YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MAKİNE FAKÜTESİ ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
HÜCRESEL İMALAT SİSTEMLERİ
Fabrika Organizasyonu Ödevi
KENAN NAR 05062044
Cengiz Toksoy
İstanbul,2011
1
Özet
İşletmeler, ürettikleri ürünlerin teknik özelliklerine ve benimsedikleri anlayıslara göre belli bir üretim sistemi sistemi ile çalısmaktad çalısmaktadırlar ırlar.. Sahip oldukları oldukları donanınım donanınım tipleri, tipleri, çalısanlar çalısanların ın tipleri tipleri ve üretmeyi üretmeyi hedefledikleri miktarlar bu sistemin seçiminde bir kriter olarak düsünülmelidir. Günümüzde müsteri isteklerinin farklılasması ürün çesitliliginin artmasına ve atölye tipi üretime (kesikli üretim) karsı egilim arttırmıstır. Buradan hareketle grup teknolojisi yaklasımı ortaya çıkmıstır. Grup Teknolojisi (GT), orta çesitlilik ve hacimdeki parçaların diger üretim sistemlerine göre daha ekonomik olarak üretilebildigi bir üretim sistemi ve bilinen bir görevi gerçeklestirmek için, verilen durum ya da nesnelerin özellikleri arasındaki yakınlıktan istifade eden bir felsefedir. GT'nin bir felsefe olarak anılmasının sebebi, bir görev ya da isin tasarım ya da gerçeklestirme asamalarının her ikisini de içermesidir. GT'nin bir felsefe olarak anılmasının nedeni, bir görev ya da isin tasarım ya da gerçeklestirme asamalarının her ikisini de içermesidir. GT'nin uygulanması, bir fabrikada kullanılan otomasyonu otomasyonunn derecesine derecesine baglı degildir; degildir; tamamen tamamen otomasyona otomasyona dayanan bir fabrikada fabrikada oldugu oldugu kadar elle üretim sistemine dayanan bir isyerine de uygulanabilir. Hücresel Üretim Sistemi(HÜS), GT'nin atelye düzenine düzenine uygulanmasıdır uygulanmasıdır.. Hücresel Hücresel üretim, üretim, bir ya da daha çok makinenin bir hücre hücre olacak olacak biçimde biçimde gruplandıgı üretim tipidir ve gruplamalar, benzer süreçleri gerektiren parça aileleri için çalısma yapmak amacıyla gereksinim duyulan isler aracılıgıyla belirlenmektedir. Bu teknigin kullanılması için, benzer süreçleme özelliklerine sahip olan parça grupları olması, dahası; bu parça gruplarının benzerliklerinin belirlenmesi gerekir. Literatürde, makine/parça ailelerinin olusturulmasına yönelik çok sayıda teknik ve analiz mevcuttur. mevcutt ur. Çalısmamızda parça talepleri ve makine kapasiteleri dengeli ve dengesiz olarak iki farklı biçimde analiz edilerek sonuçlar karsılastırmalı bir biçimde sunulacaktır.
Anahtar Kelimeler: Hücresel İmalat Sistemleri, Grup Teknolojisi
2
Özet .......................................................................................................................................................2 SEMBOL LİSTESİ................................................................................................................................7 GİRİŞ.....................................................................................................................................................9 ÜRETİM SİSTEMLERİ.......................................................................................................................10 .1.2ÜRETİM SİSTEMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI...............................................................11 Sipariş Tipi Üretim Sistemi..........................................................................................................11 Akış Tipi Üretim Sistemi .............................................................................................................13 Proje Tipi Üretim Sistemi ............................................................................................................13 Sürekli Proses Üretim Sistemi......................................................................................................14 1.1.5.Hücre Tipi Üretim................................................................................................................15 GRUP TEKNOLOJİSİ.....................................................................................................................16 GRUP TEKNOLOJİSİNİN TARİHİ GELİŞİMİ..............................................................................16 GRUP TEKNOLOJİSİ.....................................................................................................................17 GRUP TEKNOLOJİSİNİN AVANTAJLARI:.................................................................................18 GRUP TEKNOLOJİSİNİN DEZAVANTAJLARI..........................................................................20 GRUP TEKNOLOJİSİ’NİN UYGULAMA AŞAMALARI.............................................................21 GT’NİN ÜRETİM MALİYETLERİNE ETKİSİ..............................................................................22 PARÇA AİLELERİN OLUŞTURULMASI ........................................................................................25 Parça Ailelerinin Oluşturulması:.......................................................................................................25 Elle ve Gözle Araştırma ile Parça Ailelerinin Oluşturulması(El-Göz Araştırması)......................26 Üretim Akış Analizi ile Parça Ailelerinin Oluşturulması .............................................................26 Parça Sınıflama ve Kodlama ile Parça Ailelerinin Oluşturulması:................................ ...................29 ................. ..29 Basitleştirme, Çeşitlendirme, Standartlaştırma:................................................................................30 Kodlamanın Genel İlkeleri................................................................................................................31 Kodlama Sistemi Seçimi:.................................................................................................................33 Kodlama sisteminin Kullanıcı tarafından Geliştirilmesi:..................................................................35 Kodların Sınıflandırılması:...........................................................................................................35 .............................................................................................................................................37 Parça Sınıflama ve Kodlama Sistemleri........................................................................................40 OPITZ Kodlama Sistemi..............................................................................................................41 BRISH Kodlama Sistemi..............................................................................................................42 CODE Kodlama Sistemi...............................................................................................................43 MICLASS Kodlama Sistemi ........................................................................................................44 DCLASS Kodlama Sistemi..........................................................................................................46 SAGT Kodlama Sistemi...............................................................................................................46 KK-1 Kodlama Sistemi ............................................. ...................... .............................................. .............................................. ........................................ ....................47 ...47 MAKİNE HÜCRELERİNİN OLUŞTURULMASI..............................................................................47 Makine Hücrelerinin Oluşturulması..................................................................................................47 Derece Sıralama ve Kümeleme Yöntemi......................................................................................48 Q Analiz Yöntemi:........................................................................................................................50 Doğrudan Sıralama Yöntemi:.......................................................................................................50 Benzerlik Katsayısı Yöntemi:.......................................................................................................51 Bağ Enerjisi Yöntemi:..................................................................................................................53 Dal Sınır Yöntemi:........................................................................................................................54 LIP Modeli:..................................................................................................................................56 P Ortanca Modeli..........................................................................................................................58 Atama Yöntemi............................................................................................................................60 Ortaklık Değeri Yöntemi..............................................................................................................62 Grafik Yöntemi.............................................................................................................................64 GRUPLAMA TEKNİKLERİ ..........................................................................................................66 GRUPLAMA BİÇİMLERİ...............................................................................................................66 GRUP TEKNOLOJİSİNİN TEKNOLOJİSİNİN İMALATA UYGULAMA YÖNTEMLERİ......................... YÖNTEMLERİ......................... ................67 ........... .....67 5.HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMLERİNE GENEL BAKIŞ...............................................................69 HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMLERİ..............................................................................................70 Hücresel Üretim Sistemi Nedir?...................................................................................................70 3
Hücre Nedir?................................................................................................................................72 Bir Hücrenin Yapısı......................................................................................................................72 YERLEŞİM TİPİNİN HÜCRELER ÜZERİNE ETKİSİ..................................................................73 U Tipi Yerleşim ve Hücre ............................................................................................................74 Hücresel İmalat Sisteminde Yerleşim Düzeni:.............................................................................75 NİÇİN HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMİ.........................................................................................76 HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMİNİN AVANTAJLARI..................................................................77 HÜS’nin zamana bağlı avantajları:..............................................................................................78 Kısa Dönemli Kazanımlar:.......................................................................................................78 Uzun Dönem Kazanımlar:........................................................................................................78 Tezgah Kullanım Oranının Yükseltilmesi:...................................................................................79 Operasyonel Kontrolün Geliştirilmesi:.........................................................................................79 Stoklarda Azalma:........................................................................................................................79 Hücresel Üretimin Karşılaştığı Problemler:......................................................................................79 HÜS’nin Uzun Dönem Planlaması Konusunda Ortaya Çıkan Problemler:.......................................81 HÜS uygulamasını içeren bir yatırım kararının farklı nedenleri olabilir:......................................81 Üretim Safhasında Karşılaşılan Güçlükler:...................................................................................82 Hücresel Üretim Sisteminde Tasarım:..............................................................................................82 Hücresel Üretim Tasarım İlkeleri ve Hücre Özellikleri: ..............................................................83 Hücresel İmalat İçin Üretim Planlama ............................................................................................84 Hücresel Üretim için Üretim Planlama ve Kontrol Sistemleri......................................................85 Hücresel Üretim’de Üretim Planlama için Bir Yapı.....................................................................85 Hİ İçin Üretim Planlamada Burbidge Yaklaşımı: PBC.................................................................89 Hücresel İmalatın Planlanması İçin Farklı Yaklaşımlar................................................................91 SONUÇ................................................................................................................................................93 KAYNAKLAR.....................................................................................................................................94
4
Şekiller Tablosu Şekil 1 Sipariş tipi üretim sistemi ........................................................................................................13 Şekil 2 Akış Tipi Üretim......................................................................................................................13 Şekil 3 Proje Tipi Üretim......................................................................................................................14 Şekil 4 Sürekli Proses Tipi Üretim.......................................................................................................14 Şekil 5 Grup Düzenleme.......................................................................................................................16 Şekil 6 Atölye Tipi Üretimde Toplam Üretim Zamanı Analizi.............................................................23 Şekil 7 Parça fabrikasyonu sırasında iş zamanının dağılımı.................................................................24 Şekil 8 Parça-makine ilişki matrisi ve oluşturulan parça aileleri ve makine hücreleri..........................28 Şekil 9 Parça numarası.........................................................................................................................29 Şekil 10 Üretim akış analizi örneği.......................................................................................................29 Şekil 11 Parça grupları.........................................................................................................................37 Şekil 12 Düz dikişli çarka ait monokod yapısı......................................................................................38 Şekil 13 Hiyerarşik olmayan kodlar.....................................................................................................39 Şekil 14 Polikodlar...............................................................................................................................39 Şekil 15 Polikodlar II............................................................................................................................40 Şekil 16 Yapı ve uzunluk......................................................................................................................41 Şekil 17 Rondela üretim resmi .............................................................................................................42 Şekil 18 Şekil 18’de verilen rondela Opitz dokuz basamaklı karma kod..............................................42 Şekil 19 Bilgisayar desteği...................................................................................................................44 Şekil 20 MULTİCLASS kodlama sistemi............................................................................................45 Şekil 21 MICLASS kodlama sistemi....................................................................................................45 Şekil 22 DCLASS kodlama sistemi......................................................................................................46 Şekil 23 Hücre tipi üretim.....................................................................................................................71 Şekil 24 Hücresel imalatta grup düzenleme .........................................................................................72 Şekil 25 Proses gore yerleştirilmişi bir farbika.....................................................................................75 Şekil 26 Gruplandırma ile akış hattının sadeleştirilmesi.......................................................................76 Şekil 27 Tzü ve Hüs ilişkisi..................................................................................................................77 Şekil 28 Hücresel üretime ilişkin bir tasarım yapısı..............................................................................83 Şekil 29 Hücresel Üretimde UPK için bir yapı.....................................................................................88 Şekil 30 PBC içinde aşama ve periyot uzunluğu..................................................................................91
5
Tablo I Üretim Sistemlerinin Temel Öğeleri........................................................................................11 TabloII Geleneksel üretim sistemlerinin karşılaştırılması ....................................................................15 Tablo III Parça nitelikleri - uygulamalar...............................................................................................34 Tablo IV Parçaların hiyerarşik kod yapınısının oluşturulaması ...........................................................37 Tablo V Benzerlik katsayısı yöntemi....................................................................................................52 Tablo VI Eski yeni değer karşılaştırması..............................................................................................68 Tablo VII Hücresel Üretim Sisteminin kurulmasından sonar elde edilen kazanımlar........................ ...79 Tablo VIII Hüs’te karşılaşılan sorunlar ve çözüm önerileri..................................................................80
6
SEMBOL LİSTESİ J ..................... İşçi sayısı veya son işçi K .....................Makine sayısı veya son makine ˆ j , K ˆi K
.............. j, i işçisinin kontrol ettiği makine kümesi
..................... Herhangi bir makine
k
..................... j işçisinin kontrol ettiği hattın giriş kısmındaki son makine
kj
..................... j işçisinin kontrol ettiği hattın çıkış kısmındaki ilk makine
k j
j
...................... Herhangi bir işçi
ˆ J
..................... İşçi kümesi
ˆ ..................... Makine kümesi K ~ ) ...................Optimum işçi sayısını sağlayan hattın k J (C ~ ) k J ( C
..................Optimum işçi sayısını sağlayan hattın çıkış kısmındaki ilk makine
ik
..................... k makinesine ait proses süresi
sk
.................... k makinesine ait işlem süresi
r k , k ′
giriş kısmındaki son makine
................. k makinesi ile komşu k ′ makinesi arasındaki taşıma süresi
k ′ ....................
k makinesi ile komşu makine
O ( K j ) ...............
j işçisinin rotası
Y ...................... Maksimum işlem ve proses süresi toplamı S sum ................. İşlem süreleri toplamı ˆ j S K
.............. j işçisi için işlem süreleri toplamı
ˆ j R K
.............. j işçisi için taşıma süreleri toplamı
ˆ j C K
.............. j işçisinin çevrim süresi
~ C .................... ~
Hattın mevcut çevrim süresi
................... Hattın mevcut işçi sayısı
J
(C ) .............. Mevcut çevrim süresi altındaki optimum işçi sayısı C ( J ) .............. Mevcut işçi sayısı altındaki minimum çevrim süresi
J
∗
~
∗
~
∗
C J
∗
~ J L (C )
~ (C ) ......... Optimum işçi sayısı altında minimum çevrim süresi
............... Optimum işçi sayısı (çevrim süresinin fonksiyonu olarak)
~ C L J
( ) .............. Minimum çevrim süresi (işçi sayısının fonksiyonu olarak)
~ f C ( j , k , k ) ........
(
~
A C , k , k
) ...k dan sonraki
g C ( k , k , k , k ~
′
S k
~ C
′
′
den daha fazla olmayan minimum çevrim süresi k ′ den önceki makinelerden maksimum çevrimli
) .. k dan sonraki
düzen
k ′ den önceki makineler arasındaki maksimum
.................... İlgilenilen makineler dışındaki makinelerin çevrim süreleri 7
çevrim
( k , k ) ............. Tek işçi ataması yapılamadığı takdirde minimum çevrimli düzen ∗ 1
∗ 1
8
GİRİŞ Üretim faaliyeti, geçmişten beri insanoğlunun yaşamını sürdürebilmesi için zorunlu bir faaliyet halinde gelişmiştir. Tarihe bakıldığında aslında üretimin yalnızca ekonomik bir faaliyet olmaktan çıkıp çağlar açıp çağlar kapatan bir olgu haline dönüştüğü görülebilir. İlkel insanın karnını doyurmak için avlanmaya başlaması ile birlikte insanın her ihtiyacı bir başka ihtiyacı gerektirmiş ve bu ihtiyaçların karşılanabilmesi için ise çevrede bulunan kaynakların nasıl bu ihtiyaçlara doğru yönlendirileceği sorusu insanın aklında yer etmiştir. Günümüze gelinceye kadar ihtiyaçlar çeşitlenmiş dolayısıyla mevcut kaynakların kullanımı hızla artmış ve sonuç olarak insanlar daha fazla üretmenin yollarını aramışlardır. Üretim; ekonomik olarak, sınırsız kabul edilen ihtiyaçların karşılanabilmesi için mal veya hizmetlerin insanlara fayda sağlayacak duruma getirilmesi olarak tanımlanabilir. Ancak, üretimi yalnızca bu sınırlar içinde tutamayız. Çünkü, üretim başlı başına bir düşünce sistemi, bir yaşam biçimi niteliğindedir. Ancak, üretimin fayda sağlama niteliği, üretime hangi noktadan bakarsanız bakın ortaktır. Üretime iş açısından bakacak olursak; bir işin faydalı hale getirilebilmesi için işi yapacak birisine ihtiyaç vardır. İşin sonucu olarak yaratılan değer üretimden başka bir şey değildir. Dolayısıyla, değeri yaratan kişi bu noktada önem kazanmaktadır. Günümüzde, üretim ile iş ilişkilerinin en yoğun yaşandığı yerler işletmelerdir. İşletmeler, içlerinde işgücünün de bulunduğu çeşitli kaynakların birleştirilip insanlara sunulmak üzere mal veya hizmet çıktısı üreten yerlerdir. İşletmeler, ürettikleri ürünlerin teknik özelliklerine ve benimsedikleri anlayışlara göre belli bir üretim sistemi ile çalışmaktadırlar. Sahip oldukları donanınım tipleri, çalışanların tipleri ve üretmeyi hedefledikleri miktarlar bu sistemin seçiminde bir kriter olarak düşünülmelidir. Günümüzde müşteri isteklerinin farklılaşması ürün çeşitliliğinin artmasına sebep olmuş ve atölye tipi üretime (kesikli üretim) karşı eğilim arttırmıştır. Buradan hareketle grup teknolojisi yaklaşımı ortaya çıkmıştır.Grup Teknolojisi (GT), orta çeşitlilik ve hacimdeki parçaların diğer üretim sistemlerine göre daha ekonomik olarak üretilebildiği bir üretim sistemi ve bilinen bir görevi gerçekleştirmek için verilen durum ya da nesnelerin özellikleri arasındaki yakınlıktan istifade eden bir felsefedir. GT'nin bir felsefe olarak anılmasının sebebi, bir görev ya da işin tasarım ya da gerçekleştirme aşamalarının her ikisini de içermesidir. GT'nin uygulanması, bir fabrikada kullanılan otomasyonun derecesine bağlı değildir; tamamen otomasyona dayanan bir fabrikada olduğu kadar elle üretim sistemine dayanan bir işyerine de uygulanabilir. Hücresel Üretim Sistemi(HÜS), GT'nin atölye düzenine uygulanmasıdır. Hücresel üretim, bir ya da daha çok makinenin bir hücre olacak biçimde gruplandığı üretim tipidir ve gruplamalar, benzer süreçleri gerektiren parça aileleri için çalışma yapmak amacıyla gereksinim duyulan işler aracılığıyla belirlenmektedir. Bu tekniğin kullanılması için, benzer süreçleme özelliklerine sahip olan parça grupları olması, dahası; bu parça gruplarının benzerliklerinin belirlenmesi gerekir. HÜS içerisinde iki zorunlu ön koşul mevcuttur: Bunlardan biri yönetim desteği bir diğeri ise işgücünün bilgilendirilmesi ve katılımıdır. HÜS içerisinde özellikle işgücünün çok önemli bir yeri vardır. Wemmerlöv’ün “ Hücreler için dört bakış açısı vardır: kaynak, uzaysal, dönüşümsel ve organizasyonel perspektifler. İlk perspektif olan kaynak perspektifi; insan ve teknik kaynaklardan oluşur ve bunlar hücrede yapılan işe adanmışlardır” 1 sözü işçinin önemini vurgulamaya yetmektedir.
1
http://www.wisc.edu/erdman/news /summer 2001.pdf
9
ÜRETİM SİSTEMLERİ Sistemi belirli parçalardan oluşan,parçalar arasında belirli ilişkileri ve parçaların aynı zamanda da dış çevre ile ilişkisi olan anlamlı bir bütün olarak tanımlayabiliriz. ( Ranson, 1972). Ülkelerin kalkınmalarında ve işletmelerin verimliliklerinin arttırılmasında teknolojideki gelişmelere uyum sağlamak önemli bir rol oynamaktadır. Hızla gelişen ve değişen teknolojilerin sunduğu kolaylıklardan faydalanabilmek ancak sözkonusu yeni teknolojilere uyum sağlayabilecek üretim sistemlerini geliştirilebilmesi ile mümkün olmaktadır. Üretim sistemlerini değişik yazarlara göre farklı bir biçimde tanımlamak mümkündür. Fakat genel tanımlama: işletmelerin belirlenen amaçlarına ulaşabilmeleri için, sistem içinden ve dışından sağlanan girdilerin en uygun bileşenini bularak fiziksel bir çıktıya dönüştürülmesi sürecidir. Bu tanımlamaya göre,üretim sistemlerinin dört temel öğesi vardır: •
Girdiler
•
Dönüşüm Süreci
•
Çıktılar
•
Amaçlar
a)Girdiler Üretimde bulunabilmek için eylem merkezine dışarıdan alınması gereken öğelerdir. Bunlar;kontrol edilemez girdiler ve kontrol edilebilir girdiler’dir. ( Ranson, 1972). Kontrol edilemez girdiler:Üretim sisteminin dışında kalan başka sistemlerdir. Bunlar:yasal sistem sosyal sistem,ekonomik sistem,doğal sistem ve psikolojik sistem’dir. Kontrol edilebilir girdiler:Üretim sistemi tarafından miktarları, biçimleri, yerleri. kaliteleri, oranları ve akışları değiştirilebilen girdilerdir. Bunlar: hammadde, sermaye, iş gören, yönetim ve teknolojiden oluşur. b)Dönüşüm Süreci Bu süreçte girdiler mal ve hizmete dönüşecek biçimde işlem görürler. Bunun için girdilerin uygun zamanlarda işleneceği düzenli bir süreç kurulur. Üretim biçiminin belirlenmesi, kapasitenin belirlenmesi, kuruluş yerinin seçimi, üretimin programlanması, malzeme akış yollarının belirlenmesi, makina ve araç gereçlerin saptanması, yerleşim düzenlemesi, süreçleme ve bakım onarıma ilişkin eylemlerin belirlenmesidir. Dönüşüm süreçleri belirli bir sıra izlenerek tasarlanır. c)Çıktılar Girdiler , belirli işlemlerden geçerek dönüşüm sürecinden geçip mal ve hizmet olarak çıktıkları için çıktı adını alırlar. Bu çıktılar mal ve hizmetlerle ilişkin maliyet ve kalite bilgilerini içerirler. Oluşturulan mal ve hizmetlerle bunların kalite ve maliyet bilgileri sistemin çıktılarını oluşturur. d)Amaçlar Çıktı adı verilen mal ve hizmetlerin miktarı, kalitesi ve maliyeti belirli bazı ölçülere göre değerlendirilmelidir. Söz konusu ölçüler, üretim sisteminin amaçları tarafından belirlenir ve 10
ortaya konulur. Üretim sisteminin amaçları,o sistemi oluşturan işletmelerin amaçlarının aynısıdır.
Tablo I Üretim Sistemlerinin Temel Öğeleri GİRDİ
DÖNÜŞÜM SÜRECİ
ÇIKTILAR
Kontrol
Kontrol
Üretim biçiminin belirlenmesi
Mal
Edilebilen
Edilemeyen
Kapasitenin belirlenmesi
Hizmet
Hammadde Yasal Sistem
Kuruluş yerinin seçimi
Sermaye
Sosyal Sistem
Üretimin programlanması
İşgören
Ekonomik Sistem
Makina ve araç gereçlerin saptanması
Yönetim
Doğal Sistem
Yerleşim Düzenlemesi
Teknoloji
Psikolojik Sistem
Süreçleme Bakım-onarım
.1.2 ÜRETİM SİSTEMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI Geleneksel üretim sistemleri dört ana grupta toplanabilir: •
Sipariş (Atölye) Tipi Üretim Sistemi
•
Akış Tipi Üretim Sistemi
•
Proje Tipi Üretim Sistemi
•
Sürekli Proses Tipi Üretim Sistemi
•
Hücre Tipi Üretim Sistemi
Sipariş Tipi Üretim Sistemi Bu tarzın ayırt edici özelliği genellikle, bir mamulden bir defada az miktarlarda ancak, farklı sayıda mamullerin üretilmesidir. Başlıca özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir: 1. Esneklik, 2. Çeşitlilik, 3. Kalifiye çalışanlar, 4. Yüksek dolaylı işçilik, 5. Yüksek manuel malzeme aktarımı 11
Üretim sistemleri içinde en çok kullanılan ve en eski olanadır.Atölye tipi üretim sistemi olarak da adlandırılan bu sistemde daha çok,genel amaçlı (üniversal) takım tezgahları kullanılır.Tezgahların yerleştirilmesi,işlevsel (sürece göre) düzenleme olarak adlandırıla,aynı işlemli tezgahların gruplanarak belirli alanlarda toplanmasıyla sağlanır.Bu nedenle bu üretim sistemi bir bakıma,”işleve göre yerleştirme”ye de örnek oluşturur.Bazı durumlarda tezgahlarda karma gruplarda oluşturulabilir.Sisteme giren farklı siparişler,seçenek makinelerden boş olanlarında veya boş yoksa,makineler arkasında kuyruğa alınmak yoluyla üretime sokulur. Sipariş tipi üretim sisteminde makineler için söz konusu olan bu eylem esnekliği,yüksek makine süresi verimlerine ulaşılmasını sağlar (yeterli yükleme).Ama bu tip üretim,iş akışının karmaşık olmasına neden olmaktadır.Karmaşık iş akışı ise,uzun üretim süresi,büyük süreç içi stokları,kayıp sipariş ve kötü kalite şeklinde üretime yansır. ( Ranson, 1972). Sonuç olarak; sipariş tipi atölye sisteminin geleneksel yerleşim düzeni olan işlevsel düzenlemede karşılaşılan sorunları aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz; Parçaların çoğu, tüm üretim eylemlerini tamamlamak için, birden fazla bölümü dolaşmak zorundadır.Böylece bölüm formeni, tüm parçanın üretiminden sorumlu olmamaktadır.Bu da dolaylı olarak kötü kalite ve daha uzun üretim süresi ile sonuçlanır. •
Atölyede, bir anda çeşitli parçalar ele alındığından, bir önceki eylemi bitmiş bir parça,bir sonraki eylem için,bitişik bir makineye hemen yüklenememektedir.Yani parça için bekleme süreleri oluşmaktadır. •
Parçaları, üretimin çeşitli aşamalarında tanımlamak zor olmaktadır.Bu yüzden parçalar, eylemler arasında, belirli ara depolar da stoklanır.Bu ise aynı zamanda ek bir malzeme taşıması gerektirir. •
Çok sayıdaki parçanın, işlevsel temele göre düzenlenmiş çok sayıdaki makineye rotalandırılması, pratik olarak etkin bir üretim tasarlama ve kontrol sistemi kurulmasını engeller.Bu da uzun üretim süreleri ve teslim gecikmelerine yol açar. •
Bir makinenin çok çeşitli işler için yüklenmesi, toplam hazırlık sürelerinin yüksek olmasına neden olmaktadır. •
Uzun hazırlık süreleri, parçaların daha büyük partiler durumunda üretimini zorlar.Bu ise, daha büyük süreç içi stok maliyetine neden olmaktadır. •
Uzun tasarlama periyotlarında çeşitli nedenlerden dolayı güvenlik stokları birden tükenebilir.Tükenen parçaların yeniden üretilmeleri, uzun makine hazırlık süreleri yüzünden gecikebilir. •
İşlemciler de çok çeşitli parçaları işlemek zorunda kaldıklarından, verimli çalışmaları olası olmaz. •
Sipariş tipi üretim sistemine bir örnek,şekil 1’de verilmiştir.
12
Şekil 1 Sipariş tipi üretim sistemi Akış Tipi Üretim Sistemi Ürünlerin standart ve çok miktarda üretilmesinin gerekli olduğu sürekli istem durumlarında,akış tipi atölye sistemine geçilmesi,üretim için ekonomik olmaktadır.Bu sistemde,sisteme giren birimler,daha özel donanımlar aracılığıyla,ardışık olarak aynı sıradaki etkinlikler ile üretilir.Böylece,istenen amaca uygun dönüşüm işlemi gerçekleşir. Belirli işlemlere ayrılan makineler,genellikle özel veya otomatik tezgahlar ve yardımcı donanımlar ile,bir hat boyunca sıralanırlar.Bir taraftan hammadde ve yarı ürün olarak alınan malzemeler,hat sonunda işlemleri tamamlanmış veya ürün durumuna gelmiş olarak alınır.Üretim sırasında her makine işlemi için belirli bir süre ayrılmıştır.Bu nedenle,duraklama ve ara verme süreleri en aza indirilmiştir.Hat üretiminde boş beklemeler,gecikmeler ve ara depolardaki yığılmalar,işlem süreleri arasındaki farklardan dolayı oluşur.Bu farkları gidermek için,”üretim hattı dengeleme”yapılır. ( Ranson, 1972). Akış tipi üretim sistemine bir örnek,şekil 2’de verilmiştir.
Şekil 2 Akış Tipi Üretim Proje Tipi Üretim Sistemi Proje tipi üretim sistemi genellikle büyük,hareketsiz bir ürün veya hizmetin oluşturulmasına yöneliktir.Böyle bir ürünün üretimi söz konusu olduğunda;malzeme veya parça,sabit bir yerde 13
kalır;takımlar,makineler,işçi ve diğer malzemeler,bu proje bölgesine gelerek,amaca uygun işlemlere ve montaj işlerine katılır.Uçak ve ev yapımları bu sisteme örnek verilebilir.Bu tip üretim sistemine bir örnek,şekil 3’de verilmiştir.
Şekil 3 Proje Tipi Üretim Sürekli Proses Üretim Sistemi Bu tip üretim sistemine genellikle,kimyasal ürünlerin üretiminde rastlanır.Ürünler genellikle gaz veya sıvı hammadde (girdi) ile bitmiş ürün (çıktı) arasında ilişki kuran bir seri işlem ve etkinlikler aracılığı ile sürekli olarak akarlar.Bir petrol rafinerisine gelen ham petrolün,sürekli işleme alınarak,birtakım yan ürünlerine ayrıştırılması sürekli bir süreçtir.Bu sistem,üretim sistemlerinin bir ideal durumunu temsil eder.Üretim hızı yüksek,akış hızı oldukça düzgündür.Bu tip üretim sistemine bir örnek,şekil 4’da verilmiştir. ( Ranson, 1972).
Şekil 4 Sürekli Proses Tipi Üretim Aşağıdaki çizelge geleneksel üretim sistemlerini karşılaştırmalı olarak göstermektedir.
14
TabloII Geleneksel üretim sistemlerinin karşılaştırılması Özellikler
Atölye Üretim
Tipi Akış Üretim
Tipi Proje Tipi Üretim
Makine
Esnek,
Özel amaçlı,
Genel amaçlı;
Tipleri
genel amaçlı
tek işlevli
hareketli
Süreç
Fonksiyonel tipi
Tasarımı
Süreç tipi
Ürün bazlı iş Proje ipi veya akışı sabitlenmiş iş
Sürekli Üretim Özel amaçlı
Ürün bazlı iş akışı
akışı Hazırlık
Uzun;
Zamanları
Değişken
Çalışanlar
Tek işlevli;
Uzun
Değişken
Tek işlevli;
Çok
Daha işlevli(bir adam yetenekli +bir makine) Stoklar
Çeşitlilik için büyük miktarlarda
Parti
Çok az sayıda çalışan
makine)
Tampon stoklamayı
Değişken;
Düşük süreç içi
Genelde
stok
sağlamak için
hammaddeler
stok
büyük miktarda için stok
Küçük-orta
Büyük miktarlar
Küçük miktarlar
Uygulanamaz
Uzun,değişken
Kısa,sabit
Uzun,değişken
Kısa,sabit
Büyüklüğü Her Birim
Tek az işlevli;yetenekli (bir adam+bir
Çok uzun
İçin Üretim Zamanı
1.1.5. Hücre Tipi Üretim Hücre tipi üretim sistemi,sistem içinde benzer üretim karakterlerine sahip belirli bir parçalar grubunun tamamen üretimi için işlem, işgören ve özellikle makine araç-gereç gruplarının olduğu veya oluşturulduğu sistemlerdir. Bu üretim sistemlerinde, gruplardaki tüm tesis ve birimler, grup içine giren tüm parçaları kendi kendine yeter bir seviyede üretmek üzere düzenlenmişlerdir. (Schey, 1987) Hücre tipi üretimin temel fikri, parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulmasıdır. Hücre tipi üretim sistemlerinde,diğer üretim sistemlerine göre toplam üretim zamanını ve makine hazırlık zamanı düşük ,makine yükleme oranı yüksek,üretim içi stoklar az,parça ve teçhizatın akışı kolaydır. Hücre tipi üretimde yerleşim düzeni “Grup Düzenleme”dir ve aşağıdaki gibidir:
15
M1 H a m m a d d e
A m b a r ı
M5
M6
M2 ü n ü r ü A
M3
M5
M1
M2
M3
M4
M2
M5
M1
M5
M5
B ürünü
M6
ü n ü r ü C
Hücre Tipi Üretim (Grup DÜZENLEME)
Şekil 5 Grup Düzenleme Kısacası tam zamanında üretim felsefesiyle uyuşan ve bir üretim sistemini alt sistemlere bölerek(hücre oluşturma)üretimin işlemini gerçekleştiren hücresel üretim,bu projenin konusu olan grup teknolojisinin üretim aşamasının gerçekleştirildiği safhadır.
GRUP TEKNOLOJİSİ İşletme, rekabet koşullarına ayak uydurma çabası gösterirken önce “İşyerinin Düzenini” dikkate almalıdır. İş yeri düzeni, binaların, tesislerin başlangıç tasarımından araç ve gereçlerin yeri ve hareketine değin olan tüm işleri kapsamaktadır ve bazı durumlarda işletmenin devamlılığı için kritik bir etken olabilmektedir. İş yeri verimliliğinin artırılmasıyla, çıktı kalite ve sayısının yükseltilmesi, iş yeri düzeninin en genel amacıdır. Bu amacın gerçekleştirilebilmesi için işletme, kendisine en uygun gelen üretim anlayışını saptamalıdır. Gelişen teknoloji ve globalleşme hareketleri ile yeni üretim anlayışları ortaya konulmaya başlamıştır. Bu anlayışların en etkinlerinden biri “Grup Teknolojisi(GT)”dir. Benzer parçaları tanımlayarak birlikte gruplamak suretiyle üretim etkinliğinin artırılması fikri olan GT’nin atölye düzeyine uygulanmasına “Hücresel Üretim Sistemi(HÜS)” denilmektedir. GT ve HÜS, “Tam Zamanında Üretim(TZÜ)” felsefesi ile uyumludur ve GT yöntem biliminin tam sonuç verebilmesi için TZÜ ile uygulanması gerekmektedir. GRUP TEKNOLOJİSİNİN TARİHİ GELİŞİMİ İnsanlık grup teknolojisi kavramlarını resmen ifade etmemekle birlikte yüzyıllardır kullana gelmiştir. İmalattaki ilk kayıtlı uygulamalarından biri, yönetimin öncüsü Taylor tarafından yapıldı. Taylor, girişimlerdeki verimliliği geliştirmek için bazı işler arasında benzerlik olduğunu ve işlerin benzer niteliklerinin sınıflandırılabileceğini fark etti. Daha çok son yıllar olmak üzere birçok şirket, hücreler şeklinde tezgahları gruplama ve takımlama grubu oluşturma gibi resmi grup teknolojisi terimlerini daha fazla uygulamıştır.
16
Bir Rus olan S.P Mitrafanov’un “Scientific Principles of Grup Technology”adlı kitabının basıldığı 1965’e kadar imalatta grup teknolojisi uygulamasının gayri resmi tanımı görülmedi. Mitrafanov’un kitabının İngilizce tercümesinde T.J Grayson Grup teknolojisini şu şekilde tanımlamıştır. “ Parçaların gruplar halinde sınıflandırılması ve sonradan her gruba benzer teknolojik işlemlerin uygulanması yoluyla parçaların imal yöntemidir.” 1960’larda Batı Almanya ve Büyük Britanya, grup teknolojisi tekniklerinde ciddi çalışmalar başlattı. Diğer Avrupa ülkeleri hemen onları izledi.1963’de Sovyetler Birliğinde grup teknolojisi uygulamalarının başarısı , Sovyet endüstrisinin artan araçları için bir plan neşretmeyi hükümete kabul ettirdi. 1970’lerde Japon hükümeti, grup teknolojisi uygulamalarına mali destek başlattı. Buna zıt olarak ABD’de grup teknolojisi 1970’lerin son yarısına kadar geniş bir kabul görmedi. (Schey, 1987)
GRUP TEKNOLOJİSİ Grup Teknolojisi, ürün tasarımı ve üretiminde ürünler arasındaki benzerliklerden faydalanarak, ürünleri benzerliklerine göre gruplandırmaya dayanan yeni bir üretim felsefesidir. Bir başka tanımlamayla GT, üretimin benzer imalat özellikleri taşıyan parçalardan oluşan parça yada ürün ailelerinin bir birinden bağımsız ve kendi kendilerini kontrol eden tezgah grupları şeklinde yapılmasını ifade eder.(10) Ürün sayısının artması ve ürünlerin belli zaman aralıklarında küçük ya da orta büyüklükte partiler halinde üretilmesi,günümüzde atölye tipi üretimin giderek yaygınlaşmasına neden olmuştur. Ürün sayısının çokluğu ürüne göre düzenlemeyi zorlaştırmıştır. Bu nedenle atölye tipi üretimde fonksiyonel ve ürüne göre yerleştirmenin sorunları ve bu sorunların çözümü giderek önem kazanmış ve grup düzenlemeye geçişi gerektirmiştir. GT üretim, anlatılan bu gelişmeler ve gelişmede kaynaklanan sorunların çözümlenmesine yeni yaklaşımlar getirmiştir. Mamulleri gruplandırarak tasarım, planlama ve üretim faaliyetlerini bu gruplara göre yönlendirmek,tasarım ve üretimde ürünler arasındaki benzerliklerden yararlanarak zaman ve maliyet açısından tasarruf sağlamakta ve sistemin karmaşıklığı büyük ölçüde azalmaktadır. GT’de fonksiyonel ve ürüne göre düzenleme yerine grup düzenleme yapılarak geleneksel üretim sistemlerinin aksaklıkları ortadan kaldırılmıştır. JIT üretim sisteminin temelini teşkil eden GT,bu üretim sisteminden ,üretimde stok kontrolü yerine akış kontrolü sağladığı için ayrılmakta ve bu yolla üretimin verimliliği ve kontrolünü daha etkin kılacak ilkelerin uygulanmasını sağlamaktadır. GT bir taraftan üretim faaliyetlerinin önemli bir bölümünü oluşturan partiler halinde üretimi daha verimli hale getiren, diğer taraftan bir işletmenin tasarım ve üretim fonksiyonlarının bütünleştirilmesini sağlayan bir yaklaşımdır. (Schey, 1987) Atölyelerde genellikle, küçük partiler halinde çok çeşitli parça tasarımları üretilir ve bu parça tasarımlarından bir kısmının benzer özelliklerde olduğu görülür. GT, bir populasyonun bazı üyelerinin belli gruplar içinde toplanması amacıyla, populasyonun özelliklerini belirleme yaklaşımı olarak tanımlanabilir. Amaç, benzer özelliklere sahip parçaları ayırt ederek parça aileleri oluşturmak ve tasarımda ve üretimde bu benzerliklerden yararlanmaktır. Parçalar arasında üretim/tasarım açısından benzerlikler olabilir. Tasarım özellikleri geometrik biçimle,üretim özellikleri ise parça üretim için gerekli işlemlerin sırasıyla belirlenir. Örneğin, 1000 adet değişik parça üreten bir işletmede, parçalardan büyük bir kısmının 5 ya da 6 farklı grup içerisinde toplanması mümkün olabilir. Parça ailelerinin oluşturulmasında gözle muayene, ürün akış analize ve kodlama sınıflandırma sistemleri kullanılmaktadır.
İmalattaki güncel eğilimler, günümüz sanayi kuruluşlarında GT ’nin uygulanmasını kaçınılmaz kılmaktadır. B u eğilimler; 17
Ürünlerin sayısının ve çeşitlerinin hızla çoğalmasının, daha küçük miktarlı büyüklüklerle sonuçlanması
Daha dar ölçü toleransları için talebin büyümesi yüksek hassasiyette çalışan daha ekonomik vasıtalara olan ihtiyaçların ortaya çıkması
Artan malzeme çeşidiyle çalışma ihtiyacının büyümesi, imalatın daha ekonomik vasıtalara olan ihtiyacının artması
İş verimliliğinin artmasından dolayı malzeme maliyetinin toplam ürün maliyetine olan oranının artması, bu sebeple artık oranı kabulünün azalması
Üretim maliyetlerinin azaltılması ve üretim hızının artırılması amacıyla tüm imalat fonksiyonlarına karşı iletişimi artırmak için yukarıdaki faktörlerin baskısı.
Müşteri ihtiyaçları çeşitlendikçe fabrika ortamında entegrasyona gidilmesi zorunluluğu ortaya çıkmaktadır. İşte bu noktada GT kavramı önem kazanmaktadır.
GRUP TEKNOLOJİSİNİN AVANTAJLARI: 1.İş akışını basitleştirir: GT, iş akışını, fonksiyonel bir düzenlemeye nazaran,seri üretim tipine uygun bir yerleşim düzenine göre oluşturur. Bu düzenleme biçiminde, üretime giren hammaddeler, makine gruplarında işlenerek ürün haline gelirler. İş akışının makine grupları arasında oluşu sonucu, akışta bir kolaylık söz konusudur. Bunun sonucu olarak, üretimin kontrolü ve planlaması basitleşir. 2. Taşıma miktarları azdır: Mamul üzerindeki fiziksel değişikliği yapacak farklı tipteki makineler bir araya gelerek makine hücrelerini, makine hücreleri bir araya gelerek tüm üretim hattını oluştururlar. Bu düzenleme içinde parçalar,bir makineden diğerine,bir hücreden diğerine geçerek üretim hattını takip ederler. Makine grupları, ürünün üretim hattı içindeki hareketlerine göre düzenlendiğinden, taşınan parça miktarı ve taşıma mesafesi kısa olacaktır. Daha az miktardaki hammadde ve yarı mamulün, daha kısa mesafelerde taşınması,taşıma yatırımları ve masraflarının az olmasına sebep olacaktır. 3. Üretim içi stoklar azdır: Basit iş akışı ile sağlanan makine önündeki iş parçası bekleme veya kuyruk zamanları kısa olacağından ve iç taşıma miktarları büyük yığınların oluşmasını gerektirmeyeceğinden üretim içi stoklar azalacaktır. Üretim içi stokunun azlığı işletmenin stok finansmanına ayıracağı sermaye miktarını düşürecektir. 4. Toplam üretim zamanı kısadır: Kuyrukta bekleme süresinin azlığı hammadde ve yarı mamul tedarik süresinin ve taşıma süresinin azlığı, makinelerin ayarlanma ve yüklenmesi süresinin düşük oluşu sonucu toplam üretim zamanı kısadır. Toplam üretim zamanının kısalığı,birim zaman içinde daha fazla üretime olanak verecek ve işletmenin üretkenliği artacaktır. 5. Makine hazırlık zamanı düşüktür: Hücre içindeki makine ve araç gereçler,bu hücrede üretilecek bir parça ailesi için, bir parçadan diğerine çok hızlı geçecek şekilde tasarlanabilir. Bunu sağlayan en büyük etken; 18
parça ailelerini oluşturan parçaların benzerlikleridir. Küçük parti üretimine olanak tanıyan bu kolaylıklar, makine gruplarının bu değişimden kaynaklanan hazırlık zamanlarını en aza indirilmesini sağlayacaktır.
6. Üretimin kalitesi yüksektir: GT, ürün kalitesinde bir iyileşmeye sebep olur. Küçük parti üretiminin hücre düzeninde, bir iş gören, bir parçayı direkt olarak diğer iş görenden alır. Böylece eğer hatalı ise,işlem neyin yanlış gittiğini anlamak için durdurulur ve kalite geri beslemesi sağlanarak yüksek kaliteye ulaşılır. 7.ÜPK faaliyetleri basittir: Üretim makine grupları içinde yapıldığı için,merkezi bir sorumluluk yerine, aktarılan ve bölünmüş bir sorumluluk vardır. Sorumluluk alanının daralması, akışın planlanması, üretimin kontrolü ve geri beslemeyi kolaylaştıracaktır. Üretim akışındaki karmaşıklık ve yoğunluğun azlığı ÜPK faaliyetlerini basitleştirecektir. 8. İş gören tatmini fazladır: GT yaklaşımının temelinde iş görenin güdülenmesi fikri yatar. Bu yaklaşım iş görenlere daha fazla sorumluluk ve yetki verildiğinde daha yüksek performans düzeyi elde edildiğini kabul eder. Sistemdeki her iş gören, hatalı bir parça gördüğünde yada kendisi üretim hızına yetişemediğinde, üretim hattını durdurma veya başka iş görenlerden yardım isteme hakkına sahiptir. Bu sistemde iş görenlerin birbirlerine yardım edecekleri ve bir iş görenin birden fazla işi yapabileceği kabul edilir. Bu yaklaşımda iş gören, kendisinin yönlendirebileceği bir sistem içinde çalışarak yüksek iş tatmini elde eder. 9.Fabrika kullanım alanını azaltır: Hücre içi taşıma mesafesini en aza indirmek için, makine ve araç-gereçlerin, birbirlerine yakın konumlandırılması, fabrika içerisindeki toplam kullanım alanını arttıracaktır. 10. GT bir veri bankası oluşturur: GT, benzer faaliyetleri bir araya getirerek yapmak, böylece bağımsız faaliyetler arasındaki geçişlerde oluşan zaman kaybını önlemek amacıyla, birbirleriyle yakın ilişkili faaliyetlerin standartlaştırılmasını gerektirerek, gereksiz tekrarların önlenmesi ve yinelenen problemlere ilişkin bilgilerin toplanıp depolanmasını gerektirir. Böylece oluşturulan veri bankası,bilgi arama ve çözüm geliştirme zamanının azaltılması ve aynı problemin tekrar çözülmesini önler. 11.Tasarım kolaylığı sağlar: Üretim endüstrisinde Bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve Bilgisayar Destekli Üretim (CAM) sistemlerinin gelişmesi GT kavramında daha bütünleşik uygulamalara neden olmuştur. Parçalar arasındaki geometrik ve işlem benzerliklerine esas olan parça aileleri uygulamalarında GT, CAD/CAM için temel eleman görevi yapmaktadır. Yeni bir parçayı üretime sokmak, tasarım ,planlama ve kontrol makine ve teçhizat yatırımıyla büyük bir yatırımı gerektirir. Parçaların GT kodlaması, tasarımda standartlaşma ve önceki tasarımlardan verimli bir şekilde yararlanılmasını sağlar. Bu özellik hem tasarım işlemini hızlandırır, hem de,tekrar tasarımı önler. GT kodlaması yardımıyla tasarımcı ihtiyacı olan parçanın temel özelliklerine belirler ve tasarımı tamamlanmış parçalar içinden uygun tasarımı olan veya bazı değişikliklerle işine yarayabilecekleri seçer. Parçanın tasarımı belirlendikten sonra çizimin tamamlanması az emek ve zaman gerektirecektir. 12. Maliyet tahminlerinde kullanılır:
19
Fiyat verme amacıyla,ürün maliyet tahminini ihtiyacı olan bir işletme, gereken parçaları kodlanarak GT veri bankasında araştırabilir. Kodlama bilgileri parçanın yapısı ve ürün haline gelene kadar ki işlemler ile ilgili gerçekçi bilgileri kapsayacağından,geleneksel tekniklerden daha etkin bir şekilde maliyetler tahmin edilecektir. Diğer taraftan, GT, aynı zamanda, malzeme maliyetlerindeki değişimin doğuracağı ekonomik sonuçların tespitinde de kullanılabilir. Halen pahalı olan bir karışımın fiyatında yakın zaman içinde bir artış bekleniyorsa, bu artan satın alma maliyetinin üretim maliyetlerine nasıl yansıyacağını hızla hesaplamak mümkündür. (Schey, 1987)
13.Sayısal kontrollü makinelerde kullanılır: GT sayısal kontrollü makinelerin, işlem bantlarının hazırlanmasında zaman ve maliyet azaltıcı yönde kullanılabilmektedir. Doğru olarak tanımlanmış sistemlerde,her parça grubu için kod sırası matrisi,tüm üretim ve tasarım bilgilerini içermektedir. Bir grubun her üyesi özel tasarım zarfına düşmektedir. Standart sayısal kontrol programları gruptaki parçaların üretimi için geliştirildiklerinden hazırlanan veri matrisi ile üretimi gerçekleştirebilmektedirler. GT ’nin yukarıda sayılan avantajlarına ilaveten verimliliğin artırılması,takım denetiminin basitleştirilmesi,iş gücünün uzmanlık derecesinin yükselmesi GT ’nin avantajlarındandır.
GRUP TEKNOLOJİSİNİN DEZAVANTAJLARI GT imalattaki tüm avantajlarına karşılık, kuşkusuz, GT imalatın bazı sakıncaları da vardır. İ lk olarak, parçaların hücreler arasında taşınması için bazı üretim araçlarından birden fazla sayıda bulundurulması gerekebilir bu da atölye tipi üretime kıyasla daha fazla sabit yatırımı gerektirir ve kapasite kullanım oranının düşmesine neden olur. Ayrıca işletmenin ürün hattındaki tüm parçaların imalat hücrelerinde üretilmesi söz konusu olmayabilir. Bu durumda, hücrelerin oluşturulmasından sonra atölyede üretilen diğer parçalar için verimliliğin düşmesi, sistemin diğer bir sakıncasıdır. Son olarak,GT imalat sistemine geçen bir işletmede, ustabaşının değişik fonksiyonel özelliklere sahip tezgahlar hakkında bilgi sahibi olması ve çeşitli üretim amaçlarıyla üretimi gerçekleştiren iş görenlere nezaret etmesi gerekecektir. Yani, ustabaşının kesikli sistemlerde olduğu gibi, sadece başında bulunduğu fonksiyonel bölümle ilgili bilgi sahibi olması yeterli olmayacaktır. (Schey, 1987) Grup teknolojisinin belli başlı dezavantajlarını aşağıdaki şekilde maddeler halinde de toplanabilir. Bunlar; 1. Tezgah kullanım sürelerinin azalması. 2. Tasarım mühendisliği ve imalat arasındaki iletişim zayıfsa, kodlama ve sınıflandırma sisteminin gerçekleştirilmesinde zorluklarla karşılaşılır. 3. Kabul edilmiş GT standartları yoktur. 4. Tezgahların gruplandırılması, gruptaki bazı tezgahların daha az kullanılmasına sebep olur. Tüm maliyetler azalsa bile, yönetimin bunu kabul etmesi zordur. 5. tezgahın tezgah hücreleri veya gruplar halinde yeniden düzenlenmesinde büyük masraflara girilebilir. 6. GT kavramları, insanların çalışma şekillerinin değişmesini gerektirir, bu nedenle çalışanlarım direnciyle karşılaşılabilir. 7. Üst yönetimden kuvvetli bir destek olmazsa, GT teknolojisinin gerçekleştirilmesi zor olabilir.
20
GRUP TEKNOLOJİSİ’NİN UYGULAMA AŞAMALARI Grup Teknolojisi’nin uygulanabilmesi için, üretim sisteminin bağımsız alt üretim sistemlerine (makine hücrelerine) ayrılabiliyor olması ve grup düzenlemeye olanak veriyor olması gerekir. Üretim sistemi alt sistemlere ayrılabiliyorsa, GT’nin endüstriyel uygulamalarının aşamaları şöyle sıralanabilir: (Schey, 1987) Adım 1:(GT Fikrinin Sisteme Uygulanabilirliğinin Belirlenmesi) Parçaların üretim sıraları ve çizimleri incelenerek, parça aileleri oluşturabilme olanakları araştırılır. Bu araştırma sonucunda, parçaların büyük ölçüde farklılıklar gösterdiği ve gruplamanın uygun olmadığı sonucuna varılırsa GT’nin uygulanması yararlı olmayacaktır. Aksi halde adım 2’ye geçilir. Adım 2:(Gruplama yönteminin seçimi) Üretim sisteminin özelliklerine ve parça ailelerinin oluşturulma ölçütüne uygun bir gruplama yöntemi seçilir ya da yeni bir gruplama yöntemi geliştirilir. Adım 3:(Parça ailelerini oluşturulması) İkinci adımda belirlenen yönteme göre parça bilgileri toplanır ve seçilen yöntemin ölçütüne göre (büyüklük, şekil, işlem sırası, teknolojik benzerlik vs.) benzer özellikleri gösteren parçalar aynı grupta olacak şekilde, parça aileleri oluşturulur. Adım 4:(Makine hücrelerinin oluşturulması) 3. adımda belirlenen parça ailelerinin işlem sırasına göre,her gruptaki parçaları işleyecek makineler belirlenir.Bu makineler bir araya gelerek makine hücreleri oluşturulur. Adım 5:(Makine Hücrelerinin Oluşturulması) Bir önceki aşamada oluşturulan her bir makine hücresi için, gerekli makine araç gereç ve iş gören sayısı bulunur ve belirlenen sayıda iş gören, makine ve araç gereç hücrelere atanır. Adım 6:(Makine araç ve gerecin yerleşim düzenlemesinin yapılması) Makine hücrelerinin, birbirleriyle ve sistemin diğer birimleriyle ilişkileri dikkate alınarak hücre içi ve hücreler arası taşımayı en küçükleyecek makine ve araç gereçlerin yerleşim düzenlemesi yapılır. GT felsefesi, gruplandırma temelinde, üretim işlemlerini gerçekleştirerek geleneksel üretim sistemleri ve JIT üretimin aksaklıklarını gidermeyi amaçlar. İşlenecek parçaların ve makinelerin gruplanması dışındaki aşamalar, genel olarak her üretim sisteminde yapıla gelen planlama eylemlerinden meydana gelmektedir.
2.1. GT UYGULAMASINDA KARŞILAŞILAN GÜÇLÜKLER GT, gruplandırma temeline dayalı olduğu için, uygulamada (parça aileleri ve makine hücrelerinin oluşturulmasında) bir takım zorluklarla karşılaşılabilir. Bu zorlukları aşağıdaki gibi sınıflandırabiliriz; Parçaların ve makinelerin, parça ailelerine ve makine gruplarına bölünmeleri için kesin ve uygun bir yöntemin benimsenememesi, •
•
Hücre boyutunun, ekonomik açıdan değerlendirilmesinin zor olması, 21
Sayısı az makine tiplerinin, özellikle kendisinden daha az hücreye dağıtılması halinde,bazı makinelerin fazla, bazılarının ise az yüklenmesi söz konusudur. Bundan kaynaklanan,hücre içindeki makinelerin makine –zaman verimlerindeki anormal değişmeleri ortadan kaldırmak için ilave makine ihtiyacının ortaya çıkması, •
Mamul karmasındaki düzensiz değişmelerin, hücredeki makinelerin verimleri üzerine olumsuz etkisi, •
Hücrelerin, ürünün gelecekteki talep artışını karşılamak üzerine esnek tasarlanamaması, •
•
Makine arızalarının üretimi olumsuz yönde etkileme eğilimleri.
Uygulamada, parça ailelerinin oluşturulması,makinelerin hücreler şeklinde yeniden düzenlenmesi faaliyetleri yöneticilerin gözünün korkutmaktadırlar. Bu engelleyici faktör, yeni bir sisteme karşı verilen tepkiyle birleştirildiğinde, GT ’nin önünde bir bariyer oluşabilir. Tüm bu nedenlerle, GT sistemine ilgi duyan bir çok işletmenin, bu sisteme aşamalı olarak geçtiği görülmektedir. Hatta bazı işletmelerde sistemin tamamının hücreler şeklinde organize edilmediği, belli bir parça ailesine uymayan parçaların üretimi için atölye yeteneklerinin de korunduğu görülmektedir. Buna rağmen, anılan sistemlerin sunduğu yararlar karşısında,gelecekte bu tip sistemlere daha fazla rastlanacağı söylenebilir. Ancak, tüm atölyelerin GT sistemine dönüşmesi beklemez. Sadece belli bir derecede parça standardizasyonuna sahip olan ve orta büyüklükteki partiler halinde üretim yapan atölyeler, GT imalat uygulaması için aday durumdadır. (Schey, 1987) Bütün bu sorunlara rağmen, ele alınan üretim sistemi koşullarına uygun GT ilkelerinin çok iyi tasarlanması ve esnek bir düzenleme yaklaşımının getirilmesiyle yukarıda bahsedilen zorluklar aşılabilir ve maliyet etmeni olumlu yönde etkilenebilir. (Schey, 1987)
2.2. GT ’NİN YÖNETİME FAYDALARI GT teknolojisinin imalat firması ortamını basitleştirmesi yönetim için çok önemli bir yarardır. Bu basitleştirmenin bir sonucu, kağıt üzerinde yapılan işlerin azalmasıdır. İş ortamı da değiştirilebilir. Grup yerleşimiyle çalışanlar, nispeten az sayıda parçanın hemen işlendiği bir tezgah hücresine tahsis edilebilir. Bu ortamda müfettiş, yapılan işin ve daha iyi denetimin derinlemesine bilgisine sahip olur, sonuç olarak çok daha verimli olur. İşçinin dünyasından bir tezgah hücresinde çalışma, işçini ne kadar görev yapacağını bilmesi gerektiği ve tamlanmış görevlerin tümünün başka işçilerce görülebileceği anlamına gelir. Bunun gerçekleşmesi daha iyi bir başarıya, daha yüksek morale ve daha iyi iş kalitesine rehberlik eder. Sosyal yapının ilave bazı faktörleri, yönetime önemli yararlar sağlar. GT ortamı, iş güvenliğinin büyümesine yardım eder. Çünkü bu, karar verme, iş ilişkilerinin kişileştirilmesi ve görev çeşitliliğinde daha çok işçi katılımına öncülük eder. GT’NİN ÜRETİM MALİYETLERİNE ETKİSİ GT’nin uygulanması ile üretim sistemlerinde hangi maliyetlerin ne yönde etkileneceğini belirlemeden önce, üretim sistemlerinde etkin olan maliyetlerin kısaca incelenmesinde yarar vardır. Üretim sistemlerinde direkt işçilik, üretim içi stok, hammadde ve sermaye etkin maliyetler arasında yer alır. Bu maliyetlerden, hammadde maliyeti birçok endüstride satış fiyatının
22
%50’lik kısmını aşmasına rağmen bu maliyetin azaltılmasına yönelik etkili bir yöntem bulunmamaktadır.
Hammadde maliyetini büyük ölçüde azaltmak mümkün olmayıp,katlanılması gerekli bir maliyet yapısını oluşturur. Fire ve hatalı üretim oranı düşürülerek,dolaylı yoldan azda olsa hammadde maliyetinden tasarruf olanağı vardır.
“Sermeye kaynaklı maliyet” ,sistem içindeki makinelerden yetersiz yararlanma oranıyla ilgili olan bir maliyettir. Planlanmış makine kapasitesi yetersiz yükleme, makine hazırlık zamanları, boş beklemeler bozulmalar ve işleme şartlarından doğan zaman kayıpları gibi nedenlerden dolayı tam olarak kullanılmayabilir. Bu etkenlerden sermaye maliyeti üzerinde artırıcı bir etkiye sahiptir. GT fikrinde, parçaların benzerliklerine göre gruplandırılması ve bu parça ailelerini işleyecek olan makinelerin bir araya getirilerek makine hücrelerinin oluşturulması, makinelerin makinezaman verimini artıracak, başka bir deyişle makineler yeterli yüklenerek planlanmış makine kapasitelerine ulaşılacaktır. Üretilen parçalardaki benzerlik sebebiyle, makine hazırlık zamanları düşecek, parçalar,bir makine grubundan diğerine küçük yığınlar halinde taşınacağından makineler malzeme beklemesi yüzünden boş beklemeyecekler, iş görenler birden fazla işi yapacak yetenekte olacakları için, iş gören yokluğu nedeniyle oluşacak olan makine bekleme zamanları azalacak, siparişler makine gruplarına dengeli dağıtılacağı için, makinelerin siparişten kaynaklanan boş bekleme süreleri minimize edilecektir. İşlem şartları, sistemin diğer elemanları(finansman, pazarlama,yönetim,vs.) ile uyumlaşacağından, bundan kaynaklanan zaman kayıpları da minimize edilmiş olacaktır. (Schey, 1987) Üretim maliyetlerini oluşturan ve denetlenebilir olan ikinci ve en büyük maliyet unsuru “Üretim İçi Stoklardır(WIP:WORK IN PROGRESS)”. Bu maliyet işlerin makine önünde işlem için bekleme süreleriyle doğru orantılıdır. Şekil-2.1 atölye tipi üretim sisteminde üretilen bir işin,toplam imalat zamanı ile toplam işlem zamanı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Bu ilişkiye göre, iş parçası,işletmede harcadığı zamanın %95’ini kendisine hiçbir değer eklenmeden geçirmektedir. Yani bir iş parçası,bir makineden diğer bir makineye hiçbir taşıma ve bekleme olmadan geçseydi stoklama ve taşımadan kaynaklanan zaman kaybından %95’lik bir tasarruf sağlanacaktı. Bu duruma yaklaşmak ancak GT ile mümkün olabilecektir. (Schey, 1987)
Şekil 6 Atölye Tipi Üretimde Toplam Üretim Zamanı Analizi Etkin olarak tasarlanmış GT sisteminde, taşıma bekleme zamanı büyük ölçüde ortadan kaldırılacağından,toplam üretim zamanının kullanılan kısmı artacak ve stoklama taşıma maliyetleri en aza indirilecektir. 23
Denetlenebilir olan ve ürün maliyetinde etkin bir rol oynayan diğer bir maliyet ise “Direkt işçilik maliyetidir”.Geleneksel üretim sitemlerinde genellikle her makineye belli sayıda iş gören atanmaktadır. Ancak GT’ de iş akışının basitleşmesi ve makinelerin grup düzenleme esasına göre düzenlenişi sonucu, iş görenler makinelere değil hücrelere atanacağından, bir iş görenin birden fazla makineye bakması uygun olabilmektedir. Bu nedenle direkt iş gücü maliyeti GT uygulamalarında düşük olacaktır. 2.3. GRUP TEKNOLOJİSİNİN CAD/ CAM BÜTÜNLEŞMESİNDEKİ ROLÜ
Günümüzde yapılan tartışmalarda, rekabetçi dünya pazar şartlarının parti tipi üretim yapan firmaların gittikçe artan şekilde grup teknolojisi felsefesini göz önünde bulundurmaya başladıklarını işaret etmektedir. Bu kabul ile ilgili bir başka önemli faktör, CAD ve CAM bütünleşmesi konusundaki baskının artışıdır
Şekil 7 Parça fabrikasyonu sırasında iş zamanının dağılımı CAD ve CAM bütünleşmesinin temel bir yönü, firmadaki mühendislik, imalat ve diğer tüm bölümlerde kullanılan bilginin bütünleşmesidir. GT, parçalar hakkında bilgisayarlaşma ve analiz için uyumlu olan tasarım ve imalat teknikleri, işlemler ve imalat kabiliyetleri gibi bir yapılandırma vasıtası sağlar ve bilgi saklar. Parçayla ilgili çok çeşitli bilgilerin bütünleşmesi, GT olmaksızın fiilen imkansızdır. Sonuç olarak grup teknolojisi CAD ve CAM bütünlüğünün önemli bir elemanıdır.
24
PARÇA AİLELERİN OLUŞTURULMASI Grup teknolojisinin temelini parça aileleri ve makine hücrelerinin oluşturulması teşkil etmektedir. Parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulması GT ’nin endüstriyel uygulamalarındaki en önemli ve zor olan aşamasıdır. Yapılan GT çalışmasının başarısı büyük ölçüde parça aileleri ve makine hücrelerinin oluşturulmasına bağlıdır. Parça Ailelerinin Oluşturulması: Grup teknolojisine, parçaların kendi niteliklerine dayanarak aileler şeklinde gruplanmasıyla başlanır. Bu nitelikler, ekseriyetle geometrik ve/veya üretim işlem özelliklerine dayanır. Ailelerin geometrik sınıflandırılması normalde büyüklük ve şekle dayanırken, üretim işlem sınıflaması; işlemlerin çeşit, sıra ve sayısına dayanır. İşlem çeşidi; işleme yöntemi, takımlama ve işleme şartları gibi hususlarla belirlenir. (Schey, 1987) Parça ailelerinin oluşturulmasında aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır. •
Grupların kendilerine yeterli olması
•
Tezgah kullanım oranlarının yüksek olması
•
•
•
İnsan gücü kullanım oranının yüksek olması ( tezgah kullanımı yüksek değilse, esnek insan gücü kullanılmalıdır ) Tezgah hazırlama zamanlarının düşürülmesi İş denetimi ve iş tatmininin sağlanması. İş denetimini GT hücreleri kendi kendine yapar. İşin basitleştirilmesiyle ise işçi tatmini sağlanır.
•
Tesis esnekliğinin korunması.
•
Tesis içi yapılan taşıma işlemlerinin dikkate alınması
Parça ailelerinin oluşturulmasında kullanılan yöntemleri aşağıdaki gibi 3 ana grupta toplayabiliriz:
1.
Elle ve Gözle Araştırma (El-Göz Araştırması)
2. 3.
Üretim Akış Analizi Sınıflama ve Kodlama Analizi
25
Elle ve Gözle Araştırma ile Parça Ailelerinin Oluşturulması(El-Göz Araştırması) Elle ve gözle araştırma, resmi grup teknolojisi uygulamalarında pek fazla kullanılmaz. Bu yöntem, çok uyumlu olmayan sonuçlara götürür çünkü bir parçalar kümesinin iki üyesi nadiren aynı ailede gruplanır. Bunun,her kişinin fabrikanın işleme kabiliyetleri hakkında farklı bilgilere sahip olması, önemli parça niteliklerinin tanınmasının farklı olabilmesi ve belirli bir görevi yapmak için bir çok farklı takım ve tezgahın kullanılabilmesi gibi bir çok sebebi vardır. Buna karşılık iş maliyeti, önemli derecede farklı olabilir. Parçaların fiziksel özelliklerini temel olarak gruplama tekniğine dayanan bu yöntemde başarı gruplamayı yapacak kişinin ölçü, büyüklük ve şekil gibi bazı gruplama ölçütlerini doğru olarak seçmesine ve kullanmasına bağlıdır. Çalışma hızları yüksek ve düşük, maliyetli olmalarına karşılık, başarı oranı fazla değildir. Deneyimli bir ustabaşı veya mühendisin bilgisine dayalıdır. Çok sayıda parçanın ve makinenin olduğu üretim sistemlerinde kabul edilebilir bir başarı oranıyla kullanımları neredeyse olanaksızdır. (Schey, 1987) Çubuk malzemeden yapılan 50 mm parçalar, X torna tezgahından geçen parçalar, 5 kg ağırlığındaki demir döküm parçalar vs. gibi sınıflama faktörleri kullanılarak sınıflama yapılabilir Üretim Akış Analizi ile Parça Ailelerinin Oluşturulması Üretim akış analizi, parçaların üretim fabrikasyon sırasında uğradığı işlemlerin sırasını analiz için Burbidge tarafından geliştirilmiş bir yapılanma tekniğidir. Bu tekniğin temel çalışma prensibi, parçaların tasarım ayrıntılarının dışında kalan ve parçaların üretimi için kullanılan parça rota kartlarını analiz eder. Rota analizleri yardımı ile mümkün en iyi akışı sağlayacak yerleşim düzeninin listelenmesi ve parçaların rota kartlarının çıkarılması işlemine “ üretim Akış Analizi” denir. ÜAA ’da amaç, belirli bir grup makinede tümüyle işlenip ürün hale gelecek parçaları bulmak, her tip tezgahın olabildiğince yalnız belirlenir grupta yer almasının sağlamak, toplam taşıma uzaklığını ve taşıma ağırlığını en küçüklemek, gereksiz iş ve malzeme akış rotalarının ortadan kaldırmaktır. (Schey, 1987) ÜAA ’de bahsedilen işlerin yapılabilmesi için, parça rota kartlarının ve donanım listesinin hazırlanması gerekir. Rota kartları, malzemelerin hammadde deposundan çıkışından, parçaların bitirilmesine kadar tüm üretim işlemlerini gösteren ve işlemlerin zamanının da (hazırlık ve işlem zaman toplamı) verildiği bilgi akış kartlarıdır. Donanım listesi, işletmenin elinde bulundurduğu ve parçaların üretiminde kullandığı her türlü makine ve araç gereçlerin tanıtıldığı listelerdir. Üretim akış analizi 3 aşamada tamamlanan bir süreçtir. Bu aşamalar; 1. İşletmenin genelinde üretim akış analizi ile, işlem bölümlerinin konumları ve büyüklüklerinin saptanması(Fabrika Akış Analizleri) 2. Her işlem bölümündeki, makine ve araç gerecin tespit edilmesi ve bunların birleştirilerek makine hücrelerinin oluşturulması(İşlem bölümlerinde gruplama) 3. Makine gruplarının işlem bölümleri içinde yerleşim düzeninin planlaması (Grup içi akış analizi) A.Fabrika Akış Analizi: Fabrika akış analizinin(FAA) ilk hareket noktası ele alınan bir fabrikadaki işlem bölümlerini tespit etmektir. İşlem bölümleri ,fabrika içerisindeki her bir işlemin gerçekleştirilebilmesi için kurulan bir tesis grubudur. Bir makine fabrikasında bulunan dökümhane, montaj atölyesi ve torna-tesviye atölyesi işlem bölümlerine örnek olarak verilebilir. Bu tesis gruplarının tespit 26
edilmesini işlem bölümlerinin hedefe uygun birleştirilmesi izler. Hedef, olabildiğince az sayıda tesis yatırımıyla, birleştirilen birimler arasında malzeme akışının basitleştirilmesidir. Birleştirmenin, birbiriyle uyuşmayan işlem bölümleri için olabilirliği yoktur. FAA 7 aşamadan oluşan bir süreçtir. Bu süreçler;
1. İşlem bölümlerine ayırma, 2. İşlem bölümlerine, makine ve araç gereçlerin tahsis edilmesi, 3. Genel akış çizelgelerinin hazırlanması, 4. Her parçanın işlem rota numarasının(İRN) bulunması, 5. İRN ’lerin gruplandırılması, 6. Parça rotalarının incelenerek birleştirme ve basitleştirme araştırılması(rota analizi) 7. İşlem bölümleri arasındaki parça akışının düzenlenmesi,
olanaklarının
B.İşlem Bölümlerinde Gruplama: İşlem bölümlerinde gruplama, FAA ile elde edilen işlem grupları içinde, birbirinden bağımsız, her biri ayrı bir parça ailesini işleyebilecek makine hücrelerinin oluşturulmasıdır. Böylece,grup düzenlemeye veya hücre tipi üretime geçiş yapılabilecektir.İşlem bölümünde gruplama işlemine, parça makine ilişki matrisinin oluşturulmasıyla başlanır. Matrisin oluşturulmasında, FAA ile elde edilmiş olan ve her bir işlem bölümüne giren parçaların işlem gördüğü makinelere 1, görmediklerine 0 değeri verilerek oluşturulur. Ortak işlemlerden geçen parçalar, parça aileleri halinde gruplanır. Benzer şekilde, bu ortak işlemleri yapmak için kullanılan tezgahlar, bir hücre olarak gruplanabilir,sonuç olarak bu teknik yerleşim kolaylığı için kullanılabilir. Başlangıçta tezgah-parça kartı şekillendirilmelidir. Bu, bir MxN matrisidir.
Burada;
M=Tezgah sayısı N=Parça sayısı X=j parçası, i tezgahında işlem görüyorsa 1’dir aksi takdirde 0’dır. Tezgah parça kartı küçükse, benzer işlemli parçalar,sıra ve sütunları elle tasnif edilerek birlikte gruplanabilir. Bununla birlikte bu işi yapmak için daha çazip bir işlem olan bilgisayar işlemi kullanmaktır. Tablo 3.1 (a)’da basit bir parça-makine ilişki matrisi verilmiştir. Bu matristen hareketle deneme yanılma tekniği (tezgah parça kartı küçükse)kullanarak veya elle tasnif edilerek parça aileleri ve makine hücreleri oluşturulur.Deneme yanılma tekniği ve elle tasnif parça veya makine sayısının fazla olması durumunda yetersiz kalmaktadır. Bu eksikliği giderecek birçok teknik geliştirilmiştir.(Bu teknikler bir sonraki bölümde ayrıntılı bir şekilde açıklanacaktır.) Parça aileleri ve makine hücrelerinin oluşturulmuş şekli tablo 3.1(b)’de verilmiştir. 27
Şekil 8 Parça-makine ilişki matrisi ve oluşturulan parça aileleri ve makine hücreleri C.Grup içi Akış Analizi ÜAA ’nin son aşamasında, her grup içinde bulunan makinelerin birbirleri arasındaki akışı incelenir. Bunun sonunda makinelerin yerleri ve grubun yerleştirme planın oluşturulur. Grup içi analizde temel alınan ölçüt, makineler arsında akan parça miktarıdır. Makine grubu içinde yer nasıl yerleştirilsin ki, makineler arsında dolaşan parçaların taşıma miktarları ve taşıma uzaklıkları en aza insin? Sorusuna cevap bulmak için yapılan analiz, grup içi analizdir. Bu analizde hareket ekonomisi (ergonomi) ilkeleri olabildiğince kullanılır ve makineler doğrusal bir yapı oluşturulacak şekilde yerleştirilmeye çalışılır. Şirketlerin çoğunda etkili bir iş yerleşimi mevcut değildir. Bir iş yerleşimi varsa, bakım noksanlığından dolayı bunlar ekseriyetle doğru değildir veya çok uyumsuz olabilir. Sonuncu durum, iş yerleşimleri kodlama ve sınıflandırma sistemi kullanılmaksızın kurulmuşsa meydana gelir. Kullanılan ÜAA aynı zamanda hükmü etkiler çünkü bazı parçalar, bir veya daha fazla benzersiz işlem gerektiğinde bir aile içinde görülmeyebilir. Bundan başka belirli bir tezgah, başka bir grupta ikinci kez yer aldığında ilave analizler gerekli olur. (Schey, 1987) Örneğin, şekil 3.1’de D tezgahı, grup 1 ve grup 2’de yer alır. Bu durumda parçaların hemen hemen tamamının D tezgahına uğramasından dolayı, grupların küçük tutulması iki tekrara neden olur. Aksi takdirde, grup 1 ve 2, bir birine benzemeyen iş yerleşimli birkaç parçaya sahip bir grup halinde birleştirilmiş olabilir. Keza ne kadar D çeşidi tezgah gerektiği, talep ve tezgah kapasitesi değerlendirilmeksizin tespit edilemez. Ayrıca ÜAA, parça özellikleri ve fonksiyonel kabiliyetleri dikkate almaz. Bu sebeple bu teknik(ÜAA), parça ailelerinin tasarım mühendisliği için şekillendirilmesinde kullanılmamalıdır.
28
Şekil 9 Parça numarası
Şekil 10 Üretim akış analizi örneği Parça Sınıflama ve Kodlama ile Parça Ailelerinin Oluşturulması: Parça sınıflandırma ve kodlama sistemi zaman alıcı, karmaşık ve maliyeti yüksek bir yöntemdir. Tesis deki üretime göre geliştirilmesi şarttır. Bu sistemin avantajlarından bahsetmek gerekirse;(10) •
Ürün ailelerinin ve tezgah hücrelerinin oluşturulmasını kolaylaştırır,
Parça tasarımlarının, teknik resimlerin ve proses planlarının çok kısa sürede elde edilmesini sağlar, •
•
Tasarım tekrarlanmalarını önler,
•
Güvenilir parça istatistikleri sağlar,
•
Tezgah hazırlamada rasyonellik sağlayarak hazırlama ve ürün akış zamanını
azaltır, •
Takım tasarımında rasyonellik sağlar,
•
Üretim planlama çalışmalarını kolaylaştırır, 29
•
Yapılan maliyet tahmini çalışmalarının daha sağlıklı olmasını sağlar,
Grup teknolojisi prensiplerine dayalı malzemelerin kodlanması ve sınıflandırılmasının bir çok kullanım alanı vardır ve bu kullanım imalat işlemlerinin verimliliğinin arttırılmasına önemli katkılar sağlar . (Schey, 1987) Kod, bir parça ile ilgili tüm bilgileri içeren semboller dizisidir. Her parça için ayrı bir kod kullanılır ve bu kod yalnızca bir parçayı tanımlar. Yalnız uygun bir kodlama sistemi seçilip uygulanmadan önce parçalara ait bilgileri sınıflandırmak ve bu bilgilerin özelliklerini saptamak gerekir. Parça sınıflandırma, parçaların farklılıklarına veya benzerliklerine göre bölme ya da tek tek ele alarak gruplandırmadır. Tanımlamanın ilk kısmı problemin analitik, ikinci kısmı sentez yönüne vurgu yapmaktadır. İncelenen elemanlar parçanın karakteristiklerine; farklılık veya benzerlik, parçanın biçimi, işleme yöntemi, malzemesi veya ait oldukları ürünün tipine göre sınıflandırılabilirler. Sınıflandırma parçaları tanımlamada kullanılacak karakterlerin sayısının azaltılmasına yardımcı olur. Sınıfların geniş tutulması doğal olarak kodun temsil kabiliyetini artırır. Böylece koddan daha doğru ve daha kesin bilgilerin elde edilmesi mümkün olur. Parçaların kodlanması ise elde edilen sınıflara, sınıfların belirli özelliklerine hakkında bilgi taşıyan sembollerin atanması ya da bu sembollerle tanımlanmasıdır. Sınıflandırma ve kodlamanın amacı, bilginin hızlı ve etkin bir şekilde yeniden elde edilmesini sağlamaktır. Üretim sistemlerinde bilgi; tasarım, planlama ve üretim süreçleri ile ilgili bir çok problem için gerekli olmakta ve özellikle kodlamanın yapılmadığı sistemlerde bilgiye ulaşma, uzun zaman, maliyet ve uzman gerektirmektedir. Sınıflandırma ve kodlamanın tasarımda ve üretim planlarının hazırlanmasında başarılı bir şekilde kullanımı, parça çeşitliliğinde bir azalma, parça biçimlerinin tanımlanması, tekrarlanan ve benzer parçaların üründen bağımsız olarak tanımlanması, kayıtta kolaylık, kullanımda basitlik ve biçim özelliklerinin standartlaştırılması gibi faydalar sağlar.
Basitleştirme, Çeşitlendirme, Standartlaştırma: Ürünler sınıflama ve kodlanma işlemlerine tabi tutulmadan önce basitleştirme, çeşitlendirme ve standartlaştırma konularında kapsamlı bir çalışmaya gidilmelidir. a)Basitleştirme: Mamul çeşidinin işletme için uygun sayıya indirilmesi olarak tanımlanabilir. Fazla olduğu düşünülen üretim hatları elimine edilir. Böylelikle bir hizmet veya ürünü üretmek için gerekli işlem sayısı azaltılmış olur. Daha az parça demek; daha az malzeme, daha az işgücü, daha kolay servis ve daha fazla güvenilirlik demektir. Çeşit sayısının azaltılması ile sağlanacak faydalar şöyle sıralanabilir •
Hammadde, parça ve yarı mamul stok düzeyleri düşüktür.
•
Makine ve teçhizat yatırımı daha azdır.
•
Dizaynın güvenilirliği yüksektir. Hata olasılığı azdır.
•
Depolama alanı ihtiyacı azdır.
•
İş programlarının hazırlanması kolaydır.
•
Muayene ve kontrol etkinliği yüksektir.
30
•
Kalifiye eleman ihtiyacı azdır.
•
Sipariş alımı ile mamulün teslimi arasındaki süre kısadır.
•
Düşürülen maliyet nedeni ile mamulün rekabet gücü yüksektir.
b)Standartlaştırma Bir mamulün veya onu oluşturan parçaların; boyut, biçim, performans ve kalite spesifikasyonlarının endüstri kolu, tüm ülke veya dünya çapında olmak üzere önceden saptanmış değerlerine standart, bu amaca yönelmiş çalışmalara da standartlaştırma denir. Mal ve hizmetlerin fiyatı ile talebi arasında ters bir ilişki vardır. Şöyle ki; mal veya hizmetin fiyatı düştükçe(arttıkça) o mal veya hizmete olan talep artar(azalır). Bu nedenle işletmeler devamlı olarak birim maliyetlerini düşürerek karlılıklarını arttırmaya çalışırlar. Birim maliyetleri azaltmak için kullanılabilecek bir çok yöntem vardır. Bunlardan biri, yığın üretim veya montajhattı imalatı ile kapasiteyi arttırmaktır. Bu artırım ancak işletmenin mal ve hizmetlerini standart hale sokması ile mümkün olur. Standartlaştırma aşağıda sıralanan maliyet avantajlarına sahiptir(8) •
Stoklarda daha az sayıda farklı parça bulunur.
•
Üretim yapmak için gerekli ekipmanlar daha az değişir.
•
İşlem akışı basittir. Kontrol daha kolay olur.
•
Alımların çokluğu miktar ıskontosundan faydalanma imkanı verir.
•
Tamir-bakım masrafları azalır
Ürünlerin standart hale getirilmesinin yukarıda sıralanan avantajlarına karşılık en büyük dezavantajı ürün esnekliğinin ortadan kalkmasıdır. Başka bir deyişle ürünün özellikleri müşteri isteklerini yansıtma ve karşılama bakımından yetersiz hale gelir.
c)Çeşitlendirme Basitleştirmenin tam zıddıdır. Ürün yelpazesinin genişletilmesi, çeşitliliğin arttırılması esasına dayanır. Endüstride ve toplumda; basitleştirme ve çeşitlendirme süreçlerinin yaşanmasını zorunlu hale getiren bazı faktörler vardır. Bu faktörler üretim malları ve tüketim malları seviyesinde farklı algılanır.. Yalnız üretim mallarının duyarlılığı daha fazladır. Bu faktörlerin çoğu psikolojik niteliktedir. İnsanlar alışveriş yaparken ister istemez içinde yaşadıkları çevrenin etkisi altında kalırlar. Mesela, komşuları ile aynı niteliklere sahip eşyalara sahip olmak için pek istekli davranmazlar. Kullandıkları eşyaların diğer insanların kullandıkları eşyalardan bazı üstün nitelikleri haiz olmasını arzu ederler. Bu eğilimin gerisinde maddi unsurlardan ziyade sosyo psikolojik nedenler vardır. İşletmelerin satış ve pazarlama bölümleri insanların bu psikolojik zaafından faydalanarak karlarını arttırmak ve müşterilerinin değişik tarz isteklerini tatmin etmek için ürün çeşitlendirme yoluna giderler. Kodlamanın Genel İlkeleri İmalatta çok sayıda sınıflandırma ve kodlama yöntemi vardır. Yalnız hepsi için ortak olan kodlamanın genel ilkeleridir. Bir kod sistemi dizayn edilirken göz önüne alınması gereken hususlar şunlardır: 1.Kodu oluşturan sembollerin dizilişi anlamlı olmalıdır:
31
Kodda kullanılan her sembol bir anlam taşır fakat bu semboller rasgele bir araya getirildiği zaman iletilmek istenen mesajı vermekten uzak anlamsız bir karakterler dizisi olmaktan öteye gitmezler. Kodun tümü önceden tanımlanmış bilgileri belirli bir sıraya göre vermelidir. Yani her hane veya hane grubunun belli konuları tanımlama görevi olmalıdır.
2.Kod açık uçlu olmalıdır: Yeni elemanlar katıldığında sistemin temel yapısında herhangi bir değişikliğe gitmeksizin kodlama yapmak mümkün olmalıdır. Örneğin, sayısal kodlamada bir hanede 0 dan 9 a kadar 10 farklı konu temsil edilebilir. Eğer 10 dan fazla konu varsa yerleştirme mümkün olmaz. Bu duruma kodun kapalı uçlu olması denir. 3.Sistemde mevcut gruplar gerektiğinde alt gruplara ayrılabilmelidir: Sistem öyle bir şekilde dizayn edilmelidir ki, sonradan ortaya çıkabilecek gruplar sisteme kolayca katılabilmelidir. Kodlama işini yapmakla görevlendirilen kişinin ne kadar uğraşırsa uğraşsın eksiksiz bir kodlama yapması mümkün değildir. İlave bölümler veya bazı tasfiyeler buna engeldir. Bu zorluk kod numarasında geniş boşluklar bırakılarak aşılabilir. 4.Sınıflandırma ve kodlama mantıki olmalıdır: Burada dikkat edilmesi gereken husus sembollerin sıralanışıdır. Kodun vereceği bilgiler konun doğal sırasına uygun olmalıdır. Örneğin, çelik malzeme kodunda önce grup sonra kimyasal bileşim ve daha sonra da sertlik, kırılganlık gibi bilgiler yer alır. Kolaylık göstermesi bakımından kodlama yapılmadan önce grafiksel bir gösterim faydalı olabilir. 5.Kodun uzunluğunu sınırlayan faktörlerin varlığı göz önüne alınmalıdır: Bilgi işleme tarzını göz ardı ederek bir semboller dizgesi oluşturmak mümkün değildir. Mutlak surette bir takım sınırlamalar hesaba katılmalıdır. Özellikle bilgisayarlarla bilgi işlem söz konusu olduğunda koda ayrılan sütün sayısı sınırlıdır ve bu sayı başlangıçta belirlenir. Yalnız gelecekte sütun sayısını artırma imkanımız olmadığı için bu sayı belirlenirken çok dikkatli davranılmalıdır. Temel ilke; olası ilaveler hatırdan çıkarılmaksızın sütun sayısının mümkün mertebe küçük tutulmasıdır. Kod numaralarının bazen daktilo ya da elle yazıldığı düşünülürse, küçük tutma ilkesinin yararı daha iyi anlaşılır. 6.Sınıflandırma ve semboller sistemi birbirleri ile uyumlu olmalıdır: İşletme kullandığı kod sistemlerinin sayısını minimum tutmaya çalışmalı ve ortak terimler kullanmaya gayret etmelidir. Örneğin; teknik resim, parça ve malzemeler için aynı kod sistemi kullanma olanağı sağlanmalıdır. Aksi takdirde bilgi işlem yükü artacağı gibi yanılma ve hata olasılığı da artar. Kod sistemi sayısının azaltılması, konular arasında bilinçli bir koordinasyon sağlamakla gerçekleştirilebilir. 7.Uygun olmalıdır: Bir konuda kurulacak kod sisteminin mümkünse endüstri kolu, ülke ve uluslar arası kod sistemleri ile benzerliği sağlanmalıdır. Böylece tedarik, satış ve işletme dışını ilgilendiren faaliyetlerde büyük bir haberleşme kolaylığı elde edilir. 8.Çeşitli işaretler kullanılırken dikkatli olunmalıdır: Bilgi gruplarını ayırma amacı ile (.), (-), (;), (/) gibi işaretler kullanılabilir. Kullanılan bu işaretler bir sınıfı diğerinden ayırmak için kullanılır ve bir sınıfın bitip diğerinin başladığını gösterir. Muhasebe, kitaplık, büro malzemesi vb. konularda bu tip işaretlerin kullanılması yararlı olabilir. Bununla birlikte fabrikalarda kullanım alanı pek yoktur.Malzeme, imalat vb. yaygın konularda kod numarası genellikle uzun olduğundan bu gibi işaretlere sütun harcanmaması daha uygun olur. 32
9.Kolayca hatırlanmalıdır. Kodun verdiği bilgileri herhangi bir yere bakmaksızın hatırlayacak biçimde dizayn edilmesine özen gösterilmelidir : Bilgisayarların işletmelerde yaygın olarak kullanılması bu ihtiyacı ortadan kaldırsa da, el işlemlerinde kolaylık, yeni personelin sistemi çabuk öğrenmesi, işletme dışındaki kişilerle haberleşme kolaylığı gibi avantajlar yüzünden denenmesinde fayda vardır. 10.Kodlanan ürünün özelliği hesaba katılarak düzenlenmelidir: Bazı ürünlerin sayılar ve harfler kullanılarak kodlanması mümkün değildir. Bu tür durumlarda renkli kod kullanılır. Renkli kod genelde metal parçaları kodlamada kullanılır. Kodlama Sistemi Seçimi: Bir çok kodlama sistemi geliştirilmiştir. Bu nedenle işletme yapısı, ihtiyaçları ve varsa özel durumları göz önüne alınarak Kodlama sistemi seçilir. Kodlama sistemi seçiminde aşağıdaki faktörler, bir seçilen sistemin yararı açısından işletmeye faydalı olacaklardır.(Durie F.R.A, 1970.) Amaç: Sistemi kurmanın amacı, kullanıcının vasfına göre mühendislik, imalat veya her ikisinin de olmasına bağlı olarak değişecektir. Bazı tipik mühendislik amaçları aşağıda verilmiştir. 1. Benzer parçalar için etkili bir geri getirme sisteminin sağlanması. 2. Parça bilgisinin standart biçimde sağlanması. 3. İmalat kabiliyeti ve üretilebilirliğin belirlenmesi için etkilibir araç sağlanması İmalat açısından ise bazı tipik gayeler aşağıdaki gibidir: 1. 1.Parça ailelerini biçimlendirmek için gerekli bilgilerin sağlanması. 2. İşlem planlarının etkili şekilde geri getirilmesinin sağlanması. 3. Tezgah grupları veya parça aileleri için hücreleri biçimlendirmek üzere etkili bir vasıta sağlanması . Gürbüzlük: Seçilen sistem, firma tarafından o anda satılan veya satılması planlanan tüm parçaları kullanma kabiliyetinde olmalıdır. Bu analiz, planlanmış GT uygulamalarını ve gerekli olabilen parça niteliklerine bakacaktır. Aşağıda verilmiş olan cetvel örnek uygulamalar ve birleşik nitelikler sağlar. (Durie F.R.A, 1970.)
33
Tablo III Parça nitelikleri - uygulamalar
Genişleyebilirlik: Her şeyi tanımlamak imkansız değilse bile çok zor olduğundan dolayı kodlama sistemi,gelecek zamanda da kullanılabilmelidir. Kodun genişleyebilme(uzayabilme) kolaylığı çok önemli bir özelliktir. (Durie F.R.A, 1970.) Farklılaşma: Bir sistem tarafından geliştirilmiş kodla ararsındaki farklılaşma miktarı,büyük oranda değişebilir. Bir uç durum alınarak şirket tarafından imal edilmiş tüm parçalar kodlandıktan sonra, bunlar bir ailede olduğu gibi sınıflandırılabilir. Tüm parçalar kodlandıktan sonra, tayfin diğer ucundaki her parça, ayrı bir aileyi gösterebilir. Kodlama sistemi,bu iki durumda uygun miktarda farklılaşma sağlamayabilir. Otomasyon: Bugün kullanımdaki çoğu kodlama ve sınıflama sistemleri, bilgisayar kullanılarak kurulmuştur. Bu nedenle potansiyel bir sistem değerlendirileceği zaman, sistemin daha iyi nasıl otomatikleştirilebileceğini tespit etmek için yeterli zaman harcanmalıdır. Bu değerlendirme, kodlama ve sınıflandırma kabiliyetleriyle sınırlandırılmamalıdır;birleşik veri tabanı metodolojisi, geri getirme ve analiz fonksiyonları da göz önünde bulundurulmalıdır. Verimlilik: Kod verimliliğinde tipik bir parçayı kodlamak için gerekli basamak sayısı değerlendirilmelidir. Mevcut basamak(hane)sayısı çok az ise bu sayının artırılıp artırılamayacağını belirleyiniz.
34
Maliyet: Maliyet, birkaç unsuru içine alır. Bunlar;sistemin başlangıç maliyeti,belirli bir şirketin özel ihtiyaçlarını karşılamak için sistemi değiştirme maliyeti,sistemin mevcut bilgisayar sistemine bağlanması maliyeti(bütünleşme maliyeti) ve sistemi kullanma maliyetidir. (Durie F.R.A, 1970.) Basitlik: Kullanım kolaylığı önemlidir. Sistemi kullanması gereken kişilerin çoğu, bilgisayar sistemlerine çok fazla aşina olmayabilirler. Bu sebeple kullanım kolaylığı;kullanıcının kabul etmesi, eğitim düşüncesi ve kullanım maliyeti açısından önemlidir. Belirli bir firma için,bu kavramlara ilave edilebilecek başka kavramlarda olabilir. İlave edilecek herhangi bir kavram bulunmasa bile, kodlama ve sınıflama sisteminin seçim problemi, önemsiz bir çözüm değildir. Sonuç olarak belerli bir sistem seçilmeden önce,mevcut olanlarla ilgili olarak bir değerlendirme yapılmalıdır. Problemin çok fazla karmaşık olmasından dolayı son kararı vermeden önce, düşünülen sistemi kullanan bazı şirketlerin ziyaret edilmesi tavsiye edilir. (Durie F.R.A, 1970.)
Kodlama sisteminin Kullanıcı tarafından Geliştirilmesi: Şirketlerin kendi kod geliştirdikleri kodlama sistemlerini kullanmayı tercih etmektedirler. Kodlama sisteminin geliştirilmesi kolay bir iş değildir. Firmaların sistematik bir çalışma yapmasını gerektirir. İlk olarak basit parçalar seçilmelidir. Kodlama sistemi, kendi iş yerinde imal edilen parçaların yanı sıra satın alınan parçalara da yer verilmelidir. Sonuçta satın alınan parçalar bu örnekte yer almalıdır. Örnek büyüklüğü, birkaç yüzden (etkin parçaların %25’i) etkin veri tabanı genişse, birkaç bine(1000-5000) kadar değişecektir. Bir sonraki adım,örnekteki parçaların çizimlerini monte etmektir. Sonra bu çizimler, bir çizimin aileler halinde tasnif edilebilir ve benzer özelliklere sahip olanlar birlikte gruplanır ve dolayısıyla benzer işlem gerektirirler. Bu işlem, yüksek frekansa sahip parça özelliklerini tanımamızı mümkün kılacaktır. Bu adım tamamlanınca, bu parçaların yapımı için takım tezgahı ihtiyaçlarını tanımlamak nispeten kolaydır ve parça grupları fabrikadaki mevcut tezgahlara bağlanır. Satın alınan parçaların bazılarının iş yeri kabiliyetleriyle bağlantısı kurulamayabilir. Bununla beraber bu parçalar göz önünde bulundurulmalıdır, çünkü gelecekteki bir zamanda bu parçaları yapmak için donanım satın alınabilir. Ayrıca kodlama sistemi, satıcıların işleme kabiliyetleri bilindiği zaman, satıcıları seçmek içinde kullanılabilir. Parça özellikleri tanımlanınca, bu özelliklerin hiyerarşisi parçayı kodlamak için gerekli zamanı en aza indirmek amacıyla kurulmalıdır.(4) Son adım olarak ise firma tarafından geliştirilen kodlama sistemi denenmelidir. (Durie F.R.A, 1970.) Kodların Sınıflandırılması: Parça sınıflandırma ve kodlama sistemlerinin 3 tipten oluşur. (10) Bunlar; 1. Tasarım özelliklerine bağlı sistemler (temel dış şekil, temel iç şekil, Uzunluk/ Çap oranı, malzeme tipi, parça fonksiyonu, ana boyutlar, alt boyutlar, toleranslar vs. ) 2. İmalat özelliklerine bağlı sistemler (ana işlemler, alt işlemler, ana boyutlar,yüzey işleme, kullanılan tezgah vs.) 3. Tasarım ve imalat özelliklerinin her ikisine de bağlı olan sistemler
35
Kodlama sistemleri, kullandıkları semboller bakımından farklılık gösterirler. Parça sınıflamada kullanılan kodlar sembollerin biçimine, yapılarının şekline ve üniverselliğine göre kodlar olmak üzere üç gruba ayrılırlar; (Durie F.R.A, 1970.)
1)Kullanılan Sembollerin Biçimine Göre Kodlar a. Nümerik Kodlar b. Alfabetik Kodlar c. Alfanümerik Kodlar 2)Yapılarının Şekline Göre Kodlar a. Monokodlar b. Polikodlar c. Karışık Kodlar 3)Üniversalliğe Göre Kodlar a. Üniversal Kodlar b. İyi uyarlanmış Kodlar 3.6.1.1.Kullanılan Sembollerin Biçimine Göre Kodlar a.Nümerik Kodlar: Nümerik kodların hepsi rakamlarla ifade edilirler ve okuma hatalarında daha az risk taşırlar. Bir hanede en fazla durumun ifade edilmesi söz konusudur. Bilgisayarda ele alınmalarında kolaylık getirmeleri alfabetik kodlara nazaran daha fazla kullanılmalarına yol açar. b.Alfabetik Kodlar: Alfabetik kodların hepsi harflerle ifade edilirler. Alfabetik karakterlerin sayısının nümerik karakterlerden fazla olması, bir hanede daha fazla bilginin depolanmasına olana kullanımım hatırlanma yararı da sağlamaktadır. c.Alfa Nümerik Kodlar: Alfa nümerik kodlar, nümerik ve alfabetik kodların beraber kullanımıyla oluşan kodlardır. Bu kod sistemleri nümerik ve alfabetik kodlama sistemlerinin her ikisinin de avantajlarından bir arada yararlanma avantajı sağlar. (Durie F.R.A, 1970.) 3.6.1.2.Yapılarının Şekline Göre Kodlar a.Hiyerarşik Kodlar:( Monokod) Bu kodlama biçiminde, her hanenin anlamı bağlı olduğu haneye göre değişir. Monokod olarak da isimlendirilen hiyerarşik kodlama sistemi, bir hanedeki bilgiyi kendinden sonra gelen her bir hanede geliştiren bir bilgi düzenidir ve birkaç hanede büyük ölçekli bilginin depolanmasına imkan verir. Parça biçiminin ve sayısının fazla sıklıkla değişmediği durumlarda büyük yararlar sağlar. Oluşturulması fazla zaman ve maliyet gerektiren bu kod sisteminde, değişikliğin yapılması oldukça güçtür.Hiyerarşik kodlar sınıflandırılmış parçaların doğası hakkında derin analizlere olanak tanırlar. Hiyerarşik kodlamaya örnek olması bakımından şekil 3.2’de parça grubu şekil
36
3.3 ’de ise bu parçaların monokod yapıda oluşturulan kodları ve kodlama biçimi verilmiştir. (Durie F.R.A, 1970.)
Şekil 11 Parça grupları
Tablo IV Parçaların hiyerarşik kod yapınısının oluşturulaması (Kaynak: Hector H. Guerro)
Şekil 11’de verilen 3 haneli monokod yapıdaki düzenlemenin ilk hanesinde parçanın demir ya da çelik olduğu, ikinci hanede demir yada çeliğin özelliği(katkı maddesi), üçüncü hanede ise ikinci hanede belirtilen özelliğin seviyesi tanımlanmıştır.
37
Hiyerarşik kod, nispeten az sayıdaki basamak içinde çok miktarda bilgi sağlar. Bu üstünlük, hiyerarşik olmayan kodlama sistemine bakıldığında daha açık olarak görülecektir. Tanımlanmış sistemin uygulanması nispeten basit olsa bile, hiyerarşik sistemdeki her basamak için anlam tanımlama zor olabilir. Ağacın ana gövdesinden başlayarak, kodlanan parça hakkında bir seri sorunun cevaplanması gerekir. Bu tarzda çalışmaya, dallanma bitinceye kadar ağaç boyunca devam edilir. Her soruya verilen cevap seçimi kaydedilerek uygun kod sayısı oluşturulur. Bununla beraber koddaki her bir basamağın tespiti zordur, çünkü önce gelen her basamak önce kodlanmalıdır. Örneğin şekil 3.3’de ki düz dişli çark için geliştirilen koddaki A 11B2’de, ikinci konumdaki “1” sapmalı yuvarlak anlamındadır, çünkü kodun birinci konumunda “A”vardır. Fakat ilk konumda “ B” olmuş olsaydı, ikinci konumdaki “1” kutu benzeri anlamını taşıyacakti.
Şekil 12 Düz dikişli çarka ait monokod yapısı Tasarım bölümleri, parça geri getirme de sık sık hiyerarşik kodlama sistemlerini kullanırlar, çünkü bu tip bir sistem; şekil, malzeme ve büyüklük bilgisi yakalamada etkilidir diğer taraftan imalat bölümleri, işlem ihtiyaçlarına dayalı farklı ihtiyaçlara sahiptir. Tasarım ve imalat organizasyonlarının her ikisi içnde eşit derecede yararlı olan işlem bağlantılı bilgi, hiyerarşik yapıda olduğu zaman bunun geri getirilmesi ve analiz edilmesi zordur.(4)
b.Hiyerarşik Olmayan Kodlar(Polikod): Nitelik kodu, çoklu kod,zincir kod ayrık kod veya sabit basamaklı kod olarak da isimlendirilir.(4) Bu kodlama sisteminde haneler birbirinden bağımsızdır. Bir hanedeki bilginin anlamı, kendinden önceki ve sonraki hanelerde bulunan sembollere bağlı değildir. Böylece bir parçanın her niteliği, nitelik kodundaki belirli bir konuma atanabilir. Her kodlanan niteliği temsil eden sembol kendine ait kod alanını işgal eder. Hiyerarşik olmayan kodlama yapısı bilgini ifade edilebilmesi içn belirli sayıda hanenin kullanılmasını gerektirir. (12)Hiyerarşik kodlara göre oluşturulması ve değiştirilmesi kolaydır. Bilgi depolama kapasitesi bakımından monokod ve polikodun farklılıkları takip eden örnekte açıklanmaya çalışılmıştır. Kodun iki haneden oluştuğu varsayılmış ve bir haneye yazılabilecek sembollerin sayısı 0 ile 9 rakamları arasında sınırlandırılmıştır. Bu şartlar altında monokod 38
düzende potansiyel olarak 10+10^2 yani 110 tane özellik depolanabilir iken polikod için bu sayı sadece 10+10 yani 20 dir. Bütün bunlara ilaveten monokod düzende mevcut hane sayısını bir artırarak 1110 tane özelliği daha depolama imkanına sahip oluruz. Polikod düzende hane sayısının bir artırılması ise depolanabilecek özellik sayısını sadece 30 a çıkarır. Polikodun en büyük dezavantajı burada ortaya çıkar; bilgi depolama kapasitesi düşüktür. Aşağıdaki tablolarda (tablo-3.2, tablo 3.3), şekil 3.2’de verilen 15 parçanı, makine işlem sıraları ve bu makinelerin sıraları verilmiştir. Tablo 19’da ise, her parçanı işlem gördüğü makinelerin sırasına göre polikod yapıdaki kodlama düzeni verilmiştir. (Durie F.R.A, 1970.)
Şekil 13 Hiyerarşik olmayan kodlar
Şekil 14 Polikodlar
Tablo-3.4’de gösterilen B,D,G parçalarının kodu 367’dir. Bunun anlamı,bu parçaların her birisi önce 3 kod numaralı punto makinesinde, sonra 6 numaralı bileyicide ve son olarak da 7 numaralı metal makasında işlem gördüğüdür.
c. Karışık Kodlar: Monokod ve polikodun karışımından oluşur. Her iki kodlama düzeninin olumlu yanlarını alır. Karışık bir kod düzeninde seçenek sayısının azalması onun polikod özellikleri taşıdığını gösterir.
39
Buna mukabil çeşitliliğin fazla olması onu monokoda yaklaştırır. Monokod kısmı çok uzun olmadığı müddetçe karışık kodların düzenlenmesinin bir zararı yoktur. Yorumlanması monkodlar dan daha kolaydır ve nispeten kısa bir kod ile çok miktarda bilginin depolanması mümkündür.(4) Polikod ile şekil 3.2’de parçanın karışık kod yapısı aşağıda gösterilmiştir.
Şekil 15 Polikodlar II Yukarıdaki tabloda verilen kodlardan birinci grup ilgili parçanın hammadde özellikleri, ikinci grupta ise, parçanın ürün hale gelinceye kadar hangi makinelerden hangi sırada geçtiği verilmiştir. (Durie F.R.A, 1970.) Herhangi bir üretim sisteminde parçanın hangi kod düzeninde kodlanacağı; üretilen parça sayısına, parçanın hammadde, işlem ve ait olduğu ürünün özelliklerine göre değişmektedir. Uygun bir kodlama sistemi seçmek ve uygulamakla görevlendirilen kişinin, kodlama sistemlerinin avantaj ve dezavantajlarına bakarak bir seçim yapacağı ve seçtiği sistemi her ne şekilde olursa olsun tatbik edeceğini düşünmek yanlış olur. Bir sistem için yararlı ve uygun olan bir kodlama yapısı başka bir sistem için yetersiz kalabilmektedir. Salt bir üstünlük söz konusu olamayacağı için kodlama işini yapmakla görevlendirilen kişinin, işletme amaçlarına en uygun sistemi seçmesi yerinde ve doğru bir davranış olacaktır. Sınıflandırma ve kodlamanın başarılı bir şekilde tasarımda ve üretim planının hazırlanmasında kullanımı,parça çeşitliliğinde bir azalma, parça biçimlerinin tanımlanması, tekrarlanan ve benzer parçaların üründen bağımsız olarak tanımlanması,kayıtta kolaylık. Kullanımda basitlik ve biçim özelliklerinin standartlaştırılması gibi faydalar sağlamıştır.
Parça Sınıflama ve Kodlama Sistemleri Parça sınıflama ve kodlama amacını güden bir çok sistem geliştirilmiştir. Aşağıdaki tablo da bu kodlama sistemleri verilmiştir. Bu çalışmada ise aşağıda aşağı da isimleri verilen kodlama sistemleri incelenecektir. 1.OPITZ Kodlama Sistemi 2. BRISH Kodlama Sistemi 3. CODE Kodlama Sistemi 4. MICLASS Kodlama Sistemi 5. DCLASS Kodlama Sistemi 6. SAGT Kodlama Sistemi 7.KK-1 Kodlama Sistemi
40
OPITZ Kodlama Sistemi Yaygın bir kullanımı olan Opıtz kodlama sistemi H. Opıtz tarafından geliştirilmiştir. Çalışmalarına 1950 yılında AACHEN Üniversitesinde başlayan ve 25 firmanın yaklaşık 320000 makine saati gerektiren 4500 parçası üzerinde sürdüren Opıtz, kendi adı ile anılan kodlama sistemini geliştirmiştir. Polikod yapıya sahip opitz kodlama sistemi 13 haneden oluşmakta ve işletmenin tasarım, planlama, ve üretim bölümlerinin parçalarla ilgili farklı bilgi ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde düzenlenmiştir. Geliştirilen ilk kodlama sistemlerden biridir. Esasen parça istatistikleri üzerinde çalışmak üzere geliştirilmiştir. Avrupa’da, özellikle de Almanya’da geniş bir kullanım alanına sahiptir. İşlenmiş, işlenmemiş (döküm) ve satın alınan parçalara rahatlıkla uygulanabilir. İşetmeye ek bir maliyet yükü getirmez. Yapı ve Uzunluk 13 haneden oluşur. İlk beş hane genel tasarım özelliklerini gösterir. parçanın geometrik yapısı ile ilgili bilgiler içerir. Dört haneli ikinci grup, parçanın hammadde özelliklerini göstermek için kullanılır. Son grubu oluşturan dört hane ise serbest kodlardır ve üretim işlemlerini tanımlamak amacı ile kullanılır. Bilgisayar Desteği Bilgisayar desteği yoktur .(4) Aşağıda Opıtz kodlama sisteminin yapısı görülmektedir.
Şekil 16 Yapı ve uzunluk Genel tasarım özelliklerini gösteren ilk beş hane, parçanın geometrik yapısıyla ilişkili bilgileri içermektedir. Burada parçanın en son biçimi ile ilgili özellikler tanımlanır. Her bir hanede tanımlanan özellikler şunlardır. (Durie F.R.A, 1970.)
Hane 1 : Parçanın dönmeli olup olmadığı; dönmeli ise uzunluk-çap oranı, dönmesiz ise uzunluk genişlik oranı tanımlanır. Hane 2 : Parçanın dış yüzey işleme özelliklerini gösterir. Hane 3 : Parçanın iç şeklini gösterir. bunlar kör delik, diş açmalı veya kama yuvalı gibi özelliklerdir. Hane 4 : Parçanın düz yüzey işlemleri ile ilgili bilgileri gösterir. Hane 5 : Bu hane de var ise parçanın yardımcı delikleri ve diş yuvalarına ilişkin bilgiler kodlanır. Opıtz kodlama sisteminin dört haneli ikinci grubu ( ek kodlar ), parçanın hammadde özelliklerini göstermek için kullanılır. Bu dört hanede tanımlanan bilgiler şunlardır; Hane 6 : Parçanın boyutlarının tanımlanmasında kullanılır.
41
Hane 7 :Parçanın üretiminde kullanılan hammaddeye ilişkin bilgilerin tanımlanmasında kullanılır. Hane 8 : Hammaddenin ilkel şeklinin tanımlanmasında kullanılır. Hane 9 : Parçanın üretimi için gerekli olan tolerans ve duyarlılık tanımlanmasında kullanılır. Üçüncü grubu oluşturan dört haneli kod yapısı serbest kodlardır. Bunlar üretim işlemlerini tanımlamak amacı ile kullanılır. Bu grubun genel bir kodlama yapısı yoktur. Sistemi uygulayan işletme tarafından üretim biçimine göre tanımlanır.
Şekil 17 Rondela üretim resmi Şekil 17’de verilen rondela OPITZ kodlama sistemine göre kodlanacak olursa durum aşağıdaki gibi olur.
Şekil 18 Şekil 18’de verilen rondela Opitz dokuz basamaklı karma kod BRISH Kodlama Sistemi BRISCH kodlama sistemi, E. G. Brisch tarafından geliştirilmiştir. Monokod özelliklere sahip bir kod yapısı olan BRISCH kodlama sistemi, sabit uzunlukta nümerik bir kodlamayı gerektirir. İşletmenin özel ihtiyaçlarına göre iyi uyarlanan bir sistemdir. Bu kodlama sistemiyle sınıflandırılan parçaların belirgin özellikleri süreklilik göstermelidir.(14)
42
BRISCH kodlama sisteminin genel bir kodlama kuralı olmayıp her firmanın kendi özel ihtiyaçlarına uygun olarak, tüm üretim sistemine yönelik bir şekilde düzenlenir.Bilgi elde etmenin hızlı olduğu bu kodlama sisteminin oluşturulması oldukça zor ve uzun zaman alır. (7)Avrupa’da özellikle de İngiltere’de yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Kodlama da bütüncül bir yaklaşımı öngörür. Aynı tipteki bütün parçalar ( hammadde, parçalar, yarımontaj ve montaj ürünleri, aletler ve taşınabilir ekipman, aparatlar ve yardımcı, yedek parçalar vb. ) kodlanabilir. Her bir kullanıcı için uygun özellikler taşır ve bunlar birbiri ile özdeş değildir. Çok yaygın bir kullanım alanı vardır. 50 kişi çalıştıran bir işletmede kullanılabileceği gibi 60000 kişinin iş gördüğü bir işletmede de aynı şekilde kullanılabilir. Kod kartları kullanılarak adım adım uygulanır.(4)
Yapı ve Uzunluk Nümerik kod kısmı iki kısma ayrılır; birincil kod ve ikincil kod. Birincil kod (4-6 rakam) genel tasarım ve şekil özelliklerini göstermede kullanılır ve monokod bir yapıya sahiptir. İkincil kod polikod yapıdadır ve uzunluğu sabit değildir. İmalat ile ilgili bilgiler verir.(4) Bilgisayar desteği The Alpha Graphics Systems (TAGS) olarak bilinen paket bir yazılım programı desteği vardır. Bu paket program vasıtası ile bir firmanın ürünlerinin imalat sürecini kontrol etmek; maliyet, ölçüm, tasarım, doküman, plan vb. türdeki bilgileri standart bir hale sokarak basit bir şekilde depolamak ve kullanmak mümkün hale gelir.(4) CODE Kodlama Sistemi BRISCH ’den uyarlanmıştır. Parçaların yalnız fiziksel özelliklerini (boyut, şekil vs. ) tanımlamakla kalmaz fonksiyonlarını da belirtir. Malzeme ve imal usulleri nevindeki imalat bilgilerini içermez. Code kodlama sistemi Bergen ve Gionuves tarafından geliştirilmiştir. Polikod yapıdaki kodlama sistemi, sekiz haneden oluşan nümerik bir kodlama biçimidir. Parçanın geometrik özelliklerin göstermek için uygun özelliklere sahiptir.(15) Bu kodlama düzenin her bir hanesinde tanımlanan bilgiler şunlardır;(7)
Hane 1 : Parçanın dış şeklini, Hane 2 : Parçanın boyutlarını, Hane 3 : Parçanın iç şeklini, Hane 4 : Parçanın iç ve dış deliklerinin sayısını, Hane 5 : Parçanın kesimlerini, Hane 6 : Parçanın kesim derinliklerini, Hane 7 : Parçanın en büyük dış çapını, Hane 8 : Parçanın uzunluğunu tanımlama için kullanılır. Yapı ve Uzunluk Karışık kod yapısına sahiptir. Alfa nümerik semboller kullanılır ( 1-9 , A-F ).(4)
43
Bilgisayar Desteği Kodlama yapılırken bilgisayar kullanılmaz. Aşağıdaki şekilde şekil 3.4’da verilen rondela için CODE kodlama sisteminde kod yapısı verilmiştir.(Kaynak: Nalbant Muammer, “ Bilgisayarla bütünleşik İmalat ve Tasarım”
Şekil 19 Bilgisayar desteği MICLASS Kodlama Sistemi MICLASS, Metal Institue Clasification System” ‘i temsil eder. Bu, Hollanda uygulamalı ilmi araştırmalar organizasyonu tarafından geliştirilmiştir. MICLASS, ABD’de mevcut çok beğenilen ticari sistemlerden biridir. MICLASS sınıflama ve kodlama sistemi nümerik bir kodlama yapısı türündedir. Ayrıca polikod yapıya sahip bir kodlama sistemidir. Otuz haneden oluşan kodlama sistemi, geniş kodlama özelliklerine sahiptir. Günümüzde, bilgisayara dayalı bir uygulama gerektiren bu sistem için 15’den fazla geliştirilen paket programı vardır.(16) MICLASS kodlama düzeninin ilk 12 hanesi işletmeye bağlı olmayan (zorunlu), sonraki 18 hanesi de işletmenin üretim biçimine bağlı olan bir kod yapısı vardır. Birinci bölümü oluşturan ilk 12 hanenin, ilk dört hanesi, parçanın yüzeyiyle, ikinci dört hanesi parçanın boyutlarıyla, son dört hanesi de parçanın toleransı ile ilgili bilgilerin kodlanmasında kullanılır. (4)
44
Şekil 20 MULTİCLASS kodlama sistemi MICLASS kod sisteminin ikinci kısmını oluşturan 18hanelikl kısım seçimliktir. Bu kısım, satıcılar, miktar büyüklükleri, maliyetler ve üretilebilirlik gibi bir şirketin belirli ihtiyaçlarını karşılamak için 18 karakter içerir. İlk 12 karakter evrenseldir,buradaki çeşitli basamaklar için kullanılan tanımlamalar şirketten şirkete değişmemelidir. Tesis ve bölümün,MICLASS kodunu kullanan bir başkasından alınan parça kodundaki bilgiyi okuyabilmesi üstünlüktür. Kod, ilk 12 basamakta gerekli bilgiyi sağlayamazsa sakınca ortaya çıkar; değişiklik yapmak zor olabilir. MICLASS programlarıyla yapılan görevlerden bazıları aşağıda verilmiştir. Bunlar;(4)
Veri yönetimi:Bu, veri ve dosyalarını işletme,hataları düzeltme ve veri listeleme 1. kabiliyetlerini sağlar . Tasarımı geri getirme: Aynı veya benzer kod numaralı tasarımlar geri getirilebilir. 2. Eş parçalar gibi benzer parçaların da geri getirilebildiğine dikkat ediniz. Geri getirilen kodlanmış parçaların değişimi, kullanıcı tarafından denetlenir. Üretim karışması:Yüzlerce hatta binlerce parça kodlandıktan sonra,veri tabanında 3. bulunan bilginin analizi çok zaman alıcı olabilir. Yardım için programlar sağlanır,mesela verilen bir sınıflama kodunun meydana gelişi veya kodun belirli bir parçasının veya bir kod birleşmesinin grafiklerini üretmek için programlar vardır. Aşağıdaki şekli 3.10’da verilen rondela için MICLASS yapıdaki kod sistemi verilmiştir.
Şekil 21 MICLASS kodlama sistemi
MULTICLASS, MICLASS ’ın geliştirilmiş ve genişletilmiş bir versiyonudur. 45
Bütün bir grup teknolojisi programının sadece bir parçası olarak, tasarım ve satışta faydalanılır. CAPP ve CAD için veri tabanı oluşturmak, parça ailelerinin oluşturulması ya da imalat hücrelerinin oluşturulması gibi grup teknolojisi uygulamalarında yardımcı olarak kullanılır. En pahalı sistemlerden biridir.
Yapı ve Uzunluk MULTICLASS dokuz farklı kodlama sistemi sağlayabilir. MULTICLASS monokod ve polikod yapının her ikisini de kullanır. 32 tane rakam kullanmak mümkündür. (Durie F.R.A, 1970.) DCLASS Kodlama Sistemi DCLASSS(Design and Classification Information Sisytem), Brigham Young üniversitesinde geliştirildi. Bu sistemin parça kodu kısmı, ticari satıcılar için geliştirilmedi, eğitim ve araştırma maksadı için böyle bir sistem sağlamayı hedefliyordu. İlk çıkış günlerinde üniversite çevrelerinde kullanılmışsa da birçok şirket, bunu prototip geliştirmek için kullanıyor. Birkaç varsayım,DCLASS kodunun gelişimi için temel olarak uyarlanmış ve kullanılmıştır. Bu varsayımlar;(4) 1. Parça, ekseriyetle onun en çok görünen niteliği olan temel şekliyle en iyi karakterize edilir. Her temel şekil; kanallar, dişler ve yivler gibi birkaç özelliğe sahip olabilir. 2. Parça; temel şekli,özellikleri. 3. Birkaç kısa kod parçası,insanın tanıyabilmesi ve insanın izlemesine uygun bir 4. sınıflandırma kodunun biçimlendirmek için kullanılabilir. Bu kod parçalarının her biri, daha detaylı bilgiyi işaret edebilir. 5. DCLASS parça ailesi kodu, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 5 kod bölüğüne ayrılmıştır. Üç basamaktan oluşan birinci bölük, temel şekli belirtmek için kullanılır. Birim özellikleri kodu, bir sonraki parçaya girilir; bu bir basamak uzunluğundadır. Parçanın karmaşıklığını ifade etmek için kullanılan bu kod,özellikleri(delik ve kanal gibi),ısıl işlemleri ve özel yüzey bitirme işlemlerini ihtiva eder. Karmaşıklık,belerli özelliklerin sayısıyla belirlenir. Bir basamak büyüklüğündeki kod,parça ailesi kodunun üçüncü bölüğüdür. Dördüncü bölük kesinliği ifade eder, bu bir basamak uzunluğundadır. Parça ailesi kodunun beşinci bölüğünü meydana getiren son iki basamak, malzeme çeşidini ifade etmek için kullanılır.
Şekil 22 DCLASS kodlama sistemi SAGT Kodlama Sistemi M. R. Abou-Zeid tarafından geliştirilen SAGT kodlama sistemi 18 haneden oluşur. Opitz kodlama sistemine benzer bir yapıdadır, fakat hanelerde bir gruplama söz konusu değildir.
46
Polikod özelliği taşıyan SAGT sistemi, nümerik bir kodlama yapısını gerektirir. (17)Her bir hanede tanımlanan bilgiler şunlardır;
Hane 1 : Parçanın en büyük dış çapını, Hane 2 : Parçanın uzunluk-çap oranını, Hane 3-6 : Parçanın dış şekli ile ilgili bilgileri, Hane 7-8 : Parçanın iç şeklini, Hane 9 : Parçanın ana deliklerini, Hane 10 : Parçanın dişli ve kama yuvalarını Hane 11 : Parçanın yüzey işleme bilgilerini, Hane 12-13 : Parçanın üretimi için gerekli hammadde cinsi ve şeklini, Hane 14-16 : Parçanın bitmiş boyutları ve toleransını, Hane 17-18 : Parçanın üretimine ilişkin bilgiler tanımlanır. KK-1 Kodlama Sistemi Karışık kod düzeninde olan, 13 haneden oluşan ve nümerik bir yapıya sahip olan KK-1 kodlama sistemi Japonya’da geliştirilmiştir.(18) Parçanın oluşumu ile ilgili derin bir analize olanak tanıyan kod sisteminde hanelerde tanımlanan bilgiler şunlardır; Hane 1-2 : Parçanın üretim fonksiyonunun ne olduğu (monokod), Hane 3-4 : Parçanın üretiminde kullanılan hammaddenin özellikleri, Hane 5 : Parçanın en büyük yerinin genişliği, Hane 6 : Parçanın en büyük çapı, Hane 7 : Parçanın genişlik-çap oranı, Hane 8 : Parçanın dış yüzey çapı, Hane 9 : Parçanın iç yüzey çapı, Hane 10 : Parçanın yüzey işlemlerinin gerektirdiği makinelerin özellikleri, Hane 11 : Parçadaki yardımcı deliklerin sayısı, Hane 12 : Parçanın doğru olup olmadığı, Hane 13 : Parçanın üretiminde kullanılan ilk makinenin özellikleri tanımlanır. MAKİNE HÜCRELERİNİN OLUŞTURULMASI Makine hücrelerinin oluşturulması etkinliği GT uygulamalarının da etkinliğini de belirlemektedir. Bu amaçla geliştirilen bir çok yöntem vardır. Bu bölümde bu yöntemler anlatılacaktır. (Durie F.R.A, 1970.)
Makine Hücrelerinin Oluşturulması Parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulmasının grup teknolojisi ve onun üretim aşaması olan hücresel imalatın en önemli kısmı olduğunu ve grup teknolojisi uygulamalarının 47
etkinliğini belirlediğini belirtmiştik. Bu oluşumlar için geliştirilmiş birçok yöntem vardır. Bunlar: •
Derece Sıralama ve Kümeleme Yöntemi
•
Q Analiz Yöntemi
•
Doğrudan Sıralama Yöntemi
•
Benzerlik Katsayısı Yöntemi
•
BAĞ Enerjisi Yöntemi
•
Dal Sınır Yöntemi
•
LIP Modeli
•
P Ortanca Modeli
•
Atama Yöntemi
•
Ortaklık Değeri Yöntemi
•
Grafik Yöntemi
Hücre oluşturma, hücresel üretim sistemlerinin tasarımının ilk aşamasını oluşturur. Bir üretim hücresi,belirli bir grup parçanın üretimi için tasarlanmış ve düzenlenmiş makinelerden oluşan bir küme veya grup olarak tanımlanabilir. Parça aileleri ve makine gruplarının seçimi ve hücrelerinin oluşturulmasının temel amacı verimliliği arttırmaktır. Bir imalat hücresini ,atölye tipi imalat sisteminin içerdiği tezgah ve ürünlerin bir alt kümesi olarak belirleyebiliriz. Ele alınan problem, verilen imalat sistemindeki en karlı hücreyi belirleme problemidir. (Durie F.R.A, 1970.) Grup teknolojisi kapsamında makine akışına bağlı olarak oluşturulan farklı parça aileleri farklı düzenlemeleri gerektirecektir. Diğer bir ifadeyle, ailelerin oluşturulma biçimi hücrenin tasarımını etkilemektedir. Bazı parça ailelerinde her parça hiçbir makineyi atlamadan tüm makinelere ayrı sırada gidecek ve geri dönüşe izin verilmeyecektir. Oluşturulan parça aileleri hücresel imalata uygunluk açısından analiz edildikten sonra hücreler belirlenir. Bu aşamada her parça için tahmin edilen talep düzeyi ve her hücre için gerekli makine ve aletler saptanır. Bütün bu bilgiler, hücreler arası iş yüklerinin, depolanması ve gelecekte esnekliğin sağlanması açısından gereklidir. Hücre tasarımında hücrelerarası makine paylaşımı söz konusu olmadığından,tüm hücrelerin tamamlanabilmesi için ilave makine alımları gündeme gelebilir. Parça aileleri oluşturma ve makine hücrelerinin oluşturulmasında kullanılan yöntemlerin açıklaması aşağıda sunulmuştur
Derece Sıralama ve Kümeleme Yöntemi İlk olarak 1980 de King tarafından GT ‘nin uygulamalarında en çok kullanılan yöntemlerinden ürün akış analiziyle birlikte üretim planlama alanında kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Bu yöntem,parça-makine ilişki matrisinin kurulmasından sonra matrisin ana köşegeni içerisinde ,parça aileleri ve makine hücrelerini oluşturma ilkesine dayanır. Parçamakine ilişki matrisinin satırlarını ve sütunlarını 2n ile hesaplanan pozisyon ağırlıkları atanarak ,her makine ve parça için,bulundukları satır veya sütuna bağlı olarak,ağırlık 48
dereceleri bulunur. Satırlar ve sütunlar,bulunan bu ağırlık derecelerine göre büyükten küçüğe sıralanarak, matrisin ana köşegeni üzerinde parça aileleri ve makine hücreleri elde edilir.Derece sıralama ve kümeleme yönteminin (DSKY) uygulanması için gereken işlem sırası şöyledir. (Durie F.R.A, 1970.)
Adım-1: FAA ile elde edilen parça rota kartlarının yardımıyla parça-makine ilişki matrisi oluşturulur. X(I,J)olarak tanımlayacağımız matrisin satırlarında parçalar,sütunlarda makineler yer alır. Matris değerleri 0 ve 1’lerden oluşur. Eğer i. parça j. Makinede işleniyorsa X(I,J)=1,işlenmiyorsa X(I,J)=0değerini alır. Adım-2: Parça-makine ilişki matrisinde, her satıra sağdan sola doğru,her sütuna ise aşağıdan yukarı doğru,ikili düzende pozisyon ağırlığı verilir. Pozisyon ağırlığı 2^n şeklinde hesaplanır. Adım-3: Her satır elemanı için, sütunların pozisyon ağırlıkları ile satırın değeri çarpılarak, satır ağırlık dereceleri bulunur. Adım-4: Satırlar ağırlık derecelerine göre büyükten küçüğe doğru sıralanırlar. Adım-5: Elde edilen düzenleme, bir önceki düzenleme ile aynı ise adım-9’dan,değilse adım 6’dan devam edilir. Adım-6: Her sütun elemanı için, satırların pozisyon ağırlıkları ile sütunun değerleri çarpılarak,sütunun ağırlık dereceleri hesaplanır. Adım-7: Sütunlar büyüklük derecelerine göre büyükten küçüğe doğru sıralanırlar. Adım-8: Elde edilen düzenleme,bir önceki düzenleme ile aynı ise işleme adım-9’dan,değilse adım3’den devam edilir. Adım-9: Parça aileleri ve makine hücreleri oluşturulur. Derece sıralama ve kümeleme yöntemi,parça ve makine sayısı 127’den fazla olduğunda uygulanamamaktadır. Bu aksaklık,yapılan bazı eklemeler ile ortadan kaldırılmıştır. Geliştirilen bu yöntem, Derece Sıralama ve Kümeleme yöntemi-2(ROC-2) olarak bilinmektedir. Yetersizliğin ortadan kaldırılması için yapılacak işlem, parça-makine ilişki matrisinin iki veya daha fazla alt matrise bölünmesi, matrislere yukarıda anlatılan işlem adımlarının ayrı ayrı uygulanması ve elde edilen çözümün birleştirilmesidir. Örneğin 45makine ve 165 parçadan oluşan bir sistemde, X(165,45) matrisi, X(127,45) v e X(38,45)şeklinde iki alt matrise bölünerek çözümlenir.
49
Q Analiz Yöntemi: Atkin tarafından, küme teorisi kullanılarak geliştirilen Q analiz yöntemi, parça ailelerini ve makine hücrelerini, parça makine ilişki matrisinin ana köşegeni üzerinde oluşturma ilkesine dayanır. Fabrika akış analiziyle elde edilen parça rota kartlarının yardımıyla oluşturulan parça makine ilişki matrisi, kendisinin devriği ile önden çarpılıp tüm hücrelerden 1 çıkarılarak makineler arasındaki ortak işlemi gösteren, makine-makine matrisi elde edilir. Bu matrisin ana köşegeni üzerindeki sayılar sıralanarak,ortak işlem yapan makineler bir araya getirilerek, makine hücreleri elde edilir. Parça aileleri de,parça makine ilişki matrisinin, devriği ile çarpılması ile oluşan parça-parça matrisinde aynı kuralların uygulanmasıyla oluşturulur. Q Analizi yönteminin uygulanması için gerekli işlem sırası şöyledir; Adım-1: Parça-makine ilişki matrisini oluştur. Adım-2: Parça-makine ilişki matrisinin tersini alarak, önden çarp ve tüm hücrelerden 1 çıkararak, makine- makine matrisini oluştur. Adım-3: Makine-makine matrisinin ana köşegeni üzerindeki sayıları kullanarak Q vektörünü oluştur ve vektörü büyükten küçüğe sırala. Adım-4: Q vektörüne göre, hiyerarşik elemanları, koordinat düzleminde yatay-dikey kesişme durumuna göre gruplandırarak, makine hücrelerini oluştur. Q vektörü tekniği ile makine hücreleri oluşturulduktan sonra, yine aynı mantıkla parçalar gruplandırılarak parça aileleri elde edilir. Daha sonra,parça aileleri ve makine hücreleri birbirleriyle eşleştirilirler. Q Analizi yönteminin bazı eksik noktaları vardır. Bunlar; •
•
•
•
•
Gruplandırma işleminde parça rota kartlarının dikkate alınmaması, Kurulan parça-makine ilişki matrisinde,uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar,parça ailelerinin ve makine hücrelerinin matris ana köşegeni üzerinde yer almasının engelleyecektir, Aynı makinede birden fazla kez işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayıları,parça-makine ilişki matrisinde ifade edilemez, Darboğaz makinelerin ana köşegen üzerine yerleştirilmesi ve tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır, Parça-makine ilişki matrisinde gösterilebiliyor olması,
aynı
tipteki
makinelerden yalnız
birinin
Doğrudan Sıralama Yöntemi: Doğrudan Sıralama Yöntemi (DSY), Derece Sıralama ve Kümeleme Yönteminin bir benzeridir. Parça aileleri ve makine hücrelerini ana köşegen üzerinde oluşturmayı amaçlar.Gruplama iki aşamalı bir işlemdir. Birinci aşamada,satırlar ve sütunlardaki pozitif 50
değerli hücrelerin sayısı bulunur ve bu sayılar ölçüt olarak alınarak, satırlar ve sütunlar büyükten küçüğe sıralanır. İkinci aşamada, satırlardaki pozitif değerler, hücreler, parçamakina ilişki matrisinin en üstüne doğru, sütunlardaki pozitif değerli hücreler, matrisin en soluna gelecek şekilde yer değiştirirler. Bu ötelemelerle, gruplar oluşturuluncaya kadar devam eder. Bu tekniğin uygulanması için gerekli işlem sırası şöyledir;
Adım-1: Parça-makine ilişki matrisi oluşturulur. Adım-2: Her satın ve sütundaki pozitif değerli hücrelerin sayısını bularak,satırlar ve sütunları bu ağırlıklara göre büyükten küçüğe sırala. Adım-3: İlk satırdan başlayarak,pozitif değerlerli hücreleri olan sütunları, matrisin en sonuna gelecek şekilde yer değiştirir. Bu işlemi bütün sütunlar için tekrarla. Adım-4: Elde edilen yeni düzenleme, bir önceki ile aynı ise Adım-7’ye geç, değilse,işleme Adım-5’den devam et. Adım-5: İlk sütundan başlayarak,pozitif değerleri olan satırları, matrisin en üstüne gelecek şekilde yer değiştir. Bu işlemi bütün satırlar için tekrarla. Adım-6: Elde edilen yeni düzenleme, bir önceki adım ile aynı ise adım-7’ye gidilir, değilse,işleme adım-2’den devam et. Adım-7: Parça ailelerini ve makine hücrelerini matris ana köşegeni üzerinde oluştur ve sonuçları yaz. Doğrudan Sıralama Yönteminin bazı eksiklikleri vardır. Bunlar; •
•
•
•
•
Parça çeşidinin ve makine sayısının fazlalığı işlem ve öteleme sayısını artırır. Bu yüzden büyük modellerde ağır çalışır. Kurulan parça-makine ilişki matrisinde, uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar, parça ailelerinin ve makine hücrelerinin matris ana köşegeni üzerinde yer almasını engelleyecektir. Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayıları, parça makine ilişki matrisinde ifade edilemez. Darboğaz makinelerin ana köşegeni üzerine yerleştirilmesi ve tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır. Parça-makine ilişki matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnız birer adedinin gösterilebiliyor olması.
Benzerlik Katsayısı Yöntemi: Benzerlik katsayısı yöntemi ilk olarak Mc Auley tarafından geliştirilmiştir. Yöntemin çalışma ilkesi, her iki makine arasındaki karşılıklı parça akışını kullanarak, ilişkinin benzerlik değerini ölçmek ve bu ölçü kullanılarak hazırlanan den doğram (ağaç çizelgesi) yardımıyla makine
51
hücrelerini oluşturmaktır: Bu yöntemde; parça aileleri; parça makine ilişki matrisi veri olarak alınıp; makine hücrelerine atanarak oluşturulmaktadır Her bir makine çiftine ait benzerlik katsayısı; her iki makineye uğrayan parça sayısının, makinelere ayrı ayrı ve her iki makineye ortak uğrayan parça sayısına oranıdır. Bu oranın bulunabilmesi için, makineler arasındaki parça hareketini gösteren makine-makine matrisi kullanılır. Bu matris, parçaların makine işlem sıralarından makineler ikili gruplar halinde alınarak, ilgili satır-sütun ve sütun-satırdaki hücre değerleri 1 arttırılarak elde edilir. Makinemakine matrisini X(İ;J) olarak tanımlarsak, i. makine ile j. makine arasındaki benzerlik katsayısı değeri aşağıdaki formülle hesaplanır:
Tablo V Benzerlik katsayısı yöntemi X(I,J) S(I,j) =
------------
X(I,I)+X(J,J)-X(I,J)
Burada;
X(I,J)=i. ve j makinaların her ikisine de uğrayan parçaların toplam sayısı, X(I,I)=Sadece I:makinaya uğrayan parçaların toplam sayısı, X(J,J)=Sadece j. makinaya uğrayan parçaların toplam sayısı, S(I,J)=i. makina ile j. makina arasındaki benzerlik katsayısı, Makine hücrelerinin oluşturulmasında den doğram kullanılır. Bu işlem, büyüklüğe göre sıralanmış benzerlik katsayıları değerlerinin eşlendiği makinelerin bir araya getirilmesidir. Benzerlik katsayısı yönteminin uygulanabilmesi için gerekeli işlem sırası şöyledir.
Adım-1: Parça rota kartlarını kullanarak, parçaların makine işlem sıralarını belirle. Adım-2: Parça-makine ilişki matrisini kur. Adım-3: Makineler arası malzeme akışının gösterildiği, makine-makine matrisini kur. Adım-4: Her makine çifti için benzerlik katsayısını hesapla. Adım-5: Benzerlik katsayısına göre den doğramı oluştur ve makine hücrelerini oluştur.
52
Adım-6: Parça-makine ilişki matrisini veri olarak alıp, makine hücrelerine parçaları atayarak, parça ailelerini oluştur. Adım-7: Grupları eşleştir ve sonuçları yaz. Benzerlik katsayısı yönteminin, diğer bir çok yöntemde gösterilemeyen, aynı parçanın aynı makinede birden fazla işlenmesi durumu ifade edilebilmektedir.
Bu tekniğin bazı yetersizlikleri yönleri vardır. Bunlar •
•
•
•
Makineler arası ilişkilerde X(J,J)>X(I,I) olması durumunda, elde edilen katsayının küçüklüğü, aynı hücrede bulunması gerekli makinelerin farklı hücrelerde yer almasına neden olabilir. Kurulan parça-ilişki matrisinde, uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar,parça ailelerinin ve makine hücrelerinin matris ana köşegeni üzerinde yer almasını engelleyecektir. Darboğaz makinelerin ana köşegen üzerine yerleştirilmesi ve tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır. Parça-makine ilişki matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnız birer adedinin gösterilebiliyor olması
Bağ Enerjisi Yöntemi: Bağ Enerjisi Yöntemi (BEY), Mc Cormik tarafından geliştirilmiştir. Tekniğin temeli,parça aileleri ve makine hücrelerini,parça-makine ilişki matrisinin ana köşegeni üzerinde oluşturma ilkesine dayanır.Parça-makine ilişki matrisinin her bir satırı diğer satırlarla,her bir sütunu diğer sütunlarla eşlenerek,satırlar ve sütunlar arası bağ enerjisi değerleri bulunur. Satırlar ve sütunlar, bu değerlere göre birbirine yaklaştırılarak devam edilir. Ötelemeler, toplam bağ enerjisi değeri en büyüklendiğinde durdurulur. Bu işlemler sonunda matris ana köşegeni üzerinde,parça aileleri ve makine hücreleri oluşturulur. BEY’ in uygulanması için gerekli işlem sırası şöyledir:
Adım-1: Parça makine ilişki matrisini oluştur, Adım-2: Birinci satırdan başlayarak,satırları birbirleriyle eşle ve aralarındaki bağ enerji değerini bul. En büyük değerini veren satırı birinci satırın yanına getir. İşlemi bütün satırlar için yinele. Adım-3: Birinci sütundan başlayarak,sütunları birbirleriyle eşle ve aralarındaki bağ enerji değerini bul. En büyük değeri veren sütunu birinci sütunun yanına getir. İşlemi bütün sütunlar için yinele. Adım-4: Elde edilen yeni düzenleme,eski düzenleme ile aynı ise Adım-5’e geç,değilse işleme Adım2’den devam et
53
Adım-5: Parça ailelerini ve makine hücrelerini oluştur ve sonuçları yaz. Adım-6: Parça ailelerini ve makine hücrelerini oluştur ve sonuçları yaz. Bağ enerjisi Yönteminin bazı yetersizlikleri vardır. Bunlar; •
•
•
•
•
Parça çeşidinin ve makine sayısının fazlalığı işlem ve öteleme sayısını artırır. Bu nedenle büyük modellerde yavaş çalışır. Kurulan parça-makine ilişki matrisinde, uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar,parça ailelerinin ve makine hücrelerinin matris ana köşegeni üzerinde yer almasını engelleyecektir. Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların,o makinedeki işlem sayıları, parçamakine ilişki matrisinde ifade edilemez. Darboğaz makinelerin ana köşegen üzerine yerleştirilmesi ve tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır. Parça-makine ilişki matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnızca birer adedinin gösterilebiliyor olması.
Dal Sınır Yöntemi: Dal -Sınır Yöntemi (DLSM) İbrahim ALQATTAN tarafından getirilmiş ,makine hücreli ve parça ailelerini oluşturmak için şebeke ağacı kullanılmıştır. Tekniğin temel fikri, başlangıç makinelerden elde edilen dalların, parçalarla birleştirilmesi ilkesine dayalıdır.Başlangıç makina, şebeke ağacının oluşturulmasında kullanılan başlangıç düğümüne karşılık gelir ve en küçük iş hacmine sahip makinedir. Dal-Sınır tekniğinin uygulanması için gerekli değişken tanımlamaları şöyledir: Değişkenlerin Tanımlanması: m:Sistemdeki makine sayısı n:Sistemdeki parça sayısı Pi:Sistemdeki i. parçayı tanımlamak için kullanılır. Mj:Sistemdeki j. Makineyi tanımlamak için kullanılır. 1 i. parça j. makinede işleniyorsa Xij
=
0 i. parça j. makinede işlenmiyorsa Tj: Makinede işlem gören parçaların sayısı,
54
Dal- Sınır Yönteminin uygulama adımlarından bahsetmek gerekirse;
Adım-1: Parça-makine ilişki matrisini oluştur. Adım-2: Bütün makineler için bj değerlerini hesapla ve bj>2 olan makineleri darboğaz makine olarak belirle ve B kümesine ata. Adım-3: Tüm makineleri AK kümesine, tüm parçaları da AP kümesine ata. Adım-4: K=1 Adım-5: K. parça ailesini ve makine hücresini oluşturmak için C(k) ve F(k) kümelerini boş kümeye eşitle. C(k)=0, F(k)0 Adım-6: 55
Tüm makinelerin Tj değerlerini hesapla ve Tj değeri en küçük olan *makineyi başlangıç makine olarak belirle ve şebeke ağacının çizimini başlat. Seçilen başlangıç makinesini C(k) kümesine dahil et.
Adım-7: C(k) kümesine yeni eklenen makinelerde işlem gören parçaların tümü için dal oluştur ve bu parçaları F(k) kümesine dahil et. Adım-8: F(k) kümesine dahil edilen parçalardan, başka her hangi bir makinede işlem gerektirmeyenleri belirle ve şebeke ağacının o dalını veya dallarını kapa. Adım-9: F(k) kümesine dahil edilen parçalardan, henüz tamlanmamış olanlar için, işlem yapacak makineleri belirle ve makineler için yeni dallar oluştur. Bu makineleri C(k) kümesine dahil et. Adım-10: C(k) kümesine dahil edilen makineler B kümesinde de varsa, bu makinelerin şebeke ağacındaki dallarını kapa. Adım-11: Adım 7 ile adım 11 arasını tüm dallar kapatılana kadar tekrarla. Adım-12: C(k) kümesindeki tüm makineleri, AK kümesinden, F(k) kümesindeki tüm parçaları da AP kümesinden çıkar. Eğer C(k) ve B kümelerinin ortak elemanları varsa (darboğaz makine), bunu AK kümesine ekle. Adım-13: Eğer AP boş küme ise işlemi durdur ve sonuçları yaz, değilse K ’yı bir artır ve adım 5’den sonraki işlemi yinele. *Dal-Sınır yöntemi dar boğaz makinelere çözüm getirmektedir. Dal-Sınır Yönteminin bazı yetersizlikleri vardır. Bunlar; •
•
•
•
Sistemde çok sayıda parça veya makine olduğunda, şebeke ağacının oluşturulması ve sonuca ulaşılması zordur. Kurulan parça-makine ilişki matrisinde, uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar, parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulmasını güçleştirir. Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayıları, parça-makine ilişki matrisinde ifade edilemez. Parça-makine ilişki matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnız birer adedinin gösterilebiliyor olması
LIP Modeli: LIP modeli (Lineer integer programming model), parça etkilerini ve makine hücrelerini, parça makine ilişki matrisinin ana köşegeni üzerinde oluşturan 0-1 tamsayılı matematiksel bir yaklaşımdır.Modelin temeli,gruplar arasındaki bağımlılığı en küçükleyerek, her bir gruptaki işlem zamanını en büyükleme fikrine dayanır. 56
M parça, N makineden oluşan bir sistemde, parçaların makinelerdeki işlem süreleri X(I,J) olarak tanımlayabileceğimiz parça-makine işlem süreleri matrisiyle ifade edilir. Matris değerleri eğer i. parça j. makinede işlem görüyorsa X(I,J)=işlem süresi;görmüyorsa;X(I,J)=0 olacaktır. LIP modelinin kurulmasında kullanılacak değişken tanımlamaları ve modelin genel anlatımı aşağıdaki gibidir;
Değişken Tanımlamaları : m:Sistemdeki parça sayısı n:Sistemdeki makine sayısı k:Oluşturulacak grup sayısı, L:Her bir gruptaki yer alacak parça veya makine sayısının alt limiti, U:Her bir grupta yer alacak parça veya makine sayısının üst limiti, Xij:İ. parçanın j. makinedeki işlem zamanı,
Modelin genel tanımı: m m+1 k
Enb=å å i=1 j=m+1 p=1
A jip<=Yip
Ajip<=Yip
å Xij . Aijp
(1)
I=1,……,m , j=m+1,……,m+n, p= 1,….,k
(2)
I=1,……,m, j=m+1,,…..,m+n, p=1,…..,k
(3)
k å Yip=1 p=1 m+n
I=1,……,m+n
L<=å Yip<=U
(4)
p=1,…..,k
i=1
57
(5)
Xijp,Yip=í0,1ý i=1,…..,m,
j=m+1,….,m+n,
p=1,…….,k
(6)
Modelin amaç fonksiyonu,gruba alınan parçaların makine işlem sürelerini en büyüklenmesi ile,parça ailelerini ve makine hücrelerini oluşturmaktadır:2.ve 3. Sınırlar kümesi,i. parçanın j. makinede işlenmesi için, her ikisinin de p. grupta olmasını, 4.sınırlar kümesi, her bir parça veya makinenin sadece bir gruba atanmasını,5.sınırlar kümesi, gruptaki parça ve makine sayılarının belirli limitler arasında olmasını garantiler.
LIP modelini bazı yetersizliklerinden bahsedebiliriz. Bunlar; •
Her bir grupta yer alacak parça ve makine sayısının sınırlandırılıyor olması,
•
Elde edilecek grup sayısının, modelin kurulması sırasında tanımlanıyor olması,
•
K adet grubun isteniyor olması, k! çözümün oluşmasına neden olacaktır,
•
Parça, makine ve grup sayısına bağlı olarak, değişken sayısı ve ötelemeler artmaktadır,
•
•
•
Uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar, parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulmasını güçleştirecektir, Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sıraları ve zamanlarından sadece birinin, parça-makine işlem süreleri matrisinde, ifade ediliyor olması, Parça-makine işlem süreleri matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnız birer adedinin gösterilebiliyor olması.
P Ortanca Modeli A.KUSIAK tarafından geliştirilen P Ortanca Modeli(POM) parça aileleri oluşturmak amacıyla kullanılan 0-1 tamsayılı matematiksel bir yaklaşımdır. Modelin temel fikri,belirtilen sayıda parça ailesini,parçalar arasındaki benzerlik katsayısına bağlı olarak, benzerliği en büyükleyecek parçaları bir araya getirerek oluşturmaktadır. Bu modelde makine hücreleri, parça-makine ilişki matrisi veri olarak alınıp, oluşturulan parça ailelerinin işleneceği makineler bir araya getirilerek oluşturulur. Kusiak, parçalar arasındaki benzerlik katsayılarını, Mc Auley’den farklı hesaplamıştır. Kusiak’ ın yaklaşımı, i. ve k. parçaların her ikisi de j. makinede işleniyorsa, yani X(I,J)=X(K,J)=1 veya X(I,J)=X(K,J)=0 ise, parçalar arasındaki benzerlik değeri 1 artırılarak, benzerlik katsayısının hesaplanmasına dayalıdır. Genel anlatımı; n Sij =å (Xik,Xjk) i¹j k=1 1 eğer Xik=Xjk (Xik,Xjk)=
58
0
Xik¹Xjk
POM ’un kurulmasına kullanılacak değişken tanımlamaları ve modelin genel anlatımı aşağıdaki gibidir;
Değişken Tanımlamaları: n:Sistemdeki parça sayısı p:İstenen parça ailesi sayısı Sij:Parça ile j. parça arasındaki benzerlik değeri
1 eğer i. parça j. parça ile eşlenirse Kij 0 eşlenmezse Modelin Genel Anlatımı: n n
Enbå å Sij Xij i=1 j=1
n å Kij=1
(1)
I=1,…..,n
(2)
j=1 n å Kij=p
(3)
j=1
Kij<=Kjj
i,j=1,…..,n(i¹j)
Kij=í0,1ý
i,j=1,….,n
(4) (5)
Genel anlatımı verilen modelin,amaç sınırı,belirtilen sayıda parça ailesini parçalar. Arasındaki benzerlik katsayısına bağlı olarak,benzerliği en büyükleyecek parçaları bir araya getirerek oluşturacaktır. İkinci sınırlar kümesi, her bir parçanın bir diğer parçadan sadece biri ile eşlenmesini, üçüncü sınırlar kümesi, istenilen sayıda parça ailesinin oluşmasını, dördüncü
59
sınırlar kümesi, i. parçanın j. parça ailesi içerisinde yer almasını ( eğer j. parça ailesi oluşmuş ise), beşinci sınırlar kümesi, Kij değişkenlerinin 0 ya da1 değerini almasını garantiler.
POM ’un Bazı yetersizlikleri vardır. Bunlar; •
Elde edilecek parça ailesi sayısının, modelin kurulması esnasında tanımlanıyor olması,
•
P’nin en iyi değeri, amaç fonksiyonunu en büyükleyen değer olabilir,
•
P adet parça ailesinin isteniyor olması, p! Çözümün oluşmasına sebep olacaktır,
•
•
•
Uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar, parça ailelerinin oluşturulmasını güçleştirecektir, Aynı makinede işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayılarından sadece birinin, parça-makine ilişki matrisinde, ifade edilebiliyor olması, Parça-makine ilişki matrisinde gösterilebiliyor olması.
aynı
tipteki
makinelerden
birer
adedinin
Atama Yöntemi G.Sirinivasan,T.T. Narendran ve B.Bahandrevan tarafından geliştirilen Atama Yöntemi (AY),makineler arasındaki benzerlik katsayısı yardımıyla,makine çiftleri arasındaki kapalı döngüler bularak,makine hücreleri oluşturma ilkesine dayalıdır. Bu yaklaşımda, parça aileleri, elde edilen makine hücrelerine parçaların atanması ile oluşturulur. (eğer parçaların tümü bu şekilde bir hücreye atanamıyorsa işlemler parça ailesi oluşturmak ve makineleri bu ailelere atamak için çalıştırılır). (Durie F.R.A, 1970.) Atama Yönteminde kullanılan benzerlik katsayıları A.Kusiak’ın geliştirdiği formülle bulunmaktadır. Makine çiftleri arasında kapalı döngüler Gezgin Satıcı yaklaşımının,en büyükleme problemi olarak çözülmesi ile elde edilmektedir. Bu yapının genel anlatımı ;
n n Enb å å Sij Kij i=1 j=1 ST, n å Kij=1 İ=1 n å Kij=1
j=1,……,n
İ=1,……,n
j=1
60
Kij={ 0,1}
i,j=1,……,n
Burada , n: Sistemdeki makine sayısı, 1 eğer i. parça (makine), j. parça (makine) ile eşlenirse Kij= 0 işlenmezse Sij=i.
parça
(makine)
ile
j.
parça
(makine)
arasındaki
benzerlik
katsayısı
Kapalı döngü, “her hangi bir noktadan başladığında, yapılacak adımlardan sonra başlangıç noktasına geri dönülmesi” olarak tanımlanır ve aşağıdaki gibi ifade edilir.
Xij=Xjk=Xk1=….=Xpq=Xqi=1 Kapalı döngüler bir araya getirilerek,makine hücreleri oluşturulur. H1= {Mi,Mj,Mk,……,Mq } Atama yönteminin uygulanması için gerekli işlem adımları aşağıda verilmiştir. Bu adımlar;
Adım-1: Parça-makine ilişki matrisini oluştur Adım-2: Makineler arasındaki benzerlik katsayılarını hesapla Adım-3: Kapalı döngüleri belirlemek için, en büyükleme modelini çöz ve makine kümelerini oluştur. Her bir makine kümesi,bir makine hücresini oluşturacaktır. Adım-4: Parça-makine ilişki matrisini kullanarak,oluşturulan makine hücrelerinde işlem görecek parçaları belirle ve parça ailelerini oluştur. Adım-5: Oluşturulan parça ailelerini birbirleriyle ilişkilendir. Biri diğerinin alt kümesi ise, parça ailelerini ve makine hücrelerini birleştir. Adım-6: Eğer tüm parçalar bir parça ailesine atanmış ise, işleme adım-10’dan devam et. 61
Adım-7: Adım 2 ile adım4 arasını parça ailelerini oluşturmak için çalıştır. Adım-8: İ parça ailesini, k makine hücresine atamak için, å å Aij i Î Mk jÎNi değerini hesapla, değeri en büyükleyen tere atamayı yap. Burada Mk=k. gruptaki makinelerin, Ni=i. gruptaki parçaların kümesi. Bu işlemi tüm parça ailelerini, makine hücreleriyle ilişkilendirene kadar tekrarla. Adım-9: Eğer her hangi bir makine hücresiyle, hiçbir parça ailesi eşlenmemişse, bu makine hücresi, å å Aij i Î Mk jÎNi değeri en büyük olan bir başka makine hücresiyle birleştirilir. Bu işlem tüm makine hücreleri eşlenene kadar yinelenir. Adım-10: Oluşturulan parça aileleri ve makine hücreleri yazılır.
Atama yönteminin bazı yetersiz yanları vardır. Bunlar; •
•
•
•
•
Parça çeşidinin ve makine sayısının fazlalığı işlem ve öteleme sayısını artırır. Bu yüzden, büyük modellerde yavaş çalışır. Uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar,parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulmasını engelleyecektir. Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayıları, parça-makine işlem matrisinde ifade edilemez. Darboğaz makinelerin tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır. Parça-makine ilişki matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnız birer adedinin gösterilebiliyor olması.
Ortaklık Değeri Yöntemi Jerry.C.Wei ve Gary M.Kern tarafından geliştirilen Ortaklık Değer Yöntemi (ODY), makine çiftleri arasındaki ortaklık değerlerine bağlı olarak, makine hücreleri oluşturma ilkesine dayalıdır. .Parça aileleri,belirlenen makine hücrelerine, parçaların atanması ile oluşturulur. Makine çiftleri arasındaki ortaklık değerleri, Kusiak’ın benzerlik katsayıları formülünden esinlenerek geliştirilen bir yaklaşımla elde edilir: Kusiak’ın yaklaşımında, Xik=Xjk=1 veya Xik=Xjk=0 olması durumunda, benzerlik değeri bir artırılmakta idi. Ortaklık değeri yaklaşımında ise, Xik=Xjk=1 olması, daha da ağırlık kazanmakta ve ortaklık değerine p (p 62
sistemde sistemdeki ki parça sayısı) sayısı) eklenmek eklenmekte, te, Xik=Xjk= Xik=Xjk=00 olması olması durumund durumundaa ortaklık ortaklık değerine değerine 1 eklenmektedir. eklenmektedir. Ortaklık değerinin hesaplanmasında hesaplanmasında kullanılan formülün genel anlatımı:
n Sij=å (Xik,Xjk) k=1
i¹j
(Xik,Xjk)=
p-1
eğer Xik=Xjk=1
1
eğer Xik=Xjk=0
0
eğer Xik¹Xjk
ODY ’nin uygulanması için gereken gereken işlem adımlarından bahsetmek bahsetmek gerekirse;
Adım-1: Parça-makine ilişki matrisi oluşturulur. Adım-2: Makine çiftleri arasındaki ortaklık değerini hesapla ve makine-makine matrisini oluştur. Adım-3: Ortaklık değeri en büyük olan makine çiftini belirle. Adım-4: Ortaklık değeri en büyük olan makine çiftini belirlendikten sonra 4 durumla karşılaşılabilir. Bunlar; a. Eğer belirlenen makine çiftinden, hem i. makinede hem de, j. makine daha önceden oluşturulan bir makine hücresine atanmışlar ise, i ve j makineden oluşan yeni bir makine hücresi oluşturulur. b. Eğer belirlenen makine çiftinden, i. makine, bir makine hücresine atanmış ve j. makine atanmamış ise, j. makineyi i. makinenin olduğu hücreye dahil et. c. Eğer belirlenen makine çiftinden, i. ve j. makine daha önceden aynı makine hücresine atanmışlar atanmışlar ise, hiçbir işlem yapmadan yapmadan adım-3’e geç d. Eğer belirlenen makine çiftinden, i. ve j. makine daha önceden farklı makine hücrelerine atanmışlar ise, bu makineleri darboğaz makine olarak belirle ve hiçbir işlem yapmadan adım-3’e geç.
Adım-5: Bütün makineler bir makine hücresine atanana kadar, adım3 ve adım 4’ü tekrarla.
63
Adım-6: Adım3 ve Adım 4 arasındaki işlemler, sistemde darboğaz makine yoksa, optimum gruplamayı verecektir. Sistemde darboğaz makine yoksa, işleme adım 8’den devam et. Adım-7: Ortaklık değeri en büyük olan olan darboğaz makine makine çiftini belirle belirle ve i. ve j. makin makinele elerin rin bulund bulunduğ uğuu hücrel hücreleri eri birleş birleştir tir.. Sistem Sistemde de,, belirl belirlene enenn darboğ darboğaz az makin makinele eler r kalmayıncaya kalmayıncaya kadar bu adımı tekrarla. Adım-8: Oluşturulan makine hücrelerine, paça-makine ilişki matrisini veri olarak alıp, parçaları ata ve parça ailelerini oluştur. ODY ’nin bazı yetersiz yanları vardır. Bunlar; •
•
•
•
Uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar, parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşturulmasını engelleyecektir. Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayıları, parça makine ilişki matrisinde ifade edilemez. Darboğaz makinelerin tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır. olanaksızdır. Parça Parça-ma -makin kinee ilişki ilişki matris matrisind indee aynı aynı tiptek tiptekii makine makineler lerden den yalnız yalnız birer birer adedi adedinin nin gösterilebiliyor olması.
Grafik Yöntemi Grafik Yöntemi, G. Sirinivasan ve T.T. Narendan tarafından geliştirilmiştir. Yöntemin temeli, kapalı döngülere bağlı olarak, makine hücreleri oluşturma ilkesine dayalıdır. Parça aileleri, makine hücrelerinde işlem gören parçaların, en büyük yoğunluk kuralına bağlı olarak bir araya getirilmesiyle oluşturulur. Atama Modeli’nin (Gezgin Satıcı Yaklaşımı’nın) çözülmesiyle elde edilen kapalı döngülerin her birisi, bir makine hücresine karşılık gelir. Parça aileleri,en büyük yoğunluk kuralı ile elde edilen makine küme vektörlerinin, parça küme vektörleri ile eşlenmesi ile bulunur. En büyük yoğunluğun bulunmasında kullanılan matematiksel yapı; Enbyk Yi
i=1,…….,p
1 eğer Mij =Pkj=1, j=1,……n, k=1 ,……..,m Yi= 0 değilse Burada , p:Makine hücresi sayısı m:Sistemdeki parça sayısı n:Sistemdeki makine sayısı 64
Mij=i. makine hücresi küme vektörü Grafik yönteminin uygulama adımlarından bahsetmek gerekirse; Adım-1: Parça-makine ilişki matrisi oluşturulur.
Adım-2: Makine Makineler ler arasın arasındak dakii benze benzerlik rlik katsa katsayıl yıları arını nı bul ve makin makine-m e-maki akine ne matris matrisini ini oluştu oluştur. r. E0=m*n. B0=m*n Adım-3: Atama modelini kur ve kapalı döngüleri belirle . Adım-4: Kapalı döngüleri birleştirerek makine hücrelerini oluştur. Makine hücrelerine bağlı olarak, makine küme vektörlerini oluştur. kr = makine küme vektörü sayısı( makine hücresi sayısı) Adım-5: Her bir parça için parça küme vektörünü oluştur. Adım-6: Makine küme vektörleri ile parça küme vektörlerini eşleyerek, en büyük yoğunluğu bul ve parçaları bu kurala göre gruplayarak, parça ailelerini oluştur. kc= parça ailesi sayısı. Eğer parça küme vektörü veya makine küme vektörü tek elemanlı ise, o elemanı en az bir ortak elemanı olduğu diğer bir vektörle birleştir. Adım-7: Eğer kc=kr ise adım12’ye git, eşit değilse adım 8 ‘den devam et. Adım-8: Parçaların benzerlik katsayılarını hesapla, atama modelini çöz ve kapalı döngüleri belirle. Adım-9: Kapalı döngüleri birleştirerek parça ailelerini oluştur. Parça ailelerine bağlı olarak,parça küme vektörlerini oluştur. kc= parça küme vektör sayısı( parça ailesi sayısı) Adım-10: Parça küme vektörleri ile makine küme vektörlerini eşleyerek, en büyük yoğunluğu bul ve makin makinele eleri ri bu kurala kurala göre göre grupla gruplayar yarak ak,, makin makinee hücrel hücreleri erini ni oluştu oluştur. r. kr =makin =makinee hücre hücre sayısı. .Eğer parça küme vektörü veya makine küme vektörü tek elemanlı ise, o elemanı en az bir ortak elemanı olduğu diğer bir vektörle birleştir. Adım-11: kc=kr olana kadar adım 10’u yinele. Adım-12: Sonucu yaz. Hiçbir grupta yer almayan 1’lerin toplam sayısını, E, grupların içerisinde yer alan sıfırların sayısını, B, olarak belirle. Eğer E=0 veya E>E0 veya B=B0 ise işlemi durdur değilse E00E ve B0=B olarak ata. Adım-13:
65
En son makine küme vektörü oluşturulmuş ise adım 6’ya değilse adım 10’a git.
Grafik Yönteminin Bazı yetersiz yönleri vardır. Bunlar; •
•
•
•
•
Uygun dağılım göstermeyen istisnai parçalar, parça ailelerinin ve makine hücrelerinin oluşmasını engelleyecektir. Aynı makinede birden fazla işlem gören parçaların, o makinedeki işlem sayıları,parça makine ilişki matrisinde ifade edilemez. Darboğaz makinelerin tam olarak bir makine hücresine atanması olanaksızdır Parça-makine ilişki matrisinde aynı tipteki makinelerden yalnız birer adedinin gösterilebiliyor olması Grafik iki aşamalı( atama modeli çözülecek,sonra algoritması uygulanacak) bir işlem olduğu için,parça ve makine sayısına bağlı olarak, işlem ve iterasyon sayısı artacaktır.
GRUPLAMA TEKNİKLERİ Gruplamada ilk adım parça gruplarının oluşturulmasıdır. Burada parçaların benzer geometriye, ölçüye ve proses gereklerine sahip olması özellikleri birlikte ya da ayrı ayrı belirleyici faktör olabilir. Proseste kullanılan malzeme, takım kolaylık,tolerans gerekleri dikkate alınmak durumunda kalınabilir. İkinci büyük adım ise bu parçaların yapılacağı makina gruplarının oluşturulmasıdır. Parça gruplarının oluşumunda 3 yöntem kullanılmaktadır: 1.Göz Kararı:Genellikle sınırlı sayıda kompone türü üretilen atölyelerde parçaların görünüşlerine göre sınıflandırılmasıdır. 2.Üretim Akış Analizi (ÜAA):J.L. Burbidge tarafından geliştirilen bu teknikte sınıflandırılacak parçaların proses kartları analiz edilerek parça aileleri oluşturulmakta, yöntem aynı zamanda makina gruplarının oluşumunuda sağlamaktadır. 3.Sınıflandırma ve Kodlama(S+K):Bu yöntemde herbir parçaya özelliklerine göre alfasayısal bir kod verilmektedir. Parça özelliklerinde geometrik şekil, işlev ve operasyon gibi temel verilerin yansıra elleçleme gerekleri, kafile büyüklüğü, talep oranı, takım ve kolaylık gerekleri gibi faktörlerde dikkate alınmaktadır. Grup teknolojisi uygulamalarının büyük çoğunluğunun metal işleme alanında olması nedeniyle K+S sistemlerinin çoğu metal işleme parçalarının tasarım ve imalat özelliklerini tanımlamaktadır. GRUPLAMA BİÇİMLERİ Ürün veya parçaların hücre oluşumu için gruplaması 3 farklı kritere göre yapılabilmektedir. 1.Geometrik Özellikler: Geometrik olarak benzer parçalar için optimum proses rotası belirlenmektedir. Bu rotanın istasyonlarını oluşturan makinalar ve tezgahlar hücresel tasarım için aday olmaktadır. 2.Proses sıralamasına göre: Benzer proses sırasına sahip olan parça grupları bunları işleyen tezgahlarla birlikte hücrelere ayrılmaktadır.(Örnek tornalama,frezeleme,taşlama sırası gibi) 3.Ürün hatları ve alt montaj parçalar: Komple bir ürün ya da alt komponesi için hücre oluşturulmaktadır.
66
GRUP TEKNOLOJİSİNİN İMALATA UYGULAMA YÖNTEMLERİ Uygulamalar Grup Teknolojisi’nin üç ana yoldan imalat ortamına uygulandığını göstermektedir. En basit yoldan,firmalar parça benzerliklerini dikkate alarak bir istasyon için iş sıralaması yaparken tezgah ayarlarında ortaklık veya kolaylık avantajlarından yararlanmaktadır. Burada ne parça grupları oluşturulmakta ne de tezgahlar ve makinalar hücrelere nakledilmektedir. Sadece parçalar yeni rotasına göre belirlenmiş olan tezgahlara orijinal mahallerinde gönderilmektedir. 2. uygulamada formel olarak parça aileleri ve tezgah grupları belirlenmekte ancak tezgahlar orijinal yerlerinde kalmaktadır. Parça aileleri kendilerine tahsis edilen tezgahlara gönderilmektedir. Grup Teknolojisi'nin imalat atölyesine uygulanmasının üçüncü şeklindeyse parça aileleri oluşturulmakta, makina ve tezgahlar belirlenmekte ve bunlar kendilerine ait bir mahale fiziki olarak taşınarak hücre (imalat ya da montaj) oluşturulmaktadır. Hücresel üretimin beklenen yararı tam olarak sağlayabilmesi için hücrenin fiziki olarak kendine ait bir mahalde oluşturulması gerekmektedir. Tezgahların ve ekipmanın ayrı bir mahalde gruplanmasında en çok öne sürülen gerçekte bu taşıma işleminin maliyeti olmaktadır. Block bu durumu şöyle eleştirmektedir:”bazıları hücresel üretimin, makinaları hücreler haline getirmeksizin yalnızca basit bir şekilde parça ailelerini sırasıyla tezgahlara göndermek suretiyle başarılabileceğini düşünmektedir. Bu hücresel sistemin pek çok yararını ortadan kaldırır ve açıkça işlevsel sistemin hücresel ya da esnek bir sisteme dönüşümünü sağlamaz. Makinaları hücre olarak yerleştirmeksizin bir yıl kadar Grup Teknolojisi’ni uygulayan bir firma,daha sonra fiili olarak makinaları kendi hücrelerine taşımak suretiyle şu kazançları elde ettiğini ifade etmiştir. 1)Denetim personelinin daha verimli kullanımı 2)Merkezi takım ve kağıt malzeme stoklama 3)Artan operatör esnekliği 4)Operasyonlar arasında daha az nakil zamanı Bir otomotiv yan sanayiindeki uygulamada belirli kriko ailelerine belirli tezgahlar tahsis edilmiş,ancak tezgahlar orijinal yerlerinde bulunmaktadır. Bu durumda parçalar 48m’lik bir yol katetmekte, üretim için toplam 49 tür faaliyet yapılmaktadır. Makinalar hücre için tahsis edilmiş ayrı bir mahale yerleştirildikten sonra ise katedilen mesafe 10m ye,üretim faaliyetleri ise 15m’ye düşmektedir.
67
Tablo VI Eski yeni değer karşılaştırması FAALİYET
ESKİ
YENİ
Taşıma
8
1
Parçayı Alma
12
4
Parçayı Bırakma
10
3
Depolama
11
2
Operasyonlar
8
5
TOPLAM
49
15
Operasyon/Toplam %16.3
%33.3
Katedilen Yol(m)
10
48
68
5. HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMLERİNE GENEL BAKIŞ En basit anlamıyla HÜS, GT'nin atelye sistemine uygulanmasıdır. HÜS' de, ekonomik yararlarını basarmak amacıyla parçalar, parça-aileleri olusturmak için birlikte tanımlanıp gruplandırılmaktadır. HÜS, günümüzde yıgın üretim sistemlerindeki verimliligi arttırmaya iliskin popüler bir üretim teknigi durumundadır(Sarker, 2001, s.587). Diger yandan Shanker ve Vrat HÜS'ü asagıdaki gibi tanımlamaktadırlar(Shanker, Vrat, 1998, s.97): “Hücresel Üretim Sistemi, parçaların, parça aileleri biçiminde ve makinelerin, makine hücreleri biçiminde gruplandıgı bir üretim sistemidir. Parça tasarımı ve üretim özelligi benzerligi kümelemeyi basarabilmek için kullanılmaktadır.” Bu asamada dikkat edilmesi gereken nokta, hücresel planın islevsel plandan farklı oldugudur. Çünkü islevsel plan, parçalar için çok yönlü yolları içermektedir. Ayrıca, parça ailelerinin kimligine yönelik olarak, hücresel plana oranla fazla bir ayrıntıya gereksinim duyulmamaktadır. Hücresel üretim tekniginin kullanılması için, benzer süreçleme özelliklerine sahip parça gruplarının olması; dahası, bu parça gruplarının benzerliklerinin belirlenmesi de gerekmektedir. HÜS' ün esas çıkıs noktasını, etkin ve kontrol edilmesinin kolay olması gibi üstünlükleri bulunan küçük bir sistemin söz konusu üstünlüklerinin büyük bir sisteme yansıtılması olusturmaktadır. Bu açıklamalara göre HÜS' ler, sistem içinde benzer üretim özelliklerine sahip belirli bir parça ailesinin tam olarak üretimi için islem, insan ve özellikle, makine gruplarının bulundugu ya da olusturuldugu sistemlerdir. Avantaj ve Dezavantajları; HÜS'ler atelye tarzı üretim sistemi ile karsılastırıldıklarında pek çok avantajlarının oldugu görülmektedir. Bu yararlar/avantajlar asagıdaki biçimde sıralanabilmektedir(Atalay, Birbil, Demir, Yıldırım, 1998, s.56-57): •
hazırlık zamanlarının azalması
•
süreç içi envanterlerin azalması
•
malzeme tasımada kolaylık
•
malzeme aktarma maliyetlerinin azalması
•
geçis zamanlarının azalması
•
insan iliskilerinin iyilesmesi
•
kaliteden direkt isçinin sorumlu olması nedeniyle kusurlu üretim miktarının azalması
•
kapasite planlama, malzeme planlama ve kontrollerin basitlestirilmesi.
Yukarıda sıralanan avantajlarının yanı sıra HÜS'lerin dezavantajları da mevcuttur ve asagıdaki biçimde sıralanabilir: •
•
atelye tarzı üretim sisteminin sagladıgı esneklik düzeyinin her zaman saglanamaması hücrelerin yasam sürelerinin, yapın talebine ve yapın karısımındaki degisimlere baglı olması 69
•
•
makine sayılarındaki artıs ve hücre dısı elemanların elenmesi ile, makine kullanımının azalması hücrelerin makine duruslarına karsı duyarlı olmaları nedeniyle, düzenli bakım eylemlerinin istenilen boyutta düzenli olmaması; aksine, çok daha düzenli yapılması gerekmektedir.
HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMLERİ Geleneksel üretim sistemleri ve JIT üretiminin yanı sıra GT fikrinden hareketle geliştirilmiş bir üretim tipidir. Hücre tipi üretim sistemi,sitem içinde benzer üretim özelliklerine sahip parçalar grubunun tamamen üretimi için işlem , iş gören ve özellikle makine, araç-gereçleri gruplarının var olduğu veya oluşturulduğu sistemlerdir. Hücresel Üretim Sistemini en genel şekliyle “GT ‘nin atölye düzeyine uygulanmış şekli olarak tanımlayabiliriz.”Bu üretim sistemlerinde, gruplardaki tüm tesis ve birimler, grup içine giren tüm parçaları kendi kendine yeter bir seviyede üretmek üzere düzenlenmiştir. Hücresel Üretim Sistemi Nedir? Yenilikçi bir üretim tekniği olarak GT sık başlamalar,yüksek süreç içi stoklar, uzun işlem zamanları, karmaşık planlama / eşgüdümleme işlevleri gibi geleneksel kitle üretimle ilgili bazı temel sorunları aşmaktadır. GT’ de benzer bölümlerden oluşan gruplar ya da aileler belirlenerek ilgili makine hücreleri,bir ya da daha fazla ailelerin tek bir hücre içerisinde tam olarak işlenebilecek biçimde de oluşturulmaktadır. Buna makine hücreleri oluşturulması adı verilmektedir ve makine hücrelerine dayalı olan üretim sistemi, “Hücresel Üretim” olarak adlandırılmaktadır. Hücresel üretimin bir atölye zemininin daha iyi kontrolünü kolaylaştırmak anlamına gelen GT kavramı üzerinde güven duyulan bir üretim sistemi olduğu işaret edilebilir. Bu yüzden bir HÜ sorunu için son çözüm,benzerlik özelliklerine göre alt sistemler içindeki bir sistemin amaçlarını ayırmaktır. Çünkü,ayrı alt sistemlerin büyüklüğü,orijinal ayrıştırılamayan sorundan birkaç bileşen uzağı içermektedir; onun için, her bir sistem daha basit ve daha idare edilebilir varlığı göstermektedir. Hücre tipi üretim sistemleri gerekli üretim kontrolünü,materyal akış yoğunluklarını,tezgah hazırlık zamanlarını, ara stok seviyelerini,iş bitirme zamanlarının ve sürekli iş hızlandırma denetlemelerini atölye tipi üretim sistemlerine göre göreceli olarak azaltmaktadır. HÜS son yıllarda uygulanması yaygınlaşmış olan bir üretim tekniğidir ve parti tipi üretim gerçekleştiren iş yerlerinde önemli yararlar getirdiği kabul edilir. Hücresel üretim bir ya da daha çok makinenin bir hücre olacak şekilde gruplandığı bir üretim tipidir ve gruplamalar benzer süreçleri gerektiren parça aileleri veya benzer parça kümeleri için çalışma yapmak amacıyla gereksinim duyulan işler aracılığıyla belirlenmektedir. Hücreler, bir makineden oluşabileceği gibi aktarıcı bir hat aracılığıyla birleştirilen bir akış hattından oluşabilir. Hücresel planlara dikkatle bakıldığında, makinelerin bir benzer parça aileleri için gerekli işlerin tümünü düzenledikleri görülecektir. Burada gözden kaçmaması gereken bir nokta, hücresel planın işlevsel plandan farklı olduğudur. Çünkü işlevsel plan parçalar için çok yönlü yolları içermektedir. Ayrıca, parça ailelerinin kimliğine yönelik olarak hücresel plana oranla fazla bir ayrıntıya gerek duymamaktadır. .Hücresel üretim tekniğinin uygulanması için ,benzer süreçleşme karakteristiklerine sahip parça gruplarının olması gerekmektedir.
70
HÜS’ nin esas çıkış noktası, etkin ve kontrol edilmesinin kolay olması gibi üstünlükleri bulunan küçük bir sistemin bu üstünlüklerinin büyük bir sisteme yansıtılması oluşturmaktadır. Büyük bir sistemin içerisinden birbirinden bağımsız küçük sistemler-ki bu sistemlere hücre denilmektedir;büyük bir sistemin karmaşık sorunlarıyla ilgilenmektense, küçük sistemlerin sorunlarıyla uğraşmak daha akla yatkın olmaktadır.
Şekil 23 Hücre tipi üretim Makine hücreleri(makine grupları), bir veya daha fazla parça ailesininişlenmesi için gerekli olan farklı veya aynı tipteki makinelerin bir araya getirilerek oluşturulan makine gruplarıdır.Şekil-3.2’de grup düzenleme görülmektedir.
71
Şekil 24 Hücresel imalatta grup düzenleme Hücre Nedir? Bir hücre; bir veya daha fazla sayıda benzer hammadde, parça, bileşen veya bilgi naklini içeren aileler üzerindeki sırasal ve çoklu belirli aralıklarla yerleştirilmiş bir grup iş istasyonudur. Hücre; bir veya daha fazla işçiye göre eleman sağlanan, çıktı performansı için ölçülebilir olan, bir veya daha fazla planlama, kontrol, desteğin sorumluluğu ve görevlerin gelişimini temsil eden işletme içindeki diğer organizasyonel birimlerden ayrı bir birimdir. Hücre kavramı hem imalat hem de büro hücresi olarak kullanılabilir.Buna göre; imalat hücresi, esas işlevi fiziksel proses, taşıma, iletim ve son hali bileşen veya ürün olan malzemeye değer katan hücredir. Büro hücresi ise; proses, taşıma, iletim ve bilgiye değer katan hücredir. Bunun dışında hücreye benzemekle beraber hücre olarak ifade edilemeyen üretim birimleri de mevcuttur. Bunlar: mini hücreler, hayalet hücreler, fiili hücreler ve odaklanmış fabrikalardır. Mini hücreler ekipman ya da operatörlerin ikili ardışık taşımalarla parça rotasını belirlediği parça ve ürün hücreleridir. Hayalet hücre ise gerçekte yoktur, yalnızca yapılması istenen herhangi bir üretim için geçici olarak kullanılır. Fiili hücre de tam anlamıyla parça-makine aileleri belirlenmiş, istenen prosesler tanımlanmış, her kaynağın istenen yerde olduğu hücre konfigürasyonudur. Son olarak odaklanmış fabrika ise, geniş bir konu olmak üzere özetle altı faktöre (ürünler, pazarlar, müşteriler, prosesler, üretim hacimleri, rekabetçi temeller ) odaklı üretim birimidir. Bir Hücrenin Yapısı HÜS’ler tasarlanırken, yerleşim planının nasıl düzenlendiği ve hücrelerin oluşumuna hangi faktörlerin etki ettiğinin de bilinmesi gerekir. Hücresel üretimde, uygulama her bir durumun özelliklerine göre farklılık gösterebilir. Bazen yeni bir ekipman almanın pahalı olması nedeniyle mevcut ekipman farklı hücreler arasında paylaşılabilir. Büyük ve pahalı özel bir ekipmanın ( ısıl işlem gibi ) kullanım nedeniyle parçalar hücre içine - dışına taşınabilir, malzemenin proses gereği nedeniyle
72
yerleşim planı farklı olabilir veya iş hacminin fazla olması, yeni bir hücrenin açılmasının uygulanabilir olmaması nedeniyle hücre eleman sayısı çok fazla olabilir. Başarılı bir HÜS uygulamasının göstermesi gereken ve olabildiğince uygulanması gereken karakteristikler şöyle sıralanabilir:
Ekip : Hücreler ya sadece veya genellikle grup içerisinde çalışan belirlenmiş bir işçi ekibinden oluşur. Ürünler : Hücreler belirlenmiş bir ürünler ailesini veya kümesini üretir. Tesisler : Hücreler yalnızca veya genel olarak grup içerisinde kullanılan belirli makine kümesi ve / veya diğer üretim teçhizatı ile donatılmıştır. Grup Yerleşim Planı : Tüm teçhizat hücre için ayrılmış özel bir alana yerleştirilir. Hedef : Hücre içindeki tüm personel aynı üretim çıktısı hedefini paylaşır. Bağımsızlık : Hücreler olabildiğince birbirinden bağımsız olmalıdır. Malzemeleri verildikten sonra hücrelerin başarısı diğer üretim gruplarının başarısına bağlı olmamalıdır. Büyüklük : Hücre içindeki eleman sayısı sınırlı tutulmalıdır. 6 - 15 kişiden oluşan grup büyüklükleri önerilmekte olup, son araştırmalar 10 işçiden oluşan hücrelerin optimum olduğunu göstermektedir. Bazı durumlarda teknolojik nedenlerle 35 kişilik büyük hücrelere de rastlanmaktadır. Sonuç olarak hücresel üretimde amaç, akış tipi üretimi sağlamaktır. Bunu sağlayacak temel gereksinimler de şu şekilde sıralanabilir : •
Makinelerin olabildiğince proses sırasına yakın yerleştirilmesi
•
Hücrelerin U şeklinde tasarlanması
•
Hücre içinde her defasında bir parça yapılması
•
İşçilerin hücredeki tüm prosesleri yapacak şekilde eğitilmesi
•
Operatörlerin, hamile kadınlar ve fiziki engelliler dışında, ayakta durarak ve yürüyerek
çalışmasının sağlanması •
Daha küçük ve daha ucuz olan yavaş, amaca yönelik tezgahların kullanımı.
YERLEŞİM TİPİNİN HÜCRELER ÜZERİNE ETKİSİ Bir üretim hücresinin yerleşim düzeni etkin bir çalışma bakımından çok önemlidir. Üretilecek parça ailesinin proses akış gereği optimum yerleşimi belirleyen en önemli faktördür. Hücreyi tasarlayan yerleşim planını tüm üretim tesisinin bir parçası olarak görülmelidir. Hücre, tek başına tecrit bir alan olmayıp sonuçta başka bir hücreye, son montaj hattına ya da tekil bir proses birimine bağlantılandırılmak zorundadır.
Bir hücre tasarımı yapılırken yerleşim planı bakımından şu noktalara dikkat etmek gerekecektir:
73
1. Bir üretim hücresi tüm üretim tesisi içerisinde düşünülüp kendisiyle ilgili çalışan diğer iş birimleriyle bağlantıları göz önünde tutulmalıdır. 2. Yerleşim planı, kesintisiz ve istikrarlı bir malzeme/parça akışı sağlamak amacıyla, olabildiğince, ürün ailesinin proses akış gereklerini yansıtmalıdır. Parçaların proses akışının ters yönünde hareketinden kaçınılmalı, eğer farklı operasyonlar için aynı tezgahın kullanımı gerekli ise yıldız yerleşim planı seçilmelidir. 3. Yerleşim planı gelecekte düşünülebilecek entegrasyonu göz önünde tutmalıdır. 4. Yerleşim planının değiştirilme ihtiyacı olasılığı yönünden olabildiğince esnek olmalıdır. 5. Mahalli takım/avadanlık muhafaza olanağı sağlanmalıdır. 6. Malzeme geliş gidişine imkan sağlanmalıdır. 7. Prosesler arasında işçinin malzemeye dokunması en aza indirmelidir. 8. İşçi esnekliğine olanak tanımak için işçilerin birden fazla tezgaha ulaşabilme olanağı sağlanmalıdır. 9. Atölye içinde ergonomi ve iş sağlığı dikkate alınmalıdır.
U Tipi Yerleşim ve Hücre Yerleşim konusunda hemen hemen tüm yazarlar U tipi yerleşimin yukarıdaki gerekleri karşılayacağını söylemektedirler. Doğrusal tarzda yerleşim de yukarıdaki özelliklerin çoğunu karşılamakla birlikte U biçimi yerleşimde olduğu kadar işçi sayısı değiştirme esnekliği vermemektedir. Öte yandan doğrusal yerleşimde işçinin son istasyondan önceki ya da baştaki istasyonlara eli boş dönüşü için uzun mesafe kat etmesi gerekecektir. Diğer bir sakınca da, işçilerin yürüyüşten bıkıp daha büyük partiler halinde imalat yaptıktan sonra bir sonraki istasyona geçmesidir. Bu da malzeme taşıma yükünü arttıracak, kalite hakkında daha yavaş bilgi akışını getirecek ve toplam imalat süresini arttıracaktır. U biçimi yerleşimin şu yararları getireceği sanılmaktadır: •
•
İşçiler birbirlerine ve hücre amirlerine görünür mesafededirler. Parçalar elden ele geçeceğinden parça ihtiyacı ve kalitesi hakkında etkin bir bilgi akışı vardır.
•
Malzeme hareketi hızlıdır.
•
İşçi sayısı ve işçilerin hücre içindeki görevleri yeniden ayarlanabilir.
•
İşçi yürüyüş zamanını ve mesafesini azaltır.
•
•
Tüm hücre ekibinin merkezi, tahsisli bir alanda birlikte çalışması, sorunlarını kendilerinin çözmesi ve kalitede iyileşme nedeniyle takım çalışma isteğini geliştirir. İşçilerin çeşitli pozisyonlara ulaşımı kolaylaşır (Birden fazla istasyonu kumanda edebilme).
74
Hücresel İmalat Sisteminde Yerleşim Düzeni : GT, benzer parçaları belirleyip bir araya getirerek tasarım ve imalatta bu benzerliklerden yararlanma düşüncesine dayanır.Çok fazla sayıda parça ile ilgilenmektense 30-40 adetlik parça aileleri ile çalışmak daha kolaydır. Bu kolaylık şekil-3.2 ve şekil-3.3 karşılaştırılarak daha iyi anlaşılabilir. Şekil-3.2’de işleme göre düzenlenmiş bir yerleşim örneği görülmektedir. Bu yerleşimde, çeşitli özelliklere sahip olan tezgahlar yaptıkları işlere göre sıralanmışlardır.Örnektekiatölyede, kaynak, matkap, torna, ısıl işlem, freze ve abkant bölümleriyle bir malzeme ambarı bulunmakatadır. Bir parçanın imalinde, malzemenin bu bölümler arasında, belkide defalarca gidip gelmesi gerekecektir. Bu nun sonucunda, büyük ölçüde malzeme aktarımı(gereksiz yere ve ürüne hiçbir değer katılmadan) gerçekleşecek, yüksek süreç içi stok düzeyleri, fazla hazırlık zamanları ve ayar işlemleri, uzun tedarik süreleri ve artan maliyetler ortaya çıkacaktır.
Şekil 25 Proses gore yerleştirilmişi bir farbika Şekil-3.3’de aynı üretimi yapan, ancak tezgahların hücre şeklinde düzenlendiği bir başka yerleşim görülmektedir. Her hücre, belli bir parça ailesi üretecek şekilde düzenlenmiştir. B usayede taşoma mesafaleri kısalmakta, süreç içi stoklar ile hazırlrı ve tedarik süreleriazalmaktadır.
75
Şekil 26 Gruplandırma ile akış hattının sadeleştirilmesi NİÇİN HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMİ Hücresel üretim sistemi işlevsel atölye tipinin sakıncalarını giderebilmektedir.Ayrıca daha kolay denetlenebilmesi,işlem sürelerini kısaltması sitemin kabul görmesini haklı gösteren ayrıcalıklardır. Hücresel üretim sistemi aşağıda sıralanan sorunların üstesinden gelmede önemli yararlar sağlamaktadır. •
•
•
•
Parçalar süreç sıralarına görekarmaşık bir rota izlediklerinde,bunların izlenmesi güçtür ve atolyede kaybolabilmektedirler. Çeşitli parçalarkümeler halinde üretime sokulduklarından, her parça kafilesinde ilk üretilen parça,bir sonraki sürece geçebilmek için o kümeler en son üretilecek parçayı beklemek zorundadır. Bu isebir parçanın toplam üretim süresini çok uzatmaktadır. İşçi,üzerinde çalışığı parça ile doğrudan ilgili ve sorumlu olmadığından parçada kalite,uygunluk sorunları doğmaktadır.Hücresel üretim sistemi ile bu sorunun üstesinden gelinebilir. Çünkü HÜS çalışana daha fazla sorumluluk yükler. Hücresel üeretim sisteminde süreç içi stoklar işlevsel yerleşime göre daha az seviyededir.
•
İşlevsel yerleşim tipinde,materyal taşıma,elle işleme sorunları vardır.
•
Diğer yerleşim tiplerinde tezgah ayar,takım, kolaylık değişim sorunları vardır.
HÜS’nin uygulanması yalın değildir ve de kesinlikle, şuradakinin buraya yada oraya konulması değildir. Üretim sistemlerindeki hücresel dönüşüm, çok iyi bir planlama ve iyi tanımlanmış bir stratejiye dayandırılmalıdır. Buradaki çıkış noktasını,işlevsel yerleşime sahip bir üretimin üretim sisteminiesnek hale getirmek oluşturmaktadır. Bu açıklamaların ışığında, HÜS’nin etkin sonuç verebilmesi için her bir hücrenin tam zamanında üretim (TZÜ) felsefesine uygun olması gerektiği söylenebilir. HÜS tam zamanında üretim felsefesinin önemli bir ögesidir. TZÜ tekniğinin gerçekleşebilmesi için ideal ortam,üretimin aksama olmadan yani yığılmaksızın, su gibi akmasıdır. Bu ideal ortam akış tipi üeretim koşulunda sağlanabilmektedir. . Öte yandan,makinelerin işlevsel özelliklerine göre gruplandığı işlevsel atölye ortamında üretimin su gibi akıp gitmesi olanaksızdır. HÜS işlevsel tarzdaki üetim koşullarında parça ailelerinigruplamak suretiyle hecreler oluşturarak TZÜ tekniğinin idealini oluşturmaya çalışmaktadır. TZÜ ve HÜS ilişkisi aşağıdaki şekilde gibi ifade edilebilir.
76
Şekil 27 Tzü ve Hüs ilişkisi HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMİNİN AVANTAJLARI HÜS’nin yararlarını 2 ana grupta toplayabiliriz. Genel olarak HÜS’nin avantajları: 1. Üretim hazırlık zamanını kısaltır, 2. Parti büyüklüklerini azaltır, 3. Kuyrukta bekleme zamanını azaltır, 4. Toplam üretim zamanını azaltır, 5. Süreç içi stok miktarını azaltır, 6. Bitmiş mal stoğunu azaltır, 7. Çıktıyı azaltır, 8. İşçilik maliyetlerini azaltır, 9. Kalite kontrolu geliştirir, 10. Materyal işemeyi azaltır, 11. Yer / Alan faydasını geliştirir, 12. İş doyumu, morali ve iletişimi artırır, 13. Üretim kontrolünü geliştirir, 14. aparatlama ve fikstürleri azaltır, 15. artık kayıplarını yeniden işlemeyi azaltır, 16. süreç planlamasını yalınlaştırır. Yukarıda sıralanan yararların 2’den 9’a kadar olanları doğrudan doğruya üretime hazırlık zamanının azaltaılmasındanileri gelmektedir. Diğer yararların sağlanmasında, üretime hazırlık zamanının azaltımının hazırlayıcı rolü dikkate alındığında üretim hazırlık süresinin düşürülmesinin, hücre oluşturma ve planlamasının temel amacı olacağı açıktır. HÜS’ün yukarıdaki yararlarının sayılabilmesi,hücresel düzenlemenin tam manasıyla ve etkin bir biçimde gerçekleştirilebilmesine bağlıdır. Daha etkili makine yerleşimi ve parça gruplaması noktasında hücresel üretim, verimliliğin iyileştirilmesi yönünde,süregelen 77
araştırmaların ve çabaların ortak noktasını,hücre içi hareketlerin sayısının minimize edilmesi oluşturmuştur. Burada gözden kaçırılmaması gereken nokta hücre içerisinde bir parçanın bir makineden diğerine hareketinin, tüm hücre verimliliğinin belirlenmesinde ayrıca önemli olduğudur.
HÜS’nin zamana bağlı avantajları: Kısa Dönemli Kazanımlar: a.Mühendislik ve Prases Değişimleri: NC ve CNC tezgahların kullanımıyla, CAD/CAM sistemlerininde kaçınılmaz olarak devreye girmesiyle ürün veya proseslerde yapılacak değişimler son derece kolay yapılabilir bir hal alacak, pazardaki değişimlere daha kolay yakalanabilecektir. b.Tezgahların Boş Kalmaması: İşlemeden önce parçaların fikstürlere bağlanıp hazır edilmesi gereken hallerde, parçalar makineler önünde bir kuyruğa sokulurlar. . Bu durumda, boşalan makinenin hemen işleme başlayabileceği bir yarı ürün paleti hazır olur. Böylece yüksek bir kullanım oranı gerçekleştirilebilir. c.Takım Hataları: Takımların kırılması veya arıza yapması durumunda tezgahın devreleri hatayı fark ederek tezgahı durdurur ve ana bilgisayar sistemine arızayı habar verirler.
Uzun Dönem Kazanımlar: a.Ürün Hacminin Artması: Ürün hacmindeki artışın doğru kullanılabilmesi halinde sistemin sağlıklı gelişmesi zor olmayacaktır. bFarklı Ürün Karışımları: Bazı özellikleri gösterdikleri sürece, HÜS farklı geometrileri işleyebilir. Bu özellikler şekil, boy, ağırlık, işleme adımları veya malzeme uyumu gibidir. c.Yeni Ürünler: Var oan ürün ailelerine yeni parçaların katılması, veya tezgahların işleme kapasiteleri içinde yeniürünlerin tasarımı ve tanımlanması son derece kolaylaşır. Hücresel üretim sisteminin kazanımlarinı aşağıdaki tablodaki gibi özetlemek mümkündür.
78
Tablo VII Hücresel Üretim Sisteminin kurulmasından sonar elde edilen kazanımlar
HÜS kurulması neticesinde elde dilecek olan kazanımlarla ilgili olarak aşağıdaki gibi bir gruplandirma yapmakta mümkündür:
5.1.1. İşgücünün Azaltılması: •
Tezgah başından operatörlerin uzaklaştırılması
•
İnsansız çalışma hallerinde yüksek nitelikli çalışma gücüne ihtiyacın azalması
•
İnsansız çalışma araçlarının sisteme dahil olması
Tezgah Kullanım Oranının Yükseltilmesi: •
Tezgah hazırlık sürelerinin azaltılması
•
Elle yapılan işlemlerin yerini otomatize edilmiş prosedürlerin alması
•
Makinelerin üretim çevrimi içinde kalmalarını sağlayacak çabuk transfer yapabilen araçların devreye girmesi
Operasyonel Kontrolün Geliştirilmesi: •
Kontrol edilemeyen değişken sayısının azaltılması
•
Plandan sapmaları çabuk algılayıptepki verebilen araçların kazanılması
•
İnsan ihtiyacına iletişimin azaltılması
Stoklarda Azalma: •
Parti büyüklüğünün küçülmesi
•
Finansal çevrimin hızlanması
•
Tam Zamanında Üretim(TZÜ=JIT) için planlama araçlarının kazanılması
Hücresel Üretimin Karşılaştığı Problemler: H.Ü.S’nin hem tasarım hem de uygulanması grçekte kolay olmamaktadır. Hücresel düzenlemenin istenilen yararı verebilmesi için önemli bir çabaya gerek duyulmaktadır. Her 79
yeni düzenlemede karşılaşılabilecek ortak sorun insandır. Genellikle sistem dönüşümünün amacı, nedenleri ve firmaya sağlayacağı yararları yönetim kadrolarına benimsetilmelidir. Aslında, üst yönetimin benimseyemediği bir dönüşümün iyi sonuç vermesi düşük bir olasılıktır. .Gerçekte, hücresel üretime orta kademe yöneticileri, çalışanlara nazaran çoğu durumda daha fazla direnç gösterebilmektedirler. Bu nedenlerdir ki,hücresel dönüşümden etkilenecek olan çalışan ve yöneticilerin eğitilmesi çok önemli olacaktır.Aşağıdaki tabloda GT ve H.Ü.S uygulayan firmaların yaşadıkları problemler ve bunların aşılma yöntenleri gelmektedir. H.Ü.S ‘ni uygulayan firmalrın hepsinin tablodaki sorunlarla karşılaşacağı söylenemez. Firmaların sahip oldukları özelliklere göre karşılaştığı sorunlara tanıda bulunup, tedavi yolunu seçmelerinin en doğru hareket tarzı olacağı kanısı vardır.
Tablo VIII Hüs’te karşılaşılan sorunlar ve çözüm önerileri
80
Bir H.Ü.S’nin tasarım ve işletim aşamalarında bazı güçlüklerle karşılaşılabilir. .Bu problemler, uzun dönem ve kısa dönem olarak iki ana grup halinde incelenebilir. Donanım yapısal değişiklikleri,örneğin yatırım kararları, uzun dönem planlama problemleri altında, işletime ait güçlükler ise kısa dönem problemler adı altında ele alınabilir.
HÜS’nin Uzun Dönem Planlaması Konusunda Ortaya Çıkan Problemler: Hücresel üretim sistemlerine yapılacak bir yatırım stratejik bir karardır. Bir HÜS ‘nin uzun dönemli planlaması, işletmenin zuzn dönemli ürün ve kapasite planlamasıyla, onun da ötesinde işletmenin teknoloji stratejisiyle doğrudan alakalıdır. Yüksek yatırım miktarı yüzünden, yatırım planlama birimleriyle gerekli işlerin kurulmuş olması gerekmektedir. HÜS uygulamasını içeren bir yatırım kararının farklı nedenleri olabilir: •
•
Yönetim, modern üretim tekniklerine yapılacak olan yatırımı,gelecekte rekabet edebilielik açısından ve üretim konusundaki teknolojik gelişmelerden uzak kalmamak amacıyla gerekli görüyor olabilir. Ekonomik faktörlerin HÜS lehine işlemediği durumlarda dahi, bu teknoloijye erken giriş yapmış olmak, daha sonra daha zor bir dönüşüm ihtiyacını ortadan kaldırmak açısından yararlıolabilir. Eski üretim tekniklerininyeni üretim teknikleriyle değiştirilmesi, kalite ve teslim süresi konusunda artan Pazar taleplarini karşılama açısınfdan önemli olabilir. İşletmenin büyümesi yüzünden yapılacak yatırımlar da ekonomik motivasyonlar olarak kabul edilebilir. İhtiyaç duyulan kapasite, uzun dönemli üretim planlarından çıkarılabilir. İhtiyaç duyulan kapasitenin eldeki kurulu kapasite ile karşılaştırılması yönetime bir fikir verecektir.
Başlangıçta iş parçası skalası denetlenmelidir. Verili geometrik ve teknolojik kriterler altında, HÜS tarafından üretilebilen iş parçalrı, işletmenin ürettiği tüm parça skalasıyla 81
karşılaştırılmalıdır.Teknolojil kriter, genellikle kalite düzeyi ve iş parçası çeşitleme sayısını içerir. Paraça tipi tanımlamalarının belirlenmesiyle yanıtlanması gereken 2 önemli soru ortaya çıkar.
a.Hangi parça tipleri HÜS tarafından üretilmelidir? Bu soruya verilen yanıt, HÜS ve bileşenleri tarafından sağlanması gerekli kapasite ve esneklik konusunu açıklar b.HÜS’ne hangi bileşenler eklenmelidir? Bu soruya verilen yanıt ise, yatırım gereksinimleri ve işletme maliyetleri konusunu açıklığa kavuşturur. Karşılaşılan yatırım problemlerinin karmaşıklığı, HÜS’nin kullanım hayatı boyunca iş parçası skalası, proses planları ve üretim miktarlarında olması beklenen değişimler de düşünüldüğünde iyice artmaktadır. Bu değişimler ve üretim ihtiyaçları kesinlikle belirlenemez. Bu durum probleme stokastik doğasını vermektedir. Olası HÜS seçeneklerinin değerlendirilmesinde teknik,ekonomik ve sosyal hedefler değerlendirilmelidir.Bunların bir çoğunu sayılaştırmak mümkün olmaz. Yine bütünlükçü bir anlayış ile tüm hedefler değerlendirilmelidir.
Üretim Safhasında Karşılaşılan Güçlükler: HÜS’lerin uygulamda karşılaştığı bir diğer sorun ise üretilen parça çeşidinin tezgahların üretkenliği üzerine yaptığı etkilerdir.Yapılan çalışmalarda görülebilmiştir ki,sistemin üretkenliği ve çıktı seveyesi, belli bir çeşit değerine kadar artma eğilimindeyken, parça çeşidi belli bir değerin üzerine çıktığı andan itibaren hızla düşmektedir. Bu olayın sebebi iki karşıtgelişim içinde bulunabilir. Bunların birincisi, çeşitli iş parçası tiplerifarklı makine ihtiyaçlarını daha rahat dengelemektedirler ve dahadengeli bir tezgah iş yükü dağılımı daha yüksek üretim seviyelerine çıkmasını sağlamaktadır. Hücrede NC ve CNC makineler kullanıldığı zaman, diğer tezgahların kapasite olarak bunları desteklemesi durumunda NC ve CNc tezgahlar yüksek ara stok birikimlerine neden olabilirler.Diğer birin sorun ise ileri teknoloji tezgaların çeşitli nedenlerle çalışmadıkları zaman oranlarının geleneksel tezgahlara göre daha yüksek olmasıdır.(Nc makinelerde %20 kayıp zamana karşılık geleneksel tezgahlarda %2) Üretimin başlamasından sonra, yani yatırımlar tamamlandıktan sonraki bir tarihte üretim hattının kimlik değiştirmesi, yani bazı ürünlerin üretiminin son bulması veya yeni ürünlerin oluşturulması hücrelerin yanıtlamakta zorlandığı bir başka problemdir. Taleptekideğişimlerde sistemi aynı şekilde zorlar. Hücre sistemleri genelde ürün temelli tasarlandıklarından,tüm üretim sistemininfarklı ürünle rüretecek şekilde veya farklı hacimlerde üretim yapacak şekilde değiştirilmeleri, başlamış olan üretimi aksatacak veya tamamen durduracaktır.
Hücresel Üretim Sisteminde Tasarım: Bir fabrikadaki makine yarlaşimine yönelik geleneksel yerleşim süeç odaklı olmaktadır. Bir süreçten daha çok sürece gereksinim duyan parçalar;parçalarla ilgili üretim işlleri tamamlanıncaya kadar ,bir bölümden diğerine taşınmaktadır. Geleneksel yerleşimin temel
82
dezavantajı, toplam üretim zamanının uzun ve belirsiz oluşudur. Bu belirsizlik, yüksek süreç içi envanter maliyeti, önemli derecede envanter tutma maliyeti,zamansız(uygunsuz)yapın dağıtımı ve artan satış kayıpları biçiminde kendisini göstermektedir. Hücresel üretim, üretim etkinliğini geliştiripverimliliği artıran seçenek bir yerleşimdeğeri sağlamaktadır. HÜStasarımına ilişkin tipik bir yapı şekil-3.8’de verilmektedir.
Şekil 28 Hücresel üretime ilişkin bir tasarım yapısı Hücresel Üretim Tasarım İlkeleri ve Hücre Özellikleri: Hücresel üretim tasarım ilkelerini aşağıdaki şekilde sıralamak mümkündür. •
•
•
•
•
Hücre kurulmasını haklılamak için o yapıdan yeterli biçimde üretim istemiolmalıdır. Hücre oluşumunda her makine %100 kapasitede kullanılmayabilir, burada işgücününkullanımının iyileştirilmesi amaçtır. Sistem içerisindeki süreçler teknolojik olarak uyumlu olmalıdır. Sistemden beklenen kapasite,parçalar istem miktarları ile üretim programı tarafından belirlenecektir. Makine kullanım oranıve işgücü dengeleme sorunları ile karşılaşılacaktır.
83
•
Üretim sisteminin fiziksel olarak yeniden örgütlenmesi,kuruluşun genel üretim sisteminin de yeniden tasarımını gerçekleştirecektir.
Parça aileleri ile bunların üretiminin gerçekleştirileceği makine grupları oluşturulurken, firma içi en uygun sınıflama ve kodlama sistemlerinden birisi kullanılmalıdır. Burada, hücre içerisindeki makinelerin, o hücrede üretilecekleri parça aileleri için kullanılmaları gerektiği açıktır. Bir HÜS’nin tasarımında çok sayıda karar alınmak zorundadır. Bu kararların en önemli olanlarından bazılarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz. •
•
Verilen bir parçalar kümesi süreci için gereksinim duyulan makinelerin tipi ve sayısı, Makineler arasında diğer materyallar ve parçaları ulaştırmak amacıyla,gereksinim duyulanmateryal
•
işleme araç gereç tipi ve sayısı,
•
Onların ayrı ayrı hücrelerinde makineleri gruplama,
•
Hücreler içerisinde makineleri yerleştirme,
•
Hücrelerin birbiriyle bağlantılı yerleşimidir.
Öte yandan, hücresel temelde yetersiz tasrım, birtakım sorunlara yol açmaktadır.Hücresel tasarımın yeterince anlaşılmaması-ki bu durum,hem yönetim kadrosundan hemde çalışanlardan kaynaklamabilir-yeni dönüşün gereklerinin yerine getirilememesi, firma amaçlarının ve hedeflerinin gerçekçi olarak belirlenememesi,bunun yanında firma performansının iyi ölçülebilmemesi gibi durumlarda hücrelerden hedeflenen yararların sağlanması olanaksızdır. Hücrelerin hedeflerinden saparak, geleneksel anlamda çalışmaya başlamasını engellemek için HÜS’nin temel özelliklerinin iyi anlaşılıp algılanması gerekmektedir. Hücresel İmalat İçin Üretim Planlama Bir üretim sisteminin performansı, sadece sistemin hücreler ve departmanlara bölünmesinin kalitesine bağlı değil, aynı zamanda işlerin akışını planlamak ve kontrol etmek için kullanılan üretim planlama sisteminin kalitesine de bağlıdır. Bununla birlikte, her iki sistem arasındaki uyuşmanın faydası, hücresel imalatın tüm avantajlarını elde etmek açısından önemlidir. Üretim planlama ve kontrol sisteminin tasarımı, üretim sisteminin tüm ihtiyaçlarını karşılamalıdır. Hücresel imalat, mevcut planlama sisteminin gerçekleştiremediği ihtiyaçların koordinasyonunu sağlar (Rolstadas, 1998). Bu ihtiyaçlar, bir planlama ünitesi olarak düşünülen hücrelerden ve parça ailelerinden oluşan partilerin belirlenmesi ve taşınması ile alakalıdır. Parti büyüklükleri, geleneksel yollarla belirlenememektedir. Hücrenin bir planlama ünitesi olarak kabul edilmesi, uygulanan hücre yükleme prosedürüne göre planlamayı ve üretim kontrolü olasılığını etkilemektedir. 84
Rolstadas, çalışmalarını yüksek derecede otomize edilmiş akış hattı hücrelerinin üzerine yoğunlaştırmıştır. Fakat bir hücre ile ilgili diğer tip yerleşimler kullanılırsa geliştirilen model, oluşacak problemleri çözemeyecektir. Bu yüzden, bu çalışmada hücresel imalatta kullanılan üretim planlama ve kontrol sistemlerinin tasarımı üzerinde durulacaktır. Bu tür çalışmalar, hücresel imalat içindeki üretim kontrolü üzerine yazılmış birkaç makalede görülmektedir. Yapılan çalışma, yukarıda bahsedilen çalışmaların aynısı olmayacak, hücresel imalata uygulanabilecek uygun sistemler incelenecek ve bu sistemlerin önemli karakteristikleri tanımlanacaktır.
Hücresel Üretim için Üretim Planlama ve Kontrol Sistemleri İlk olarak Petrov 1968 yılında, grup teknolojisi prensiplerini üretim sistemlerine uygulandığı zaman üretim planlama ve çizelgeleme sisteminin yeniden tasarımlanması gerektiğini ortaya koymuştur. Bu bilim adamı, birçok akış hattı hücre tiplerini incelemiştir. Bunlar, grup teknolojisi kullanılarak yapılandırılabilmekte ve hem hücrelerin hem de tüm sistemin performansını geliştirmek için gereken planlanmış koşulları belirleyebilmektedir. Dale ve Russel 1983 yılında, akış hattı hücresel imalat sistemleri içinde tipik üretim kontrol problemlerini tanımlamıştır. Hücresel imalat sistemi içindeki iş yükleme dengeleme problemi bu problemlerden biridir. Hücreler, eşit kalifiyede olmayan çeşitli tezgah tipleri ve operatörlerden oluşmaktadır. Bu konfigürasyon dahilinde, tezgah kullanımı ile operatör kullanımı arasında iyi bir denge kurmayı sağlamak önemli bir problemdir. Ürün karışımı ve miktarı ile yeni ürün girişleri, bu problemi büyütmektedir. Üretim sisteminin kendi kendine yeniden tasarımlanması çoğu zaman bu problemlerin çözülmesine yeterli değildir. Bu yüzden üretim kontrol sistemleri oluşan problemlerle ilgilenmektedir. Hücreler arasında tezgah paylaşımı ile oluşan problemler için de bu durum söz konusudur. Hücresel imalatın gerçek tam potansiyel ile çalışması, temel olarak üretim planlama ve kontrol sisteminin tasarımına bağlıdır. Dale ve Russel, GT hatları ile birlikte yeniden organize edilen atölye yerleşimlerine sahip şirketlerde, hala fonksiyonel şekilde organize edilmiş üretim sistemi ile çalışmayı sağlayan geleneksel kontrol düşüncesinin uygulanmasının büyük problemler getireceğini belirtmişlerdir. Bu bölüm, hücresel imalat (Hİ) için bir üretim planlama ve kontrolü sisteminin tasarlanması üzerinde duracaktır. İlk olarak ünite 2.1’de Hİ içinde üretim planlama için bir yapı gösterilecek, ünite 2.2’de yine Hİ için bir üretim planlama ve kontrol sistemine destek olan mevcut yapılar anlatılacaktır. Ünite 2.3’de Hİ içinde MRP kullanımından bahsedilecektir. Ünite 2.4’de ise, Hİ içindeki üretim planlama üzerine Burbidge’ nin düşüncesi ve periyot parti planlaması kullanımı özetlenecektir. Son olarak, ünite 2.5’de hücresel imalatta planlamaya dair diğer yaklaşımlara değinilecektir.
Hücresel Üretim’de Üretim Planlama için Bir Yapı İşletmelerin üretim planlarını oluşturmada birçok farklı yol vardır. Bunun nedeni, farklı üretim karakteristikleri, pazar pozisyonları, üretim sisteminin organizasyonu, planlayıcının kabiliyeti, uygun bilgi teknolojileri gibi faktörlerdir. Bu yüzden, bir şirket için üretim
85
planlama sistemini tasarlamak çok spesifik faaliyetleridir. Bununla birlikte, tasarım prosesine dahil edilebilecek birçok önemli nokta vardır. Üretim planlama sistemlerinin tasarımı için kurula kurulann yapıl yapılar, ar, hangi hangi faktö faktörle rlerin rin tasarı tasarım m proses prosesine ine dahil dahil edilm edilmesi esi gerekt gerektiği iğini ni açıkç açıkçaa belirtmektedir. Bu tasarım prosesi için en çok kullanışlı yaklaşım Banerjee tarafından 1997’de ortaya konmuştur. Bu bilim adamı, bütünleşik üretim planlama ve kontrol sistemi tasarımı için için geli gelişt ştir irdi diği ği meto metodo dolo loji jisi sini ni,, gerç gerçek ek haya hayatt ttaa kuru kurulu lu bir bir hücr hücres esel el imal imalat at sist sistem emin inee uygulamıştır. Özel bir üretim sisteminde, üretim planlama ve kontrol sistemi için tasarlanan yapı, gereken planlama fonksiyonlarını ve bu fonksiyonlar ardasındaki ilişkileri açıkça belirtmektedir. Yapı aşağıdaki karar tiplerine dikkati çevirmektedir:
Ne ürettiğini belirle
(siparişler)
Ne zaman üreteceğini belirle
(zaman)
Nerede üreteceğini belirle
(kaynaklar)
Ayrıca söz konusu yapı, safhalardaki amaçlanan planlama prosesinin üzerindeki bilgileri aşağıdaki gibi belirtmektedir:
Hiyerarjik ya da heterarchical ayrışmalar,
Siparişlerle, zamanla ve kaynaklarla ilgili her safhadaki toplam seviyeler,
Siparişlerle, zamanla ve kaynaklarla ilgili her safhadaki özet seviyeler,
Çeşitli safhalardaki yeniden planlama safhaları.
Kurulmuş yapı, kararların nasıl alındığını belirtmemektedir. Bu nedenle, metotlar ne, ne zaman ve nerede üreteceğinin belirlenmesinde faydalıdır. Hücre Hücresel sel imalat imalatın ın kulla kullandı ndığı ğı üretim üretim sistem sistemler leri, i, fonks fonksiyo iyonel nel şekild şekildee organi organize ze edilm edilmiş iş sistemlerdeki gibi planlanamamaktadır. Bu yüzden, bir planlama sistemi tasarlanırken üretim sisteminin çeşitli tabakalarına önem vermek gerekmektedir. Bu makalede beş adet üretim sistemi tabakasına değinilecektir; tek kaynak tabakası, vardiya tabakası, hücre ya da üretim ünitesi tabakası, grup tabakası ve sistem tabakası. Bazı planlama fonksiyonları, bazen sadece bir tabaka gerektirmektedir. Örneğin, benzer hücrelerin bir grubu için yükleme prosedürleri. Fonksiyonel şekilde organize edilmiş sistemleri (tek tabaka) incelemeye gerek yoktur. Diğer planlama fonksiyonları, çeşitli seviyelerde tabakalar gerektirmektedir. Örneğin; MRP hem bir sistem tabakası hem de bir hücre olarak gösterilebilmektedir (Love ve Baraket, 1989). İlk olarak, üretim sisteminin beş tabakasının içerikleri açıklanacaktır:
Sistem tabakası, toplam üretim sistemini ve onun çevresiyle (tedarikçiler, müşteriler gibi) olan ilişkilerini kapsamaktadır. kapsamaktadır. Bakım, satınalma gibi destek departmanları da bu tabakaya aittir.
86
Grup tabakası, üretim sistemiyle ilgili çeşitli üretim üniteleri gruplarını içermektedir (örneğin, montaj grupları, parça üretim grupları gibi).
Hücre Hücre tabaka tabakası, sı, hücrel hücreler er ya da üretim üretim ünitel üniteleri eri grupla grupların rından dan oluşma oluşmakta ktadır dır.. Bu hücrel hücreler er aras arasın ında daki ki benz benzer erli likl kler er,, bir bir sist sistem emin in plan planla lanm nmas asın ınıı ve kont kontro rolü lünü nünn tasa tasarla rlanm nmas asın ında da kull kullan anıl ılab abilm ilmek ekte tedi dir. r. Sist Sistem em için içinde deki ki uzun uzun esne esnekl kliğ iğin in geni genişş bir bir kısm kısmıı bu taba tabaka kada da incelenmektedir. Örnek olarak, iş yükünü serbest bırakma seçenekleri (birden fazla hücrede çalışılıyorsa) ve insan kaynakları esnekliği (hücreler arası bu kaynaklar yeniden atanırsa). Vardiy Vardiyaa tabaka tabakası, sı, üretim üretim hücre hücreler leriyl iylee birlik birlikte te vardiy vardiyala alarda rdann oluşma oluşmakta ktadır dır.. Vardiy Vardiyala alar r arasın arasında daki ki iş yüklem yüklemee denge dengesin sinee bir örnek, örnek, bu tabaka tabaka üzerin üzerinde de işlem işlem gören gören planla planlama ma fonksiyonu olarak gösterilebilir. Tek kaynak tabakası, tek bir vardiya ile çeşitli kaynaklardan kaynaklardan oluşmaktadır. Burada bahsedilen kaynaklar, tezgah, operatör, takım, taşıma ekipmanı gibi. Bu beş tabak tabakaa sistem sistemi, i, hücres hücresel el imalat imalat sistem sistemii içinde içindeki ki ilişki ilişkiler lerde de daha daha açık açık karar kararlar ların ın verilmesinde kullanılabilmektedir. Belirtilen tabakaların sırası içinde alınması gerekmeyen kararların belirtilmesi önemli bir konudur. Bundan dolayı, bu tabaka sistemi, NBC tabaka sisteminden ve karar verme için kurulan yapıdan farklıdır (Jackson ve Jones, 1987). Bir toplam seviye için seçenek, alınması gereken kararlar için gereken detaylı bilgi seviyeleri tarafından belirlenmektedir. Bir özet seviye için seçenek ise analizlerdeki atlanmış bilgilerin maliyetinden ziyada gereken bilgilerin zamanında kullanılması maliyetini baz almaktadır. Siparişlerin toplamı, ürün aileleri incelenerek oluşturulmaktadır (örneğin, aynı modeldeki farklı renkteki ürünler). Siparişlerin özeti için ise bir müşteri tarafından yaratılan sipariş alt kümesi düşünülebilmektedir. düşünülebilmektedir. Kaynak özeti ve toplamı için alt kümeler; tezgahlar, operatörler, taşıma ekipmanı, depolama alan alanla ları rı,, takı takıml mlar ar,, bağl bağlam amaa düze düzenl nler eri, i, bilg bilgil iler er gibi gibi kayn kaynak ak tipl tipler erin inin in kull kullan anım ımıy ıyla la yapılandırılmaktadır. Bu tür kaynaklar hem toplam hem de özet için uygundur (örneğin, kritik tezgahlar, takımlar gibi.). (Schey, 1987) Zaman toplamı, düşünülen zaman diliminin uzunluğu tarafından belirlenmektedir. Zamanın özeti ise, düşünülen planlama ufku ile belirlenir. Şekil 1.’de, bir Hİ için planlanan yapı örneği gösterilmiştir. Bu örnekte, üretim sistemi içinde içindeki ki çeşit çeşitli li eleman elemanlar lar arasın arasındak dakii ilişki ilişkiler ler belirt belirtilm ilmekt ekted edir. ir. Bununl Bununlaa birlik birlikte te yapı, yapı, uygulanan toplam ve özet seviyeler üzerinde hiçbir bilgi vermez.
87
Örneğin bu şekil satışlar ve üretim arasındaki koordinasyonu göstermektedir (sistem seviyesi: ana üretim çizelgesi). Bu koordinasyon son parça seviyesinde oluştuğunda ya da bazı ürün aileleri için tanımladığı zaman satışlar ve üretim arasındaki arasındaki ilişkiyi şekil göstermemektedir göstermemektedir (daha yüksek toplam seviye). Hangi özet seviyelerin uygulandığı belirtilmemektedir. Örneğin, talep yönetimi, hem toplu üretim planlama hem de ana üretim çizelgesi ile direkt olarak ilişkiye sahiptir. İkinci bir planlama fonksiyonu için, yedek parçalara olan talep hakkındaki bilgi önemli bir hale gelebilmektedir, ki bu bilgi toplu üretim planlamanın belirlenmesinde ihmal edilebilmektedir (daha yüksek özet seviye).
Şekil 29 Hücresel Üretimde UPK için bir yapı Suresh (1979), grup teknolojisi ile beraber kullanılan bir MRP yaklaşımı örneği tanımlamıştır. Bir fonksi fonksiyon yonel el olarak olarak organi organize ze edilmi edilmişş üretim üretim sistem sistemii ile karşı karşılaş laştır tırıldı ıldığın ğında da,, MRP operasyonları;
Kısaltılabilen planlanmış üretim teslim zamanları uzunluğunu,
Parti sipariş kuralları ile ekonomik parti miktarlarının belirlenmesini,
Düşürülebilen üretim kontrol çabasını,
Hem bitmiş ürünler hem de yarı mamuller için düşürülebilen envanterleri,
etkileyebilmektedir.
New (1977), iyi donatılan MRP’nin, montaj hatlarının ihtiyaçlarının karşılanabilmesi için gerekli komponentlerin belirlenmesinde kullanılabileceğini iddia etmiştir. Fakat bu yapının detaylan detaylandırılm dırılmış ış üretim üretim kontrolü kontrolü sistemi sistemi için uygun uygun olmadığın olmadığınıı da belirtmişti belirtmiştir. r. Buradaki Buradaki problem, atölyedeki gerçek durumdan farklı olarak üretim sistemi operasyonları için kurulan 88
MRP modelidir. Sistem çıktılarını daha az tahmin edilebilir yapmak için, henüz serbest bırakılmış iş siparişleri için güncellenmiş öncelik listeleri kullanılmaktadır. Planlamış teslim zamanlarını düşürmek ve hücrelerin iş yükleri değişimini düşürebilmek için hücresel sistemler MRP’den faydalanabilmektedir. Bununla birlikte, bu durum temel MRPI yaklaşımının modifiye edilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Hücresel imalat içerisine standart CRP analizlerini eklemek yeterli olmayacaktır. (Schey, 1987) Chamberlain ve Thomas (1995), gerekli MRP sistemlerinin modifikasyonları üzerinde durmuştur. Üretim sistemleri organizasyonuna göre rahatça modifiye edilebilen bilgi sistemleri kurulumunun önemini vurgulamıştır. 3 aylık periyotlar için, akış tipi hücreleri biçimlendirilir ve bu periyot sonrası üretim diğer hücreler için de yapılandırılır. Bu, kullanılabilen kapasitelerin ve bunların hücrelere atanmasının çok esnek bir şekilde modellenebildiği MRP sistemlerine ihtiyaç duymaktadır. Malzeme listesinin yeniden yapılandırılabilmesi oldukça kolay bir şekilde yapılabilmektedir. Genellikle, BOM (malzeme listesi) içerisindeki seviye sayıları, daha az üretim prosesi kontrolü ihtiyacından dolayı azalmaktadır (bunun nedeni çıktı zamanlarının azalmasıdır.). MRP kullanılarak kontrol edilmek zorunda olan parça sayıları düşürülebilmektedir. Bununla birlikte, MRP bir taktiksel planlama aracı olarak düşünülebilmektedir. (Schey, 1987) Özetlemek amacıyla, karşılaşılabilmektedir:
hücresel imalat içinde MRP kullanılırsa şu problemlerle
•
MRP, parça ailesi parti büyüklüğü problemi çözümü için yetersiz kalmaktadır.
•
MRP, hücrelerin dengelenmiş yüklemesinde yeteri kadar destek sağlayamamaktadır.
•
MRP, ürünlerin rotalanmasının yeniden yapılanması ile ilgili esnek değildir.
•
MRP, teslim günlerinin ve planlanmış teslimat sürelerinin belirlenmesi ile ilgili üretim prosesi
•
üzerindeki gerçek bilgiyi hesaba katamaz.,
•
MRP, detaylandırılmış üretim kontrolü için uygun değildir.
Fonksiyonel olarak organize edilmiş sistemlerin hücresel imalata çevrilmesinden fayda elde edebilmek için, MRP sistemi içindeki birçok parametrenin değiştirilmesi gerekmektedir. Örneğin; •
BOM içindeki seviye sayıları,
•
Planlanmış teslimat süreleri,
•
Emniyet stoğu ve teslimat zamanları,
•
Kapasite ve işçilik listeleri.
Hİ İçin Üretim Planlamada Burbidge Yaklaşımı: PBC Üretim planlama ve kontrolü üzerinde Burbidge’in düşüncesi, üretim sisteminin organizasyonu üzerindeki düşüncesine yaklaşık olarak benzemektedir (Burbidge, 1989). Aslında, bu bilim adamı üretim organizasyonlarını, malzemelerin akışına etki eden 89
faktörlerden biri olarak düşünmektedir. Üretim kontrolünde kullanılan araçlardan biri çizelgelemedir (işler için başlangıç zamanları planlaması). Çizelgeleme, üç seviyede gerçekleşmektedir; programlama (ana çizelge), sipariş verme (ihtiyaç planlama) ve sevkıyat (atölye kontrolü) (Burbidge,1990). Programlama seviyesi, bir satış programını, zamanın gelecek periyotları içinde gereken üretim miktarlarını gösteren gerçekçi bir üretim programına dönüşmek zorundadır. Kısa periyotlar tercih edilmektedir. Bunun sonucunda da, daha az sinir planları oluşmakta ve gereksiz stoku önleyen talep takibi stratejilerinin kullanımı olasılığını da artırmaktadır. Sipariş seviyesinde, aynı anda birçok metot kullanılabilmektedir. Sipariş edilen düzensiz talebe sahip parçalar üretilebilmektedir. Yinelemeli talep durumunda diğer sipariş metotları kullanılabilmektedir. Bu metotlar, stok tabanlı ya da akış kontrolü sipariş sistemleri olarak sınıflandırılabilmektedir. Stok tabanlı sipariş sistemlerine örnek olarak, yeniden sipariş seviyesi sistemleri ve kanban sistemleri gösterilebilir. Ayrıca bu sistemler, gerçek üretim siparişlerinin oluşturulmasında programlama seviyesinden bağımsız olarak çalışmaktadır. Bu bağımsız çalışma, akış kontrolü sistemlerinin, parça ihtiyaçlarının belirlendiği üretim programına dönüştürülmesi aşamasında gerçekleşmektedir. Akış kontrol sistemlerine örnek olarak ise, periyot parti kontrolü (PBC), malzeme ihtiyaç planlaması (MRP) ve optimize üretim teknolojisi (OPT) gösterilebilmektedir. Uygun sipariş verme metotları, tek ya da çok döngülü şeklinde sınıflandırılabilmektedir. PBC siparişleri gibi, tek döngülü sistemlerde MRP gibi çoklu döngülü sistemlerden farklı olarak, oluşumların frekansı aynıdır. Tek döngülü sistemlerin kullanımı, bazı parçaların üretimi için ekonomik değildir. Çok döngülü sistemlerde ise, sistem yüklemesindeki değişimden dolayı, sistem kapasitesinin kullanımı ekonomik değildir. Bir çok bağımsız hücrelerde, sistem kapasitesinin hücresel imalatta düşünülmemesi, sistem yüklemesindeki değişimlerdeki duyarlılığı arttırmaktadır. Bununla birlikte, hücresel imalat, üretim kontrolünü kolaylaştırmakta, envanter maliyetlerinin ve çıktı zamanlarının performansını arttırmaktadır. Dolayısıyla, Burbidge, hücresel imalatta, tek döngülü akış kontrol siparişi metotlarını önermektedir. Son olarak sevkıyat seviyesinde, gerekli operasyonlar planlanmakta, organize edilmekte ve hazırlanmaktadır. (Schey, 1987) PBC sistemi, bir tek döngülü akış kontrol siparişi sistemi olarak düşünülebilmektedir (Burbidge, 1988). MRP’de olduğu gibi, parça ihtiyaçlarının belirlenmesi için, kademeler arası ürünlerin akışında zaman bazlı planlanma kullanılmaktadır. PBC’nin temel özelliği, üretim sisteminde ürün akışının senkronizasyonunu sağlayan, sistemin periyodik olarak çalışmasıdır. Bütün ürünler, üretim sistemi içindeki N aşamanın ürün sayısı tarafından belirlenen çıktı zamanı T’ye ve periyot uzunluğu P’ye sahiptir. Bu durum Şekil 4’te gösterilmektedir. N ve P’nin uygun değerlerinin seçilmesi, PBC için de önemli bir tasarım problemidir. Eğer, hücre yüklemesinde küçük bir değişiklik olursa, proses yığınlarından daha küçük olan parça aileleri ve transfer yığınları için yüksek kalitede çizelgeler, sevkıyat seviyesi tarafından oluşturulmaktadır. Bundan dolayı, PBC kullanımı, tam zamanında üretim (JIT) anlayışıyla kolayca birleştirilebilir. (Schey, 1987) PBC’yi uygulayan şirket sayısı sınırlıdır. Burbidge, Falster ve Riis, İngiltere’de PBC’yi kullanan ancak 30 şirketi bulabilmiştir. Zelenovic ve Tezic, Yugoslavya’da bu konu hakkında birçok uygulamayı gündeme getirmiştir.
90
Şekil 30 PBC içinde aşama ve periyot uzunluğu Hücresel İmalatın Planlanması İçin Farklı Yaklaşımlar Wemmerlöv ve Johnson (1997), bir emprik çalışmalarında, şirketlerin %80’inde, üretim planlama ve kontrolünün hücreler sayesinde kolaylaştırılabileceğini göstermiştir. Olarunniwo (1996), bir şirkete hücresel imalat uygulandığı zaman üretim planlama ve kontrolü sistemlerinde değişiklikler olacağını belirtmiştir. Burada en dikkat çeken sonuç, hücresel imalatın yerleştirilmesinden önce MRP kullanıldığıdır. Bununla birlikte, MRP’yi bir kanban sistemi ile beraber kullanan şirket sayısı, %3.6’dan %32.7’ye çıkmıştır. Hücreselleştirmeden sonra, şirketlerin %30.9’u MRP’yi , %12.7’si ise kanban sistemini yalnız başına kullanmıştır. Hücresel imalatın yerleştirilmesinden sonra, kanban sisteminin popülaritesinin artmasının sebebi budur. Bu yazarın çalışmalarına göre, birçok şirketin çeşitli üretim planlama ve kontrolü sistemleri arasında seçim yapması hiç kolay değildir. Fakat planlama için, bir hibrit yaklaşımı kullanmak uygundur. (Schey, 1987) Schonberger (1993), MRP içinde tam zamanında üretim sisteminin birçok elemanının kullanılabileceğini göstermiştir ki bu yaklaşım Yamaha tarafından uygulanmış ve senkronize MRP yaklaşımı olarak adlandırılmıştır. Flapper, Niltenburg ve Wijngaard (1991), MRP içerisinde tam zamanında üretim sistemini iyice yerleştirmiştir. Kanban tam zamanında üretim sisteminin bir tekniğidir. MRP sistemine tam zamanında üretim sistemlerinin yerleştirilmesinin sebebi, gerçek montaj proseslerinin kontrolü için kanban sisteminin kullanımında, hammadde ve komponent dağıtımlarının planlaması için MRP kullanımıdır. Klein (1989), kanban sisteminin insana olan etkisini araştırmıştır. Tam zamanında üretim sisteminin işçilerin kendi çalışma adımlarını kontrol edebilme kabiliyetlerini elemine ettiği, 91
fakat kanban sisteminin çalışanların birbiriyle etkileşimini sağladığı sonucuna varmıştır. Kanban bu yüzden üretim akışındaki kontrolü maksimize etmektedir. Literatürde, bu yazara göre, JIT yaklaşımı diğer yığın üretim sistemi yaklaşımlarında kullanılan üretim kontrol stratejileri ile karşılaştırıldığında etkili sonuçlar elde etmiştir. Birçok yazar, hücreler arası ürün akışı koordinasyonu için, kanban, MRP gibi birçok yaklaşımın kullanıldığı genel bir yaklaşım tanımlamaktadır. Bununla birlikte, kurmuş oldukları yapı, çoklu hücre üretim sisteminin kullanımının ve bu hücreler arasındaki sırasal koordinasyonun önemini arttırmaktadır. (Schey, 1987) Hücresel imalatın planlaması üzerine diğer ilginç yaklaşımlar, Pax ve Meal (1975) tarafından ortaya atılmıştır. Bu yazarların geliştirdikleri hiyerarşik üretim planlama yapısı grup teknolojisi üretimine uygulanabilmektedir. Bu yaklaşımda, en önemli özellik, üretim ünitelerinin çeşitli katmanlarında kapasite atamasının gerçekleşmesidir. Bu çalışma, hücresel imalat sistemlerinin planlaması ve kontrolü için, çeşitli yaklaşımların mevcut olduğunu göstermiştir. Kaynaklar, siparişler ve zaman üzerinde toplam ya da özet bilgi için verilecek kararlar dahilinde planlama sisteminin karakteristiklerinin belirleneceği yeni bir yapı bu yazarlar tarafından ortaya atılmıştır. Ayrıca, bu yazarlar hücresel imalat sistemlerinin planlanması için bir en iyi yaklaşımın mevcut olmadığının önemine değinmiştir. Hücresel imalat sisteminin karakteristikleri üzerinde uygun bir planlama sistemi tasarlanmadan önce detaylı bir çalışma yapılmalıdır. Bu yönde yapılan çalışmalar, genellikle analitik, simülasyon ve emprik araştırmalardır. ( Altunterim,1993).
92
SONUÇ Fabrika yerleşim düzenlerinden biri olan GT yerleşim düzeni ve onun bir uygulama şekli olan HÜ sistemi ilk ortaya çıktıkları yıllardan bu yana geniş bir uygulama alanı bulmuşlardır. Bu alanda yapılan araştırmaların çoğu hücrelerin oluşturulması problemi üzerine odaklanmıştır. Bu çalışmada incelenen “ Grup Teknolojisi ve Hücresel İmalat Sistemi” tanıtılmaya çalışılmıştır. Ayrıca beşinci bölümde yapılan örnekte de “Grup Teknolojisinde Parça Aileleri ve Makine Hücrelerinin Oluşturulmasında Kullanılan Teknikler“ incelenmiş ve çeşitli sonuçlar elde edilmiştir. Fakat burada gözönüne alınması gereken şey örneğin dar kapsamlı ve oldukça küçük bir örnek olmasıdır. Herhangi bir problemin çözümüne karar vermeden önce ulaşılmak istenen amaç dahilinde hangi gruplama yönteminin seçileceğine karar verilmelidir. Projenin genel içeriğinde bulunan yöntemlerin avantaj ve dezavantajları karşılaştırılarak problemimize en uygun yöntem seçilmelidir. Örneğin işletme içerisindeherhangi bir darboğaz makinemiz varsa yöntem olarak , darboğaz makinelere çözüm getiren “Dal Sınır Yöntemi” seçilmelidir. Anlaşılacağı üzere bu yöntemlerin hangisinin kullanılacağına kendi durumumuzu ve amaçlarımızı çok iyi analiz ederek karar verebiliriz. Hücrelerin oluşturulmasında istisnai elemanların minimumlaştırılmaya çalışılması, üzerinde en çok durulan konulardan biri olmuştur. Bu amaçla sayısız yöntem ve algoritma geliştirilmiştir. Başlangıçta ikili matrisler üzerinde standart Boole mantığı çerçevesinde geliştirilen algoritmaların zamanla gerçek bir iş atölyesi ortamını tam olaraknyansıtmadıkları anlaşılmıştır. Bu sorunu giderebilmek için bulanık mantıktan hareketle bulanık kümeleme yöntemleri geliştirilmiştir. En yaygın kullanılan bulanık kümeleme yöntemi FCM, aynı zamanda hücrelerin oluşturulmasında kullanılabilecek en uygun yöntem olarak düşünülebilir. Bunun en büyük nedeni, FCM yönteminin hücresel üretimdeki hem ikili verilere hem de bulanık verilere uyarlanmasının kolaylıkla yapılabilmesidir.
93
