Esnek üretim sistemlerinde çizelgeleme

Esnek üretim sistemlerinin genel tanımı için onaylanmış standart bir tanımlama olmamakla beraber Esnek Üretim Sistemleri, çeşitli parça tiplerinin üretiminin bir arada gerçekleştirilebilmesi amacıyla tasarlanmış, bir anabilgisayartarafından merkezi olarak kontrol edilen, parçaların sistem içindeki hareketlerinin Otomatik Malzeme Taşıma sistemi yardımıyla sağlandığı ve parçalar üzerindeki işlemlerin çok yetenekli NCtezgahlan tarafından otomatik olarak gerçekleştirildiği üretim araçlan topluluğudur. Bir EÜS, uç ana bileşenden oluşur. Bunlar 1 - Nümerik kontrollü tezgahlar 2- Otomatik malzeme taşıma ve depolama sistemi 3- Bilgisayarlı kontrol sistemi. Esnek üretim sistemlerinde şu iki faktör çok önemlidir. a- Bilgisayarla bütünleştirme b- Sistemin esnekliği. Bilgisayarlar EÜS lerin çizeigeleme, operasyonların düzenlenmesi, malzeme taşıma kontrolü, sistemdeki ani değişiklikler karşısında hareket etme vb. fonksiyonlannı yerine getirirler. Bilgisayarla Bütünleşik Üretim'nün pratik hedefi; parçaların doğru karışımını, doğru sayısını, doğru zamanda ve gerekli kalitede üretmektir. BBÜ' nün başarılı uygulanabilmesi için yapısall yaklaşım gereklidir. BBÜ' nün kuvvetli bir sonucu olan EÜS kendi başına küçük bir fabrikadır ve bütün fonksiyonlara, kontrol mekanizmalarına, organizasyonel teknolojilere, malzeme ve bilgi akışına sahiptir. Esneklik ise; ürün, proses, yükleme ve işleme başarısızlıktan gibi faktörler de meydana gelen herhangi bir değişikliği düzeltmek amacıyla geliştirilmiş sistem yeteneğidir. Bilgisayarla bütünleştirmeyle, sistem belli derecede şartlara ve çevreye uyma, kontrol ve kendi sorununu teşhis kabiliyeti ile donatılabilir. Browne tarafından tanımlaması yapılan esneklik türleri; Makina esnekliği, malzeme taşıma esnekliği, operasyon esnekliği, proses esnekliği, ürün esnekliği, rota esnekliği, hacim esnekliği, kapasite esnekliği, program esnekliği, üretim esnekliği ve pazar esnekliğidir. Makina, malzeme taşımaveoperasyon esneklikleri diğer esnekliktürlerinin sağlanmasında temel teşkil eder. Sistemin teknolojik özellikleri, uygulanan üretim politikaları, benimsenen stratejik hedefler ve uygulamalardaki deneyimler esnekliğe etki eden faktörlerdir. EÜS'lergünümüzünrekabetli pazarlama ortamında talepleri karşılamak için, üretimde esneklik ve yüksek verimliliğin her ikisini de başarmaya çalışmaktadır. EÜS' ler çok hızlı gelişmektedirler ve günümüz üretim şartlarında pek çok etkili esnek üretim sistemi monte edilmiştir. Şunu söyleyebiliriz ki; doğru tanımlama ve etkili sınıflandırma şemasının eksikliği araştırmanın gelişimini ve EÜS analiz, dizayn ve işletim pratiğini engelleyecektir. VIII EÜS seçiminde operasyon ve kontrol karakteristikleri anlaşılır olmalı ve etkili yönetilmelidir. Bu sebepten dolayı, EÜS' ler operasyon ve kontrol karakteristliklere göre sınıflandırılmalıdırlar. Bu açıklamalar ışığında EÜS' lerşöyle sınıflandınlabilir; - EsnekTek Makina - Esnek Üretim Hücresi - Çok Makinalı Esnek Üretim Sistemi - Çok Hücreli Esnek Üretim Sistemi EÜS' lerde bilgisayarlı kontrol sisteminin ana amacı, üretim programını istenilen süre, miktar ve kalitede gerçekleştirmektir. Bu amaçla kullanılan kontrol bileşenlerinin fonksiyonları aşağıdaki gibidir. -CNC donanımının kontrolü - Malzeme taşıma donanımının kontrolü - Sistem içindeki iş parçası hareketlerinin kontrolü -Sistem performansının ölçülmesinde kullanılan bilgilerin kontrolü EÜS' nin geliştirilmesindeki ana amaçlardan biri de hammaddenin çabuk, etkili ve kontrol edilebilir bir şekilde transferinin sağlanmasıdır. Malzeme taşıma faaliyeti hammaddenin sisteme girişinden bitirilip depoya kaldırılmasına kadar sürer. Etkin bir Malzeme Taşıma sistemi iş istasyonlarının etkinliğini arttırır. Otomatik Kılavuzlu Araçlar, bir miktar malı bir yerden diğerine otomatik olarak taşıyan araçlardır. Genellikle önceden belirlenmiş rota ya da kümeleri üzerinde faaliyet gösterirler. OKA' lanngenişletilebilme özelliği onu çekici kılan bir özelliğidir. Robotlar bir işleyici ve programlı kontrol sistemiyle donatılmış, imalat prosesinde insanın kısmen veya tamamen yerini almak için tasarlanmış araçlardır. Robotlar; takım veya parça kaldırma, itme, çekme, yükleme, bir yerden başka bir yere transfer etme, çeşitli parçaların montajını gerçekleştirme gibi ardışıkgeien işlemleri yapabilen makinalardır. Otomatik Depolama ve Yeniden Elde Etme Sistemi envanter taşımasını tamamıyla bilgisayar kontrolünde yapmaktadır. İhtiyaç duyulan parçalar gerekli yerlere tam zamanında iletilmektedir. Sistemdeki yatay ve dikey hareketleri aynı anda yapabilen istifleme kreyni daha önce bilgisayarca atanılmış yerdeki yükü, yükleme istasyonundan alıp boşaltma istasyonuna aktarmaktadır. EÜS araştırmasında genel eğilim sistem kararlarını iki ana grupta toplamaktın 1 -Tasarım Kararlan 2- İşletim Kararları EÜS' lerin tasarım aşamasında bir takım karariannzaman içerisinde diğerlerinden önce alınması gerekir. Bu kararlar ise; BaşlangıçTanımlama Kararları ve SonuçUygulama Kararlan olmak üzere iki başlık altında incelenebilir. Tasarım kararlan şunları içermektedir; Ekonomik yapı labilirlik, sistemde üretilecek parça tiplerinin seçimi, OMT sisteminin seçilmesi, kullanılacaktezgalann, takımların, fikstürlerin ve paletlerin seçilmesi vb. DC EÜS işletim kararları ise bu yapının ikinci bölümünü oluşturmaktadır. Bu bölümde alınan kararlar sistemin uzun dönemli üretim amaçlarının belirlenmesinden, takım ve tezgah bozulmalan durumunda alınacak önlemlerin belirlenmesine kadar geniş bir alan kapsamaktadır. Stecke, EÜS işletim problemlerini üç grupta toplamaktadır: a- Planlama Problemleri b- Çizelgeleme Problemleri o- Kontrol Problemleri EÜS' de planlama problemleri, parçalan üretmeye başlamadan önce alınması gereken kararlardır. Ancak sistem ayarlandıktan sonra üretim başlayabilir. EÜS' de çalışmasırasındaortaya çıkan problemler, çizelgeleme problemleri adı altında incelenmektedir. Çizelgeleme problemi bu aşamalı yapı içerisinde kaçınılmaz olarak birçok üst düzey kararlarından etkilenmektedir. Çizelgeleme problemlerinin konusu; sisteme girişi yapılacak parça tiplerinin hangi sırasının optimum sırayı vereceğinin belirlenmesi, uygun çizelgeleme metodlarının ve algoritmalarının geliştirilmesi ve aynı tezgahta bekleyen birkaç parçanın var olması halinde bu parçalar arasındaki öncelik ilişkilerinin belirlenmesidir. Esnek üretim sistemlerinde kontrol problemleri, sistemin sürekli takibi, üretim gereksinimleri ve teslimat tarihlerinin kontrol altında tutulması olarak tanımlanabilir. EÜS' de çizelgeleme üst seviye karar vermeden detaylı karar vermeye kadar değişen hiyerarşik yapı ile tanımlanabilir. Üst seviye çizelgeleme, genişletilmiş zaman periyodunda üretim ve fabrika operasyonları için planlamayı belirtir. Detaylı seviyede ise çizelge gün boyunca talebi kontrol eder ve üretim hedeflerinin gerçekleştirlmesini sağlar. Detaylı seviyede üretim çizelgelemesi birbirinden farklı fakat ilişkili iki aktiviteyi içerir: yükleme ve dağıtım. Yükleme problemi operasyonların, makina grupları arasındaki seçilmiş parça setlerinin, ilişkilendirilmiş kesme araçlannın, üretim sistemlerinin teknolojik ve kapasite sınırlandırmaları altında tahsis edilmesidir. Yüklemeden sonraki adım gerçek zamanda EÜS' nin çalıştınlmasıdır. Yani uygun dağıtım problemlerine göre her makinanın uygun olması durumunda bir kerede operasyonların çizelgelenmesidir. EÜS' de çizelgeleme, sistemin verimi ile direkt ilişkili ve karmaşık bir işlemdir. Bu karmaşıklık üretim sistemindeki birçok makina çeşidinin arttırılmış olan esnekliğinden kaynaklanır. Karar verme prosesinin karmaşıklığı yerine getirilmesi gereken çok sayıda amaçlardan dolayı artmaktadır. EÜS çizelgeleme probleminin altı genel amacı aşağıdaki gibi tanımlanmaktadır: 1- Atanılan makina işleme zamanlarını dengeleme 2- Makinadan makinaya olan hareketlerin sayısının azaltılması 3- Eşit boyuttaki makina gruplarının iş yükünü makina başına dengesi, kılmak 4- Eşit olmayan gruplardaki makina gruplarının iş yükünü makina başına dengesiz ki İma 5- Takım ve tezgahlan mümkün olduğunca etkili kullanmak 6- Operasyon önceliklerinin tamamını maksimum yapmak. Sınıflandırma EÜS' nin çizelgeleme işleminin yeniden gözden geçirilmesini sağlamaktadır. Smıflandınna çerçevesinde kullanılan iki katagoriden biri sistemin şeklini belirleyen uçfaktörü, ikincisi ise çizelgelemeyi belirleyen uçfaktörü kapsamaktadır. Birinci kategorideki sistem faktörleri: parça tiplerinin sayısı, akış şekli ve talep şeklidir. İkinci kategorideki birinci sınıflandırma faktörü çizelgeleme planlandır. Girdi sıralaması ve detaylı çizelgeleme bu faktörün seviyeleridir. Girdi sıralama kararlan bir sonraki periyodda sisteme hangi sıklıkta parça setlerinin gireceğini belirier. Detaylı çizelgeleme karan, parçanın hangi makinada işleneceği ve bunun ne zaman gerçekleşeceğini kapsamaktadır. İkinci faktör alınacak karariann zamanıdır. Burada periyod dışı çizelgeleme, bir grupiş için alınacak tüm çizelgeleme kararları bu işler sisteme girmeden önce verilmektedir. Gerçek zamanlı çizelgelemede ilk olarak işlerin sisteme hangi sırada gireceği karan verilir. Daha sonra herhangi bir makinada bir işin ilk işlemi bitirildikten sonra, o işin hangi makinaya gideceği karan verilir. Bu kategorideki son faktör sistemin özellikleridir. Bu özellikler çizelgeleme konusunun karmaşıklığını ve sonuç olarak çizelgeleme seçimini etkiler. Bu faktörler makina bozulması, malzeme taşıma kapasitesi, takım kapasitesi, palet -fikstür kapasitesi, sistemdeki depolama kapasitesi ve rota esnekliğidir. Çizelgeleme kurallan statik veya dinamik olabilirler. Kurallar çok basit veya çok kompleks olabilir ve onların özel niteliklerine göre fazla şekillerde sınıflandırılabilir. Burada yirmi adet çizelgeleme kuralı sunulmuştur. Bu bölümün iki amacı vardır: birincisi, bir ilgili performans kriteri yardımıyla bir karar vermeyi göstermek ve ikincisi, bir performans kriteri vermektir. Bu çalışmada çizelgeleme kurallarını değerlendirmek için seçilen kriterler - Parça başına bekleme zamanının ortalaması ve varyansı - Makina kullanımı ortalaması ve varyansı -Tampon kullanımı ortalaması - Mekik kullamımı ortalaması - Taşıyıcı kullanımı ortalaması -Makespan Bu çalışmada esnek işleme ve montaj sistemlerinin toplam çizelgelenmesiyle tesadüfi sipariş tipi esnek üretim sistemleri için çizelgeleme modelleri ve algoritmaları örneklerle verilmiştir. Aynca işleme ve montaj alt sistemlerini içeren bir EÜS' nin iki aşamalı çizelgelenmesi gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Yapılan uygulamada işleme ve montaj sistemleri bir OKA sistemiyle birbirlerine bağlanmıştır. İlk aşaması iki makinalı akış tipi atölye problemine benzetilebilir. İiknci aşamada ise işler parça ve ürün önceliklerine göre çizelgelenmişlerdir. Her ne kadar sunulan yaklaşım optimallik konusunda garanti değilse de pratik olması nedeniyle gelecekteki EÜS' lerde kullanılması önerilebilir.