AKSİYOMLARLA TASARIM İLKELERİNİ KULLANARAK ÇEKME/KANBAN ÜRETİM KONTROL SİSTEMLERİNİN TASARIMI

Transkript

1 AKSİYOMLARLA TASARIM İLKELERİNİ KULLANARAK ÇEKME/KANBAN ÜRETİM KONTROL SİSTEMLERİNİN TASARIMI Özgür KABADURMUŞ İstanbul Teknik Üniversitesi M. Bülent DURMUŞOĞLU İstanbul Teknik Üniversitesi Özet Bir üretim sisteminde kurulacak çekme yapısı, sistemin talebe uygun tam zamanında üretim yapabilmesi açısından, önemli rol oynamaktadır. Çekme sistemleri, mevcut üretim sistemine uyarlanarak uygulanır. Uyarlama bir tasarım sorunu olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, çekme (kanban) üretim kontrol sistemi için bir tasarım yol haritası geliştirilmiştir. Bunun için Aksiyomlarla Tasarım ilkelerinden yararlanılmaktadır. Anahtar Sözcükler: Sistemi, Aksiyomlarla Tasarım ve Yol Haritası 1. GİRİŞ İtme esasına göre çalıştırılan bir üretim sisteminde, işlerin üretim sistemine girişleri talebe dayalı olarak çizelgelenir. Çekme üretim kontrol sisteminde ise, işlerin üretim sistemine girişleri ve sistem içinde ilerleyişleri, sisteminin durumuna göre gerçekleştirilir. Sistematik bir yolla çekme yapısına dönüştürme çalışmaları yapılmayan gerçek sistemlerde, genel anlamda bir itme yapısı mevcuttur. Ayrıca bu gerçek sistemlerde talebe göre üretim yapma çabaları sonucu, sistematik olmayan çekme sistemleri uygulamalarına da sıkça rastlanılmaktadır. Sistematik yaklaşım, iki önemli soruya cevap arayacak şekilde gerçekleştirilmelidir: 1. Çekme üretim kontrol sistemi ne zaman kurulmalıdır? 2. Çekme üretim kontrol sisteminin etkin tasarımı, hangi adımlardan oluşmalıdır? Bu bildiri, daha ziyade ikinci soruya cevap vermek amacıyla hazırlanmıştır. Bilindiği gibi çekme, denilen ve bilgi akışını gerçekleştiren bir görsel kontrol aracı ile yapılmaktadır. Çift kart, tek kart, tedarikçi kanbanı, sinyal kanbanı, kanban karesi, çift kutu, oluk sistemleri, CONWIP, POLCA vb. gibi birçok kanban türleri bulunmaktadır (Gross ve Mclnnis 2003, Hopp ve Spearman 2001, Nicholas 1988). Bu çalışmada, üretim sistemleri özelliklerine göre, hangi kanbanların, hangi tasarım faaliyetlerinden sonra uygulanması gerektiği, geliştirilen bir yol haritası yardımıyla araştırılmıştır. Ayrıca araştırmada, itme ve çekme sistemlerinin (melez sistemler) beraberce kullanımı ile ürüne tahsisli olmayan genel kanbanlar da dikkate alınmaktadır. Yol haritası oluşumu, aksiyomlarla tasarım (Suh, 2001) ilkelerinden yararlanılarak gerçekleştirilmiştir. türleri, genellikle iki süreç veya hücre arasında, makina hazırlık süreleri, kullanım alanları arasındaki mesafe, ürün veya iş parçası çeşitliliği ve talep değişkenliği ölçütlerine göre seçilebilir. türleri ile ölçütler arasındaki ilişki Tablo 1 de gösterilmektedir. 313

2 Ö. Kabadurmuş, M. B. Durmuşoğlu Tablo 1. türlerinin toplu değerlendirilmesi KANBAN SİSTEMLERİ ÖLÇÜT Ortalama Hazırlık Kullanım Alanları Ürün Çeşitliliği Talep Değişkenliği Süresi Arasındaki Mesafe (düşük,orta, (düşük,orta, (<10dk, >=10dk) (yakın, orta, uzak) yüksek) yüksek) Tek <10 dk YAKIN N/A DÜŞÜK/ORTA Çift <10 dk ORTA/ UZAK N/A DÜŞÜK/ORTA Kısmi Çift <10 dk UZAK N/A DÜŞÜK/ORTA Çift Kutu <10 dk ORTA N/A DÜŞÜK/ORTA Sinyal ı >=10dk N/A ORTA DÜŞÜK/ORTA Üçgen kanban >=10dk N/A ORTA DÜŞÜK/ORTA Tedarikçi ı N/A UZAK N/A DÜŞÜK/ORTA Elektronik <10 dk UZAK N/A DÜŞÜK/ORTA Sıralı Çekme <10 dk YAKIN N/A DÜŞÜK/ORTA Tünel ı <10 dk YAKIN N/A DÜŞÜK/ORTA Ekspres N/A N/A N/A YÜKSEK Acil İhtiyaç ı N/A N/A N/A YÜKSEK Oluk Sistemi <10 dk YAKIN N/A DÜŞÜK Karesi <10 dk YAKIN N/A DÜŞÜK POLCA POLCA >=10dk ORTA/UZAK YÜKSEK YÜKSEK MELEZ SİSTEMLER CONWIP BİRLEŞTİRİLMİŞ SİSTEMLER Ürüne Olan Ürüne Olmayan CONWIP+ Üçgen- CONWIP+ Üçgen- Olmayan N/A: Uygulanmaz N/A ORTA/ UZAK DÜŞÜK DÜŞÜK N/A ORTA/ UZAK YÜKSEK DÜŞÜK >=10dk ORTA DÜŞÜK DÜŞÜK >=10dk ORTA/UZAK YÜKSEK DÜŞÜK 2. AKSİYOMLARLA TASARIM Aksiyomlarla tasarım yaklaşımında, tasarım süreci boyunca, müşteri bilgi sahası, fonksiyonel bilgi sahası, fiziksel bilgi sahası ve süreç bilgi sahası olmak üzere bilgi sahaları tanımlamaktadır. Her bir bilgi sahası sırasıyla; müşteri ihtiyaçları (CA), fonksiyonel ihtiyaçlar (FR), tasarım parametreleri (DP) ve süreç değişkenleri (PV) gibi değişik tasarım elemanlarını kapsamaktadır. Soldan sağa sıralanan söz konusu bilgi sahalarından soldaki bir bilgi sahası, Başarmak istediğimiz nedir? sorusunu ifade etmektedir. Soldaki bilgi sahasında belirlenmiş olan ihtiyaçları karşılamayı Nasıl başarabiliriz? şeklindeki bir çözüm, sağdaki bilgi sahası 314

3 tarafından sunulur. Bu şekilde ne sorusundan, nasıl a gidişler haritalandırma olarak adlandırılır (Suh,1990). Tasarım süreci boyunca, üst seviyeden, alt seviyelere daha fazla ayrıntı ile ilerleme olayına tasarım hiyerarşisi adı verilir. Tasarımcı ilgili tasarım hiyerarşisinin belirli bir seviyesinde fonksiyonel ihtiyaçlar kümesini belirledikten sonra, fiziksel bilgi sahasına geçip, belirlenen fonksiyonel ihtiyaçlar kümesini karşılayan fiziksel sistemi kurmak zorundadır. Daha sonra yeniden fonksiyonel bilgi sahasına geri dönerek alt seviyedeki fonksiyonel ihtiyaçlar kümesini oluşturur. Şekil 1 de görüldüğü gibi, tasarımcı süreç boyunca bilgi sahaları arasında zikzak lar yaparak alt sorunlar için çözümün bilindiği noktaya kadar tasarım sorununu ayrıştırır. FR DP FR1 FR2 FR3 DP1 DP2 DP3 FR21 FR22 DP21 DP22 Fonksiyonel Bilgi Sahası Fiziksel Bilgi Sahası Şekil 1. Zikzak ile ayrıştırma Tasarım sorunu ayrıştırılırken, bağımsızlık aksiyomu kullanılır. Bağımsızlık aksiyomu, fonksiyonel ihtiyaçlar arasında bağımsızlığın sağlanmasıdır. Ayrık veya ayrılmış tasarımlar, bağımsız tasarımlar olarak tercih edilir. Bağlı tasarımdan kaçınılır. Tasarım bağlı kalırsa, herhangi bir tasarım aşamasında fiziksel alanda yapılan bir uygulama, önceki aşamalarda yapılmış olan uygulamaları etkiler. Böylece etkin olmayan tasarımlar elde edilir. Önceki çalışmalarda, yine aksiyomlarla tasarım ilkelerini kullanarak imalat hücreleri (Kulak ve diğerleri, 2005) ve ofis hücreleri (Durmuşoğlu ve Kulak, 2005) tasarımı için yol haritası geliştirmiştik. Ayrıca düzensiz talep koşulları altında melez sistemlerin tasarımı için de çalışmalar sürmektedir (Satoğlu ve Durmuşoğlu, 2005). Bu bildiride, geliştirilmekte olan çekme/kanban üretim kontrol sistemi tasarımı ile birlikte, yalın üretim/yönetim sistemlerinin bütünleşik tasarımı yolunda önemli bir aşamaya gelinmiş olmaktadır. 3. AKSİYOMLARLA TASARIM İLKELERİNİ KULLANARAK ÇEKME/KANBAN ÜRETİM KONTROL SİSTEMİNİN TASARIMI Çekme/ üretim kontrol sistemi tasarımında, ilk adım, fonksiyonel bilgi sahasında sistemin en üst düzeyindeki fonksiyonel ihtiyaçların (FR) tanımlanmasıdır. Bu adımda birçok fonksiyonel ihtiyaç belirlenebilir. Belirlenen her fonksiyonel ihtiyaç tamamen farklı bir çekme sistemi tasarımına yönlendirme sağlayabilir. Bu çalışmada aşağıda belirtilen fonksiyonel ihtiyaç en üst düzeydeki fonksiyonel ihtiyaç olarak yazarlar tarafından seçilmiştir. FR1= Müşteri talebine dayalı üretimi gerçekleştir. Bu fonksiyonel ihtiyaç, tüm üretim sisteminde bulunan süreçlerin ve hücrelerin, bir müşteri-tedarikçi ilişkisi içinde çalışmasını öngörür. Önceki adımda belirlenen fonksiyonel ihtiyacı karşılayan tasarım parametresinin seçimi için fonksiyonel bilgi sahasından fiziksel bilgi sahasına geçilir. Aşağıda oluşturulan tasarım parametresi, yukarıda belirlenen fonksiyonel ihtiyacı karşılaması için seçilmiştir. DP1= Çekme/kanban üretim sistemi tasarımı. İlk adımda belirlenen fonksiyonel ihtiyaca karşılık gelen tasarım parametresi, daha ileri düzeyde açıklık getirilmeden uygulanamıyorsa, fonksiyonel sahaya dönülüp ilgili fonksiyonel ihtiyacın daha alt düzeyde fonksiyonel ihtiyaçlar kümesine (FRs) ayrıştırılması, aksiyomlarla tasarım ilkeleri çerçevesinde önerilmektedir. 315

4 Ö. Kabadurmuş, M. B. Durmuşoğlu Şekil 2 de, kanban bilincinin oluşturulması ve etkin bilgi akış sisteminin kurulması amacıyla ayrışımın yapılması gösterilmektedir. FR 1 Müşteri talebine dayalı üretimi gerçekleştir DP 1 Çekme(kanban) üretim sistemi tasarımı FR 11 Çekme(kanban) bilincini yerleştir FR 12 Etkin bilgi akışını sağla DP 11 eğitimi DP 12 Uygun çekme sistemi(conwip/ POLCA/ Türleri) Şekil 2. Başlangıç ayrıştırılması eğitim prosedürü de yine ayrıştırılmaktadır. Ancak yer kısıdı nedeniyle çalışmaya konmamıştır. Uygun çekme sistemi ise, Şekil 3 de gösterildiği gibi ayrıştırılmaktadır. Sistemin sürekliliğinin sağlanması için, çok yönlü ve eğitimli çalışanlara ihtiyaç bulunmaktadır. Çok yönlü ve eğitimli çalışanların da elde edilmesi için prosedüre ihtiyaç vardır. Dolayısıyla ayrıştırılması gerekir. Üretim sisteminin etkin ve düşük maliyetle çalışması için, neyin nasıl yapılacağı ise, Şekil 4 de gösterilmektedir. Buradaki her bir DP de, yine FR lere ve buradan DP lere ayrıştırılarak tasarım aşamaları devam eder. Böylece bir çekme/kanban üretim sistemi için sıfırdan bir yol haritası oluşturulmuş olur. Ayrıştırma, hiyerarşik olarak soldan sağa ve yukarıdan aşağı ilerledikçe çekme/kanban sistemi tasarımı için yapılması gerekenler ve bunların nasıl yapılabileceği ayrıntılı olarak gösterilmektedir. Şekillerde gösterilen kesikli çizgilerdeki okların uçları soldan sağa olduğundan, bir tasarım parametresinin, önce (solda) tamamlanmış olan fonksiyonel ihtiyaçları bağlamadığı da anlaşılmaktadır. Tasarımdan da bu istenmektedir. FR 12 Etkin bilgi akışını sağla DP 12 Uygun çekme sistemi(conwip/ POLCA/ Türleri) FR 121 Sistemin sürekliliğini sağla FR 122 Üretim sisteminin etkin ve düşük maliyette çalışmasını sağla DP 121 Çok yönlü ve eğitimli çalışanlar DP 122 Uygulama şekli ve kanban türleri Şekil 3. Etkin bilgi akışının sağlanması amacıyla ayrıştırma 316

5 FR 122 Üretim sisteminin etkin ve düşük maliyette çalışmasını sağla DP 122 Uygulama şekli ve kanban türleri FR 1221 Taşıma gereğini sorgula FR 1222 Mesafelerden kaynaklı MUDA ların azaltılması FR 1223 Küçük parti üretimini sağla FR 1224 Kolay ve düşük maliyetli taşımayı sağla FR 1225 Birikmeleri kontrol ederek akışı sağla FR 1226 Görsel iletişimi sağla FR 1227 Malzeme stokunu yönet FR 1228 Hataları önleyerek sistemin çalışmasını kolaylaştır DP 1221 Taşıma gereklilik analizi DP 1222 Yakınlaştırılmış üretim kaynakları DP 1223 SMED sistemi DP 1224 Taşıma yöntemi seçme prosedürü DP 1225 Süpermarket (ler) sistemi DP 1226 türü DP 1227 Sistemdeki üretim içi stok miktarını bul DP 1228 Duyusal kontrol öğeleri Şekil 4. Üretim sisteminin etkin ve düşük maliyetle çalışmasının sağlanması amacıyla ayrıştırma 4. SONUÇ Çalışmada elde edilen yol haritası, gerçek uygulama gözlemleri ile test edilmeye başlanmıştır. Bu test sonuçlarına dayanılarak yol haritasının geliştirilmesi düşünülmektedir. Ayrıca sıfırdan tasarlanması planlanan bir üretim sistemi için de test edilecektir. Çekme/kanban üretim sistemi tasarımı için, farklı tasarım yaklaşımları da söz konusu olabilir. Bu durumda ikinci aksiyom olan bilgi içeriğini minimum yap aksiyomundan hareketle, tasarım seçenekleri arasından en uygun olanı seçilip uygulamaya alınabilir. 5. KAYNAKÇA DURMUŞOĞLU, M. B., KULAK, O., 2005, A Methodology for the Design of Office Cells Using Axiomatic Design Principles, Omega, yayınlanacak. GROSS, J. M., MCINNIS K. M., 2003, Made Simple, AMACOM, New York. HOPP, W. J., SPEARMAN, M. L., 2001, Factory Physics: Foundations of Manufacturing Management, Irwin/Mc-Graw Hill, New York. KULAK, O., DURMUŞOĞLU, M. B., TÜFEKÇİ, S., 2005, A Complete Cellular Manufacturing System Design Methodology Based On Axiomatic Design Principles, Computers& Industrial Engineering, 48, NICHOLAS, J. M., 1998, Competitive Manufacturing Management, Irwin/Mc-Graw Hill, New York. SATOĞLU, Ş. I., DURMUŞOĞLU, M. B., 2005, A Methodology for the Manufacturing System Design in Erratic Demand Conditions Using Axiomatic Design Principles, Proceedings of the 35th International Conference on Computers& Industrial Engineering, İstanbul, SUH, N. P., 1990, The Principles of Design, Oxford University Press, New York. SUH, N. P., 2001, Axiomatic Design: Advances and Applications, Oxford University Press, New York. 317