Simulation modelling and analysis for scheduling the kanban controlled assembly system

Abstract

Günümüzün endüstriyel dünyasında, montaj sistemlerinin programlanması önemli bir konudur. Esneklik, imalat ve montaj sisteminin, pazardaki eğilimlere daha hızlı ve dinamik uyum sağlama yeteneğini gösterir. Şimdiye kadar, montaj hatlarındaki zamanlama problemleriyle ilgili araştırma çabaları yetersiz kalmıştır. Bu çalışmalarla ilgili iki ana problem vardır: (1) sadece tek ürünlü montaj ortamlarına yoğunlaşmış montaj hatları için zamanlama çalışmalar vardır; (2) tüm bu çalışmalar dinamik olayları ihmal etmiş ve sadece statik durumlar üzerine yoğunlaşmıştır. Bu sınırlamaların ışığında, bu tezde montaj hatlarındaki çizelgeleme konularının ele alınması için yeni bir plan sunulacaktır. Bu amaca ulaşmanın karmaşıklığı nedeniyle, geliştirilen stratejinin mimarisini tanımlamak için 3 aşama olacaktır. Birinci aşama, çok ürünlü montaj ortamında montaj hatlarının programlanması için yeni yöntemin geliştirilmesine odaklanır. İkinci aşamada, kanban kontrolünü kullanarak dinamik durumlarda montaj hatlarının programlanması için akıllı bir yöntemin geliştirilmesine odaklanılmıştır. Üçüncü aşamada, çok amaçlı problemler için montaj hatlarının dinamik zamanlamasını optimize etmek amacıyla geliştirilen metodu genişletmeye odaklanılmaktadır. 3 aşama, Taguchi optimizasyon yaklaşımı, Kanban kontrol sistemi modellemesi ve simülasyonu içeren bir grup gelişmiş çözüm yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir. Önerilen programlama stratejisinin sağlamlığını ve etkinliğini göstermek için bu tez çalışmasında iki vaka çalışması sunulmuştur. İlk vaka çalışması, geliştirilen metodolojinin (ilk adım) aynı anda çoklu ürünleri birleştirebileceğini kanıtlamaktadır; İkinci vaka çalışması, dinamik zamanlamanın görevleri ile ilgili çok amaçlı optimizasyon için önerilen yaklaşımı (ikinci ve üçüncü adımlar) doğrulamak ve doğrulamaktır. Örnek olay incelemelerinin sonuçları montaj hattının belirlenmesinde yeni yöntemin etkili ve pratik olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, bu çalışma kanban kontrollü montaj hatlarının zamanlama problemlerini çözme yönünde onemli bir katki olarak düşünülebilir.

In today's industrial world, the scheduling for assembly systems is a significant issue, keeping industrial companies on a competitive edge. Flexibility indicates a manufacturing and assembly system's capability to act in response efficiently and rapidly to the trends of market, that have become more dynamic and unpredictable, up to now, the research efforts dealing with scheduling problems in assembly lines have been inadequate. There are two main problems with these studies: (1) all the studies of scheduling for assembly lines concentrated only on single-product assembly environments; (2) all these studies have neglected dynamic events and only concentrated on static situations. In light of those limitations, a new plan for tackling scheduling issues in assembly lines will be presented in this thesis. Due to the complexity of achieving this aim, there will be 3 stages to define the architecture of the developed strategy. The 1st stage focuses on the development of a novel method for scheduling assembly lines in a multi-product assembly environment under a pull control mechanism. The 2nd stage focuses on the development of an intelligent method for scheduling for assembly lines in dynamic situations by using kanban control. The 3rd stage focuses on extending the developed method for the purpose of optimizing dynamic scheduling of assembly lines for multi-objective problems. The 3 stages are implemented through using a grouping of advanced solution methods including Taguchi optimization approach, Kanban control system modelling and simulation. Two case studies are presented in this thesis for demonstrating the robustness and effectiveness of the suggested scheduling strategy. The first case study is to prove that the developed methodology (first step) can concurrently assemble multi-products; the second case study is to verify and validate the proposed approach (second and third steps) for multi objective optimization regarding the tasks of dynamic scheduling. The results of the case studies show that the new method is effective and practical in assembly lines setting. Thus, the current study can be considered as a main factor in the direction of solving scheduling problems of kanban controlled assembly lines.