Geleneksel montaj hattı üretim sisteminin Seru üretim sistemine dönüştürülmesi ve bir uygulama
Transforming the traditional assembly line production system into a Seru production system and an implementation
Yazar: ÇAĞDAŞ YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. ADEM TÜZEMEN
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / İşletme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İşletme = Business Administration
Dizin: Geleneksel üretim sistemleri = Traditional production systems ; Karışık tam sayılı doğrusal programlama = Mixed  integer linear programming ; Modern üretim sistemleri = Modern production systems ; Tekrar konfigüre edilebilirlik üretim sistemleri = Reconfigurable production systems

Özet:
Gelişmiş üretim ortamları, geniş bir ürün yelpazesi ve düşük pazara sunma süresi talep eden modern pazar zorluklarını ele almak için ideal bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Benzer ürün ailelerine göre uyarlanmış bağımsız, modüler ve esnek çalışma alanlarından oluşan hücresel sistemler içinde Seru, hem üretim hem de montaj görevleri için giderek daha fazla benimsenmektedir. İlk olarak Japonya'da ortaya çıkan Seru üretim sistemi; Sony, Fujitsu ve Canon gibi teknoloji devleri tarafından benimsenerek, yalın ötesi kavramlarla tanımlanmıştır. Japonca'da "hücre" anlamına gelen Seru, özellikle montaj üretimi yapan şirketler için üç modu ile dünya çapında yayılmaktadır. Seru, Japonya'daki büyük şirketler tarafından benimsenmiş olmasına rağmen, uluslararası literatürde henüz tam anlamıyla yaygınlık kazanmamıştır. Seru'nun modları arasında Bölünmüş Seru, Dönen Seru ve Yatai bulunmaktadır.
Seru'nun özü, birden fazla işi yapabilen çoklu beceri eğitimli işçiler tarafından, farklı türdeki birçok ürünün organize edilmesidir. Seru üretimi, geleneksel üretim hattının sökülüp yerine esnek, kolay kurulup sökülebilen, düşük maliyetli hatların yerleştirilmesiyle üretimin gerçekleştirildiği yenilikçi bir sistemdir. Bu sistemin uygulandığı üretim ortamlarında toplam tamamlanma süresinin minimizasyonu, işçi verimliliği, maliyet ve işçi atama gibi kritik faktörlerin optimize edilmesi mümkündür.
Bu çalışmada, Seru üretim modelinin Türkiye'de bisiklet üreten bir firmanın üretim sistemine uyarlanması hedeflenmektedir. Araştırmanın temel amacı, geleneksel montaj üretim hattını söküp yerine esnek taşıyıcı bantlar kurarak, Seru üretim modelinin benimsenmesiyle üretimde harcanan toplam zamanı en aza indirmektir. Seru modlarından biri olan Dönen Seru, uygulamanın temelini oluşturmuştur. Üretici bisiklet firması, çocuk ve yetişkin bisikletler olmak üzere iki farklı geleneksel düz hat üzerinde iki farklı ürün tipinin montajını yapmaktadır. Dolayısıyla, ürün tiplerine ait süreçler yine aynı üretim hattında kalacak şekilde Hat-Seru çizelgelemesi yapılmıştır. Biri çocuk, diğeri ise yetişkin bisiklet montaj üretimi yapılacak şekilde 2 Serulu bir model tasarlanmıştır.
Modellenen Seru üretim hattında toplam tamamlanma süresinin minimizasyonu hedeflenmiştir. Bunun yanı sıra işçilerin becerilerine göre Serulara ve işlere yeniden atanmasına da odaklanılmıştır. İşçi atama konusunda öncelikle işçilerin Serulara atamalarının yapılması için çoklu beceriye sahip olup olmadıkları tespit edilmiştir. İşçilerin yetkinlik düzeyleri belirlendikten sonra çalışmanın modeline buna dair bir uygunluk matrisi oluşturulmuştur. Geleneksel model ve sunulan Seru modeli, toplam tamamlanma süresi temelinde kıyaslanmıştır. Ayrıca, optimizasyon probleminde daha önceden belirli Serulara atanacak şekilde tasarlanan işçilerin işlemlerdeki yeteneklerine göre atanmalarına ve üretim sürecinin yeniden tasarlanmasına odaklanılmıştır.
Optimizasyon modelini uyarlamak için karma tamsayılı bir matematiksel model kurulmuştur. Analizi gerçekleştirmek için Lingo 18.0 yazılımı kullanılmıştır. Geliştirilen Hat-Seru dönüşüm modeli ile gerçekleştirilen optimizasyon çalışması, üretim sisteminin performansında kayda değer iyileştirmeler sağlamıştır. Toplam tamamlanma süresinin minimizasyonu, operatörlerin optimal iş atamaları ve üretim sisteminin yeniden yapılandırılması başarıyla gerçekleştirilmiştir. Geleneksel üretim sistemi ile Seru temelli sistem arasında yapılan karşılaştırmalı analizde, toplam tamamlanma süresinde yaklaşık %42'lik bir iyileşme elde edilmiştir. Bu iyileşme, iş günü bazında değerlendirildiğinde geleneksel sistemdeki 11.5 günlük tamamlanma süresinin Seru sisteminde 6.5 güne düşürülmesiyle somut olarak gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, Seru üretim sisteminin verimliliği artırma potansiyelini açıkça ortaya koymakta ve bu çalışma, gelecekte yapılacak Seru temelli optimizasyon araştırmaları için değerli bir referans teşkil etmektedir.

Abstract:
Advanced manufacturing environments have emerged as an ideal solution to address modern market challenges that demand a wide product range and reduced time-to-market. Among cellular systems consisting of independent, modular, and flexible workspaces adapted to similar product families, Seru is increasingly being adopted for both production and assembly tasks. The Seru production system, which first emerged in Japan, has been adopted by technology giants such as Sony, Fujitsu, and Canon, and has been characterized by beyond-lean concepts. Seru, meaning "cell" in Japanese, is spreading worldwide with its three modes, particularly for companies engaged in assembly production. Although Seru has been adopted by major companies in Japan, it has not yet gained widespread recognition in international literature. The modes of Seru include Divisional Seru, Rotating Seru, and Yatai.
The essence of Seru lies in the organization of various types of products by multi-skilled workers with cross-training capabilities. Seru production is an innovative system where traditional production lines are dismantled and replaced with flexible, easily installable and removable, low-cost lines. In production environments where this system is implemented, it is possible to optimize critical factors such as total completion time minimization, worker efficiency, cost, and worker assignment.
This study aims to adapt the Seru production model to the production system of a bicycle manufacturing company in Turkey. The primary objective of the research is to minimize the total production time by replacing the traditional assembly production line with flexible conveyor belts through the adoption of the Seru production model. Rotating Seru, one of the Seru modes, formed the foundation of the implementation. The bicycle manufacturing company assembles two different product types - children's and adult bicycles - on two separate traditional linear lines. Consequently, Line-Seru scheduling was performed to keep the processes for each product type within the same production line. A two-Seru model was designed, with one Seru dedicated to children's bicycle assembly and the other to adult bicycle assembly.
The modeled Seru production line aimed to minimize total completion time. Additionally, the study focused on reassigning workers to Serus and tasks based on their skills. Regarding worker assignment, workers were first evaluated for their multi-skill capabilities to determine their suitability for Seru assignments. After determining worker competency levels, a compatibility matrix was created for the study model. The traditional model and the proposed Seru model were compared based on total completion time. Furthermore, the optimization problem focused on assigning workers to processes based on their capabilities and redesigning the production process, with workers pre-designated for specific Serus.
A mixed-integer mathematical model was established to adapt the optimization model. Lingo 18.0 software was used to perform the analysis. The optimization study conducted with the developed Line-Seru transformation model achieved significant improvements in production system performance. The minimization of total completion time, optimal worker assignments, and production system restructuring were successfully accomplished. Comparative analysis between the traditional production system and the Seru-based system revealed approximately 42% improvement in total completion time. This improvement was concretely observed in terms of working days, with the completion time reducing from 11.5 days in the traditional system to 6.5 days in the Seru system. The obtained results clearly demonstrate the potential of the Seru production system to increase efficiency, and this study serves as a valuable reference for future Seru-based optimization research.