Sürdürülebilir esnek üretim hücrelerinin tasarımına yönelik çok amaçlı optimizasyon modelleri
Multi-objective optimization models for the design of sustainable flexible manufacturing cells
Yazar: EMİNE BOZOKLAR
Danışman: DOÇ. DR. EBRU YILMAZ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, esnek hücresel üretim sistemlerinin tasarımı konusu ele alınmaktadır. Bu konuyla birlikte çevresel, ekonomik, sosyal boyutları içeren sürdürülebilirlik kavramı da göz önünde bulundurulmaktadır. Çalışmada, karbon emisyonları, hücreler arası hareketler, makine işleme, makine ekleme, makine çıkarma, işçi eğitimi ve ek prim (bonus) şeklindeki maliyet kalemleriyle beraber aynı zamanda karbon emisyon miktarının da en aza indirgenmesi hedeflenmektedir. Bunun için hedef programlama, epsilon kısıtlama, artırılmış epsilon kısıtlama (AUGMECON) ve artırılmış epsilon kısıtlama 2 (AUGMECON2) şeklinde dört farklı çok amaçlı tamsayılı matematik programlama modelleri geliştirilmektedir. Bu modellerde, her periyotta parçaların alternatif rotalarının seçilmesi, her periyotta hücrelere işçilerin atanması, her periyotta hücrelere atanan, hücrelere eklenen ve hücrelerden çıkarılan makinelerin sayısının belirlenmesi, her periyotta sistemdeki ve hücrelerdeki toplam işçi sayısının belirlenmesi ve tüm periyotlar boyunca her işçinin alacağı toplam eğitim süresinin belirlenmesi şeklinde kararlar alınmaktadır. Sonuçlar, geliştirilen örnek problem kullanılarak dört farklı çok amaçlı matematik model için LINGO 20.0 optimizasyon programı ile elde edilmiş ve duyarlılık analizleri yoluyla test edilmiştir. Duyarlılık analizleri, parça talepleri, makine kapasitesi, karbon emisyon limiti, hücrelerin makine sayısı için limitleri, hücrelerdeki maksimum işçi sayısı ve işçilerin becerilerine göre geçirebileceği süre limiti değerlerinde yapılan değişikliklerinin etkilerini incelemeyi içermektedir.

Abstract:
In this thesis, the topic of designing flexible cellular manufacturing systems is addressed. Along with this topic, the concept of sustainability, which includes environmental, economic, and social dimensions, is also taken into consideration. In the study, the aim is to minimize the amount of carbon emissions along with cost items including carbon emissions, inter-cell movements, machine processing, machine addition, machine removal, worker training, and additional salary (bonus). For this purpose, four different multi-objective integer mathematical programming models are developed, namely goal programming, epsilon constraint, augmented epsilon constraint (AUGMECON), and augmented epsilon constraint 2 (AUGMECON2). In these models, decisions are made regarding the selection of alternative routes for parts in each period, the assignment of workers to cells in each period, determining the number of machines assigned to, added to, and removed from cells in each period, determining the total number of workers in the system and in the cells for each period, and determining the total training time each worker will receive over all periods. The results have been obtained using the LINGO 20.0 optimization program for four different multi-objective mathematical models, utilizing the developed sample problem, and have been tested through sensitivity analyzes. Sensitivity analyzes include examining the effects of changes in values of parts demands, machine capacity, carbon emission limit, limits for the number of machines of cells, maximum number of workers in cells, and time limit that workers with skills can spend.