Stochastic assembly line balancing problems involving robots and reliability restriction
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MUHAMMET CEYHAN ŞAHİN
Danışman: Mustafa Kemal Tural
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İmalat ekosistemindeki montaj süreçleri göz önüne alındığında, özellikle manuel işlemlerin yoğunlukta olduğu montaj hatlarında görev süreleri çevrimden çevrime değişebilir. Montaj süreçlerindeki belirsizliğin neden olduğu hat duruşları, arızalı ürünler ve hat dışı işler şirketler için oldukça maliyetli olabilir. Stokastik montaj hattı dengeleme problemleri (SALBP'ler), gerçek hayattaki montaj işlemlerindeki belirsizlikle başa çıkmak için iş sürelerini rastgele değişkenler olarak ele alır. Montaj süreçlerindeki belirsizlikler nedeniyle yaşanan zorluklar, ileri teknolojik çözümler kullanılarak azaltılabilir. İmalat şirketleri, Endüstri 4.0 teknolojik devrimine ayak uydurmak ve rakiplerine üstünlük sağlamak için montaj süreçlerinde işçileri robotlarla değiştiriyor. İmalat endüstrisinde popüler bir yaklaşım, insan-robot işbirliği ile bir montaj hattı tasarlamaktır. Bu tezin ilk bölümünde, işçilerin ve robotların farklı iş istasyonlarında çalıştığı stokastik montaj hatlarında robotların çevrim süresi üzerindeki etkilerini gözlemlemek amacıyla bir robotik stokastik montaj hattı dengeleme problemini (RSALBP) araştırıyoruz. Literatürde robotik montaj hattı dengeleme sadece deterministik iş süreleri ile çalışılmaktadır. Ancak montaj hattı dengeleme, gerçek hayatta stokastik süreçleri içerir. Her iş süresinin, robotların iş sürelerinde işçilerden çok daha az (muhtemelen sıfır) varyasyona sahip olduğu, parametreleri görevi gerçekleştiren operatörün türüne bağlı olan bir normal dağılım izlediğini varsayıyoruz. İnsan işçilerin tüm işleri yapma yeteneği olduğu, robotların ise işlerin bir alt kümesini yapabildiği varsayılmaktadır. İş istasyonu sayısı, robot sayısı, ve iş istasyonları için güven seviyeleri sabit kabul edilen, stokastik iş sürelerine sahip bir montaj hattı için çevrim süresini en aza indirmeyi amaçlayan tip-II RSALBP'yi inceliyoruz. Bu problem NP-zordur ve doğrusal olmayan kısıtlar içerir. Problemi çözmek için bir karma tamsayılı ikinci dereceden koni programlama formülasyonu ve bir kısıt programlama formülasyonu öneriyoruz. Önerilen formülasyonların etkinliğini test etmek için literatürden örnekler kullanılmaktadır. Ayrıca kapsamlı bir deneysel tasarım ile hesaplamalı bir çalışma yapılarak robotların çevrim süreleri üzerindeki etkileri değerlendirilmektedir. Bu tezin ikinci bölümünde, tüm operatörlerin özdeş olduğu, bir güvenilirlik kısıtlaması ile tip-II stokastik montaj hattı dengeleme problemini (tip-II SALBP-R) ele alıyoruz. Sabit bir çevrim süresi verildiğinde, bir montaj hattının güvenilirliği, iş istasyonlarının hiçbirinin iş yükünün çevrim süresini aşmama olasılığı olarak tanımlanır. Tip-II SALBP-R'de, sabit sayıda iş istasyonu ve sabit bir güvenilirlik alt sınırı ile, stokastik iş sürelerine sahip bir montaj hattı için çevrim süresini en aza indirmeyi amaçlıyoruz. Bu problem literatürde çok az çalışmada incelenmiştir. Problem için ilk mat-sezgisel yöntemi öneriyoruz ve performansını literatürdeki mevcut bir sezgisel yöntem ile karşılaştırıyoruz.