Modelling and analysis of pull production systems

Abstract

Üretim sistemlerine yönelik bir sınıflandırma sistemi geliştirmek amacıyla litera türde yer alan çok değişik tipte üretim sistemleri incelendi. Ele alman üretim sistemleri içinde yer alan Çekme Tipi Üretim Sistemlerinin büyük bir çoğunluğu seri akışlı kuyruk modellerine eşdeğer bulundu. Bu nedenle, bu tip eşdeğer sistem lerin performans değerlendirmesinde, oldukça iyi sonuç veren, seri akışlı kuyruk modelleri için geliştirilmiş, çözüm tekniklerinden yararlanılabilir. Bu araştırma çalışmasının en temel amacı eşdeğer olmayan Çekme Tipi Periyodik Üretim Sis temlerinin modellenmesi ve analizidir. Bu çalışmada, Tek Ürünlü Çekme Tipi Periyodik Üretim Sistemleri için bir per formans değerlendirme modeli geliştirildi. Üretim sistemi içindeki parça işleme ve talebin varış ara zamanları Markof özelliklidir. Durum uzayının büyüklüğünden dolayı tam olarak çözümlenemeyecek kadar büyük sistemler için yaklaşık sonuç veren bir ayrıştırma yöntemi geliştirildi. Bu tip yaklaşık sonuç veren ayrıştırma yöntemleri, üretim aşamalarını birer birer ele alarak sistemi parçalara ayırırlar. Daha sonra da, elde edilen sonuçlan bir araya getirerek tüm sistemin perfor mansını bulurlar. Önerilen yaklaşık çözüm yönteminin genel doğruluk seviyesini belirlemek amacıyla, sonuçları oldukça olumlu bir nümerik deney gerçekleştirildi. mÇalışmanın ikinci bölümünde, üretim hızının, üretim aşamalarına dağıtılacak iş yükü ve ara-stok kapasitelerini belirleyen parametrelere en uygun değerlerin bu lunması suretiyle, maksimizasyonuna yönelik bir dağıtım metodolojisi üzerinde çalışıldı. Yapılan yoğun deneysel çalışmalar sonucunda, bulunan bir takım yapısal özelliklere ek olarak, Çekme Tipi Üretim Sistemlerinin genel işleyişi ile ilgili bilgi elde edilerek, bir dağıtım metodolojisi önerildi. Çalışmanın sonunda ise, yapılan tüm işler özetlenerek, ileriki araştırma çalışma larına yönelik çeşitli noktaların üzerinde duruldu. Anahtar kelimeler: Üretim/Envanter Sistemleri, Performans Değerlendirme, Mar- kof Süreçleri, Yaklaşık Ayrıştırma, Üretim Hızı Maksimizasyonu, İş Yükü ve Ara- Stok Dağıtımı.

A variety of production systems appearing in the literature are reviewed in order to develop a classification scheme for production systems. A number of pull production systems appearing in the classification are found to be equivalent to a tandem queue so that accurate tandem queue decomposition methods can be used to find the performance of such systems. The primary concern of this dissertation is to model and analyze non-tandem queue equivalent periodic pull production systems. In this research, an exact performance evaluation model is developed for a single- item periodic pull production system. The processing and demand interarrival times are assumed to be Markovian. For large systems, which are difficult to evaluate exactly because of large state spaces involved, an approximate decom position method is proposed. A typical approximate decomposition procedure takes individual stages or pairs of stages in isolation to analyze the system and then it aggregates the results to obtain an approximate performance for the whole system. An experiment is designed in order to investigate the general behavior of the decomposition. The results are worth attention. A second aspect of this study is to investigate an allocation methodology to achieve the maximum throughput rate with providing two sets of allocation pa rameters regarding the number of kanbans and the workload at each stage of the system. Together with some structural properties, the experimental results pro vide some insight into the behavior of pull production systems and also provide a basis for the proposed allocation methodology. Finally, we conclude our findings together with some directions for future re search. Keywords: Production/Inventory Systems, Performance Evaluation, Markov Pro cesses, Approximate Decomposition, Throughput Maximization, Workload-Kanban Allocation.