Çok Modelli Üretim Yapan Montaj Hatlarında Eş Zamanlı Montaj Hattı Dengeleme ve İstasyonlar Arası Ara Stok Alanı Atama Problemi için Bir Çözüm Yaklaşımı

Abstract

Montaj hatları birçok üretim sisteminin önemli bir parçası olarak yer almaktadır. Montaj hatlarının tasarımıyla ilgili en temel problemlerden birisi montaj hattı dengeleme problemidir. Bu problem verilen bir üretim hedefi için montaj hattındaki istasyon (işçi) sayısının belirlenmesi ve montaj operasyonlarının öncelik ilişkilerini göz önüne alınarak istasyonlara atanmasıdır. Problemde en yaygın amaç istasyon sayısının azaltılmasıdır. Bu problemin farklı versiyonları literatürde çalışılmıştır. Tez çalışmamızda bir bulaşık makinesi üretim tesisindeki montaj hatları için montaj dengeleme problemi ele alınacaktır. Ele alacağımız problemde operasyonların süreleri stokastik kabul edilecektir ki çoğu montaj hattında bu durum geçerlidir. Problemimizi klasik montaj hattı problemlerinden ayıran temel fark istasyonlar arası ara stok alanlarının sınırlı sayıda olması ve bu ara stok alanlarının istasyon aralarına nasıl atandığının üretim hızını etkileyen bir faktör olmasıdır. Çünkü ara stok atamaları her bir istasyona atanan stokastik süreli operasyonlar nedeniyle, bir istasyonun bir öncekini bloklama ihtimalini etkilemektedir. Dolayısıyla operasyonların istasyonlara atanması ve limitli ara stok alanlarının atanması problemlerinin beraber ele alınması en iyi çözümün bulunması açısından önemlidir. Tezdeki çalışmanın içeriği verilen bir hedef üretim hızını en az istasyon sayısıyla sağlayacak, operasyon-istasyon ataması ve istasyonlar arası ara stok alanı atamasının beraberce yapılmasını sağlayan bir yaklaşımın geliştirilmesidir. Bu doğrultuda eş zamanlı montaj hattı dengeleme ve ara stok alanı atama sezgiseli geliştirilmiştir. Önerilen sezgisel montaj hattı operasyon atamasını yapan bir optimizasyon modeli, ara stok alanı atamasını yapan bir arama sezgiseli ve performans değerlendirmesi için kullanılan bir simülasyon modelinden oluşmaktadır. Yaklaşımımızın getirisi hem bir gerçek hayat problemi hem de literatürdeki bir probleme dayalı stokastik olarak üretilmiş bir set problem üzerinde gösterilmiştir.

Assembly lines are important part of many production systems. One of the most basic problems about the design of the assembly lines is the assembly line balancing problem. The assembly line balancing problem is to determine the number of work stations (workers) for a given throughput rate, and to assign the tasks to the stations taking into account the precedence relations of tasks.The most common goal in this problem is to reduce the number of work stations. Different versions of the problem have been studied in the literature. In our thesis, we consider the assembly line balancing problem for a real-life assembly line of a dishwasher manufacturing plant. In our problem, task times are considered as random values, which is the case in most of the assembly lines. Our problem distinguishes from the classical assembly line problems by recognizing that the number of inter-station buffers is limited, and how these buffers are assingned is an important factor affecting the throughput rate. Because the buffer assignment affects the blockage probability of stations due to the random task times. Thus, assembly line balancing and the buffer allocation problem should be considered simultaneously in order to find the best solution under random task times. This thesis suggests a heuristic approach that assigns tasks to stations and allocates buffers between stations simultaneously for a given target throughput rate. The suggested heuristic involves an optimisation model for assigning tasks to the stations, a search heuristic for allocating buffers, and a simulation model to evaluate the performance of candidate solutions. We showed the benefits of the suggested approach using both a real life case and a set of random problems based on a problem from the literature.