Havayolları Tamir Bakım Servis Sağlayıcıları için Bir Üretim Çizelgeleme Modeli ve Analizi [master Thesis]

Abstract

Havacılık sektöründe bakım onarım (BO) uçakların güvenli ve devamlı uçuşlarının sağlanması için regülâsyona tabi tutulan zorunlu bir faaliyettir. Gerek ticari gerekse askeri uçaklar için belirli aralıklarla bakıma girme zorunluluğu vardır. BO faaliyetleri uçuş firmaları için yakıttan sonra en çok maliyet yaratan alandır. BO sistemlerini klasik üretim sistemlerinden ayıran önemli bir faktör bazı parça ya da modüllerin devinimli (rotable) envanter şeklinde kullanılmasıdır. Devinimli envanter durumunda, BO işletmesine servis için gelen uçağın ilgili modülü BO'nun takas envanterinde bulunan uçuşa hazır modülle değiştirilir. Bu durumda müşteri olan havacılık şirketi nerdeyse anlık değişimle uçuşa ara vermeden faaliyetlerini sürdürür. BO şirketi takas yaptığı devinimli envanter türü modülü bakım onarım sürecinden geçirir ve sonra tekrar takasta kullanmak üzere gelecek talepler için envanterinde saklar. BO şirketi uçakların devinimli modül takas zamanlarını ve bakım onarım çizelgesini yaparken, uçakların en son bakım geçirdikleri zaman dikkate alındığında regülasyonlara göre bir sonraki bakım için gelebilecekleri en son tarihe veya bu tarihten önce ancak yakın bir zamanda gelip servis almalarını sağlamaya çalışmalıdır. Çünkü vaktinden erken gelişleri havacılık şirketleri ekonomik açıdan tercih etmeyecektir. BO şirketi için sabit bir tamir bakım kapasitesi ve limitli envanter üretim çizelgeleme üzerindeki önemli kısıtlardır. Bu çalışmada yukarıda açıklanan problem toplam erken servis alışların en azlanması amacıyla, belirli bir başlangıç stoğu, kısıtlı üretim kapasitesi, çok tipli devinimli envanter, ve sonlu planlama ufku varsayımları altında modellenmiş, sayısal çözümler yardımıyla problemin analizi yapılmıştır. Devinimli envanter başlangıç seviyesini veya proses kapasitesini bir birim artırmanın azalan marjinal faydası ortaya konulmuş ve bu faydanın proses süresiyle ve proses kapasitesiyle ilişkisi gösterilmiştir. Buna ek olarak problemin daha hızlı çözülebilmesi için sezgisel bir yaklaşım önerilmiş ve bu sezgisel yaklaşımın iyileştirilmesi için çalışmalar yapılmıştır. Yapılan uygulamalar sonucunda sezgisel yaklaşımdan elde edilen çözümler, optimal değerler ile karşılaştırılıp önerilen yaklaşımın performansı ortaya konulmuştur. Anahtar Kelimeler: Üretim çizelgeleme, tamir bakım, devinimli stok, data karıştırma meta sezgisel yaklaşımı

Maintenance, repair and overhaul (MRO) are regulated and necessary activities for the airline sector to ensure the safety and continuity of flights. Both military and commercial aircrafts must go through MRO at regulated intervals. MRO activities constitute the second largest cost component for the airline companies after the fuel. One of the important differences between MRO systems and traditional production systems is the use of rotable inventory for some expensive parts or modules. In the rotable inventory case, the arriving part for service is directly exchanged with a ready inventory. Thus, the customer airliner continues its flights with almost no break time. The MRO company overhauls the exchanged equipment and places it as ready inventory to be used for future demands. As MRO companies schedule the exchanges of rotable inventory and overhauls, considering the last date of service, they should try to bring in the aircrafts as close as possible to their regulated final dates for overhauls, since the earlier arrivals will not be preferred economically by the airline companies. The limited production capacity and inventory are the main constraints for scheduling the production. In this study, the problem is modeled with the assumptions of limited initial inventory and production capacity, multiple type rotable inventory and finite planning horizon, with the objective of minimizing the total earliness. We tested the problem thorough detailed numerical experiments. We have shown the decreasing marginal benefits for an additional unit of initial rotable inventory or additional process line and the relationship between this benefit and process time and process capacity. In addition to this, a heuristic approach is proposed to solve the problem faster and some implementations are applied on the offered heuristic for improvement. As a result of the applied implementation on the proposed heuristic, the solutions of the proposed heuristic and optimal solutions are compared with each other to determine the performance of the offered heuristic. Key Words: Production scheduling, maintenance repair and overhaul, rotable inventory, perturbation heuristic