn çözümü çn ortaya konulduktan sonra pek çok alanda kullanılmış ve başarılı sonuçlar elde edlmştr. MHDP çn tabu arama algortmasını lk kez Scholl ve Voss (1996) tarafından kullanılmıştır. Daha sonra Chang (1998) MHDP Tp-1 çözümünde tabu arama algortmasını kullanmıştır. Laperre vd (2006) se Chang ın tabu arama algortmasını gelştrerek MHDP çn kullanmışlardır. Montaj hatlarında stasyonlar arasındak stok düzeylernn belrlenmes çn çeştl matematksel modeller gelştrlmştr. Genelde bu modellern uygulamaya konulması oldukça zordur. Çünkü akış hatları dnamk sstemler olup, bunların gözlemlenmes, karmaşık yapılarına uygun br modeln kurulablmes ve bu modeln denenmes çok masraflı veya olanaksız olablmektedr. Son yıllarda benzetm teknğ, bu tür hatlarda ara stok düzeylernn belrlenmesnde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Matematksel yöntemlerle en y çözüm bulunmasına karşın, bu tür modeller gerçek ssteme uyarlayablmek çn o kadar çok varsayım ve olasılık hesapları yapılmaktadır k, bu nedenle benzetm teknğnn çeştl seçenekler deneyerek bulduğu yaklaşık çözüm, genellkle bu en y çözümden çok daha kullanılablr olmaktadır. Benzetm teknğ, paralel hatların kullanılmasında da yararlanılan br teknktr.

34 22 Drscoll ve Abdel-Shaf (1985), değşen şartlarda çözümlern performanslarını değerlendren smülasyon bağlantılı br denge metodu gelştrmştr. Metot, Helgeson ve Brne tarafından üretlen sıralı pozsyon ağırlığı teknğne benzemektedr. Nkasu ve Leung (1995), stokastk hat dengeleme çn Comsoal tabanlı br çözüm gelştrmşlerdr. Bu metot önce hat dengeleme problemnn bazı stokastk uygulamalarını smüle etmekte, daha sonra Comsoal ın modfye edlmş br versyonunu uygulayarak farklı uygun çözümler oluşturmakta ve olası sonuçlar arasından en ysn seçmektedr (Çakır 2006) Bulanık Mantık ve MHDP Bulanık mantık yaklaşımını MHDP de kullanan çalışmaların sayısı çok azdır. Bu alanda lteratürde karşımıza çıkan lk çalışma, Tsujmura vd (1995) tarafından yapılmıştır. Bu çalışmada şlem zamanları ve çevrm zamanı bulanık olarak düşünülmüş ve üçgensel bulanık sayıların kullanıldığı br genetk algortma gelştrlmştr. Gen vd (1996) bu çalışmayı detaylandırarak örneklerle desteklemştr. Bulanık sayılarla sezgsel yöntemler kullanan br dğer çalışma, Celano vd (2000) tarafından yapılmıştır. Bu çalışmada karışık modell montaj hatlarının bulanık ortamda hem çzelgelenmes hem de dengelenmes çn genetk algortma ve tavlama benzetm tabanlı sezgsel arama araçlarını kullanan yen br yöntem önerlmştr. Bu zamana kadar yapılan çalışmalar, düz montaj hatlarını ncelerken, Ağpak ve Gökçen (2002) makalelernde, U-tp hatları nceleyerek, MHDP nn en y çözümünü bulan bulanık doğrusal programlama yaklaşımını kullanmıştır. MHDP ne tamamıyla bulanık mantık yaklaşımı gelştren br çalışma Fonseca vd (2005) tarafından yapılmıştır. Bu makalede MHDP çn gelştrlen PAST ve COMSOAL algortmaları bulanık şlem zamanları ve çevrm sürelernn kullanılması le bulanıklaştırılmış, örnek problem üzernde uygulandığında geleneksel yöntemden daha y sonuçlar verdğ görülmüştür Ergonom ve MHDP Montaj hatları çn yapılan çalışmalar, genellkle teork olarak ele alındığından, pek çok şletme tarafından tam olarak kullanılamamaktadır. Oysa sanaydek mühendsler le yapılan br anket sonucunda, Gunther vd (1983) hat dengelemeye lşkn oluşturulan

35 23 amaç ve kısıtların pek çok gerçek hayat problem çn yetersz kaldığını göstermştr. Unutulmamalıdır k, nsan faktörünü dkkate alan ergonomk tasarımlar, hem çalışanlara yönelk çözümler sağlayacak hem de üretkenlkte artışı sağlayacaktır. Fakat montaj hatlarının tasarımında ergonomk faktörler dkkate alan çalışmaların sayısı yok denecek kadar azdır. Almanya nın ve dünyanın lder otomobl üretclernden olan Mercedes Benz, yen üretecekler motor çn düzenlenecek montaj hattında ş koşullarında yleştrmeye gtmenn hem çalışanlar hem de ekonomk açıdan faydalı olacağına nanarak, Stutgard dak Ensttü le ortak br çalışmaya grşmştr. Yen oluşturulacak sstem, nsan odaklı, ergonomk koşulları dkkate alan, breyler arasındak fzksel farklılıkları fark ederek, her ş stasyonu uygun yükseklk ve yerleşmde tasarlamıştır (Bullnger vd 1997). Sonuçta, gelştrlen yen sstem le frma, esk ssteme oranla, yenden şleme oranlarını en düşük sevyeye getrmş, zaman kayıpları ve geckmelerde öneml mktarda azalış yaşamıştır. Bao vd (1997), bu konuda yne uygulamaya yönelk br araştırma yapmışlardır. Bu makalede, Çn ve İsvçre dek montaj hatlarını hem ergonomk açıdan hem de üretm mühends gözüyle dengeleme açısından ncelemş, sonuçta, İsvçre dek ş stasyonlarının tasarımının daha ergonomk olmakla brlkte aynı zamanda daha y dengelenmş, boş zamanları en aza ndrgenmş olduğunu fark etmşlerdr. Buradan hareketle, ergonomk faktörler dkkate alarak tasarlanan ş stasyonlarında üretkenlğn de yüksek olduğu sonucuna varmışlardır. Montaj Hattı Dengeleme Problem le ergonomy brlkte ele alan çalışmalara lteratürde 2000 l yıllardan sonra daha sık rastlanmaktadır. İş stasyonlarının ergonomk olarak tasarlanmasının ürün kaltes ve çalışanlar üzerndek etksn nceleyen yayınlarında, Ln vd (2001), ergonomk değşkenlern kalte üzernde doğrudan etkl olduğu sonucuna varmışlardır. Yeow ve Sen (2006), elektronk sanayde kullanılan manüel montaj hatlarda, ergonomk yleştrmeler yapılarak, üretkenlk ve kaltede artış, malyetlerde düşüş sağlanableceğn üretm hattında çeştl deneme ve gözlemler yaparak göstermşlerdr. Uygulama sonucunda şletme yıllık gelrnde 4,5 mlyon dolar gelr elde etmş, bu yöntemn elektronk sanayndek dğer şletmeler çn uygulanılableceğ vurgulanmıştır.

36 24 4. BULANIK MANTIK VE BULANIK DOĞRUSAL PROGRAMLAMA Çalışmanın bu bölümünde bulanık mantık yaklaşımından bahsedldkten sonra, bulanık doğrusal programlama teknğ hakkında blgler verlecektr. Ayrıca, bu tez çalışmasında bulanık doğrusal programlama problemlernn çözümünde Zmmermann tarafından önerlen yaklaşım, ayrıntılı olarak ele alınacaktır Bulanık Mantık Mühendslkte ve dğer blm dallarında olaylar ve sstemler, kesn matematksel modeller kullanılarak tanımlanmaktadır. Oluşturulan bu modellern kullanılması le olayın veya sstemn gelecekte alacağı durum veya göstereceğ davranış bçm tahmn edlmeye çalışılmaktadır. Oysa gerçek dünya problemlern modellemede kesn verler yetersz veya eksk kalmaktadır. Bu durum karşısında geleneksel olarak olasılık dağılımlarından yararlanılmıştır. Olasılık kuramı, sınırları belrl olaylarda kullanmak çn y br yaklaşımdır. Örneğn br para atıldığında yazı ya da tura gelecektr. Örneklem uzayının sınırları kesn ve belldr. Oysa br nsanın aç ya da tok olması arasında kesn br çzg yoktur. Bu durumda bulanıklık kavramını kullanmak çok daha akılcıdır. Ayrıca, olasılık kuramında yer alan belrszlk, olayların gerçekleşmes veya gerçekleşmemes le lgldr. Bulanıklık se, br olayın belrszlğn açıklamaya çalışmaktadır. Yan, olayların gerçekleşp gerçekleşmeme le lglenmemektedr (Türe 2006). Lotf A. Zadeh (1965), bulanık kümeler kavramını ortaya atarak stokastk kavramlara başvurmadan belrsz very modelleme mkânı sağlamıştır. Ayrıca, belrszlğn gderlmes çn kullanılan bulanık kümeler, olasılık teorsne oranla çok daha az malyetl de olmaktadır. Bulanık mantık, br sstemn grd-çıktı lşklern açıklamak çn nsana dayalı dl kullanan tahmn sebep teknğdr. Başka br deyşle, nsanların kesn olmayan fadelerle düşünme yeteneğyle örtüşen mantık sstemdr (Özkan 2003). Bulanık mantık, bulanık küme teorsne dayanan br matematksel dsplndr. Doğruluğun ya da yanlışlığın derecesn konu almaktadır. Bulanık mantık yaklaşımı kullanılarak, doğru ve yanlış arasına, kısmen doğru ya da kısmen yanlış kavramları da eklenerek spektrum genşletlmştr (Ertuğrul 1996).