Ünite 4: Tesis Yerleşimi ve Kapasite Planlaması

Tesis yerleşimi

Tesis yerleşim planı üretim sistemi sürecindeki fiziksel yerleşim düzeninin planlanması anlamına gelmektedir. Bu plana kurulum aşamasında karar verilse de, ortaya çıkan gereksinimlerle plan yeniden düzenlenebilmektedir. İşletmeler tesis büyüklüğü ve yerleşim düzenine karar vermeden önce uzun vadedeki talepler konusunda öngörü sahibi olmalıdır. İşletmenin diğer işletmelerle girdiği rekabet ortamında başarılı olabilmesi için kapasite ve talep arasındaki dengenin hassas bir şekilde kurulması gerekir.

İmalat işletmelerinde üretimin yapıldığı ortamın doğru bir şekilde yapılandırılması büyük önem teşkil etmektedir. Çünkü tesis inşasında ortaya konan emek ve sermayenin telafisi zordur; kararların etkileri uzun vadeli olduğundan hataların düzeltilmesi güçtür; ve yerleşim kararları üretimin etkinliği ve maliyeti-dolayısıyla rekabet gücüüzerinde oldukça etkilidir.

İş gücü, makine, hammadde, ürün, ara ürün, personel gibi üretim kaynaklarının uygun fiziksel yerleşimini belirlemek için alınan kararların tamamı anlamına gelen tesis yerleşim planlaması kar maksimizasyonunu hedefler.Bu planlama sürecinde şu hususlara dikkat etmek gerekir:

  • Güvenlik
  • Akış
  • Konfor
  • Koordinasyon
  • Erişim
  • Alan kullanımı
  • Esneklik
  • Darboğazlar

Tesis Yerleşim Türleri

Farklı yerleşim düzenleri temelde şu dört yerleşimtüründentüretilmiştir:

a. Sabit konumlu yerleşim düzeni

b. Sürece göre yerleşim düzeni

c. Ürüne göre yerleşim düzeni

d. Hücresel yerleşim düzeni

Sabit konumlu yerleşim düzeni: Proje tipi yerleşim olarak da bilinmektedir. Ürün, yapısı ve büyüklüğü sebebiyle hareket ettirilemediğinde üretim kaynaklarını ürün etrafında hareket ettirmeye dayalı yerleşimdir.

Sürece göre yerleşim düzeni: Fonksiyonel yerleşim olarak da adlandırılan bu düzende üretim kaynakları benzerlik gösteren süreç ve fonksiyonlar baz alınarak gruplandırılır. Bu yerleşim biçimi atöyle ve parti tipi üretim süreçleriiçin elverişlidir. Bu yerleşim düzeninin üstün yanları şunlardır:

  • Yüksek makine kullanım oranı
  • Üretim kaynaklarının esnek kullanımı
  • Düşük yatırım maliyeti
  • Üretim tesisini yüksek kullanma oranı
  • İş dağılımında yüksek esneklik düzeyi
  • Personel tatminini sağlayan iş çeşitliliği ve görev farklılığı

Bu yerleşim düzeninin sınırlılıkları ise şunlardır:

  • Taşıma miktarı artar,
  • Taşıma sisteminin otomasyonu mümkün değildir,
  • Makine hazırlık süresi verimliliği düşürür,
  • Üretim süresi fazladır,
  • Stok fazlalığı alan ve sermaye israfına yol açar.

Ürüne göre yerleşim düzeni: Ürünün işlem görme sırası baz alınmaktedır. Üretim hattı olarak da bilinen bu düzen ilk kez Henry Ford tarafından otomobil üretiminde kullanılmıştır. Bu yerleşim düzeninin genel özellikleri şunlardır:

  • Kaynaklar amaca uygun düzenlenmiştir,
  • Tesisin maliyeti yüksektir,
  • Üretim hızı daha yüksektir,
  • Malzeme taşıma maliyeti daha düşüktür,
  • Envanter için gerekli olan depo ihtiyacı daha düşüktür,
  • Esnekliği azdır.

Bu tür yerleşim uygulamalarında üretim hatlarının hatasız ve dengeli çalışması gerekmektedir. Ürüne göre yerleşim ve sürece göre yerleşim düzenibirbirindenfarklı özelliklere sahiptir. (S:92, Tablo 4.2).

Hücresel yerleşim düzeni: Hem ürüne göre hem de sürece göre yerleşim düzeninin avantajlarını birlikte kullanan bu yerleşim düzeninde benzer parça ve işlemler bir araya toplanarak işlenir. Hücresel imalat, tam zamanında üretim ve esnek imalat sistemi uygulamaları içeren bu üretim felsefesinde makine kullanım oranı arttırılır, üretim süresi ve süreçteki parça sayısı azaltılır.

Tesis Yerleşim Tasarımı

İşletmelerde tesis yerleşim türünün belirlenmesindeki en önemli kıstaslardan biri hammaddednin ürün halne gelinceye kadar izlediği yoldur. Malzeme hareketinin ( Akış ) iyi planlanması, üretim sisteminin performansını belirleyen etmenlerden biridir. Akışı belirleyen temel unsurlar üretim hacmi ve çeşitliliğidir. Üretim hacmi, ürün çeşitliliği ve maliyet, yerleşim türü belirlemesinde kullanılan önemli kriterlerdir. (S: 92, Şekil 4.3).

Detaylı Yerleşim Planı

Tesisin yerleşim düzeni belirlendikten sonra yerleşim planının detayları tasarlanır. Bu süreçte şu modellerle ve çözüm teknikleriyle karşılaşılmaktadır:

a. Sabit konumlu yerleşim tasarımı

b. Sürece göre yerleşim tasarımı

c. Ürüne göre yerleşim tasarımı

d. Hücresel yerleşim tasarımı

Sabit konumlu yerleşim tasarımı : Üretim kaynaklarını ürünün yanına taşıyan bu tasarımda amaç kaynakların en fazla katkıyı yapmalarını sağlamaktır.

Sürece göre yerleşim tasarımı: Sabit konumlu tasarıma göre karmaşık olan bu düzen iş merkezlerinin birbirlerine göre nasıl yerleştirileceğini belirlemeyi esas alır. Bu süreçte farklı yerleşim sayısı iş merkezi sayısının faktöriyeli ile hesaplanır. Bu detaylı yerleşimin gerçekleşmesi için:

  • İş merkezi için gerekli alan miktarının belirlenmesi,
  • Yerleşilecek bina ya da alanın kısıtlamalarının belirlenmesi,
  • İş merkezleri arasındaki muhtemel iş akış şeklinin ve miktarının listelenmesi,
  • İş merkezinin sabit bir noktaya yakın olma zorunlulukları ve merkezlerin birbirlerine uzak ya da yakın olma kısıtlarının listelenmesi,

gerekmektedir.

İş merkezleri arasındaki iş akışı ve mesafeler matris şeklinde ifade edilir. Bu matrisler muhtemel bir yerleşim etkinliğinin hesaplanmasında kullanılabilmektedir. (S: 94, Tablo 4.3). İş merkezi sayısı fazla olan tesislerin yerleşim yöntemini matrislerle bulmak zor olduğundan, aralarında CRAFT ve ALDEP gibi önemli yazılımlarının da bulunduğu bilgisayar programları karar destek aracı olarak kullanılmaktadır.

Ürüne göre yerleşim tasarımı: Montaj hatlarının içinde bulunduğu bu tasarımda üretim kaynakları bir hat üzerinde geri dönüş olmadan ilerlemeleri amacıyla sıralanır. Bu düzenin tasarlanmasında istasyonlar arasındaki iş yüklerinin dengelenmesi ve istenilen çıktının alınması için hat dengelemesi denilen ve istasyonların arasındaki hız farklarının en aza indirilmesini amaçlayan bir planlama faaliyeti uygulanır. Hat dengelemesi için şu 7 adımın izlenmesi gerekmektedir:

  • Diyagram kullanılarak görevler arasındaki ilişki sırası belirlenir,
  • Günlük üretim süresi günlük üretim miktarına oranlanarak iş istasyonlarının çevrim süresi (Ç) hesaplanır,
  • Görev süresi toplamı (T) çevrim süresine (Ç) oranlanarak çevrim süreci için yeterli olacak minimum iş istasyon sayısı teorik olarak belirlenir,
  • Görevler iş istasyonuna atanırken iş istasyonunda hangi görevden başlanarak atama yapılacağını belirleyen birincil kural ve seçenekler arasından öncelikle hangi görevin seçileceğini belirleyen ikincil kural uygulanır,
  • Tüm görev atamaları yapılana kadar 4. adım tekrarlanır,
  • E=Görev süresi toplamı (T) İş istasyonu sayısı (Na) x İş istasyonu çevrim süresi (C) formülü ile hat dengelemesinin etkinliği ölçülür,
  • Elde edilen etkinlik yeterli değilse yeni kurallar izlenerek tekrar dengeleme yapılır.

Bu kurallarla ortaya çıkan çözüm en iyi dengeleme olmayabilir; farklı kurallar uygulanarak elde edilen etkinlik değerinin iyileştirilmesi yapılabilir.

Hücresel Yerleşim Tasarımı: Hücre tasarımında sürece odaklanıldığında yapısının gerektirdiği şekilde beraber gruplanacak süreçleri bulmak için kümeleme analizi kullanılabilir ve böylelikle her tür süreç incelenerek herhangi bir ürün ya da parçanın diğer süreçlerle ilgisi sorgulanır. Başka bir yaklaşım olan üretim akış analizi ile ise parçaların süreçte izledikleri rota analizine dayalı olarak benzerliklerine göre gruplandırılması sağlanır. (S:98, Şekil 4.6).

Kapasite Planlaması

Bir üretim sisteminin esas amacı kendi pazarında mevcut olan ve gelecekteki talebi karşılayabilecek yeterlilikleri sağlamaktır. Bir üretim sisteminin kapasitesi belirli bir periyotta gerçekleştirilen en büyük çıktı oranıdır.

Hizmet sistemlerinde kapasite kavramı çoğunlukla aynı anda hizmet gören kişi sayısı ile ifade edilir. İşletmelerin çoğu maksimum kapasitelerinin altında bir üretim hızı ile çalışırlar. Bunun nedeni yetersiz talep nedeniyle tam kapasite çalışamamaları ya da yeni oluşabilecek bir talebe hızlı cevap verebilmek için atıl kapasitelerini muhafazaetmeleridir.

Kapasite planlaması: Bir işletmenin gelecekteki gelişme ve büyüme planlarını da düşünerek talebi karşılayacak üretim hacmini belirlemesine kapasite planlaması denir. Bu planlama iki düzeyden oluşur:

İlk düzey planlama: Uzun vadedeki kapasite kararlarını içerir.

İkinci düzey planlama: Kısa ve orta vadedeki daha taktiksel kapasite kararlarını içerir. Kapasite planlamasında alınana kararlar önemlidir ve şu kavramlarla yakından ilişkilidir:

  • Maliyet: Kapasite talebe göre fazla olursa, ürünün birim maliyeti yükselir.
  • Gelir: Kapasite düzeyi talebe eşit ya da daha büyük olursa gelir kaybı engellenir.
  • Sermaye: Yüksek talebin karşılanması için stoka üretim kârı verildiğinde işletme sermayesini olumsuz yönde etkiler.
  • Kalite: Geçici personel kullanımı ile talepteki dalgalanmaları karşılayan bir kapasite planı, ürün veya hizmet kalitesini olumsuz etkileyebilir.
  • Müşteri talebi karşılama hızı: Kasıtlı olarak fazla üretim yaparak müşteri taleplerine yanıt hızı arttırılabilir.
  • Tedarik güvenliği: Tedarik güvenliği kapasite ve talep düzeylerinin birbirine yakın olmasından olumsuz yönde etkilenir.
  • Esneklik: Talep ile kapasitenin dengede olması talepteki beklenmedik artışların cevaplanmasını olanaksız kılabilir.

Kapasite ölçümü: Kapasite ölçümü için farklı işletme türlerinin farklı ölçütler kullanması gerekmektedir. Örneğin; ürün çeşitliliği fazla olan işletmelerin çıktı ölçütü yerine girdi ölçütü kullanması hesaplamayı kolaylaştırır. (S:100, Tablo 4.6).

İşletmeler yaygın olarak iki farklı kapasite ölçümü kullanmaktadır:

Teorik kapasite: Tasarım kapasitesi olarak da bilinen bu ölçüm ideal şartlar altında belirli bir sürede ulaşılabilecek en büyük çıktı miktarını ifade eder.

Etkin kapasite : Normal şartlar altında elde edilebilecek kapasite miktarıdır. Kapasite kullanım oranı gerçek çıktı miktarının kapasiteye oranlanması ile hesaplanır. Gerçek çıktı miktarının teorik kapasiteye oranı kapasite kullanım oranı, gerçek çıktı miktarının etkin kapasiteye oranı ise kapasite kullanım verimi olarak hesaplanır. (S:101, Tablo 4.6).

Kapasite planlama kararları: Kapasite planlaması kısa ve uzun dönem kapasite ihtitaçlarının belirlenmesi ve bu ihtiyaçların nasıl karşılanacağı ile ilgilidir.

Kısa dönem kapasite planlamasında ana üretim tesisleri köklü olarak değiştirilemeyeceğinden temel kapasite sabit olarak kabul edilir. Kısa dönemdeki talep dalgalanmaları stoka üretim, iş gücü dengelemesi ve dış kapasite kullanımı ile dengelenebilir.

Kısa ve orta dönem kapasite stratejileri şunlardır:

  • Stok: Talebin en üst seviyede olduğu dönemler için kapasitenin boş olduğu esnada stoka üretim yapmak.
  • Geciktirme: Talebin en yüksek olduğu zamanlara beklemeyi kabul eden müşteriler için daha sonra üretim yapmak.
  • İş gücü seviyesi: Sezonluk iş gücü stratejisini kullanmak.
  • İş gücü eğitimi: Personeli eğiterek rotasyon sağlamak.
  • Taşeron kullanımı: Diğer firmaların kapasitelerini geçici olarak kullanmak (dış kapasite kullanımı).
  • Süreç tasarımı: İş sürecini tekrar tasarlayarak kapasiteyi arttırmak.

Kapasite ihtiyaçlarının tanımlanması: Uzun dönem kapasite ihtiyaçlarının belirlenmesi gelecekteki talebin kestirimine dayanır. Bunun için trend gibi uzun dönem değişkenlik örüntüleri incelenir. Gelecek kestirimlerin yapılmasında, nitel yöntemlerin yanı sıra nicel yöntemler de kullanılabilmektedir. İstatistiksel çözümlemelerin kullanıldığı zaman serisi modelleri, çevre değişkenlerinin tahmin etmede önem kazandığı nedensellik modelleri gelecekteki talep miktarını ön görmede kullanılabilir. Yönetici görüşleri, pazar araştırması, ve uzman bir grubun ortak fikir üretmeye yönelik süreci kapsayan Delphi yönetimi nicel araştırma yöntemleridir.

Kapasite kararı stratejik bir karardır; seçenekler rekabet gözetilerek türetilmelidir.

Kapasite seçeneklerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi

Şirketler geleceğe yönelik kapasite ihtiyaçlarını belirledikten sonra bir sonraki adım kapasitelerini düzenlemek için seçenek geliştirirler. Farklı kapasite seçenekleri değerlendirilirken kullanılan destek araçlarından birisi de karar ağacıdır. Bu araçta kararlar ve olası sonuçları ağaç benzeri bir grafik veya model ile gösterilir. (Örn: S:104, Şekil 4.7).

Karar ağaçları dört unsurdan oluşur:

  • Karar noktaları: Kararın verildiği anı sergileyen düğüm.
  • Karar seçenekleri: Olası iki seçeneğin gösterimi. Karar noktasından farklı yöne ayrılan oklar ya da çizgiler şeklinde gösterilir.
  • Rassal olaylar: Bir kararın değerini etkileyebilecek olaylar. Her olayın gerçekleşmesi için bir olasılık söz konusudur.
  • Çıktılar: Her olası seçenek için çıktı listeleme. Çözümlenen karara bağlı olarak bu değer gelir, maliyet vb. sayısal değerlerden oluşmaktadır.