Sektöründe önde gelen bir imalat firmasının yeni tesis yatırımında fizibilite ve planlama aşamalarında kapsamlı çalışmalar yapılarak önemli sonuçlar elde edildi. Üç aşamada yapılan çalışmalar tesis yerleşim planı optimizasyonu, üretim kapasite simülasyonları ve üç boyutlu yerleşim planı ile ergonomi çalışmaları olarak sıralanabilir.

Analizlerin tamamı için güncel veriler çeşitli mühendislik teknikleri kullanılarak toplanmış, sonuçları ise detaylı sunumlar ve raporlar halinde üst yönetime sunulmuştur.

Bölüm 1 : Tesis Yerleşim Planı Optimizasyonu
Her firma yeni yatırımlarını en doğru şekilde yapmak için çeşitli yöntemler kullanmaktadır. Yapılan çalışmaların sonuçları yatırımın yapılma veya yapılmama kararını doğrudan etkilemektedir. Özellikle üretim tesislerinin kurulmasında yerleşim planının doğru oluşturulması uygun maliyet düzeyinde üretim yapmanın başlangıcıdır. Bu planlama safhası ne kadar doğru işlerse daha sonraki tadilatlar ve yeniden yapım ile kaybedilecek zaman ve paranın önüne o kadar kolay geçilir.
Analiz projesinin 1. aşamasında 3 farklı yerleşim planı için çalışmalar yapıldı.
 

1. Mevcut tesisin üretim akış planlarının incelenmesi.
2. Müşterimizin tasarladığı yeni yerleşim planının incelenmesi.
3. Yapılan çalışmalar sonucunda bizim tasarladığımız farklı bir alternatifin incelenmesi.

• Ürün gruplarının oluşturulması
• Ürün gruplarının planlanan yatırım yılındaki beklenen üretim değerlerinin incelenmesi
• Ürün gruplarının üretimin hangi aşamalarından geçerek üretildiği
• İç lojistik aşamalarında kullanılan malzeme elleçleme gereçleri
• Ürün gruplarının hangi yöntemlerle taşındığının belirlenmesi
• İşçilik, malzeme elleçleme gereçleri için yakıt  bakım ve onarım giderleri.
• Sabit giderlerin hesaplanması
• Vardiyaların belirlenmesi
•  Mevcut ve tasarlanan yeni tesislerin Autocad çizimleri.
• Stok ve raf alanlarının belirlenmesi

Bilgiler toplandıktan ve doğrulandıktan sonra, matematiksel modellemelerle bu faklı alternatiflerin çeşitli değerlendirmeleri yapıldı. İlk göze çarpan sonuçlardan bir tanesi tesiste üretilen ürünlerin taşıma maliyetinin kırınımıydı.

Tablo 1 : Maliyet Kırınımı

Tablo 1’de görüldüğü gibi saha içi uzaklıklardan kaynaklanan taşıma maliyeti toplam taşıma maliyetinin sadece %53’ünü oluşturmaktadır.

Dolayısıyla yerleşim planını değiştirerek mesafelerde sağlanan her %10 kazanç, maliyete sadece %5,3 kadar yansıyacaktır.

Bu sebepten yerleşim planı tasarlanırken taşıma maliyeti yüksek olan mesafeler belirlenmeli ve burada kısaltmalar sağlanmalı, diğer bölümlerde ise elleçleme süreçleri iyileştirilmeliydi.

Bu sebeple tesis içerisinde bir bölümden diğer bütün bölümlere olan taşıma maliyetini gösteren bir maliyet matrisi oluşturuldu.

Tablo 2 : Taşıma Maliyet Matrisi

Tablo 2’de görülen maliyet matrisinde elleçme maliyetlerinden arındırılmış taşıma maliyetleri görülmektedir. Kırmızı’dan yeşile doğru renk geçişi, maliyet ölçeğini göstermektedir. Kırmızı renkle temsil edilen yüksek maliyetli taşıma iki faktöre bağlıdır; uzak mesafe ve sefer sayısı. İki bölüm arasındaki mesafe göze uzun gözükmese bile gün içinde çok sefer yapılıyor ise bu mesafe önemli bir maliyet kaynağı olacaktır.

Çalışmanın ilk bölümünde işletmenin mevcut tesisini ve düşündükleri yeni tesis yerleşimi modellendi ve analiz edildi. Analiz sonucunda daha önce işletmenin dikkatinden kaçmış ya da geleneksel yöntemlerle hesaplanması zor olan masraf kalemleri ortaya konuldu. Bu analizlerin sonucunda en uygun iç taşıma masraflarının yakalandığı farklı bir yerleşim planını alternatifi tarafımızca tasarlandı ve yönetime sunuldu.

Tablo 3’de görülen sonuçlar mevcut tesisin ve yeni tesise ait iki alternatifin karşılaştırmasını özetlemektedir. Mesafe ile kastedilen değer, bir günlük üretim boyunca bütün forklift ve transpalet hareketlerinin toplamda kaç kilometre yol yaptığıdır. Masraflar ise toplam masraflar, işçilik masrafları yüzdelik değerleri, malzeme elleçleme gereçleri bakım onarım, yakıt giderleri ve sabit giderler olarak belirtilmiştir.
 

Genel sonuçlar tablosuna ek olarak yapılan analizler sonucunda hangi tip forklift ve transpaletten kaçar tane kullanılması gerektiği ve bu araçların günlük kapasite kullanım oranlarının hangi düzeyde olacağı da görülebildi. Tablo 4’te tarafımızca tasarlanmış alternatif yerleşim planı için hangi tip malzeme elleçleme aracından kaçar tane kullanılması gerektiği görülebilir.

Analizin görsel çıktılarından bir tanesini Şekil 1’de görülmektedir. Autocad ile hazırlanmış yerleşim planı üzerinde ürün tiplerinin renklere göre ayrılarak izlemekte oldukları yollar gözlemlenmektedir. Ayrıca malzeme elleçleme gereçlerinin de teker teker hangi yolları takip ederek yol aldığını gözlemek mümkün.

Şekil 2’de ise, her koridor için toplam hareket sayısını belirten bir grafik sunulmaktadır. Bu grafikte koridorlarda bütün transpaletlerin ve forkliftlerin yarattığı hareket yoğunluğu belirtilmekte. Gün içinde bu koridorlarda kaç hareket yapıldığı raporlanmaktadır.
 

Şekil 1: Örnek Yerleşim Planı, görsel sonuçlar(yeşil hatlar forklift hareketlerini, mavi hatlar transpalet hareketlerini göstermektedir.

Şekil 2: Akış Yoğunluk Şeması. (kırmızı: 326 sefer/gün, sarı: 293 sefer/gün, yeşil: 228 sefer/gün, mavi:163 sefer/gün, lacivert:98 sefer/gün)

Yukarıdaki sonuçlara ek olarak, malzeme başına düşen taşıma maliyetleri, forklift ve transpalet tipleri başına düşen taşıma maliyetleri, yükleme boşaltma, istifleme, kamyon yükleme, manevra ve ulaşım hareketlerinin ne kadar süre ve masrafa yol açtığı çıktı olarak alınan ve en doğru yerleşim planını tasarlamak için kullanılan raporlardı.

Bölüm 2 : Üretim Simülasyonu ve Optimizasyonu
Tesis yerleşim planı taşıma maliyetlerini minimize edecek şekilde oluşturulduktan sonra, iki sebepten ötürü simülasyon çalışmalarına gerek duyuldu;
 

• Önceden planlanan üretim kapasitesinin doğrulamasını gerekmektedir. Malzeme taşımacılığı hızlandığı için hammadde ve yarı mamuller eskiye kıyasla çok daha hızlı hedefe ulaştırılacaktır. Eğer üretim hatları bu hıza ayak uyduramazsa bölümlerde ara stok miktarları artmaya başlayacak ve taşımadan kazanılan tasarruf saha içi stoklara harcanacaktır. Bu sebeple gerekli işçi ve makine sayılarının belirlenmesi, stok alanlarının boyutlarının ve taşıma kasası adetlerinin belirlenmesi için bir simülasyon çalışması yapıldı.
• Bir önceki çalışmada toplam taşıma maliyetinin %43’ünün elleçleme maliyeti olduğu bulunmuştu. Dolayısıyla bu maliyeti azaltacak yeni elleçleme sistemlerinin fizibilitesi yapıldı. Malzeme transferi için kimi yerlerde havai konveyörler, kimi yerlerde robotlar ön görüldü ve bu yatırımların geri dönüşünün iki yıldan kısa olduğu hesaplandı.

Üretim seviyesini ve masraflarını iyileştirme çalışmamız sırasında kurulan matematiksel simülasyon modeli (Şekil 3), en detaylı analizleri yaparak doğru iyileştirmelerin yapılmasına yardımcı olmaktadır.
 

Şekil 3: Simülasyon çalışmasından bir görüntü.

Bu çalışma için gerekli olan bilgiler,
 

• Tesisteki her makine için bakım, üretim, hazırlık, arıza ve tamirat için gerekli olan süreler.
• İşçiler tarafından yapılan operasyonların detaylı tanımlaması.
• Her vardiya için kaynak, kapasite bilgileri.
• Stok alanları ve maksimum kapasite bilgileri

• Hangi makineden kaç adet gerektiği,
• Bu makinelerin arıza bakim ve hazırlık için ne kadar süre harcadığı,
• Ne kadar stok alanına ihtiyaç duyulduğu,
• Ara stok miktarları,
• Gerekli işçi sayısı,
• Üretim hattındaki darboğazlar,
• Geliştirmeye ve iyileştirmeye açık bölümler belirlendi.

Simülasyon modeli üzerinde her türlü alternatif denendikten sonra, en iyi üretim seviyesinin yakalanması için çeşitli sonuçlar müşterimize sunuldu.

Bölüm 3 : Üç Boyutlu Yerleşim Planı ve Ergonomi Çalışmaları
 

• Üç boyutlu Yerleşim Planı : Yeni tesis yerleşimi ile ilgili olarak haftada en az bir kere farklı bir şehirdeki üst yönetim ve yatırımı finanse edecek Avrupalı holding arasında görüşmeler yapılmaktaydı. Bu görüşmelerde iki boyutlu teknik resimler üzerinde fikir alışverişi yapılmakta, ancak bu resimlerin anlaşılması ve yorumlanması uzun zaman almaktaydı. Sırf bu sebepten yanlış anlaşılmalar olmakta ve zaman zaman tasarımda geriye dönüşler yaşanmaktaydı. Ana hatlarıyla tesis yerleşimine karar verildikten sonra tesis üç boyutlu olarak modellendi.

Şekil 4: Üç boyutlu sanal fabrikadan bir görüntü.

Bu sayede farklı ülke ve şehirdeki yöneticiler tasarlanan tesis yerleşimi içerisinde gezebilmekte, diledikleri yerden ölçü alabilmekte, gerekli yerlere uyarıcı notlar ekleyebilmektedirler. Ayrıca makine ve ekipmanların yerlerini değiştirerek denemeler yaparken çarpışma testleri ve minimum yakınlık kontrolleri ile sakıncalı durumlara karşı otomatik olarak uyarılmaktadırlar..

• Ergonomi Analizleri: Tesis planlamasında ana taşların yerlerine oturmasının ardından, iş istasyonlarının ve operasyonlarının tasarlanması gerekmektedir. İş istasyonlarının ve operasyonların doğru bir şekilde tasarlanması hem işçinin sağlıklı bir şekilde bu alanda çalışmasını hem de onun verimini doğrudan etkileyecektir. Özellikle dar bir alana yerleştirilmek zorunda kalınan cihazların etrafında çalışacak işçilerin görevlerini ne kadar rahat yapacakları ve cihazlara bakım ve tamir yapmanın ne derecede zor olacağını görmek için sanal ortamda işçi görev simülasyonları ve ergonomik testler yapıldı. 

Şekil 5: Çalışma ortamı ergonomi analizleri

Sonuçlar:
Yaptığımız analizler neticesinde tasarladığımız yerleşim planı sayesinde tesis içi malzeme taşıma mesafesi %73 azaltıldı. Bu değer, müşterimizin kâğıt üzerindeki hesaplamaları ile tasarladığı tesis yerleşiminde sadece %34 idi. Buna ilaveten tesis içi malzeme taşıma masraflarında %59 tasarrufa ulaşmıştık ki müşterimizin kendi hedefi %42 idi. Çalışmalarımız sonucunda sadece malzeme taşıma maliyetlerinde yıllık 400.000 Euro’ya varan bir ilave tasarruf sağlandı.

Şekil 6’da görülebileceği gibi ilk denenen yerleşim planında mevcut tesiste 1.400 Euro olan günlük taşıma maliyeti 700 Euro’ya indirilmişti. Ancak sonrasında tarafımızca derinlemesine analizler yapılarak maliyetin asıl kaynakları tespit edilmiş, birkaç iterasyon sonucu günlük maliyeti 500 Euro civarına indirmek mümkün olmuştur.
 

Şekil 6: Yeni Tesise Ait Yerleşim Planının Evrimi