Ara stok alanı bulunan tek robotlu üretim hücrelerinde çizelgeleme

Abstract

Robotik hücreler m adet makinenin ve malzeme taşıma, yükleme/boşaltmada kullanılan belirli sayıda robottan oluşan üretim hücreleridir. Bu çalışmada, 2 makineli kendi üzerinde ara stok alanı bulunan bir robotun kullanıldığı akış tipi üretim sistemleri ele alınmıştır. Bu çalışma, bu tip bir robotun kullanıldığı robotik hücreleri inceleyen ilk çalışmadır. Tanımlanan problemde amaç, uzun dönemde çıktı oranının en büyüklenmesini (çevrim zamanının en küçüklenmesini) sağlayan robot hareket çizelgesini elde etmektir. Çalışmada belirli robot hareketlerinin tekrarlandığı döngüsel çizelgeler ele alınmıştır. Ara stok alanı kapasitesinin 1, 2 ve sınırsız olduğu durumlar ayrı ayrı analiz edilmiştir. Kapasitenin (B) 1 ve 2 olduğu durumda literatürde de çoğunlukla olduğu gibi 1-birim döngüler ele alınmıştır. B=1 iken domine olmayan döngülerin optimal oldukları parametre aralıkları belirlenmiştir. B=2 iken domine olmayan döngülerden iyi performans gösteren 2 tanesi seçilmiştir. Seçilen döngülerin performanslarını değerlendirmek için ara stok alanı bulunmayan klasik robot hareket döngülerini de içeren optimal 1-birim döngüleri için bir alt sınır geliştirilmiştir. Alt sınır kullanılarak ilgili döngülerin optimal olduğu bölgeler belirlenmiş ve diğer durumlarda ise optimalden ne kadar uzakta olduğu hesaplanmıştır. Kapasitenin sınırsız olduğu durumda ise stok alanından daha fazla faydalanabilmek için q-birikimli döngü olarak adlandırılan bir döngü sınıfı tanımlanmıştır. Stok alanlı robotların faydalarını belirlemek ve stok kapasitesinin sistem performansına etkilerini incelemek için bir deneysel çalışma yapılmıştır.

This thesis considers the scheduling problem occurring in robotic cells consisting of a number of machines and a material handling robot which is responsible for loading/unloading of machines. Identical parts are produced with the same machine route, so flow shop assumption is valid. This is the first study considering a self-buffered robotic cell where the robot has a buffer space moving with it. The study is categorized into 3 main sections in terms of the buffer capacity. The first section, where the buffer capacity is 1, considers only 1-unit cycle in which one part is produced in one repetition. For this section, parameters for which each non-dominated cycle is optimal are determined. Moreover, the benefit obtained by using a self-buffered robot over a classical robot is found. As done in the first part, we determined non-dominated 1-unit cycle for double capacity buffer space and chose two of these cycles. Furthermore, to determine the performance of these cycles, a lower bound for the cycle time of optimal robot move cycle is developed. The final section of the study where the buffer capacity is assumed to be infinite, a new class of cycle called q-accumulated cycle is defined to provide more benefit from the buffer area. To find optimal q-accumulated cycle, optimal buffer capacity for given cell parameters and make comparison of a self-buffered robot and classical one, a computational study is conducted.