imalat sistemlerinin gelişimi İşletmelerin amacı pazarda kalmak, büyümek ve kâr sağlamaktır. Endüstrinin tarihi gelişiminde, aynı amacı gerçekleştirmek için farklı yollar denenmiştir. Yıllarca, dar ürün yelpazesine sahip ürünler büyük hacimlerde üretilerek maliyet azaltılmaya çalışılmış ve yığın/kitlesel imalat kavramı benimsenmiştir.
imalat sistemlerinin gelişimi Yığın tipi imalatta amaç, çok fazla üretmek ve kapasitenin tümünü kullanmaktır. Bu üretimin en büyük dezavantajları, yüksek stoklarla çalışma ve yerleşimin değişikliğe izin vermemesi yani esnek olmamasıdır. Pazarların küreselleşmesiyle işletmelerin rekabet edebilme ihtiyacı ortaya çıkmış ve yığın tipi imalatın esnek olmaması, rekabet açısından engel oluşturduğunu göstermiştir.
imalat sistemlerinin gelişimi İmalattaki rekabet artık ulusal sınırlarla tanımlanmıyor. Dünya pazarının paylaşımı çok sayıdaki ülkenin küresel rekabetine dayanıyor. İmalatçılar uzun dönem dünya rekabetçileri arasında ayakta kalabilmeyi istiyor.
imalat sistemlerinin gelişimi Bu nedenle bu firmaların; modası geçmiş eski metotlar, süreçler, işlemler ve sistemler yerine son model teknolojileri benimsemek ve işletmelerine yerleştirmek zorundadır.
imalat sistemlerinin gelişimi 21.yüzyıl işletme çevreleri; genişleyen küresel rekabet, ürün çeşitliliğindeki artış ve düşük taleple mücadele etmek durumundadır.
imalat sistemlerinin gelişimi Dünya sınıfı rekabetçiler işletmelerinde aşağıda bahsedilen özellikleri rehber edinmelidir. Yeni teknolojik süreçleri mümkün olduğunca hızlı bir şekilde uygulamalıdır. Ürün kalitesi, servis ve süreçlerini geliştirmeli ve iyileştirmelidir.
imalat sistemlerinin gelişimi Amaçlarına ulaşmak için (bencmarking) kıyaslama ve imalat stratejileri geliştirmelidir. Pazar ihtiyaçlarına artan bir esneklikle ve hızlı bir şekilde cevap verebilmelidir. Çalışan motivasyonunu ortak amaçlar içinde düşünmelidir.
imalat sistemlerinin gelişimi Oysa 60 lı ve 70 li yıllarda ürün maliyeti temel rekabet avantajı olarak görülmekteydi. Daha sonraları 80 li yıllarda maliyet kaliteyle yer değiştirdi ve önemli bir rekabet avantajı olmaya başladı.
imalat sistemlerinin gelişimi Şimdi ise ürünlerin birim maliyeti ve yüksek kalitesi artık rekabet avantajı olarak görülmemektedir. Günümüzde müşteriler en düşük maliyet, yüksek kaliteyi zaten garanti olarak görmektedir.
imalat sistemlerinin gelişimi Ne yazık ki, bu değişikliğe direnç gösteren ve önemini göremeyen bazı firmalar ise pazar paylarında kayıplara uğramış ve birçoğu da pazardan silinmiştir.
imalat sistemlerinin gelişimi Günümüzde, teslimat performansları, çevre bilinci (atık geri dönüşümleri, çevre kirliliğine yol açmaksızın üretim) organizasyonların başarılarında, artan pazar paylarında ve kârlılıklarında önemli rol oynamaktadır.
imalat sistemlerinin gelişimi O zaman işletmeler nasıl bir yol izlenmeli ve bu değişim karşısında rekabet avantajlarını nasıl sürdürebilmelidir?
imalat sistemlerinin gelişimi İlk aşamada gereksinim duyulan şey günümüz ve gelecek için pazardaki mücadeleye cevap verebilecek doğru işletme stratejilerini geliştirmektir. Sadece teknolojik anlamda değil aynı zamanda düşünce olarak da yön değişimi gerçekleştirilmelidir.
imalat sistemlerinin gelişimi Yön Değişimi; ürünün müşteri isteklerine göre tasarlanması anlamına gelmektedir. Ayrıca işletme stratejilerilerinin de doğru belirlenmesi gerekir.
imalat sistemlerinin gelişimi Bu doğru iş gücünün, teknolojinin ve işletme süreçlerinin seçimi demektir. Ayrıca; şirket evliliklerine dayalı stratejiler, teknoloji, insan ve işletme süreçleri de önemlidir.
imalat sistemlerinin gelişimi Şirket politikaları ve stratejilerini geliştirmek için bir işletmenin tüm fonksiyonlarının; finans, Satış/pazarlama, ürün mühendisliği, imalat ve insan kaynaklarının işletme amaçlarını gerçekleştirecek şekilde birbirleriyle uyumlu ve çelişmeden çalışması gerekir.
imalat sistemlerinin gelişimi Burada anlatılmak istenen bir imalat işletmesinin tüm fonksiyonlarına sürekli olarak ürünler, ürün özellikleri ve Pazar bileşenleri hakkında geri besleme ulaşmasıdır.
imalat sistemlerinin gelişimi Müşteri ve İmalat İşletmesi
Sonuç olarak diyebiliriz ki; Pazarların küreselleşmesi ile imalat kurumlarının rekabet edebilmek için daha güçlü olmaya ihtiyaç duymaları ve yığın imalat kısıtlarının, rekabet açısından engel oluşturması ileri imalat teknolojileri kavramı gündeme gelmiştir.
İleri imalat teknolojileri, özellikle bilgisayarların üretim sürecine girmesiyle gelişmiş ve günümüzde hem üretim hem yönetim alanında yaygınlık kazanmışlardır. İnsan kaynaklarını da bu kapsamda ele almak gerekir.
Çünkü sadece yeni teknolojileri ele alarak insan kaynağını bunun dışında bırakarak başarı sağlanamaz. Bu teknolojiye uyum sağlayacak şekilde iş gücünün de eğitilmesi ve uzmanlaştırılması gerekmektedir.
İleri imalat teknolojileri çerçevesinde ele alacağımız konular; Tam zamanında imalat (JIT), Esnek imalat, CAD/CAM, CIM, Yalın imalat, Eşzamanlı mühendislik, Hücresel imalat.
Yalın imalat Yalın imalat bir imalat felsefesidir. Kökeni 1960 Japon otomotiv endüstrisine uzanmaktadır. Yalın imalat değer akış analizi, çekme sistemleri/kanban ve hücresel imalat gibi üretim etkinliğini iyileştirici çeşitli imalat tekniklerini içermektedir.
Genel bir ifade ile yalın üretim; en az kaynak kullanımıyla, en kısa zamanda, en ucuz ve hatasız üretimi müşteri talebine bire bir cevap verecek şekilde tüm üretim faktörlerini en esnek şekilde kullanarak üretim gerçekleştirmek olarak tanımlanmaktadır.
Yalın üretimin ana stratejisi; hızı arttırıp, akış süresini azaltarak kalite, maliyet, teslimat performansını aynı anda iyileştirmektir. Bu sayede; Sıfır hatalı, tam zamanında, küçük partiler halinde, yüksek çeşitlilikte üretim yapılması öngörülür.
Çekme/Kanban Sisteminin Faydaları Verimliliği artırır Envanteri ve çalışma alanını düşürür Genellikle imalat içi envanteri % 50 oranında düşürür.
Yalın imalat müşteri siparişi ile ürün sevkiyatı arasında geçen zamanı ve hazırlık zamanlarını azaltarak, daha az envanter, daha az hata ile her türlü israfı ortadan kaldırmayı ve böylelikle üretimde tam zamanındalığı yakalamayı amaçlamıştır (Bamber ve Dale, 2000).
Hücresel İmalat Hücresel imalat tek parça akışı olarak bilinen bir kavramı gerçekleştirmeye olanak sağlar. Ekipman ve iş istasyonları malzeme akışının düzgün bir şekilde izin verecek şekilde ardışık olarak ayarlanır. Aşağıdaki şekilde bir hücre gösterilmiştir.
U şekilli hücre; üretim malzemeleri ve çalışanların hareket mesafelerini düşürür. Faydaları; Gecikme zamanlarını kısaltır Kalite ve verimliliği iyileştirir Takım çalışması ve iletişimi iyileştirir Esnekliği iyileştirir.
GRUP TEKNOLOJİSİ VE HÜCRESEL İMALAT Grup teknolojisi birçok avantaj sağlamaktadır. Aynı özelliklere sahip parçaları bir araya toplayarak imalat maliyetlerini düşürmekte ve verimliliği artırmaktadır. Aynı zamanda; planlama zamanı, kağıt akışını, hazırlık zamanını, makine duruşlarını (çalışmama) imalat içi envanter, parça hareketlerini, bitmiş parça stoğunu ve maliyeti düşürmektedir.
Çeşitli aşamalardaki Grup teknolojisi uygulamalarının imalat maliyetlerine etkisi (Adapted From Ham 442 ) Tüm maliyet tasarrufları hemen gerçekleşmez Tasarım konusundaki iyileşmeler Malzeme yönetimi ve satın alma faydaları Üretim kontrol faydaları İmalat mühendisliği faydaları İşleme ve hazırlık zamanı faydaları Yönetim kazançları Tüm maliyetlerde düşme&verimlilikte artış Zaman/ay
GT neredeyse her işlemi ve fonksiyonu etkiler. GT bir teknikten ziyade imalat felsefesidir. Veri işleme Tasarım mühendisliği Satış-Pazarlama Bakım Envanter Takım mühendisliği Planlama Tahmin Satın alma Endüstriyel ilişkiler Kalite kontrol AR-GE Maliyet muhasebesi GT Montaj Yönetim İmalat mühendisliği Taşıma & Kabul
GRUP TEKNOLOJİSİ VE HÜCRESEL İMALAT Parça tasarımında % 50 Mühendislik zamanlarında % 52 Üretim alanı gereksiniminde % 20 Ham maddede % 42 Hazırlık zamanlarında % 69 Üretim zamanında % 70 İmalat içi envanterde % 62
ESNEK İMALAT SİSTEMLERİ Üretilebilen parça çeşitliliğinin fazla olması ve üretimin miktar olarak değiştirilmesi, üretimde esneklik kavramını gündeme getirmiştir. Günümüzde işletmeler; ürün çeşidinin fazlalığı, yüksek kalite, müşteri odaklı olma gibi nedenlerden dolayı, düşük, orta hacimli ve orta çeşitte üretim yapan Esnek Üretim Sistemlerine yönelmişlerdir.
ESNEK İMALAT SİSTEMLERİ Esnek üretim sistemleri; robotlar, otomatik malzeme taşıma sistemleri ve nümerik kontrollü tezgahlar ile desteklenmiş, bilgisayar kontrollü, iki ya da daha fazla esnek üretim hücresinden oluşan sistemlerdir. Bunlar parça üretimindeki değişikliklere adaptasyonu kolaylaştırır.
Bu kapsamda geliştirilen FMS, aşağıda sıralanan belirgin özelliklere sahiptir (Kusiak, 1990): Esnek imalat sistemlerinde malzeme iletim sistemi ve makinelerin otomasyon derecesi, klasik işleme sistemlerinden daha yüksektir.
Esnek imalat sistemi, eş değer bir klasik işleme sisteminden daha az sayıda makine içerir. Makinelerin yerleşimi malzeme iletim donanımı ile belirlenir. Hazırlık zamanları klasik işletmeninkinden daha küçüktür.
Tam zamanında üretim/jit Teknolojinin ilerlemesiyle ve sermayeden azami ölçüde yararlanmak amacıyla ve kitle üretimindeki olumsuzluklardan dolayı işletmeler Tam Zamanında Üretim felsefesini benimsemişlerdir.
Tam zamanında üretim/jit Tam Zamanında Üretim, gerekli parçaları,gerekli miktarda,gerekli olduğu yerde ve zamanda doğru kalitede üretmek olarak tanımlanabilir. Bu felsefeye göre sermaye, işgücü, ekipman gibi üretim kaynaklarının kullanımını en iyi hale getirme konusunda etkin bir üretim sistemi işletilmelidir.
TAM ZAMANINDA İMALAT (JIT) JIT, müşterinin istediği, ihtiyaç duyulan ürünü, en az miktarda malzeme, ekipman, işgücü ve alan kullanarak, ihtiyaç duyulan zamanda, ihtiyaç duyulan miktar kadar üretmek tekniğidir. Tamam zamanında imalat, işletmenin rekabet gücünde devrim yaratan bir felsefe olarak görülebilir. JIT te gecikme zamanı ve imalat maliyeti düşerken ürün kalitesi yükselir.
TAM ZAMANINDA İMALAT (JIT) JIT, akış şeklinde üretim yapılmasının sağlanması, üretim temposunun talep hızına eşitlenmesi, çeken üretim sisteminin kurulması gibi prensipler üzerine kuruludur. Üretim sistemi içinde aksaklıkları tolere etmeyen bir sistem yaratır, üretimde israfı en aza indirir, akış süresini azaltır.
TAM ZAMANINDA İMALAT (JIT)
TAM ZAMANINDA İMALAT (JIT)
EŞ ZAMANLI MÜHENDİSLİK EM, tasarım mühendisleri, üretim uzmanları, tedarikçiler, pazarlama ye kalite uzmanlarının ürün veya hizmet tasarımı için birlikte çalışarak üretim sürecini belirledikleri bir prosestir (Krajewski and Ritzman )
EŞ ZAMANLI MÜHENDİSLİK EM nin temel amacı bir ürünün tasarımının yaşam döngüsü boyunca minimum maliyetle yapılmasının sağlanmasıdır. Bir başka ifadeyle tüm faaliyetlerin paralel çalıştırılarak mümkün olduğunca erken başlatılmasıdır. Bunun sonucunda da tüm ürün geliştirme süreci kısaltılacaktır. EM, rekabet edebilmek. ürünlerini ye süreçlerini sürekli olarak geliştirmek ve gelişmelerini rakiplerinden önde sürdürmek isteyen firmalar için zorunlu bir yaklaşımdır.
İmalat sistemlerindeki gelişim aynı zamanda bilgi sistemlerindeki gelişmeler ile de birlikte ilerlemiştir. Bilgi teknolojilerinin kullanımı ile bilgisayar bütünleşik imalat (CIM) kavramı, 80 lerde ortaya atılmıştır.
Bilgisayar bütünleşik imalat sistemi; bilgisayar destekli tasarım (CAD), bilgisayar destekli proses planlama (CAPP), bilgisayar destekli imalat (CAM), bilgisayar destekli kalite kontrol (CAQC) ve otomatik depolama ve geri çağırma (AS/RS/Automated storage and retrieval system) fonksiyonlarından oluşur.
CIM kavramının ana avantajları, verimliliğin, esnekliğin, kalitenin artması, tedarik zamanının ve yarı stokların maliyetlerinin azalmasıdır (Hannam, 1997).
Tüm bunlara ilaveten İleri imalat teknolojileri içinde ele alacağımız diğer konular; Malzeme işleme; Endüstride etkinliği sağlamak için nihai ürünün en hızlı ve doğru bir şekilde işlenmesi ve şekillendirilmesi gerekir. Buradaki anahtar faktör tezgahlar, kontroller, parça tutucular, depolama üniteleri, kesici tezgahlar ve CNC programlamadır.
Yüksek hızlı işleme (HSM), yüksek hızlı miller, yüksek besleme hızları verimliliği arttırmaktadır. Buna da; gecikme zamanlarını düşünerek, parça işleme doğruluğu ve yüzey kalitesini iyileştirerek sağlamaktadır. Tüm metal işleme operasyonlarında imalatçılar bir parçanın tezgahtan tezgaha hareket zamanını düşürerek, bir çok operasyonu (işlemi) tek bir hazırlık zamanı içinde yaparak gerçekleştirmektedirler.
Kesici araçlar ve aksesuarlar; özellikle son 30-40 senedir gerek Amerika da gerekse bir çok Avrupa ülkesi endüstrilerinde son teknolojileri kullanarak küresel rekabette etkili duruma gelmiştir. Aşındırıcı tollarda burada örnek olarak verilebilir. (Özellikle matkap uçları)(seramik,elmas,..)
Aparatlar: İmalatta parça sabitlemeyi, veya işlem yapmayı sağlayan bazı aparatlar vardır. Bunlar CNC gibi bilgisayar kontrollü tezgahlara sonradan bağlanarak modüler olarak veya doğrudan tezgah üzerinde sabit olarak bulunmaktadır. Örneğin vakumlu aparatlar ince veya metalik olmayan parçaların tutulması amacıyla kullanılır.
Özel tezgahlar: Özel veya geleneksel olmayan tezgahlar ve aksesuarlar standart tezgahlarla normalde mümkün olmayan işlemleri gerçekleştirmek amacıyla geliştirilmiştir. Bunlara örnek olarak; stereolithograpy makineleri (reçine veya UV ışınlarıyla parçaların modellerinin üretilmesinde kullanılan bir imalat teknolojisidir), lazerli CAD makineleri verilebilir. Bu tür tezgahlar sayesinde daha az zamanda da çok az aksaklıkla (makinelerden kaynaklanan) son derece uygun ürün imal etmek mümkün olur.
Lazer: Lazer sistemleri özellikle otomotiv, uzay ve ileri imalat gerçekleştiren diğer alanlarda çok yüksek seviyede fayda, esneklik ve rekabet avantajı sağlamaktadır. Örneğin; oldukça yüksek su akıntısını malzeme kesmede kullanan waterjet kesiciler (su jeti), aşındırıcı bir materyal içererek gerek sert gerekse yumuşak, kalın veya ince herhangi bir malzemenin kesimine olanak sağlarlar.
Bilgisayarlı Nümerik Kontrol (CNC) ve (CAD) Bilgisayar Bütünleşik Tasarım; Bilgisayarın keşfi imalat süreçleri ve prosedürlerinde adeta bir devrim yarattı. Bilgisayar tabanlı teknolojiler malların daha hızlı imal edilmesini, ürün kalitesinin yükseltilmesini ve imalat maliyetlerinin düşürülmesini mümkün kıldı. CAD/CAM sistemleri sayesinde 2 boyutlu ve 3 boyutlu modeller çok kolay bir şekilde çizilerek internet ortamında paylaşılabilmektedir.
Ölçüm, Muayene ve Kalite Kontrol; CNC nin hızı ve diğer bilgisayar kontrollü tezgahlar muayene sistemlerine gereksinimi yarattı. Kesin lokasyonların ölçümü ve boyut ölçüleri geleneksel ölçüm toolları kullanılarak gerçekleştirilmekteydi. Bunlar modern makinelerin verimliliğine ayak uyduramamaktaydı. Bu nedenle zaman tüketimi, maliyet ve insan hataları oluşmaktaydı. 1900 lerin başından beri çeşitli optik ölçüm araçları ve muayene teknikleri kullanılmaktaydı. Ama daha sonraları daha gelişmiş teknik ve araçlar kullanılarak özellikle günümüzde büyük bir rekabet unsuru olan yüksek kaliteli ürünler üretilmeye başlandı. (Örneğin; koordinat ölçüm sistemleri)
Sürekli iyileştirme (Kaizen): Mühendisler ve yöneticiler sıklıkla hatırlamalıdır ki; Eğer her şey, her zaman tamamıyla aynı tutuluyorsa, buralarda ilerleme olmayacaktır. sürekli iyileştirme programı yönetim yöneticiler çalışanlar işçi ilişkileri pazarlama tedarikçiler
MRP ve MRPII sistemleri Bunun sonucunda da müşterilerin kalite ve teslimat ihtiyaçlarını en düşük üretim maliyetlerinde karşılayabilecek bir üretim sistemi olan MRPII (Manufacturing Resource Planning, Üretim Kaynak Planlaması) geliştirilmiştir.
MRP ve MRPII 1960 larda ortaya çıkan MRP (Material Requirement Planning) Malzeme İhtiyaç Planlama, imalatta ki ürün ağaçlarından hareketle malzeme gereksinimlerini belirlemeye dayanan bir sistemdir. Ama 1970 li yıllarda bunun yetersiz olduğu ortaya çıktı ve MRPII/İmalat Kaynakları Planlaması ortaya çıktı. MRPII işletme içindeki tüm kaynakların planlanmasını sağlıyor ve işin içine kapasite konusunu da sokuyordu.
MRP ve MRPII MRP-II, işletmenin malzeme ve tezgahları kullanan tüm departmanları bütünleştirerek ortaya çıkabilecek kayıpları ortadan kaldırmayı hedefler. ERP (Enterprise Resources Planning) Kurumsal Kaynak Planlama sistemleri ise kurumun kendi iç süreçlerini bütünleştirmekle beraber işin kurum sınırları dışına taşan kısmını da destekliyor ve kurum müşterilerine, iş ortaklarına, tedarikçilere kadar uzanıyor.
Görüldüğü gibi, ileri imalat teknolojilerinin amacı, artan rekabet koşullarıyla baş edebilmek için üretimi bilişim teknolojilerinden azami ölçüde yararlanarak gerçekleştirmekle birlikte, Toplam Kalite Yönetimi, Tam Zamanında Üretim Grup Teknolojisi ve benzeri felsefelerin uygulanmasıyla israfı ve gereksiz faaliyetleri ortadan kaldırmaktır.
Yrd.Doç.Dr. Tijen Över Özçelik tover@sakarya.edu.tr