Ergonomik montaj hattı dengeleme probleminin konik skalerleştirme yöntemiyle çözümü
Solution of ergonomic assembly line balancing problem by conic scalarization method
Yazar: BÜŞRA NUR YETKİN
Danışman: PROF. DR. EMİN KAHYA
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Montaj hatlarında tekrarlı işler sırasında oluşan statik gövde duruşları, işle ilgili Kas-İskelet Rahatsızlıklarının (KİSR) artmasına neden olarak çalışanların ve hatların verimliliğini etkileyebilmektedir. Dolayısıyla, hat dengeleme problemlerinde çevrim zamanı ve istasyon sayısı gibi kısıtlara ek olarak, montaj istasyonunda yapılması gereken işlemlerin neden olabileceği zorlanma riskleri de dikkate alınmalıdır. Bu tez çalışmasında montaj hattı dengeleme problemi (MHDP) için, çevrim zamanı ve ergonomik risk düzeyleri eşzamanlı dikkate alınarak çok amaçlı bir matematiksel model geliştirilmiştir. Matematiksel modelde hem istasyon zamanını enküçüklemek hem de ergonomik risk skorlarının toplam sapmalarını enküçüklemek amaçlanmıştır. İki amaçtan oluşan çok amaçlı modelin çözümü için ağırlıklı toplam ve konik skalerleştirme yöntemleri uygulanmıştır.  Konik skalerleştirme yöntemi, karar vericinin tercihlerini de modele yansıtır ve diğer skalerleştirme yöntemlerindeki gibi dışbükeylik şartı gerektirmez, bu nedenle çok geniş ve NP-zor problemlerde tatmin edici çözümler üretir. Geliştirilen modelin gerçek hayatta nasıl sonuçlar elde edeceğini analiz amacıyla bir beyaz eşya montaj hattında uygulama yapılmıştır. Toplam 32 istasyondan oluşan hat, 108 iş elemanına ayrılmış, yapılan zaman etüdü çalışmalarıyla standart süreler hesaplanmış ve REBA (Rapid Entire Body Assessment) kullanılarak çalışma duruşlarına ilişkin risk skorları belirlenmiştir. Hat önce tek amaçlı olarak istasyon zamanın en küçüklenmesi amacıyla GAMS paket programında çözülmüş ve sonuçlar gösterilmiştir. KSY ergonomik MHDP' de ilk kez kullanılmış, klasik çözüm yöntemlerinin tarayamadığı çözüm alanlarında farklı pareto çözüm elde edilmiştir. Ergonomik riskler dikkate alındığında yüksek riskli istasyon sayısının azaldığı görülmüştür. Çok amaçlı matematiksel model için bir toplam performans göstergesi elde etmek amacıyla iki amaç ağırlıklandırılmış ve bu iki gösterge OMAX (Objektif Matris) ölçüm yönemi ile değerlendirilmiştir.

Abstract:
Static body postures that are induced by the repetitive works in the assembly lines result in ergonomic risks since they provide a basis for growth of WMSD which may affect the efficiency of lines. In addition to restrictions caused by cycle time and amount of stations, the potential straining risks due to required job elements must be taken into account. To this end, in this thesis work a multi-objective mathematical model is developed that consider balancing of assembly line cycle time and levels of ergonomic risks, simultaneously. It is aimed both to minimize station time and to minimize the total deviations of ergonomic risk scores. Weighted sum method and conic scalarization methods were applied to solve the multi-purpose model consisting of two purposes. The conic scalarization method reflects the decision-maker's preferences and does not require convexity as in other scalarization methods, thus producing satisfactory solutions to very large and NP-hard problems.  To analyse the outcomes of the developed model in real life environment, an application is performed at a home appliance assembly line. The assembly line consisting of a total of 32 stations was divided into 108 work element, and the standard times were calculated by the time studies and REBA risk scores were determined. The cycle time of the single model built-in dishwasher line was determined as 41 seconds according to the desired amount to be produced daily. The model is solved in the GAMS packet program for the purpose of minimizing station time and the results were shown. Solving the problem not only single, but also multi-objectively, balancing results are evaluated by OMAX method.