Çok katlı ürünlerin üretildiği karışık-modelli çift-taraflı montaj hattının dengelenmesi: Bir uygulama

Abstract

Günümüzün rekabeti yüksek pazarlarında değişen, çeşitlenen ve hacmi artan müşteri taleplerine en etkin ve verimli cevap verebilmek için montaj hatları yaygın olarak kullanılmaktadır. Etkin bir montaj hattı kurmanın ön şartlarından birisi montaj hattı dengeleme çalışması gerçekleştirilmesidir. Bu tez çalışması, siparişe göre karışık model üretimi yapan bir montaj hattının yeniden tasarımı üzerinedir. Uygulama çalışmasının yapıldığı montaj hattında ürün modellerinin katlı yapısından dolayı hat etkinliği düşüktür. Dolayısıyla hat etkinliğini yükseltmek için ilk aşama olarak, ürün modellerinin birbirine benzetilmesi amacıyla sanal ürün tasarımı çalışması yapılmıştır. Bu aşamada, mümkün bütün ürün kombinasyonları arasından sanal ürünleri belirlemek amacıyla kesinti kaybı problemi formülasyonunu temel alan bir matematiksel model önerilmiştir. Bu yolla, daha etkin bir hat dengesi elde etme potansiyeli arttırılmıştır. İkinci aşamada hat dengeleme çalışması gerçekleştirilmiştir. Sanal ürünlerin yapısı gereği montaj hattı mevcut durumdaki basit yapısının tersine çift taraflı olarak dikkate alınmıştır. Dengeleme işleminde birincil amaç belirli çevrim zamanı için toplam işçi sayısının en küçüklenmesi olup ikincil amaç ise çift istasyon sayısını bir diğer deyişle hat uzunluğunu en küçüklemektir. Literatürdeki formülasyonlara dayanarak geliştirilen matematiksel modelin gerçek hayat dengeleme problemini çözme yeteneğine sahip olmadığı görülmüştür. Bu nedenle, vaka problemini çözmek için tavlama benzetimi algoritması önerilmiştir. Uygulama çalışmasının yapıldığı montaj hattının mevcut dengesi ile tavlama benzetiminden elde edilen yeni çözüm kıyaslanmış ve sonuçlar sunulmuştur. Ayrıca, işletme yönetiminin kapasite artışı talebi olmasından dolayı, montaj hattının yeni üretim oranını sağlayacak duruma göre dengeleme çalışmasına yönelik sonuçlar da sunulmuştur.

In today's highly competitive markets, assembly lines are extensively used to respond to changing, diversifying and increasing customer demands in the most effective and efficient manner. One of the prerequisites for installing an effective assembly line is the balancing of the line. This thesis study is about the redesign of an assembly line that produces mixed models according to customer orders. In the assembly line where the case study is done, the line efficiency is low due to the layered structure of the product models. Therefore, in order to increase the efficiency of the line, as a first phase, a virtual product design study is applied to make the product models more similar. In this phase, a mathematical model based on the well-known formulation of cutting stock problem has been proposed to determine virtual products from all possible product combinations. In this way, the potential to achieve a more efficient line balance is increased. In the second phase, a line balancing study is performed. Due to the properties of virtual products, the structure of new line is considered two-sided as opposed to its current simple form. The primary objective in the line balancing process is the minimization of the total number of workers for a given cycle time; the secondary objective is to minimize the number of two-sided stations, i.e. the length of the line. It has been seen that the mathematical model that is developed based on the formulations in the literature is not capable to solve the real life balancing problem instance. Therefore, a heuristic method based on simulated annealing algorithm is proposed to solve the case problem. The current balance of the assembly line where the case study is carried out is compared with the new solution obtained from the proposed heuristic and the results are presented. In addition, due to the demand for capacity increase by the company management, the results of balancing study to provide the new production rate are given.