Analytical loading models and control strategies in flexible manufacturing systems: A comparative study

Abstract

imalat hattı tasarım ve uygulamalarında karşılaşılan üç problem alanı; ürün ailelerinin belirlenmesi ve gruplama, sistemin kurulması ve kesici takımlarla yüklenmesi ve operasyonel imalat kontrolüdür. Kaynaklar ve ürünler göz önüne alınarak üretim süreci kabul edilebilir doluluk oranlarında belli ürün ailelerinin üretimi için çalışan imalat hatlarına ayrılırlar. Üretim sürecinden ayrılan işlemler ilgili imalat hatlarındaki seri makinalara yüklenirler. Daha sonra, üretim ile ara stok seviyeleri arasındaki etkileşim operasyonel seviyede kontrol edilmelidir. Bu yapıya göre öncelikle, sistemin kurulması ve makinaların kesici takımlarla yüklenmesi problemi modellendi. Kurulan çok büyük Karışık Tamsayılı model alternatif optimal veya yaklaşık çözüm veren yöntemler ile çözüldüğünde seri akışlı Esnek imalat Sistemi kurulmuş ve kesici takımlarla yüklenmiş olur. Malzeme İhtiyaç. Planlamasındaki gibi itme ve taban stok veya Kanban tekniklerindeki gibi çekme stratejileri imalat sistemlerinin operasyonel kontrolünde alternatif olarak kullanılabilirler. İtme, çekme ve karışık stratejilerin değişik özellikleri benzetim yoluyla Esnek İmalat Sistemleri için değişik sistem ve çevre faktörlerine göre incelenmiştir. Ayrıca, operasyonların makinalara yüklenmesi probleminin sistemin performansına olan etkileri üzerinde de durulmuştur. Anahtar kelimeler: Esnek İmalat Sistemleri, Makina Yükleme Problemi, İmalat Kontrol Stratejileri, Karışık Tamsayılı Doğrusal Programlama, Benzetim, İstatistiksel Analiz.

There are three problem areas in designing and implementing a manufacturing iine : the part family selection and grouping, system configuration and tooling, and the operational control of manufacturing. The manufacturing process has to be stream-lined by considering resources and products to achieve flow lines operating around product families with acceptable levels of utilization. The stream-lined processes have to be assigned to tandem machines in the manufacturing lines. Then, interactions between production and inventory levels should be controlled at the operational level. Based on this framework, first a system configuration and tooling problem is modeled. The model turns out to be a large mixed integer linear program, so that some alternative optimal seeking or heuristic techniques are used to solve the model for constructing a flow line structured Flexible Manufacturing System. Push systems of the Material Requirements Planning type or pull systems like the base-stock or Kanban schemes are often seen as alternatives for controlling manufacturing systems. The differentiating features of push, pull and a hybrid strategy are studied by discrete event simulation under different system and environmental characteristics for Flexible Manufacturing Systems. The impact of assignment of operations to machines on the performance of the system is also discussed. Keywords: Flexible Manufacturing Systems, Machine Loading Problem, Mixed Integer Linear Pro gramming, Manufacturing Control Strategies, Simulation, Statistical Analysis.