Takım çalışması esaslı montaj hattı tasarımı: Savunma sanayi alanında bir uygulama
Design for team-oriented assembly lines: An application in the defense industry
Yazar: PELİN BİROL
Danışman: PROF. DR. MEHMET BÜLENT DURMUŞOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Son yıllarda müşterilerin talepleri artmakta ve çeşitlenmektedir. Bu değişen müşteri talepleri de üretim yapan firmalar arasındaki rekabeti büyük ölçüde etkilemektedir. Son dönemlerde kısa temin süresine sahip, çeşitli ve yüksek kalitede ürünlerin üretilmesine önem verilirken aynı zamanda bu ürünlerin düşük maliyetler ile üretilmesine de önem verilmektedir. Y ve Z kuşaklarının üretim sistemlerindeki etkisinin artmasıyla, çalışanların da iş ortamından beklentileri artmış, sosyoekonomik açıdan daha tatmin edici iş ortamları oluşturulma gereksinimini yaratmıştır. Artan rekabet ortamı ve tüm bu ihtiyaçlar montaj sistemlerinin yeniden tasarlanma ve geliştirilme gereksinimlerini doğurmuştur. 
Klasik montaj hatları konusunda birçok çalışma yapılmış ve sunulmuştur. Bu montaj hatları yüksek üretim adetlerine ve verime sahip olmalarına karşın, esnek değillerdir. Art arda gelen çok sayıda tek kişilik istasyonlar olacak şekilde tasarlanan klasik montaj hatlarında, talep edilen çevrim süreleri istasyonların arttırılması ile karşılansa da ürünlerin hatta giriş ve çıkış yani ürün akış süreleri uzamaktadır. Her bir istasyonda tek işgören çalıştırılması, bu işgörenler arasındaki iletişim eksikliği de ürün kalitesi, işgören tatmini ve performansı üzerinde olumsuz etki yaratmaktadır. Klasik montaj hatları verimliliklerin artması ve rekabet avantajının sağlanması için yerini takım çalışması odaklı montaj hatlarına bırakmaktadır.
Bir istasyonda birden fazla personelin takım olarak iş birliği içerisinde çalışmasıyla, birçok iş paralel olarak yapılabilir. Bu sayede daha kısa akış süresi elde edilirken sürekli akış da sağlanmış olur. Takım halinde birbirleriyle iletişim halinde çalışan işgören grupları, farklı yetkinliklerin getirmiş olduğu avantajların kullanılmasını sağlarken işgörenlerin motivasyonlarının artmasını da sağlar. Yüksek motivasyon ile çalışan işgörenler sayesinde de daha az hatanın meydana geldiği montaj hatlarında daha yüksek verim elde edilir.
Yapılan tez çalışmasında, montaj sistemleri, montaj hattı dengeleme ve montaj hattı tasarımına yönelik literatür taraması yapılmış ve takım esaslı tek modelli montaj hatlarının tasarımına yönelik metodoloji geliştirilmiştir. Geliştirilen metodoloji ile, önce montaj hattındaki işlerin iş görenlere atanması, sonrasında takım oluşturma aşamaları bütünleştirilmiştir. Metodoloji, işlem adımlarının tespiti, mevcut sistemin analizi, sorunun açıklanması, öncelik diyagramının oluşturulması, iş atamasının yapılması, iş atamasının geliştirilmesi, Gantt diyagramının oluşturulması, takım oluşturma, takım oluşturma sonucu geliştirme önerilerinin sunulması, sonuçların karşılaştırılması ve uygulamaya alınması olmak üzerine 10 adımdan oluşmaktadır. Bu adımlar içerisinde iş atamasının yapılması ve iş atamasının geliştirilmesi için de tez çalışması kapsamında yeni bir sezgisel hat tasarımı algoritması geliştirilerek sunulmuştur. Takım oluşturma aşaması için de literatürde yer alan bir algoritma kullanılmıştır. Geliştirilen metodoloji hem iş atama, hem de takım oluşturma adımlarını ve uygulamasını içerdiğinden çok amaçlıdır. Bunun yanında geliştirilen metodoloji mevcut çalışmalardan farklı olarak, birden fazla işgören ile yapılma zorunluluğu olan montaj işlerinin de işgörenlere ve takımlara atanmasına olanak sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.
Tez çalışması kapsamında geliştirilen metodoloji aynı zamanda, son yıllarda araştırma geliştirme faaliyetleri ve üretim hacminin artan bir ivmeyle yükseldiği savunma sanayinde faaliyet gösteren bir firmada uygulanmıştır. Talebin artması ile kısalan takt süresini destekleyecek, mevcut sisteme göre daha verimli takımların olduğu bir montaj hattı oluşturulmuş ve sonuçları sunulmuştur. Çalışmanın son aşamasında da bir sonraki çalışmalar ile verimin daha da arttırılması için öneriler verilmiştir. Ayrıca bu uygulamanın savunma sanayinde faaliyet gösteren bir firmanın, çok ileri teknoloji içeren, karmaşık montaj adımları olan bir ürününün montaj hattında uygulanması ile literatüre katkı sağlaması hedeflenmiştir.
Yapılan çalışma, "Giriş" ile "Sonuç ve Öneriler" bölümleri dahil olmak üzere beş bölümden oluşmaktadır. "Giriş" bölümünde çalışmanın amacı, montaj hattının tanımı, klasik montaj hatları ve takım çalışması esaslı montaj hatlarının özelliklerine değinilerek, bunlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.
İkinci bölümde, konu ile ilgili literatür, iki ana başlıkta incelenmiş ve sunulmuştur. İlk ana başlıkta montaj hatları, montaj hatları konusunda yapılan çalışmalar, hat dengeleme ve hat tasarımı üzerinde geliştirilen uygulamalar incelenmiştir. İkinci ana başlıkta ise, takım çalışması ve paralel işlerin incelendiği ve sunulduğu çalışmalara odaklanılmıştır. Yapılan literatür araştırması, sonuç çıkarımlarının kolay yapılması ve sonraki çalışmalara destek vermesi açısından literatür matrisleri ile desteklenmiştir.
Üçüncü bölümde geliştirilen metodolojinin adımları tek tek örnekler ile açıklanmış ve detayları aktarılmıştır. Geliştirilen iş atama, iş atamasının geliştirilmesi ve takım oluşturma algoritmaları da anlatılmış ve Ms Visio programı üzerinde çizilerek eklenmiştir.
Dördüncü bölümde geliştirilen metodoloji, ana ürünü hava aracı olan bir savunma sanayi firmasının montaj hattında uygulanmıştır. Bu bölümde ilk olarak firma, firmada üretilen ürünlerin özellikleri ve mevcut sistem aktarılmıştır. Firmada üretilen bir ürün ve montaj hattının bir bölümü seçilerek üçüncü bölümde sunulan metodolojinin tüm adımları bu seçilen montaj hattına uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuş ve uygulamaya alınmıştır.
Son bölümde ise uygulama sonrasında elde edilen sonuçlar, çıktılar ve konu ile ilgili gelecekte yapılabilecek çalışmaların yer aldığı "Sonuç ve Öneriler" başlığı yer almaktadır.

Anahtar kelimeler: Takım çalışması, tek modelli montaj hattı dengeleme, iş atama, iş çizelgeleme, birden fazla işgören gerektiren işlerin atanması

Abstract:
Customers' demands have been increased and varied in the recent years. These changing demands also significantly affect the competition between manufacturing companies. While emphasis has been placed on short lead times, diverse and high quality productions, it is also emphasized that it is produced with these low costs. With the increase of the Y and Z generations in the production system, the expectations of the employees from the work environment have increased and created the need to create more satisfying socioeconomic work environments. It has produced the needs to be redesigned and developed to put others in competition.
A variety of traditional assembly lines have been studied and described. Although these assembly lines have high production volumes and efficiency, they are not flexible. In the assembly lines, where there will be a large number of individual stations in succession, the requested cycle times are related to increasing the stations, but the entry and exit times of the whole line, so product flow times, are prolonged. Employment of a single employee at each station and the lack of communication between these employees also have a negative effect on product quality, employee satisfaction and performance. In order to increase productivity in traditional assembly lines and to provide competitive advantage, many works can be done in parallel with the cooperation of more than one staff in a station as a team, with teamwork of more than one staff in one station working in cooperation as a team.
In this way, while shorter flow time is obtained, continuous flow is provided. Employee groups, working in communication with each other as a team, enable the use of the advantages brought by different competencies and increase the motivation of the employees. Thanks to highly motivated employees, higher efficiency is obtained in assembly lines where fewer errors occur.
In the research, literature review was made for assembly systems, assembly line balancing and assembly line design, and a methodology for the design of single-model assembly lines based on team was developed. With the help of the methodology, the jobs of the assembly line and the team building states has been integrated. Methodology consists of 10 steps on determining the process steps, analyzing the current system, explaining the problem, creating a priority diagram, making a job assignment, developing a job assignment, creating a Gantt diagram, creating a team, presenting team building results, comparing the results and putting them into practice. Within these steps, a new heuristic line design algorithm has been designed for new and improved job assignment. An algorithm in the literature was used for the team building phase. The methodology has been developed is multi-purpose since it includes both job assignment and team building steps and implementation. In addition, the developed methodology has been designed to allow the assignment of assembly work, which has to be done with more than one employee, to employees and teams, unlike existing studies.
The methodology developed within the scope of the thesis study has been applied in in the defense industry company, where research activities and production volume have increased with a boost momentum in recent years. With the increase in methodology, more efficient teams and assembly line were created to support the shortening time, compared to the existing system, and the results were presented. In the last section of the study, suggestions were given to increase the efficiency with the future studies. In addition, this application is aimed to contribute to the literature by applying a product of a company operating in the defense industry with complex assembly steps, which includes very advanced technology, on the assembly line.
The thesis consists of five sections, including the "Introduction" and "Conclusion and Suggestions". In the "Introduction" section, the purpose of the study, the definition of the assembly line, the traditional assembly lines and the characteristics of the assembly lines based on teamwork are explained in a comparative manner.
In the second chapter, the literature research is divided in two parts; the first part of this study consisted of assembly line, studies on assembly lines, line balancing and applications developed on line design, the second part consisted of 	team work and parallel works in conjunction with each other. The literature research has been supported by literature matrices in terms of making conclusions easily and supporting future studies.
Steps of the methodology has been developed in the third chapter are explained with individual examples and their details are given. Job assignment, improvement of job assignment and team building algorithms are also explained in this chapter and diagrams are added by using MS Visio program.
The methodology developed in the fourth chapter, was applied on the assembly line of a defense industry company whose main product is air craft. The applied assembly line has been transferred with all its features. However, due to the confidentiality policy, the description of the assembly steps and the visuals of the assembly line were not presented. It was stated why this assembly line was chosen for the thesis. All the steps of the methodology presented in the third section are applied to this selected assembly line. Firstly, the current system performance has been analyzed. Current personnel number, line balance, loss of balance, employee occupancy rates and cycle time are explained in detailed. Afterwards, the process steps in the assembly line are determined, and the standard durations are calculated with the work study. Operation steps are grouped according to their similarity. Among these steps, the predecessor and successor operations are determined and showed in the tables. After determining the process steps, a priority diagram is created. As the line balance is seen to be weak in the current system analysis, new job assignments are made according to the designed job assignment steps. This job assignment has been analyzed. Subsequently, the job assignment is developed and the results are conveyed. A Gantt Diagram has been created on Ms Project for the jobs and employees according to the job assignment. This Gantt Diagram has been interpreted and the employees who can form a team have been determined. For the selected (identified) employee groups, re-assignment of work within the team is made according to the algorithm specified in the thesis. Occupancy rates and cycle times of the teams are calculated. The obtained results are presented comparatively. The most suitable scenario for the actual assembly line has been selected among the presented scenarios. Suggestions for the implementation of the selected scenario and suggestions for the further development are explained in detailed.
In the last section, there is a title "Results and Suggestions" which includes results obtained after the research and future studies on the subject.

Keywords: Teamwork, single model assembly line balancing, job assignment, job scheduling, assignment of jobs that require more than one employee