Akış odaklı yerleşim yaklaşımı ve beyaz eşya sektöründeki bir işletmede uygulaması
Flow oriented layout approach and application in a white household company
Yazar: TARIK BULUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN MURAT TABANLI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akış tipi üretim = Flow shop production ; Değer akışı haritalama = Value stream mapping ; Fabrika yerleşim düzenlemesi = Plant layout ; Hat dengeleme = Line balancing ; Hat tasarımı = Line design ; MTM =   ; Yalın üretim = Lean production

Özet:
Günümüzde çetin rekabet ortamında işletmeler pazar paylarını koruyabilmek ve genişletebilmek için sınırlı kaynaklarını en iyi şekilde değerlendirmek, sürekli değişken müşteri talepleri karşısında her türlü maliyeti azaltmayı ve kaliteyi yükseltmeyi hedefleyen verimlilik çalışmalarını gerçekleştirmek ve en nihayetinde üretimlerini bu doğrultuda planlamak zorunda kalmışlardır.
Bu değişken müşteri taleplerine karşı makine ve ekipman kapasitelerinin, çalışan sayılarının ayarlanarak müşteri talebine tam olarak cevap verebilen; malzeme taşımalarının standartlaştırıldığı, montaj hatlarının esnek, hızlı ve verimli olması için temelinde değer akış haritalamaya hizmet eden yalın üretim tekniklerinin kullanıldığı "Akış Odaklı Yerleşim (FOL)" yaklaşımı ve "Yalın Hat Tasarımı (LLD)" yaklaşımıyla işletme iç yerleşiminin yeniden tasarlanması amaçlanmıştır.
Çalışmanın ilk bölümünde "Mevcut Durum Analizi" adı altında işletmedeki mevcut durumda üretilen ürün çeşitliliği, çalışan sayısı, makine ve ekipman yerleşimi, değer akış haritalaması ve ardından öncelik matrisi incelenmiştir.
İkinci bölümde "Yalın Hat Tasarımı" kısmında oniki alt başlıkta çalışma yapılmıştır. Burada öncelikle üretim rakamları, yıllık kapasiteler gösterilip işletmenin darboğazları belirlenmiş ve gelecek planları üzerine çalışma yapılmasının amacı tanımlanmıştır. Daha sonra ayrıntılı olarak müşteri talepleri ve ürün ailesinin analizi ile birlikte hedef çevrim süresi hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar yapılırken ABC, XYZ analizleri kullanılmıştır. MTM yöntemiyle incelenen montaj hatlarının yığın diyagramları oluşturulmuş kâğıt kaizen yani yalın üretim ve ergonomi teknikleriyle iyileştirilmiş istasyonların kabaca hat tasarımı yapılmıştır. Diğer önemli konu olan malzeme taşıma şekli ve sıklığı belirlenmiştir. Tüm bu bilgilerle detaylı hat tasarımına geçilmiş belirlenen operatör sayısıyla iş dağılım diyagramları MTM çalışmaları göz önünde bulundurularak ürün montaj iş sıralamasına göre oluşturulmuştur. Son olarak oluşturulan bu yalın montaj hatlarının karşılaştırılması yapılıp sayısal olarak puanlandırma yapılmıştır.
Üçüncü bölümde "Malzeme Akış Analizi" konulu başlık altında işletmedeki mevcut durum malzeme taşıma durumu incelenmiş, spagetti diyagramı ile görselleştirilmiştir. Bu görselleştirme sayesinde mevcuttaki problemler madde madde çıkartılmış, stok analizinin akabinde yapılabilecek değişikliklerle alternatif alan kazançları hesaplanmıştır.
Dördüncü bölümde ise "Blok Yerleşim Çalışması" adı altında en önemli çalışma olan montaj hatlarının yerleşimi planlanmıştır. Öncelikle işletme içindeki taşınabilir alanlar, makine ve ekipmanlar belirlenmiş, daha sonra avantaj ve dezavantajlarıyla birlikte alternatifler oluşturulmuştur.
Beşinci bölümde bu oluşturulan alternatiflerin "Alternatiflerin Değerlendirilmesi" adı altında karşılaştırılmaları yapılmıştır. Bu karşılaştırmalar; değer akış haritalamaya etkisine göre, malzeme taşıma mesafelerine, akış odaklı yerleşimine göre, tahmini yatırımlar ve kademeli uygulama etkisine göre sayısal olarak değerlendirilmiştir.
Son bölümde artık "Detaylı Yerleşim Çalışması" adı altında seçilen alternatifin zaman planı ve kademeli uygulama planı oluşturulmuştur. Bu bölümde son olarak projenin yatırım getirisi hesaplanıp işletme yönetimine sunulmuştur.
Gelecekte yapılacak çalışmalarda matematiksel modeller üzerine hat dengeleme çalışmaları yapılabilir ayrıca işletmede mevcut teknolojiler yerine yeni teknolojilerin kullanımı teşvik edilebilir.

Abstract:
The machinery and equipment in the factories whose aim is to make mass production are systems with high investment costs and need to be continuously improved. Lean line design is also a set of steps that including assembly line balancing according to product assembly sequence, considering systematic ergonomic station design and MTM analysis under certain conditions. The researches and the methods developed for assembly line balancing show that the new line designs created by balancing method can significantly reduce cycle times and thus increase productivity and profit.
Today, in a challenging competitive environment, companies have to make the best use of their limited resources in order to be sustainable and expand their market shares. They have to carry out the improvement studies aimed at reducing all costs and increasing the quality in response to ever-changing customer demands.
The aim of this study is redesign the internal layout of the factory with the "Flow Oriented Layout (FOL)" approach and "Lean Line Design (LLD)" approach, which uses lean manufacturing techniques that support the value stream mapping. The factory will be capable of responding to customer demands by adjusting number of employee, machine and equipment capacities on the basis of the standardized material transports and flexible, fast and efficient assembly lines.
The developed flow oriented layout is an element of factory and equipment planning. Equipment and fixtures are arranged in a closely linked configuration in the production flow so as to minimize transportation cost and maximize transparency throughout the production process. This allows early detection of waste and promotes rapid communication.
FOL is a prerequisite for material flow with minimum throughput times, smallest possible buffer volumes and smallest lot sizes. Beside of this, material supply is standardized and synchronized to the rhythm of manufacturing. The design of the material supply system and transportation devices supports small lot sizes.
In the first part of the study under the name of "Current State Analysis", current product range, number of employees, machine and equipment layout, value stream mapping and target priority matrix were examined.
In the second part, twelve sub-headings were carried out in the "Lean Line Design" section. Firstly, production figures, annual capacities were shown and then the purpose of working on the bottleneck and future plan of the company was defined. Afterwards, the target cycle time was calculated in detail together with customer demands and product family analysis. ABC, XYZ analysis was used for these calculations. Stack diagrams of the assembly lines examined by MTM method have been formed and roughly line design of the improved stations with paper kaizen which has used lean manufacturing and ergonomics techniques. Another important issue how the material transportation type and frequency was defined. With all these information, detailed line design has been exercised and the work distribution diagrams with defined number of determined operators and have been formed according to the sequence of product assembly by considering MTM studies. Finally, these lean assembly lines were compared and mathematically scored.
In the third part, under the heading "Material Flow Analysis", the current state of material handling situation was examined and visualized by a spaghetti diagram. Thanks to this visualization, the existing problems were shown one by one and the alternative area saving were calculated with the changes that could be made following the stock analysis.
In the fourth part, "Block Layout", the assembly lines settlement, which is the most important step, is planned. Firstly, portable areas, machinery and equipment have been identified and then alternatives have been created with advantage and disadvantages.
In the fifth part, these alternatives were compared under the name of "Evaluation of Alternatives". These comparisons; according to the effect of the value stream mapping, material transport distances, flow-oriented layout, estimated investments and step wise implementation effects were evaluated mathematically.
In the last part, the time schedule and stepwise implementation plan of the chosen alternative under the name of plan "Detailed Layout Planning" has been established. Lastly, the return of investment of the project was calculated and presented to the company management.
The changes in the factory with the flow-oriented layout approach and the results it has produced can be listed as follows:
i. Product cycle times on the same number of assembly lines and the number of employees on the lines were reduced, resulting in a 15% gain in productivity.
ii. 100% ergonomic and highly efficient stations have been designed with new placement and shelf studies.
iii. In order to ensure that the finished product is flow oriented, intermediate stock areas are determined on one side of the factory and in the pre-production lines to the near regions for semi-finished materials to be flow oriented. In this way, 22% improvement has been achieved by reducing the material transport movement of approximately 70 km per shift to 40 km.
iv. It is aimed that the milk-run carrying material does not intersect on the move, thus minimizing traffic and eliminating the risks of accidents.
vi. 25% more efficient use of space has been achieved by reducing the stock areas with the machinery and equipment relocations in the factory, reducing the assembly lines as a total area and making new ramp area.
vi. As a result of this, an efficient factory layout will be introduced with a return of investment of 3.77 years, which will meet the planned customer demands
As a result, considering the current situation, a better system can be applied. The best results were obtained by taking the whole factory into consideration, ie balancing all assembly lines, checking the capacities of pre-production machinery and equipment, carrying out incoming materials, transporting semi-finished and finished products. In addition, the system has been improved by controlling the material flows of the system, arranging the shelves where the mounting materials are located on the line and standardizing the material transportation.
In future studies, line balancing can be carried out on mathematical models with details and the quality problems can be added to analyse. In studies, heuristic methods can be conducted and developed, besides these considerations the learning curve of operators can be considered and as well as, the use of new technologies instead of existing technologies can be encouraged.