Karışık modelli montaj bantlarında hat dengeleme ve çizelgeleme

Abstract

Yapılan çalışmada, bir akış hattı üretim tipi olan karışık-modelli montaj hatlarının dengeleme ve sıralama problemi ele alınmıştır. Karışık-modelli hat, aynı anda iki ya da daha fazla modelin aynı hat üzerinde üretildiği üretim sistemleridir. Hat dengeleme probleminde ana amaç, her istasyona eşit miktarda iş dağıtımı yapabilmek, toplam işyükünü istasyonlar arasında mümkün olduğu kadar eşit bölmektir. Başka bir ifadeyle istasyon sayışım minimize etmektir. Bu amaç, işlemler arasındaki öncelik kısıtlarım sağlama, istasyonların işyükünün çevrim süresini aşmaması, işlemlerin bölgelendirme ve gruplandırma kısıtları altında gerçekleştirilir. Hat sıralama probleminde ise ana amaç, belli bir üretim programı için tüm modellerin talebini karşılayan ve bazı amaçları optimize eden model sıralamasının bulunmasıdır. Bu amaçlar genellikle, modellerin istasyon kullanımlarına bağlı etkinsizlikler ile ilgilidir. Bu çalışmada geliştirilen heuristik algoritmalar, sisteme uygun olan hat dengeleri çıkaracak şekilde tasarlanmıştır. Oluşturulan çözümler optimal olmamakla birlikte optimale yalandır. Çünkü, problem NP-zor olarak tanımlanmıştır. Yani optimal çözümü elde etmek için gerekli hesaplama süresi, problem boyutu artarken exponansiyel şekilde artar. Sonuç olarak büyük ölçekli problemler için heuristik metotlar pratik çözümleri oluştururlar. Aynca çok amaçlı problemler için de büyük esneklik sağlamaktadırlar. Çalışmanın ilk kısmında sadece çevrim süresi ve öncelik kısıtları olan, bölgeleme ve gruplama kısıtlan olmayan dengeleme problemleri için bir çözüm algoritması oluşturulmaktadır. Bunun için, sıralanmış pozisyon ağırlığı heuristiğinin adımlarım izlemektedir. Çalışmanın ikinci kısmında bir önceki kısımda çıkarılan dengenin pürüzsüzleştirilmesi sağlanmaktadır. Üçüncü kısımda, bölgeleme ve gruplama kısıtlan da olan dengeleme problemleri için çözüm algoritması geliştirilmektir. Sonuçta, montaj hattı için gerekli minimum istasyon sayısı, her istasyonda yapılacak işlem(ler)i ve tüm istasyonların ve hatun denge kaybı tespit edilmektedir. Bu amaçla, problem çözümü için önerilen algoritmalar, Delphi ortamında kodlanmıştır. Program kullanılarak hattaki istasyon sayısı, tüm hattın ve istasyonların kullanım yüzdeleri, her istasyonda yapılacak işlemler tespit edilebilmekte, aynca istasyonların toplam ve model bazında süre dağılımları grafik olarak oluşturulmaktadır.

In this study, the problem of balancing and sequencing the mixed-model assembly lines, which is a type of flow-line production, is handled. Mixed-model lines are production systems at which two or more models are produced at the same line. The goals in line balancing problems are to deliver equal work to every station and to divide the total workload equally among the stations. In other words, it is to minimize the number of stations. This is accomplished by using priority constraints among the tasks, by limiting the stations workload not to exceed the cycle time, by zoning the tasks and grouping constraints. The main goal in mixed-model line sequencing is to find the model sequencing that satisfies the demands of all models in a production program provided with an efficient utilization of station on the line. The heuristic algorithm constructed in this study is designed to balance the line suitable for system. Although the result is not optimal when heuristic algorithms are used, it's very close to the optimal. Because the problem is described as NP-hard, the calculation time to determine the optimal solution increases exponentially as the dimension of the problem increases. As a result, for large scale problems, heuristic methods are preferred. Besides, they provide flexibility for multi-purpose problems by easily implementing new rules. In the first part of this study, a solution algorithm for balancing problems with cycle time and priority constraints is built without considering zoning and grouping constraints. For this, the steps of ranked positional weight method are followed. In the second part of the study, it's tried to smooth the balance found in the first part. In the third part, a solution algorithm for the balancing problems with zoning and grouping constraints is developed. With this method, the minimum station number necessary for the assembly line, the operation(s) that will be done at every station and the balance loss of all the stations and the line can be calculated. The algorithms for the solution of the above problems are coded in Delphi programming environment. As an output the number of station on the line, the usage percentages of all the line and stations, the workload at each station can be reported. Besides, the total time for each station and the time of station on the basis of model can be formed as a graphic.