Tam zamanında üretim ortamlarında çok sayıda U-tipi hattın bütünleşik dengelenmesi için yeni modeller ve çözüm yaklaşımları
New models and solution approaches for integrated balancing of multiple U-shaped lines in just in time production environments
Yazar: YAKUP ATASAGUN
Danışman: DOÇ. DR. YAKUP KARA
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Tam sayılı doğrusal programlama = Integer linear programming

Özet:
Faaliyet gösterdiği piyasada varlığını sürdürmek ve rekabet gücünü korumak isteyen işletmelerin faydalanabileceği esnek, etkili ve verimli üretim sistemlerinden birisi 1950'li yıllarda Tam Zamanında Üretim felsefesi ile ortaya çıkan ve sürekli gelişim modelinin öncüsü olan Toyota Üretim Sistemidir. Tam Zamanında Üretim felsefesinin temelinde gereken ürünlerin, gereken zamanda ve gereken miktarda üretilmesi ve üretim ortamındaki her türlü israfın ortadan kaldırılması yatmaktadır. Bu amaçlar doğrultusunda kullanılan bir takım tekniklerin hemen hepsinin etkili ve verimli bir şekilde hayata geçirilebilmesi için tesis yerleşiminin birbirine entegre bir şekilde faaliyet gösteren U-tipi imalat/montaj hatlarıyla oluşturulması gerekmektedir. Böyle bir tesis yerleşiminin benimsenmesi durumunda karşımıza çıkacak en önemli karar problemlerinden birisi, çok sayıda U-tipi hattın bütünleşik dengelenmesi problemidir.
Bu tez çalışmasında, çok sayıda tek modelli deterministik görev süreli U-tipi hattın bütünleşik dengelenmesi problemi üzerinde durulmuştur. Konu ile ilgili literatürde yer alan çalışmaların kendi varsayımları altında yalnızca bir takım özel tesis yerleşimleri için çözümler ürettiği göz önünde bulundurularak, literatürdeki varsayımlar yeniden ele alınmış ve uygulamayla daha fazla örtüşen bir hale getirilmiş ve ilgili problem için, karşımıza çıkabilecek her türlü hat şekli ve tesis yerleşimi durumunda uygulanabilecek ve bir karma tamsayılı doğrusal programlama modeli ve bir genetik algoritma yaklaşımı önerilmiştir.
Önerilen çözüm yaklaşımlarının performanslarını analiz etmek amacıyla çeşitli varsayımlar altında 432 adet test problemi geliştirilmiş ve önerilen yaklaşımlar kullanılarak çözülmüştür. Önerilen karma tamsayılı doğrusal programlama modeli ile, geliştirilen test problemlerinin 102'sinde (% 23,61) önerilen genetik algoritma yaklaşımı ile de 199'unda (% 46,06) optimal çözümlere ulaşılmıştır. Ayrıca önerilen genetik algoritma yaklaşımının, karma tamsayılı doğrusal programlama modeline göre daha iyi çözüm performansı gösterdiği ortaya koyulmuştur.
Son olarak hatların birbirinden bağımsız olarak dengelenmesi durumu ile aralarında ortak istasyonlar açılarak bütünleşik dengelenmesi durumu da karşılaştırılmış ve geliştirilen test problemlerinin % 71,99'unda hatların bütünleşik dengelenmesi durumunda bağımsız dengeleme durumuna göre daha az sayıda istasyon açılması gerektiği görülmüştür.

Abstract:
One of the flexible, efficient and productive production systems which can help companies to carry on in the market and to keep competitive power is Toyota Production System which has been arisen in 1950's as a pioneer of the model of continuous development with the philosophy of Just in Time production. The main principle of Just in Time production is to gain cost advantage by eliminating all kinds of wastes in production environment by producing the necessary products in the necessary quantities at the necessary time. In accordance with this purpose several techniques are used. For realizing these techniques of Just in Time philosophy in an efficient and productive manner facility layout should be constructed by integrated U-shaped manufacturing/assembly lines. One of the most important decision problems which arise in the case that such a line layout is adopted is integrated balancing of multiple U lines.  
In this thesis, the problem of integrated balancing of multiple single model U-shaped lines with deterministic task times is considered. The assumptions of the problem are revised to be more appropriate for practice by taking into consideration that previous studies of the literature are applicable for specific facility layouts with their own assumptions. A mixed integer linear programming model and a genetic algorithm approach which can be applicable for all kinds of line shapes and facility layouts are presented. 
432 test problems are generated with several assumptions for analysing the performances of the presented solution approaches and these problems are solved by using the presented approaches. Optimal solutions are obtained for 102 test problems (23.61%) by using the mixed integer linear programming model and for 199 problems (46.06%) by using the genetic algorithm approach. Moreover, it is revealed that the genetic algorithm approach outperforms the mixed integer linear programming model.
Finally, the situations of integrated balancing by allowing common workstations between lines and independent balancing of the lines are compared and it is presented that integrated balancing approach utilizes less workstations than independent balancing approach for 71.99% of generated test problems.