Karışık modelli montaj hatlarında hat etkinliğinin maksimizasyonu ve bir uygulama
Maximisation of line efficiency in mixed-model assembly lines and a case study
Yazar: DAMLA ÇAMLI
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM KÜÇÜKKOÇ
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Karma tamsayılı programlama = Mixed integer programming ; Montaj hattı dengeleme = Assembly line balancing

Özet:
Son yıllarda gelişen pazar ve özelleşen taleplerden dolayı firmalar arasında artan bir rekabet söz konusudur. Karışık modelli montaj hatları, basit montaj hatlarına kıyasla özelleşen müşteri taleplerine daha iyi cevap verebilmektedir. Literatürde montaj hattı dengeleme ile ilgili birçok çalışma yapılmasına rağmen karışık modelli tip-E montaj hattı dengeleme problemi ile ilgili yapılan çalışmalar oldukça sınırlıdır. Tip-E problemlerde diğerlerinden farklı olarak amaç çevrim zamanını ve istasyon sayısını eş zamanlı olarak en küçükleyerek maksimum hat etkinliği elde etmektir. Bu çalışmada çözüm olarak karma tamsayılı matematiksel model önerilmektedir. Aynı zamanda, büyük boyutlu problemlerin çözümü için sezgisel algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen modelde, karar vericiye esneklik sağlaması açısından çevrim zamanına C_min ve C_max  olmak üzere alt ve üst sınır değerleri verilebilir. Ayrıca, gerçek hayat problemlerinde hat yeniden dengelenirken, işlerin tamamen başka istasyonlara atanması ve bunun getireceği büyük değişiklikler istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle, montaj hattı yeniden dengeleme problemlerinde kullanılmak üzere geliştirilen modellere yeni bir kısıt grubu eklenerek değişiklik sayısı sınırlandırılmıştır. Yeniden dengeleme problemine ek olarak, çoklu operatör durumu da probleme entegre edilmiş ve bu sayede kullanıcının hat üzerinde kullanabileceği operatör sayısını belirleme ve hat etkinliğini artırma avantajı sağlanmıştır. Geliştirilen model, farklı parametreler ile çalıştırılarak hat etkinliğinin nasıl değiştiği ve değişiklik sayısına karşı duyarlılığı gözlemlenmiştir. Geliştirilen modelin performansı farklı boyutlardaki veri setleri ve vaka çalışması ile test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre büyük boyutlu problemler dahil ele alınan bütün problemlerde sezgisel algoritma ile makul sürede %97'nin üzerinde hat etkinliği sağlanabilmektedir. Önerilen model, karışık modelli tip-E montaj hattı dengeleme problemlerinde yeniden dengeleme yaparken kullanılabilir ve karar vericiye farklı koşullar altında alternatif çözümler sunma yeteneğine sahiptir.

Abstract:
In recent years, due to the evolving market and increasing specialized demands, there is a notable surge in competition among companies. Complex model assembly lines, as compared to simple assembly lines, are better equipped to respond to customized customer demands. While numerous studies have been conducted on assembly line balancing in the literature, research specifically addressing the type-E mixed-model assembly line balancing problem is quite limited. In type-E problems, unlike others, the goal is to minimize both cycle time and the number of stations simultaneously, aiming for maximum line efficiency. This study proposes a solution in the form of a mixed-integer mathematical model. Also, a heuristic algorithm is developed for solving large-scale problems. In the developed model, lower and upper limit values for cycle time, denoted as C_min and C_max are provided to offer flexibility to the decision-maker. Additionally, in real-life scenarios, when rebalancing the line, completely reassigning jobs to different stations and the significant changes it brings about are undesirable. Therefore, a new constraint group is added to the model for line rebalancing problems, limiting the number of changes. In addition to the rebalancing problem, the multiple operator situation is integrated into the problem, providing the advantage of determining the number of operators that can be used on the line and increasing line efficiency. The performance of the developed model is tested with different parameters, observing how line efficiency changes and its sensitivity to the number of changes. The proposed model that has been tested with datasets of varying dimensions and case study is capable of rebalancing type-E mixed-model assembly lines, offering the decision-maker alternative solutions under different conditions. According to the results obtained, the heuristic algorithm can achieve over 97% line efficiency in reasonable time for all the problems considered, including large scale problems.