TRABZON LİMANININ BENZETİM MODELİ Emrullah DEMİRCİ, Tülin ARAZ, Ercan KÖSE

Transkript

1 R_ ıniıı ıraıı Mıı#ı»ııIı Cilt: 11 Sayı: 1 Mart 2000 ııurnnıcrı «- ISSN tmmob makina mühendisleri odası ya TRABZON LİMANININ BENZETİM MODELİ Emrullah DEMİRCİ, Tülin ARAZ, Ercan KÖSE 15 SERAMİK ÜRETİMİNDE BENZETİM Harun Reşit YAZGAN, Seher POLAT, Nihal SÜTÜTEMİZ 23 KURULTAYDAN 47 ODADAN

2 ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI YAYINIDIR 3 Ayda Bir Yayınlanır OCAK / ŞUBAT / MART 2000 January / February / March Cüt / Vol: 11 Sayı / No ; 1 Makina Mühendisleri Odası Adına Sahibi Publisher MEHMET SOĞANCI Sorumlu Yazı İşleri Müdürü Managing Editör Nurten GÜLTEKİN Yayın Kurulu Pubhishing Board Mehmet Selim AKTÜRK Nilgün BAYDAN H. Kürşat SERTPOYRAZ Satı UYAR Levent KANDİLLER Cemal OĞUZSOY Yayın Sekreteri Technical Secretar)' Nilgün KARAKÜÇÜK Redaktör Şehnaz KAPLAN KARACA Baskı Printed By ÖZKAN Ltd. Şti. (312) Grafik Dizgi Graphist Type Setting Münevver POLAT MMO (312) ANKARA Baskı Sayısı Circulation 3000 Yönetim Yeri Head Office TMMOB Makina Mühendisleri Odası Sümer Sok. 36/1-A Kızılay-ANKARA Tel: (312) Fax: (312) E-posta:ya yin@mmaorg.tr. Sevgili Endüstri Mühendisleri, iki yıllık dönem boyunca, sizlere daha güzel bir dergi ulaştırmak amacıyla Yayın Kurulu olarak, yoğun bir tempo ile çalıştık. Ana hedefimiz, derginin periyodunu yakalamak ve çok sık olmasa bile mümkün olduğunca düzenli iletişim kurabilmekti. Bu nedenle, önceki yıllarda iki ayda «bir yayınlanmakta olan dergimizi 1999 yılında üç ayda bir yayınlama kararını zorunlu olarak aldık. Dergimizi size her ay ulaştırabilmek bundan sonraki hedeflerimiz arasındadır. Ancak bu hedefi gerçekleştirebilmek, hep birlikte dergimize sahip çıkmak ve katkıda bulunmakla olabilecektir. Yine iki yıllık süreçte tartıştığımız ve sizlere bu sayımızla birlikte ulaşan, biçimsel değişiklik üzerinde çalışmalarımızı tamamladık. Biçimsel değişikliğe ilişkin farklı önerilerimizin olmasına rağmen, mali koşullar ve yazı yetersizliği nedeni ile tasarladıklarımızın tümünü uygulamaya geçirebilmemiz mümkün olmadı. Ancak "başlamak bitirmenin yarısıdır" diyerek değişikliklerimize başladık. Bundan sonraki süreçte değişikliklerimiz yine gündemde olacak ve bu değişiklikleri uygulamaya geçirmek amacıyla çalışmalarımız devam edecektir. Sizlerle paylaşmak istediğimiz bir başka önerimiz ise, dergimizin uygulamaya yönelik birikimleri aktarmanın bir aracı olarak değerlendirilmesidir. Hizmet ve üretim sektöründe çalışan arkadaşlarımızın bu konuya ilişkin katkı sunmalarıyla bu hedefimiz amacına ulaşabilecekti. Dergimizin bundan sonraki zaman dilimlerinde daha sık periyodlarla ve daha yoğun içerikle çıkabilmesi ancak sizlerle birlikte ürettiğimiz zaman mümkün olabilecektir. Tüm Endüstri-işletme Mühendislerinin yaptığımız ve bundan sonra yapacağımız çalışmalara destek vermesi, hep birlikte ürettiğimiz günleri görebilmek dileğiyle. EM Dergisi Yayın Kurulu

3 Endüstri Mühendisliği Dergisi Cilt: 11 Sayı.1 Sayfa: (2-14) Makina Mühendisleri Odası TRABZON LİMAIMI'NIN BENZETİM MODELİ Emrullah DEMİRCİ 1, Tülin ARAZ 1 Ercan KÖSE 2 KTÜ Müh. Mim. Fakültesi, Makina Müh. Bölümü 1 KJÜ Deniz Bil. Fak., Güverte Bölümü 2 ÖZET Ülkemizin iç ve dış ticaretinin artması sonucu Doğu Karadeniz'in en işlek limanı olan Trabzon Limanı büyüme eğilimindedir. Deniz trafiğinin daha da artması durumunda limanın talebi karşılayabilmesinde ne gibi sorunların ortaya çıkabileceğini inceleyebilmek için bir benzetim modeli kurulmuştur. Benzetim modeli limandan toplanan verilerle çalıştırılmış ve elde edilen sonuçların limanın mevcut durumunu yansıttığı görülmüştür. Model üzerinde bazı stratejiler denemek amacıyla deneyler yapılmış ve sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Sözcükler: Benzetim modeli, liman, strateji. GİRİŞ Günümüzde taşımacılık karayolu, demiryolu, denizyolu ve havayolu ile yapılmaktadır. Genellikle bu dört taşıma sistemi arasındaki işbirliğinin birbirini besleyici ve tamamlayıcı şekilde yürütülmesi gerekmektedir. Batı ülkeleri 1970'li yıllardaki petrol krizi sonucunda demiryolu ve denizyolu taşımacılığına yönelmişlerdir. Ülkemizde ise taşıma sistemleri arasında büyük bir dengesizlik görülmektedir. Gerek yük taşımacılığının gerekse yolcu taşımacılığının büyük bir kısmının karayolu sistemiyle yapıldığı bilinmekte ve bunun sonucunda yatırımlar bu taşıma sisteminde yoğunlaşmaktadır. Devlet istatistik Enstitüsü (DİE) verilerine göre yurtiçi taşımacılıkta taşıma sistemlerinin karşılaştırılması Tablo 1'de verilmiştir (DİE, 1997). Bu verilerden görülebileceği gibi karayolu sisteminde hem yük hem yolcu Tablo 1. Taşıma Sistemlerine Göre Yurtiçi Yük ve Yolcu Taşımacılığı. taşımacılığında her yıl artış, denizyolu ve demiryolu sisteminde ise azalma görülmektedir. Yük taşımacılığında en hızlı düşüş ise denizyolu sisteminde görülmektedir. Ülkemizin üç tarafı denizlerle çevrili ve önemli bir coğrafi konumu olmasına rağmen denizyolu taşımacılığı, karayolu taşımacılığına göre daha az gelişmiştir. Diğer taraftan deniz yolu taşımacılığının ucuz ve daha az riskli olması denizyolu sistemini daha önemli kılmaktadır. Bu taşıma sisteminde sorunlar hizmet üreten limanlarda yoğunlaşmaktadır. Gemilere verilecek servis süresi, yük ve gemilerin doğal afetlere karşı korunması, kuyrukta bekleyen gemi sayısı, yüklerin depolandığı açık ve kapalı alanların yeterliliği, diğer taşıma sistemleriyle bağlantı durumu, limanın organizasyon yapısı gibi sorunlar limanların başlıca sorunlarıdır. Çalışmamızın konusu olan Trabzon Limanı, Yıllar Yük (%) Karayolu Yolcu(%) Dem ryolu Yük (%) Yolcu(%) Yük (%) Denizyolu Yolcu(%) Yük (%) Havayolu Yolcu(%)

4 Emrullah Demirci, Tülin Araz, Ercan Köse ülkemizin Karadeniz kıyısındaki en önemli limanlarından biridir. Son yıllarda Sarp sınır kapısının açılmasıyla komşu ülkelerin limanlarıyla rekabete girmiştir. Bölgesel olarak Tablo 2'ye göre Trabzon Limanı'ndaki yük taşımacılığında bir artış görülmektedir. Karadeniz'deki deniz trafiğinin artmasıyla Trabzon Limanı canlanmış ve ileriki yıllarda liman hizmetlerinin yetersiz kalması olasılığı doğmuştur. Rekabet ortamına giren Trabzon Limanı'nın deniz trafiğinin daha da yoğunlaşması durumunda gerekli liman hizmetini verebilmesi için tesis ve kaynakların (rıhtım, yükleme-boşaltma araçları, alanlar, işgücü gibi) verimli kullanılması ve ek yatırımların yapılması gerekecektir. Bu durumun incelenmesini sağlayacak bir benzetim modelinin oluşturulması ve limandan toplanan verilerle çalıştırılması çalışmamızın amacını oluşturmaktadır. Karmaşık sistemlerin incelenmesinde kullanılan benzetim tekniği, denizyolu sistemlerinin karmaşıklığı nedeniyle limanların incelenmesinde de kullanılan bir yöntembilimdir. Birçok ülkedeki limanların incelenmesinde, araştırmacılar tarafından benzetim tekniği kullanılmıştır. El Sheikh ve diğerleri (1987) rıhtım taleplerinin planlanması amacıyla bir benzetim modeli geliştirmişler ve gemi-rıhtım tahsis kurallarını belirlemişlerdir. Park ve Noh (1987) kargo açısından ekonomik liman kapasitesinin benzetimini yapan bir liman benzetim modeli sunmuşlar ve gerçek bir limanda test etmişlerdir. Teo (1993) bir konteyner limanının animasyonlu bir benzetim modelini kurmuş, otomatik kılavuzlu araçlarla konteynerlerin hareketlerini incelemiştir. Ramani (1996) konteyner işlemlerinin lojistik planlamasını desteklemek için etkileşimli bir bilgisayar benzetim modeli geliştirmiştir. Türkiye'de yapılan limanla ilgili benzetim çalışmaları ise yok denecek kadar azdır. Tuğcu (1980) istanbul'daki bir limanın en iyi yatırım planını ve en iyi yatırım zamanını belirlemek için benzetim yöntemini kullanmıştır. Araz ve diğerleri M995) Trabzon Limanı'nın talep artışı durumunda mevcut kapasitesinin yeterli olup olmayacağını benzetim tekniğiyle incelemişlerdir. Bu çalışma beş bölümden oluşmuştur, ikinci bölümde inceleme konusu olan Trabzon Limanı tanıtılmakta ve sorunları incelenmektedir. Üçüncü bölümde kısaca benzetim, liman öğeleri ve verileri, stratejiler, model ve modelin çalıştırılması tanıtılmaktadır. Dördüncü bölümde ise deneyler yapılmakta, sonuçlar analiz edilmekte, tablo ve grafiklerle irdelenmektedir. Beşinci bölüm olan sonuç kısmında benzetim modeli üzerinde tartışılmaktadır. TRABZON LİMANI Ülkemiz Avrupa ile Ortadoğu ve Türk Devletleri arasında ticari bir köprü konumundadır. Denizyolu sisteminin karayolu sisteminden ucuz ve güvenilir olmasından dolayı limanlarımız önem kazanmaktadır. Özellikle Doğu Karadeniz Liman'larından Trabzon Limanı'nın transit taşımacılığındaki önemi öteden beri bilinmektedir. Fakat transit ticareti siyasal gelişmelerden büyük ölçüde etkilenmektedir. Örneğin iran-lrak savaşında mal sevkiyatının artması Trabzon Limanı'nın kapasitesini zorlarken, Körfez Savaşı'nda mal sevkiyatının azalması ve komşu ülkelerin limanlarıyla (örneğin Batum Limanı'yla) rekabete girmesi gibi olaylar limanı zor durumda bırakabilmektedir. Limanın Bugünkü Durumu Karadeniz Bölgesi'nin en büyük limanı olan Trabzon Limanı dünyanın çeşitli ülkelerinden gelen gemilere hertürlü hizmeti verebilmektedir. Şekil 1' de görüldüğü gibi liman bir ana mendirek, dört ana rıhtım, biri sundurma ve diğeri açık alan olmak üzere dört ambar, çeşitli deniz araçları (römork, morinbotu gibi), vinçler, çeşitli forkliftler, çekiciler ve yükleyicilerden oluşmaktadır. Söz konusu liman aynı anda on gemiye yükleme-boşaltma hizmeti verebilmekte, yaklaşık beşyüzbin ton eşya açık ve kapalı antrepolara depolanabilmekte ve yılda üçmilyon ton yük elleçlenebilmektedir (TDİ, 1997). Bu limanda Tablo 2'de görüldüğü gibi 1995 yılı için yaklaşık olarak doksanbeş bin ton transit ve üçyüzkırk bin ton yükleme-boşaltma, 1996 yılı için yaklaşık seksendört bin ton transit ve beşyüzseksenbeş bin ton yükleme boşaltma hizmeti verilmiştir. Limanın Sorunları Trabzon Limanı teknolojik olarak geliştirilemediğinden hâlâ emek yoğun olarak çalışmaktadır. Karadeniz çevresindeki yabancı ülkelerin limanlarıyla rekabete girmekte zorlanmaktadır. Bu nedenle Trabzon Limanı'nın önemli yatırımlara gereksinimi vardır (TDİ, 1997). Limanın başlıca sorunları aşağıdaki gibi sıralanabilir.

5 Trabzon Limanı'nın Benzetim Modeli ( 3) 0) istetme Binası Ambar Ambar Silo Sundurma Batık İsletmesi Şekil 1. Trabzon Limanı Tablo 2. Çeşitli yıllara ait liman faaliyeti Yük Yıl (Haziran sonu) Yükleme-Boşaltma [ton] Transit [ton] Yolcu Rıhtımı: Komşu ülkelerden gelen yabancı gemilerin artması sonucu liman trafiği yoğunlaşmıştır. Bu nedenle yolcu rıhtımına gereksinim duyulmuştur. Vinçler: Limanda bulunan vinçler ekonomik ömürlerini tamamlamasından dolayı sık sık arıza yapmaktadır. Yüklerin elleçlenmelerini hızlandırmak için rıhtım ve mobil vinçlerin alımı gerekmektedir. Forkliftler: Liman terminal sahasındaki yüklerin elleçlenmesini sağlayan forkliftler eski ve yetersiz olduklarından yenilerine gereksinim vardır. Mini Loder: Limandaki kömür tahliyesinin artması sonucu mevcut bir adet mini loder yetersiz kalmakta ve bunun sonucunda kömür tahliyesinde gecikmeler olmaktadır. Bu nedenle mini loder gereksinimi vardır. Sundurma: Yağışlı bir bölgede bulunan Trabzon Limanı'ndaki yüklerin korunmasında mevcut sundurma yetersiz kaldığından yeni sundurmalar gerekli olmaktadır. Ulaşım Aracı: Yaklaşık binbeşyüz metre uzunluğundaki liman sahasında personel taşınmasını sağlamak için liman içi kara ulaşım araçlarına gereksinim vardır.

6 Emrullah Demirci, Tülin Araz, Ercan Köse LİMAN BENZETİMİ Denizyolu sisteminin temelini oluşturan limanlar gemi ve deniz araçlarının barındıkları, gemilerin yükleme, boşaltma, bakımlarının ve ikmallerinin yapıldıkları yerlerdir. Limanların sorunlarını analitik olarak çözmek çok zordur. Üretim sistemlerinde olduğu gibi liman işlevlerinin karmaşıklığı ve dinamikliği nedeniyle limanlar karmaşık bir yapıya sahiptir. Karmaşık sistemlerin incelenmesinde benzetimden yararlanılması kaçınılmaz olmaktadır. Benzetim tekniği ile sistem davranışlarının incelenmesi, kurulacak veya kurulu bir sistemin gelecekte nasıl davranacağının önceden tahmin edilebilmesi amaçlanmaktadır. Denizcilik alanında benzetim uygulamaları liman tasarımı, liman planlaması, liman verimliliğini arttırma, liman ekonomisini iyileştirme, gemi ve kargo işlemlerini iyileştirme gibi amaçlar için yapılmaktadır (Hassan, 1994). Benzetimle yapılan incelemelerde gerçek sistem üzerinde hiçbir değişiklik yapmadan sadece benzetim modeli üzerinde seçenek stratejiler uygulanarak sonuçlar görülebilir. Buna karşılık benzetim modellerinin tasarımı zor ve zaman alıcı, en iyi çözüm yerine seçenek çözümleri karşılaştırır, gerçek sistem hakkında sadece tahminde bulunmayı sağlamaktadır. Benzetim çalışmaları genellikle çeşitli aşamalardan oluşur, iyi düzenlenmiş bu aşamalar tek tek takip edilerek her bir aşama arasındaki ilişkiler incelenir ve her bir aşamada güvenilirlik değerlendirmesi yapılır. Bu aşamalar Balcı (1992) tarafından daha ayrıntılı olarak incelenmiştir. Limanın Öğeleri Limanlar birbirinden farklı hizmetleri gerçekleştirirler. Kılavuzluk hizmetleri, yüklemeboşaltma hizmetleri, ambarlama hizmetleri, bakım hizmetleri gibi hizmet türlerinin yoğunluğu o limanın kapasitesini belirler. Limanlarda her bir hizmet olayını gerçekleştiren öğeler vardır. Üzerinde çalıştığımız limanın öğeleri beş grupta toplanmıştır. 1. Gemiler 2. Yükler 3. Yükleme - boşaltma araçları 4. Rıhtımlar 5. Ambarlar 1.Gemiler: Limanların asıl amacı gemilere hizmet vermek olduğundan gemiler, limanın birincil öğesini oluştururlar. Liman benzetiminde yolcu gemilerinden daha çok ticari gemiler göz önüne alınırlar. Trabzon Limanı'na 1997 verilerine göre genellikle çok amaçlı yük gemileri, kuru dökme yük gemileri, konteyner gemileri, Ro-Ro gemileri gelmektedir. Gemiler limanlara yük boşaltırlar veya limanlardan yük alırlar. 2. Yükler: Gemilerden ambarlara çeşitli yöntem ve araçlarla aktarılan mallardır. Yükler gemilerden rıhtımlara çeşitli yöntemlerle aktarılırlar ve oradan ambarlara çeşitli araçlarla taşınırlar. Söz konusu limana genellikle kömür, buğday, konteyner, genel kargo, otomobil gibi yükler gelmektedir. Gemilerin limanda kalma süresini azaltmak amacıyla yük cinslerine göre ( dökme yükler, ağır yükler, paletize yükler, konteyner sistemi yükler, lash sistemi yükler) elleçleme yöntemleri geliştirilmiştir. 3. Yükleme-Boşaltma Araçları: Çeşitli yüklerin elleçlenmesi için kullanılan araç ve gereçlerdir. Bu araçlar yüklerin gemilerden rıhtımlara veya rıhtımlardan gemilere yükleme işlemlerini yaparlar, incelenen limandaki yükleme-boşaltma araçları rıhtım vinçleri, mobil vinçler, forkliftler gibi araçlar olmaktadır. 4. Rıhtımlar: Gemilerin yükleme - boşaltma yaptıkları yerlerdir. Rıhtımların boyları, su derinlikleri, yanaşma yeri sayısı gibi özellikleri, o rıhtıma yanaşacak gemi tipini belirler. Trabzon Limanı'nda başlıca dört rıhtım bulunmaktadır. 5. Ambarlar: Limanlarda gemilerden boşaltılan veya gemilere yüklenecek yüklerin depolandığı alanlardır. Genellikle açık alanlar ve kapalı alanlar olmak üzere iki bölümden oluşurlar. Yükler cinslerine göre açık veya kapalı alanlarda depolanırlar. Trabzon Limanı'nda iki ambar, bir sundurma ve bir beton alan bulunmaktadır. Veriler Benzetim modellerinin kurulması ve çalıştırılması aşamalarında toplanan verilerin derlenmesi önemli olmaktadır. Trabzon Liman işletmesi'nin 1997 yılı verileri derlenerek Tablo 3' de gösterilmiştir. Tablo 3' de görüldüğü gibi verilerin incelenmesiyle gemiler iki tipe ayrılmıştır. Bu gemi tiplerinin limana geliş olasılıkları ve rıhtımlara yanaşma olasılıkları belirlenmiştir. Bir yıllık sürede limana toplam 450 yük gemisi gelmiş, geliş tarihleri ele alınarak gemi geliş

7 Trabzon Limanı'nın Benzetim Modeli Tablo 3. Liman Verileri Gemi tipleri Özellikleri Gemi geliş olasılıkları Ort.Yükl.-Boş. Süreleri Rıhtımlara yanaşma olasılıkları Rıhtım noları Rıhtım sayısı Rıhtımların yanaşma yeri sayısı %10 R1 1 G1 Büyük tonajlı gemiler 300 net ton üstü % saat 1 %10 R2 1 3 %20 R3 1 4 %60 R4 1 2 %30 G2 Küçük tonajlı gemiler 300 net ton altı %75 40 saat %40 %30 R1 R2 R3 Toplam 4 rıhtım %0 Toplam 10 yanaşma yeri R4 aralıkları sınıflandırılmış ve iki gemi geliş arası ortalama zamanın negatif üstel dağılımına uyduğu varsayımı Ki-Kare uygunluk testi ile test edilmiştir (Hesaplanan X 2 = 4.253, v serbestlik derecesi 8 ve a =%5 yanılma olasılığına göre Ki-Kare'nin tablo değeri X 2 = 15.5 av olarak bulunmuş ve I % 2 I < I X 2(XV I sağlanmıştır.). Yükleme-boşaltma araçlarının her tip gemi için ortalama yükleme-boşaltma süreleri belirlenmiş ve bu sürelerle ilgili veriler incelenerek negatif üstel dağılımına uyduğu varsayımı yine Ki-Kare testi ile test edilmiştir (% 2 = 7.26 ve x 2 otv = 15.5 olarak bulunmuş ve I X 1 I < I X 2av I sağlanmıştır.). Gemi gelişleri ve yükleme-boşaltma süreleri ( servis süreleri ) ile ilgili dağılımlar için Ramani (1996) ve Kondratovvicz (1989) Erlang dağılımını, Park ve Noh(1987)ve Hayuth ve diğerleri (1994) ise negatif üstel dağılımı kullanmışlardır. Stratejiler Limandaki yükleme-boşaltma, ambarlama, bakım gibi işlemlerin en kısa zamanda gerçekleştirilmesi istenir. Dolayısıyla limanın verimli çalışmasını sağlayabilmek için bazı stratejilerin uygulanması öngörülür. Liman işletmesi hedeflerine ulaşılabilmesi için bu çalışmada iki farklı strateji grubu ele alınmıştır. 1. Gemilerin Rıhtıma Alınmasında Öncelik Stratejileri: Canlı hayvan, yaş sebze, çabuk bozulabilen yiyecekler gibi acil yükleri taşıyan gemilerin boşaltılmasına öncelik verilir. Yükleme - boşaltma hizmetlerinin yerine getirilmesi amacıyla gemilerin rıhtıma alınmasında acil yüklü gemilerin dışında beş öncelik kuralı öngörülmüştür. i. İGÖ: Limana ilk gelen gemiye öncelik verme. ii. KGÖ: Konteyner gemilerine öncelik verme iii. RGÖ: Ro-Ro gemilerine öncelik verme iv. YENAZ: Yükü en az olan gemiye öncelik verme v. YENÇOK: Yükü en çok olan gemiye öncelik verme Bu öncelik kuralları liman işletmesinin işletim politikasına göre daha da çoğaltılabilir. 2. Yatırım Stratejileri: Liman işletmesinin belirlediği Bölüm II. 2' deki sorunlara bakıldığı zaman yatırım sorunları üzerinde durulduğu görülmektedir. Bu nedenle yatırım stratejisi olarak yükleme- boşaltma araçları, depolama, taşıma araçları, yolcu rıhtımıyla ilgili stratejiler olmaktadır. Başarım Ölçütleri Bir önceki bölümde verilen stratejilerin limana uygulanması sonucunda, limanın nasıl etkilendiğini görebilmek amacıyla aşağıdaki başarım ölçütleri dikkate alınmıştır. Toplam gemi zamanı Yıllık yükleme ve boşaltma yapılan gemi sayısı Gemilerin ortalama bekleme zamanı Gemilerin ortalama servis zamanı Bekleyen ortalama gemi sayısı Rıhtım kullanım oranı Başarım ölçütlerinden toplam gemi zamanı, gemilerin limana giriş ve çıkış süresince geçirdiği toplam zaman olup limanın trafik yoğunluğunu gösterir. Rıhtım kullanım oranı ölçütünün Ramani (1996) liman servisi için talep seviyesini gösterdiğini, bu oranın yüksek değeri ya trafiğin sıkışık olduğunu ya da liman ekipmanlarının yetersiz olduğunu açıklamaktadır. Dolayısıyla bu başarım ölçütü limanın en önemli göstergesi olmaktadır. Başarım ölçütlerinin hesaplama şekli Tablo 4' de verilmiştir.

8 Emrullah Demirci, Tülin Araz, Ercan Köse Tablo 4. Başarım Ölçütlerinin Formülasyonu N: Benzetim süresi sonunda yükleme boşaltma yapılan gemilerin toplam sayısı [adet]. Ortalama gemi zamanı [saati : Tr. T G =T B +T S Ortalama bekleyen gemi sayısı [adeti: S k B S B =IS,/k Ortalama bekleme zamanı [saati : T P N T B = IT Bı /N T Bİ = Yükleme-boşaltma hizmeti için i. geminin bekleme zamanı [saat] Ortalama servis zamanı [saati : X«- N Ts=ST s /N T si = Hizmet (servis) sunulan i. geminin servis süresi [saat] Sj: i.ayda ortalama bekleyen gemi sayısı [adet] k : Benzetim süresindeki ay sayısı Rıhtım kullanım oranı [%1 : R n Rıhtım kullanım süresi Zamansal kapasite x n n : Rıhtım yanaşma yeri sayısı Benzetim Modeli Benzetim modellerinin oluşturulmasında ilk aşamada sistemin ana bileşenleri (öğeleri) belirlenir, ikinci aşamada veriler toplanarak analiz edilir (model parametreleri belirlenir). Son aşamada ise sistemin öğeleri arasındaki ilişkiler belirlenerek model çalıştınlırve modelin geçerliliği incelenir, incelenen limanın benzetim modelinin öğeleri Bölüm III. V de açıklandığı gibi gemiler, yükler, yükleme-boşaltma araçları, rıhtımlar ve ambarlardır. Geliştirilen benzetim modelinin parametre değerleri Tablo 3' de verilmiştir. Modelin öğeleri arasındaki ilişkiler Şekil 2' de görülmektedir. Limana üstel dağılıma göre gelen gemiler bir römork aracılığıyla tipine ve rıhtıma alınma olasılığına göre bir rıhtıma öncelik kuralıyla alınırlar. Burada yükleme-boşaltma işlemi veya bakım hizmeti gördükten sonra tekrar bir römork aracılığıyla rıhtımdan çıkarılmaktadır. Boşalan yükler ya doğrudan doğruya karayolu vasıtalarına ya da ambarlara yüklenmektedir. Trabzon limanı korumalı bir liman olup fırtınadan etkilenmediğinden fırtına etkisi (parametresi) benzetim modeline yansıtılmamıştır. Modelin Çalıştırılması Trabzon Limanı'nın benzetim modelinin oluşturulmasında AweSim benzetim dili kullanılmıştır (AvveSim, 1996). AweSim benzetim dili SLAM II benzetim dilinin son versiyonu olup SLAM II benzetim dilinde olduğu gibi düğüm ve dal olarak adlandırılan özel sembollerden oluşan bir ağ diyagramı yapısını kullanır. Benzetim modelinin başlangıç koşulları, bitiş koşulları ve strateji seçimi gibi benzetim tasarım karakteristikleri kullanıcı (yönetici) tarafından belirlenir. Bu çalışmada başlangıç koşulları olarak limanda veya rıhtımda gemi olmadığı (boş), depolama alanlarının kapasitesinin sınırsız olduğu ve yük durumuna göre yükleme-boşaltma araçlarının devreye girdiği varsayılmıştır. Benzetimin durdurulması için bu çalışmada bir yıllık bir süre (8640 saat) seçilmiştir. Öncelik stratejilerinden İGÖ (ilk Gelen Önce) öncelik kuralı ve yatırım stratejilerinden yükleme-boşaltma araçlarıyla ilgili bir yatırım stratejisi ele alınmıştır. Benzetim modeli Şekil 3'de görülen aşamalarla başlangıç koşulları, bitiş koşulu, strateji seçimi ve Tablo 3'deki parametre değerleriyle çalıştırılmıştır. Benzetim Modelinin Doğruluğu Benzetim sonuçlarına güvenebilmek için benzetim modelinin doğru kurulup çalıştığına emin olmak ve liman operasyonunu temsil edip etmediğini doğrulamak gerekir. Benzetim çıktılarının istatistiksel olarak değerlendirilmesi sonucu ortaya

9 Trabzon Limanı'nın Benzetim Modeli Sundurma Şekil 2. Liman Modelinin Yapısı Problemin tanımlanması Öğelerin belirlenmesi Verilerin toplanması Verilerin derlenmesi Verilerin geçerliliği Modelin parametre değerleri Başlangıç koşulları Bitiş koşulları Stratejiler -> -» BENZETİM MODELİ. Modelin kurulması. Matematiksel ve mantıksal ilişkilerin belirlenmesi. Modelin doğruluğu i BENZETİM. Modelin bilgisayara aktarılması. Bilgisayar programının doğruluğu. Deneylerin yapılması i İşletme yönetimine öneriler < ÇIKTI ANALİZİ. Başarım ölçütlerinin istatistiksel analizi. Sonuçların doğruluğu. Raporlar Şekil 3. Liman Benzetiminde İşlemsel Aşama/ar

10 Emrullah Demirci, Tülin Araz, Ercan Köse çıkan model davranışı, gerçek limanın davranışıyla uyumlu bulunmuştur. Örneğin toplanan verilerle çalıştırılan benzetim modelinin sonuçlarının incelenmesi sonucunda rıhtımların doluluk oranlarının düşük olduğu görülmüştür. Mevcut durumda da limana gelen gemilerin az olduğu ve limanın düşük kapasitede çalıştığı (rıhtım doluluk oranının düşük olduğu) gözlenmiştir yılında limana gelen toplam yük gemisinin 450 olduğu kayıtlardan gözlenmiş, benzetim modelinin de 1997 verileriyle çalıştırılması sonucu limana gelen toplam yük gemisi ortalama 430 olarak bulunmuştur. BENZETİM ÇIKTILARININ ANALİZİ Trabzon Limanı'nın benzetim modeli oluşturulduktan sonra gerçek verilerle çalıştırılmış ve benzetim çıktıları analiz edilerek başarım ölçütleri incelenmiştir. Deney tasarımı, ağırlıklı olarak benzetim modelinin doğruluğu, geçerliliği ve duyarlılığını test etmeye yönelik olarak yapılmıştır. Benzetim modeli AvveSim benzetim paketiyle ilk önce bir yıllık süre için ay ay toplam oniki deney yapılmış ve aylık raporlar elde edilmiştir. Bu raporlarla liman durumunun ay ay gözlenmesi 120 j II Ay Şekil 4. Aylara Göre Ortalama Gemi Zamanları G2 için N R1 için Sn G1 için T c Ortalama gemi zamanı Servis geren gemi sayısı Rıhtımdaki mox. kuyruk k=1 k=5 k=10 k=15 k=20 k=25 Yineleme sayısı Şekil 5. Yineleme Sayısına Bağlı Olarak Başarım Ölçüt/eri Ortalamalarının Değişimi 9

11 Trabzon Limanı'nın Benzetim Modeli S 300 E 260 O) c 220 İ 180 -> 140 0) A j v û O D O m \ i Mevcut dur um Seçenek 1 Seçenek Seçenek I I I Yineleme sayısı a G Şekil 6. Yıllık Servis Gören Gemi Sayısının On Yinelemedeki Değişimi yapılabilmektedir. Limana gelen gemilere geliş sırasına göre öncelik verme stratejisiyle yapılan deney sonuçlarından biri örnek olarak gemi zamanı başarım ölçütünün aylık gösterimi Şekil 4'de verilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi G1 tipi gemiler büyük tonajlı gemiler olduğundan doğal olarak G2 tipi gemilere göre gemi zamanları daha büyük olmaktadır. Benzer şekilde diğer başarım ölçütlerinin de aylık gösterimi elde edilebilmektedir. Örneğin Rıhtım 1'de gemi yanaşma yeri bir olduğundan (Tablo 3) beklemelerin en çok olduğu rıhtım olduğunu model göstermiştir. Ayrıca rıhtımlarda aylık ortalama bekleyen gemi sayıları benzetim sonuçlarında birden küçük olarak çıkmaktadır. Liman yöneticilerinin de belirttikleri gibi limanın bugünkü trafiğine göre rıhtımlarda bekleme olmamaktadır. Sistem davranışını görmek ve başarım ölçütlerini karşılaştırmak amacıyla mevcut durum ve üç farklı seçenekten oluşan dört deney tasarımı yapılmıştır, ilk aşamada yapılacak yineleme (replication) sayısını belirlemek için mevcut durumda yirmibeş deney yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda, farklı yineleme sayılarıyla başarım ölçütleri ortalamalarındaki değişimler Şekil 5'de gösterilmiştir. Buradan da görüldüğü gibi başarım ölçütlerinin ortalama değerleri on yinelemeden sonra değişmemektedir. Bu nedenle farklı başarım ölçütleri için değişimin dengeye geldiği görünümünü veren k=10 tüm deneyler için yineleme sayısı olarak belirlenmiştir. Seçenek stratejileri karşılaştırmada kullanılan Tablo 5'deki başarım ölçütlerinin ortalama ve güven aralıkları on yineleme sonunda elde edilen değerlerdir. Şekil 6'da, seçeneklerin karşılaştırılmasında kullanılan başarım ölçütlerinden yıllık servis gören gemi sayısının on yinelemede aldığı değerler görülmektedir. Burada örnek olarak servis gören gemi sayısı ölçütünün dört ayrı seçenekteki sonuçları verilmiştir (Tablo 5). Şekilden de görüldüğü gibi dört seçenekte de servis gören (yüklemeboşaltma yapılan) G1 tipi gemiler, G2 tipi gemilere göre daha az sayıdadır. Limana gelen gemilerin Tablo 3'e göre %25'ini G1 tipi gemiler oluşturduğundan %75 oranında gelen G2 tipi gemilere göre daha az sayıda servis görmeleri beklenen bir sonuçtur. Benzetim modelinin aylık raporları yanında, yineleme sayısı belirlendikten sonra bir yıllık süre için çalıştırılıp elde edilen sonuçlar analiz edilmiştir. Benzetim sonuçlarının toplu olarak gösterildiği Tablo 5'in üst kısmında model parametre değerleri verilmiş, alt kısmında değişik stratejilerin denenmesiyle elde edilen sonuçlar mevcut durum, Seçenek 1, Seçenek 2 ve Seçenek 3 adı altındaki seçeneklerde verilmiştir. Söz konusu tabloda verilen sonuçlar yukarıda söz edildiği gibi biryıllık süre için deneylerin on kez yinelenmesi sonucu elde edilen ortalama değerleri ve güven aralıklarıdır. Mevcut durum model parametrelerine göre, Seçenek 1 R4 10

12 Emrullah Demirci, Tülin Araz, Ercan Köse Tablo 5. On Yineleme için Benzetim Sonuçlarının Ortalamaları ve Güven Aralıkları. Benzetim süresi : 8640 saat (1 $) Öncelik kural : İGÖ (ilk Gelen Önce) Rıhtım sayısı : 4 (R1, R2, R3, R4). Yanaşma yeri sayısı : R1 = 1, R2=3, R3=4, R4=2 Gemi tipleri : G1 (Büyük tonajtjemiler) G2 (Küçük tonajlgemiler). Geliş olasılıkları : G1 = %25, G2=%75. Gelişler arası ortalama süre : 20 saat. Ortalama servis süresi : G1 =120 saat, G2 = 40 saat. Rıhtımlara yanaşma olasılığı = G1 (R1 = %10, R2=%10, R3=%20. R4=%60) G2(R1=%30, R2=%40, R3=%30, R4=%0) BAŞARIM ÖLÇÜTLERİ Limanda servis gören gemi sayısı G1 [adet] G2 [adet] Ortalama gemi zaman G1 [saat] G2 [saat] Ortalama kuyruk R1 [gemi] R2 [gemi] R3 [gemi] R4 [gemi] Ortalama bekleme za. R1 [saat] R2 [saat] R3 [saat] R4 [saat] Rıhtımlarda max. kuyruk R1 [gemi] R2 [gemi] R3 [gemi] R4 [gemi] Rıhtım kullanım oranı R1 R2 R3 R4 MEVCUT DURUM ört Güv.Ara SEÇENEK 1 R4=1 Ort Güv.Ara SEÇENEK 2 R2=%30.R4=%10 Ort. Güv.Ara Ö SEÇENEK 3 Ort. Servis=100sa. Ort. Güv.Ara Ö rıhtımına yanaşma yeri sayısı 2 yerine 1 alındığında, Seçenek 2 G2 tipi gemilerin rıhtıma yanaşma olasılığının R2=%40 ve R4=%0 yerine R2=%30 ve R4=%10 alındığında ve Seçenek 3 G1 tipi gemilerin ortalama servis süreleri 120 saat yerine 100 saat alındığında başarım ölçütlerindeki değişimleri göstermektedir. Mevcut durumun sonuçları, gerçek limandan elde edilen sonuçlarla kabul edilebilir düzeyde benzerlik göstermektedir. Limanın mevcut durumunda olduğu gibi gerçek durumda da rıhtım kullanım oranının az olduğu ve düşük kapasitede 11

13 Trabzon Limam'mn Benzetim Modeli çalıştığı bilinmektedir. Mevcut durumu yansıtan deneylerden elde edilen sonuçlar, liman yöneticileriyle de tartışılarak modelin eksik yönleri ve yöneticilerin beklentileri belirlenmiştir. Seçenek 1 'de R4 rıhtımına yanaşma yeri sayısı 2 yerine 1 alınarak modelin duyarlığı test edilmek istenmiştir. Daha uzun süreli yükleme-boşaltma hizmeti gerektiren G1 tipi gemilerin çoğu (%60) R4 rıhtımına alınmaktadır. Rıhtım yanaşma yeri sayısı yarı yarıya azaltılınca Tablo 5'de görüldüğü gibi R4'de ortalama kuyruk, ortalama bekleme zamanı ve maksimum kuyruk uzunluğu değerlerinde beklenildiği gibi büyük artışlar olmuştur. Buna bağlı olarak rıhtım kullanın oranlan da artmıştır. Seçenek 2'de G2 tipi gemilerin R4'e gönderilmesiyle, bu rıhtımın G2 tipi gemiler için de işlerlik kazandırılması amaçlanmış ve bir yatırım stratejisi olarak ön görülmüştür. Bunun sonucunda R4'deki bekleme zamanları artmakta (dolayısıyla bekleyen gemi sayısı da artmakta) ve rıhtım kullanım oranları da doğal olarak artmaktadır. Seçenek 3'de ise G1 tipi gemilerin ortalama servis sürelerinin 120 saat yerine 100 saat alınmasıyla yükleme-boşaltma araçlarıyla ilgili bir yatırım stratejisi planlanmıştır. Yeni bir yüklemeboşaltma aracı alınmasıyla servis sürelerinin 20 saat azaldığı varsayılmıştır. Bu durumda G1 tipi gemilerin ortalama servis süreleri azalmakta ve bunun sonucunda ortalama gemi zamanlarında, az da olsa ortalama bekleme zamanlarında ve daha hızlı servis olacağından rıhtım kullanım oranlarında beklenildiği gibi bir düşme görülmektedir. Bu stratejide maliyetlerle ilgili analiz aşağıda verilmiştir. Tablo 5'deki toplu sonuçlarda görüldüğü gibi başarım ölçütlerinin karşılaştırılmasında en iyi sonuçlar Seçenek 3'de olduğu görülmektedir. Yani limanın yükleme-boşaltma araçlarına yapılacak yatırımlarda limanın verimliliğinde bir iyileşme olacağı açıktır. Liman yöneticilerinin de bu yönde istekleri olmaktadır. Öncelik Kurallarının Karşılaştırılması Limanda bekleyen gemilerin rıhtıma yanaşmasında, öncelik kurallarından İGÖ (limana ilk gelen gemiye öncelik ver: FIFO) kuralı benzetim modelinde test edilmiştir. Diğer öncelik kuralları da modelde test edilerek rıhtımlardaki kuyruk uzunluklarıyla ilgili değişmeler incelenmeye çalışılmıştır. FIFO öncelik kuralından başka SGÖ (limana son gelen gemiye öncelik ver: LIFO), G1 tipi gemilere öncelik ver (HVF) ve G2 tipi gemilere öncelik ver (LVF) kuralları, rıhtımlardaki maksimum kuyruk uzunluğu (S max ) başarım ölçütüne göre test edilmiştir. Tablo 6'da görüldüğü gibi, öncelik kuralları hemen hemen aynı sonuçları verdiğinden bu dört öncelik kuralının test edilmesi yeterli görülmüştür. Bir yıllık benzetim süresince on yineleme sonucunda elde edilen Tablo 6'daki ortalama S max değerleri, Tablo 5'deki seçeneklerden birine göre (örneğin Seçenek 2 koşullarında) elde edilmiştir. Şekil 5 ve Tablo 5'de görüldüğü gibi en çok beklemelerin R1 ve R4 rıhtımlarında olduğu Tablo 6'da da görülmektedir. Öncelik kuralları arasında çok az bir değişme LIFO öncelik kuralında görülmekte, diğer öncelik kurallarındaki değişme ise yok denecek kadar azdır. Bir yıl boyunca limanda rıhtımlara yanaşmak için bekleyen gemi sayısının oldukça düşük olduğu, yani beklemelerin az olduğu sonucu ortaya çıkmakta ve bunu liman yöneticileri de doğrulamaktadır. Limanın normal kapasitesinin altında çalıştığı göz önüne alınırsa bir yıllık bir peryotta beklemelerin az olması doğaldır. Bu nedenle öncelik kurallarının yaklaşık aynı sonuçları vermesi normal gözükmektedir. Yatırım Stratejilerinin Maliyet Analizi Trabzon Liman İşletmesi hizmetlerinde en önemli faaliyet olarak yükleme-boşaltma hizmetleri olduğundan bu çalışmada, yatırım stratejisi olarak yükleme-boşaltma araçlarıyla ilgili Tablo 6. On Yineleme Sonucunda Öncelik Kurallarını S^,,' a Göre Karşılaştırılması. Öncelik kuralları Rıhtımlar R1 R2 R3 R4 FIFO LIFO HVF LVF

14 Emrullah Demirci, Tülin Araz, Ercan Köse Tablo 7. Yükleme-Boşaltma Araçlarıyla ilgili Bilgiler. Yükleme Boşaltma Araçları Alış Yılı Alış değeri [TL] Rıhtım Vinçleri Mobil Vinçler Forkliftler 25 tonluk vinç 10 tonluk vinç 10 tonluk vinç 5 tonluk vinç 3 tonluk vinç 40 tonluk vinç 25 tonluk vinç 10 tonluk vinç 10 tonluk vinç 10 tonluk vinç 10 tonluk vinç 3 tonluk vinç (3 adet) 25 tonluk forklift 10 tonluk forklift 5 tonluk forklift 5 tonluk forklift 5 tonluk forklift (2 adet) 3 tonluk forklift 3 tonluk forklift 3 tonluk forklift 3 tonluk forklift 2 tonluk forklift n 1990 rı '*' '" * (*) Teknik ömürleri henüz bitmemiş yükleme boşaltma araçları Tablo 8. Liman Araçlarının UNCTAD'a Göre Teknik Ömürleri'"'. Araç Konteyner Rıhtım Mobil Forklift Traktör Treyler vinci vinci vinç Ömür [yıl] (*) Kaynak : UNCTAD. Port Development,TD/ E/C, 4/175, United Nations, yatırım üzerinde durulmuştur. Sürmen (1994) tarafından aynı işletme üzerinde beş yıllık ( ) için yaptığı bir çalışmada da limanın faaliyet gelirleri içinde ortalama %50 gibi en yüksek oran, yükleme-boşaltma araçlarıyla ilgili hizmet satışları olduğunu vurgulamaktadır. Dünyanın çeşitli ülkelerinden gelen gemilere her türlü hizmet verilen ve aynı anda onbeş gemiden yükleme-boşaltma yapılabilen Trabzon Limanı'nda oniki rıhtım vinci, onbir mobil vinç ve yirmidört forklift bulunmaktadır. Bu araçlarla ilgili maliyet analizi için araçların ekonomik ömrü, yıllık bakım ve yakıt maliyetleri, yıllık çalışma saatleri. yıllık faizler gibi bilgiler tutulmadığından elde edilememiştir. Ancak muhasebe kayıtlarından Tablo 7'deki bilgiler elde edilebilmiştir. Tablo 7 incelendiğinde Trabzon Liman işletmesi'nin yükleme-boşaltma araçlarının çoğu, UNCTAD'ın dünya limanları için belirlediği Tablo 8'deki verilere göre teknik ömürlerini tamamlamış bulunmaktadırlar. Ayrıca vinçlerden 3 tanesi tamamen hurdaya ayrılmış durumda, iki tanesi de yeni olmasına rağmen arızalı durumdadır. Geri kalan vinçlerin bakım masrafları, getirilerinden çok daha fazla olacağı açıktır yılları arasında beş yıllık için Sürmen (1994) tarafından 13

15 Trabzon Limanı'nın Benzetim Modeli yapılan çalışmada ortalama hasılat/maliyet oranı olarak ortaya çıkmaktadır. Başka bir deyişle yükleme-boşaltma araçlarının bir birim getirilerine karşılık iki birim götürüye (maliyete) karşılık gelmektedir. Sonuç olarak Trabzon Liman işletmesi'nin yükleme-boşaltma araçlarının acilen yenilenmesi gerekmektedir. SONUÇ Trabzon Limanı'nın incelenmesi için bir benzetim modeli oluşturulmuş ve model toplanan verilerle çalıştırılarak doğruluğu test edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışma devam etmekte olup stratejiler, liman yöneticilerinin istekleri doğrultusunda arttırılarak deney tasarımı genişletilmektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda, yükleme - boşaltma araçları ekonomik ömürlerini tamamladıklarından liman hizmetlerinde yetersiz kalmakta ve bunun sonucunda en yüksek maliyete sahip olmaktadırlar. Bu nedenle öncelikle yükleme-boşaltma araçlarına yapılacak yatırımla, liman verimliliğinin arttırılması mümkün olacaktır. Bundan sonraki çalışmalarda seçenek stratejiler, farklı öncelik kuralları, daha uzun benzetim süresi, seçenek stratejiler arasından en iyi stratejilerin belirlenmesinde istatistiksel testlerin uygulanması gibi tasarılar üzerinde olacaktır. NOT: Bu çalışma KTÜ Araştırma Fonu tarafından desteklenmektedir. KAYNAKÇA 1. Araz, T., Demirci, E. ve Köse E., "Liman Sistemi Benzetimi", Yöneylem Araştırması/ Endüstri Müh. XVII. Ulusal Kongresi, ODTÜ-Ankara, Avvesim, User's Guide, Balcı, O., "Guidelines for Successful Simulation Studies", Proceedings of the Advances in Simulation' 92 Symposium, BÜ-istanbul, 1-16, DİE, Taşıma Sistemleri, Ankara, El-Sheikh, A.A.R., Paul, R.J., Harding, A.S. and Balmer, D.W., "A Microcomputer-Based Simulation Study of a port", J. Op. Res. Soc, Vol. 38, No. 8, , Hassan, S.A., "Port Activity Simulation: An Overwiew", Simulation Digest, Vol. 23, No. 2, 17-36, Hayuth, Y., Pollatschek, M.A. and Roll, Y., "Building a Port Simulation", Simulation, Vol. 63, No. 3, , Kondratovvicz, L.J., "TRANSNODE-The Simulation of Intermodal Transportation Terminals", International Symposium on Cooperation and Competition Between East and West in Maritime Transport, , Park, C.S. and IMoh, Y.D., "A port Simulation Model for Bulk Cargo Operation", Simulation, Vol. 48, No. 6, , Ramani, K.V., "An Interactive Simulation Model for the Logistics Planning of Container Operations in Seaports", Simulation, Vol. 66, No. 5, , Sürmen, Y., "Trabzon Liman işletmesi'nin Özelleştirme Raporu", KTÜ İİBF işletme Bölümü Trabzon, Teo, Y.M., "PortSim: Simulation and Anirnation of Contanier Port", Proc. of the Summer Simulation Conference, , TDİ, Brifing Dosyası, Trabzon Liman işletmesi Müdürlüğü, Tuğcu, S., "istanbul Limanı Yatırım Planının Belirlenmesinde bir Benzetim Yöntemi Uygulaması", Yöneylem Araştırması VI. Ulusal Kongresi Bildiriler Kitabı, 51-70, DAHA ETKİN, DAHA GÜÇLÜ BİR ODA İÇİN ÜYELİK AİDATIMIZI YATIRALIM ADRESİMİZİ GÜNCELLEYELİM 14

16 Endüstri Mühendisliği Dergisi Cilt:-11 Sayı:1 Sayfa: (15-22) Makina Mühendisleri Odası SERAMİK ÜRETİMİNDE BENZETİM Harun Reşit YAZGAN ' Seher POLAT' Sakarya Üniversitesi Endüstri Mühendisliği ' Nihal SÜTÜTEMİZ 2 Sakarya Üniversitesi iktisadi idari Bilimler Fakültesi işletme Bölümü 2 ÖZET Bu çalışmada seramik sanayinde faaliyet gösteren bir firmanın üretimi benzetim yaklaşımı kullanılarak modellenmiştir. Çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada, fabrikanın mevcut üretim yapısı analiz edilerek toplam üretim miktarları, yarı mamul stogu, değirmenlerin, kurutma odasının, fırınların kapasiteleri ve çalışan operatörlerin kullanım oranlan dikkate alınmıştır, ikinci aşamasında ise mevcut üretimin sorunlarını çözmek ve yönetimin isteklerini başarmak amacıyla alternatif bir üretim modeli önerilmiş ve bu alternatif modelin sonuçları benzetim kullanılarak elde edilmiştir. Önerilen model yönetim tarafından uygun bulunarak uygulamaya başlanmıştır. GİRİŞ Benzetim tekniği üretim problemlerini çözmede yaygın olarak kullanılan tekniklerden biridir (Arer, 1997, Domenice, 1997). Öncelikli olarak fabrikadaki mevcut üretim akışı bilgisayar ortamına taşınmıştır. Sistem simüle edilerek sistemdeki belirlenen kriterlerin istatistiki sonuçları alınmaktadır. Sonraki adım ise, mevcut sistemin verilerinden hareketle, sistemde görülen aksaklıkların giderilmesi ve sistemin iyileştirilmesi amacıyla sistemin giriş parametrelerinde değişiklikler yapılmıştır. En iyi sonuçlar elde edilene kadar parametreleri değiştirme işine devam edilmiştir. ( Ören, 1984, Granino, 1989, Sevinç, 1991). Firmanın farklı ürün çeşitleri olmasına rağmen araştırma kapsamına aldığımız ürünleri; tuvalet taşı, lavabo ve klozet olarak sınırlandırılmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde her ürünün üretim aşamaları modellenmiş ve mevcut durumla ilgili detaylı istatistikler elde edilmiştir, ikinci bölümde ise alternatif üretim modeli sunulmuştur. Sonuç bölümünde ise iki modelin karşılaştırılması yapılmaktadır. ÜRETİMİN AŞAMALARI Tuvalet taşı, lavabo ve klozet nihai ürün olana kadar aşağıdaki üretim aşamalarından geçmektedir. Çamurhane Dökümhane Kurutma Rötuş Sırlama Fırın Kalite kontrol Depo Çamur Maddesinin Hazırlanması: Çamurun oluşmasında feldspat, kaolen, silis kumu, kil, silikat, Ba, CO 3 ve su kullanılarak değirmenlerde 25 saat devir/dak. döndürülerek işlenecek hale getirilmektedir. Sonraki işlemde ise kil açıcıda su ile karıştırılmaktadır. Bu işlemde saat arasında sürmektedir. Elde edilen çamur karışımı elekten geçirilerek ürünlerin kalitesine etki edecek yabancı maddelerden arındırılır ve çamur üretime hazır hale getirilerek stoklama alanına alınır. Bir başka değirmende de albit, kuars, zirkon, 15

17 Harun Yazgan, Seher Polat, Nihal Sütütemiz çinko oksit, mermer, kaolen, soda ve su kullanılarak mamulün üzerine konulacak sır çamuru elde edilmektedir. Dökümhanedeki Üretim Aşamaları: Dökümhanede tuvalet taşı, lavabo ve klozet döküm aşamaları aşağıda ki gibidir. A) Tuvalet Taşı Döküm Aşamaları: 1- Tuvalet taşının dökümü gece gerçekleştirilmektedir. Gece 01.00'de çamurhaneden çekilen çamur kalıplara dökülür. 2- Çamurun kalıpta kalma süresi bir saat elli dakika. Yani arası. 3- Kalıbın sökülebilmesi için kalıba yarım saat boyunca havanın verilmesi işlemi arası. 4- Kalıptaki çekirdeklerin (yardımcı elemanların) çıkarılması arası. 5- Çekirdekteki çapakların temizlenmesi arası. 6- Mamuldeki deliklerin tıkanması arası. 7- Mamullerin kalıplardan alınıp raflara dizilmesi arası. 8- Raftaki malların çapaklarının ( fazlalıkların ) alınması arası. 9- Kalıpların bir sonraki döküme hazır hale getirilmesi arası. 10- Raflara alınan malların genel rötuşunun yapılması arası. 11- Raflardaki malların saat sonra kurutma odasına alınması, (ertesi güne kalmakta) B) Lavabo Taşı Üretme Aşamaları: 1- Kalıbın kontrol edilmesi arası. 2- Çamurhaneden alınan çamurun kalıplara dökülmesi arası. 3- Çamurun boşaltılması arası. 4- Mamulün kalıptan sökülebilmesi için kalıba hava verilmesi arası. 5- Kalıbın açılmasından sonra mamuldeki deliklerin açılması arası. 6- Kalıptan çıkarılan mamulün regallere (raflara) alınması arası. 7- Bir sonraki döküm için kalıpların hazırlanması arası. 8- Raflara (regallere ) alınan mamullerin genel rötuşunun yapılması arası saat raflarda bekledikten sonra kurutma odalarına alınması.( Ertesi gün. ) C) Klozet Taşının Dökülmesi: 1- Kalıbın kontrol edilmesi arası. 2- Çamurhaneden çekilen çamurun kalıplara dökülmesi arası. 3- Çamurun kalıpta şekil alması için bekletilmesi arası. 4- Kalıbın ters çevrilmesi arası. 5- Kalıpların açılmasından sonra deliklerin delinmesi ve iç haznenin temizlenmesi arası. 6- Mamulün raflara (regallere) alınması arası 7- Mamullerin kurutma odasına alınmadan önce 22 saat bekletilmesi. Kurutma Odası: Dökümhaneden sonra mamullerin uğradığı bölüm kurutma odalarıdır. Kurutma odalarının kapasitesi ürün arasında değişmektedir. Ürünlerin belli bir ısıda tutularak daha iyi kurumaları sağlanıyor. Yirmi iki saatin sonunda mamuller dışarı alınıyor. Rötuş Bölümü: Kurutma odasından çıkan mamuller son düzeltmeleri yapılmak üzere rötuş bölümüne gelir. Sırlama Bölümü: Son rötuşları yapılan mamuller sırlama bölümüne gelir. Çamurhanedeki sır değirmeninden çıkan çamurlarla püskürtme sistemi ile ürünler kaplanmaktadır. Kullanılan renkler mavi, beyaz, krem ve pembedir. Fırınlama Bölümü: Fabrikada bir adet fırın bulunmakta ve iki günde üç defa yakılmaktadır. Fırının günlük kapasitesi adettir. Mamuller fırınlara arabalarla girmektedir. Mamullerin fırında kalma süresi dokuz saat, soğuması için ise yedi saat beklenmektedir. Kalite Kontrol: Çıkan ürünlerin kontrolleri yapılmakta ve hatalı ürünler ayrılmaktadır. Burada bütün ürünler kontrol edilmektedir. Hatalı mamuller çamurlara karıştırılarak tekrar kazanılması yönüne gidilmektedir. Depo: Kalite kontrolü yapılmış sağlam ürünler müşteriye ulaştırılmak amacıyla depoya alınmaktadır. BENZETİM MODELİNİN YAPISI Bu çalışmada kullandığımız Promodel benzetim yazılımı beş ana bölümden oluşmaktadır. a) Path Netvvorks: Hammaddeden başlanarak son mamul olana kadar takip edilen yolu göstermektedir. b) Entities: Modelde ele alınan üç ürün vardır, 16

18 Seramik Üretiminde Benzetim bunlar tuvalet taşı, klozet ve lavabo dur. c) Arrivals: Seçilen ürünlerin üretiminde kullanılan kil toprak ve üzerilerine atılan sır hammaddesini göstermektedir. d) Process: Üretimin hammaddeden başlayarak son mamul olana kadar olması gereken işlemleri göstermektedir. e) Locations: Fabrika içindeki değirmenlerin, kalıpların, fırınlar, kurutma odaları, rötuş, sırlama ve kalite kontrol merkezlerinin yerleşim planını göstermektedir. (Promodel, 1995). MODEL I: MEVCUT ÜRETİM MODELİ Öncelikli olarak işletmenin mevcut üretim modeli incelenmiş ve üretim bilgisayar ortamında benzetimi yapılacak şekilde oluşturulmuştur. MODEL II: GELİŞTİRİLEN ÜRETİM MODELİ Bu model de ise mevcut üretim modelinin benzetim sonuçlarından ve yapılan istatistik analizlerin sonuçları dikkate alınarak üretimin ve kapasite kullanım oranlarının artırılması amacıyla alternatif model önerilmiştir. Alternatif model de, kurutma kapasitesi artırılmış ve yeni bir fırının ilavesi düşünülmüştür. Kurutma odasının kapasitesi 1200 adet ürün ve yeni fırın kapasitesi 250 adet ürün olacak şekilde tasarlanmıştır. Her iki modelin grafik tasarımı EK-1 'de verilmiştir. İSTATİSTİKSEL ANALİZ Her iki modeldeki üretim süreleri 590 saat, bir aylık işgücüdür. Sistem bu süreden sonra dengeye ulaşmakta ve kararlı bir yapıya kavuşmaktadır. Modelin dengeye gelmesindeki koşum süresi yaklaşık 20 dakika sürmektedir. Farklı parametreler seçilerek 30 farklı benzetim deneyi sonuçları alınmıştır. Bu deney seti ise, birinci değirmenin kapasitesi, kalıp sayıları, kurutma odası kapasitesi, birinci ve ikinci fırın kapasiteleri için farklı değerler seçilerek oluşturulmuştur. Bu farklı deneylerin sonuçları EK-2 ve EK-3 de grafiksel olarak üretim miktarları, yarı mamul stoku, ortalama üretim akış zamanları, fırın 1, sırlama ve rötuş da çalışan operatörlerin kullanım oranları verilmiştir. ANOVA TESTİ : Bu bölümde Model 1 ve Model 2 nin birbirinden farklı olup olmadığı araştırılacaktır. Bunun içinde varyans analizi seçilmiştir. Varyans analizi, iki farklı modelin toplam değişkenliğini kısımlara ayırmaya ve her kısmın farklılığını belirli bir kaynağa (nedene) dayandıran bir tekniktir. Her iki modeldeki sonuçlar gruplandırılacak ve bu gruplarla ilgili ana kütle ortalamalarının birbirlerine eşit olup olmadığı araştırılacaktır. Seçilen her iki modeldeki değişken sayısı birden çok olduğu için ANOVA testi bu karşılaştırılmaya uygundur. ANOVA testi Tablo 1 de verilmiş ve sonuçlara göre Model 1 ve Model 2 arasında %5 güven aralığında farklılık olduğu sonucu görülmektedir. Tablo 1. Anova Test Sonuçları Anova Test Sonuçlar ı Lavabo Üretimi (Model I-Model II) Tuvalet Taşı Üretimi (Model I-Model II) Klozet Üretimi (Model I-Model II) F Değerleri 661,53 364, ,474 REGRESYON ANALİZİ: Bu farklılıktan yola çıkarak üretim miktarlarına etki eden parametrelerin araştırılması amacıyla regresyon analizi yapılmıştır. Bağımlı ve bağımsız değişkenlerin seçiminde işletmenin öncelikleri dikkate alınmıştır, işletme için en önemli konu üretim miktarı ve onu öncelikli olarak etkiyen nedenlerin ortaya konulmasıdır. Bu yüzden üretim miktarı bağımlı değişken ve fırınların kapasiteleri, birinci değirmen kapasitesi, üretimde kullanılan kalıp sayılan ve kurutma odasının kapasiteleri bağımsız değişken olarak regresyon denklemine girmiştir. Sırlama ve Rötuş bölümlerinde kullanılan operatörler ve sayıları işletme için kısa süre içinde artırılma veya azaltma kolaylığı olduğundan dolayı denkleme alınmamıştır Bu amaçla her ürün için aşağıdaki denklemler yazılmıştır. Model 1 : Lavabo Üretimi I 1= 0,495Fırın1 0,03Değirmen1+0,182L1kalıp+0,635Kurutma Kapasitesi Tuvalet Taşı Üretimi T1= 0,485 Fırın 1-0,12 Değirmen T1 kalıp+0,873 Kurutma Kapasitesi Klozet Üretimi K1= 0,349 Fırın 1-0,05Değirmen 1+0, 155K1 kalıp + 0,745 Kurutma Kapasitesi 17

19 Harun Yazgan, Seher Polat, Nihal Sütütemiz Tablo 2. Bağımlı Değişken ile Bağımsız Değişkenler Arasındaki Regresyon Analizi Sonuçları Bağımsız değişkenlerin t değerleri Fırın 1 Fırın II Değir Kalıp Kurutma R 2 F men 1 sayısı Odası Kapasitesi Model 1 Lavabo Üretimi 14,35 5,4 5,187 12,619 0,89 9,975 T. Taşı Üretimi 14,075 4,9 4,264 15,928 0,85 20,376 Klozet Üretimi 13, ,417 11,266 0,92 72,524 Model II Lavabo Üretimi 14,125 15,43 6,3 3,23 15,965 0,90 11,455 T. Taşı Üretimi 15,288 14,89 4,1 4,88 14,822 0,89 9,989 Klozet üretimi 14 15,90 5,6 5,36 16,333 0,92 10,666 Model 2 Lavabo Üretimi L1 =0,245 Fırın 1+0,203 Fırın 2-0,01 Değirmen 1 +0,475L2 kalıp + 0,245 Kurutma Kapasitesi Tuvalet Taşı Üretimi T111,35 Fırın 1+0,305 Fırın 2-0,08 Değirmen 1 +0,563T2 kalıp+0,3 Kurutma Kapasitesi Klozet Üretimi Yukarıda verilen denklemlerin anlamlılığını test amacıyla F testi uygulanmış ve F değerlerinin tamamı 4 den büyük çıkmıştır bu yüzden denklemler için seçilen bağımlı ve bağımsız değişkenlerin anlamlı olduğu sonucuna varılmıştır. F değerleri Tablo 2'de verilmiştir. Denklemlerin hangi oranda bağımlı bir değişkenin bağımsız değişkenler tarafından açıklandığı incelenmiş ve R 2 %85 ila %92 oranı arasında açıkladığı sonuçları bulunmuştur. Örnek olarak birinci modeldeki Lavabo üretimini, bağımsız değişkenler %89 oranında açıklamaktadır. Tuvalet taşını %85 ve Klozet üretimini ise %92 oranında açıklamaktadır. Model II ise bu oranlar %90 oranında Lavabo üretimi, %89 oranında Tuvalet taşı ve %92 oranında klozet üretimini açıklamaktadır. R 2 değerleri Tablo 2 de verilmiştir. Denklemlerin açıklanmayan kısmı ise denkleme alınmayan başka parametrelere bağlı olarak değişebilecektir, bu çalışmada denklemlere Rötuş ve Sırlama bölümlerinde çalışan operatörler dikkate alınmamıştır. Bu denklemlerden yola çıkarak, bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkeni hangi oranda ve hangi yönde değiştirdiğini belirleyen t testi uygulanmıştır. Elde edilen t değerlen Tablo 2 de verilmiştir. Bağımlı değişkene en fazla fırınların ve kurutma odası kapasitesinin pozitif olarak etki ettiği Tablo 2 de görülmektedir. Bunlarda fabrikadaki en önemli dar boğazı oluşturmaktadır. Bu sonuçlardan çıkarılacak sonuç ise, fırınların ve kurutma odasının kapasiteleri artırıldığında üretimlerin pozitif olarak artacağıdır. Eğer işletme üretimde artışı düşünüyorsa öncelikli olarak fırın ve kurutma odası kapasitesinin artırımını kalıp ve değirmen kapasitelerinin artırımından daha öncelikli olarak düşünmelidir. 18

20 Seramik Üretiminde Benzetim 0e Simulation gpttons jnlormation ^indow Intot^cl Help -Ifll J _>J Hti 05 MIN 03 HAMMADDE STOK ALANI in KİL AÇICI o KURUMA RAFLARI LAVABO KAMPLARI SIR DEDİRMENİ ÇAMURHANE ÖZET.IPLARI ' ' KALIPHANE BİTMİŞ ÜRÜN STOICALANI KALİTE KONTROL ALANI igbbaılat üjy Microsoft Wotd *^ProModol - sshei4.m.. C 16:32 SrilEFn MQD [Normal Run) H 0» iimulation Qptions Information f I IHI 26 MIN 50 TUVALET TAŞI LAVABO KALIPLARI KALIPLARI Hdp KİL AÇICI o KURUMA RAFLARI SIR DEÖIRMENI ÇAMURHANE KLOZET KALIPLARI KALIPHANE BİTMİŞ ÜRÜN STOK ALANI - SEHER :4G Şekil 1 19