top of page

Siber Fiziksel Matris Üretim Sistemlerinin Uygulanması

1.Başlangıç Noktası ve Hedefler


Siber-Fiziksel Üretim Sistemleri 2011’den beri akademik bağlamda artan bir şekilde dikkat çekmektedir ve Endüstri 4.0 yaklaşımlarının pratik bir uygulaması olarak kabul edilirler. Bu özellikle konsept olarak uzun zamandır bilinen değişim yeteneğine sahip üretim sistemleri için geçerlidir. Dijitalleşme ilerledikçe konsept aşaması geçiliyor ve pratikte giderek daha fazla uygulama alanı buluyor. Literatürde "modüler montaj" veya "serbest bağlantılı montaj sistemi" olarak da geçen matris üretim, üretim hacmindeki dalgalanmalar, değişen ürün özellikleri ve değişen parti boyutları göz önüne alındığında , uzmanların potansiyelinin çok yüksek olduğunu tahmin ettiği esnek üretim sistemlerinden biridir.


Piyasa güncel olarak şu çevresel koşullara tabidir: Azalan parti boyutları ve artan ürün çeşitliliği ile birlikte dinamik müşteri talepleri ve artan rekabet nedeniyle yükselen modernleşme baskısı şirketlerin faaliyetlerini belirlemektedir. Güncel örnek olarak, binek araç sektöründe alternatif aktüatör sistemlerine yönelik eğilim ve yüksek değer oluşturma ağlarındaki belirsizliklerin bir sonucu olarak bölgesel tedarik zincirlerine dönüş verilebilir



Mevcut üretim sistemleri, özelleştirme için uygun değildir. Bu yüzden yüksek üretkenliğe sahip yeni ve daha esnek üretim konseptlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bağlamda varyant başına farklı ürün hacimleri ile ürün ve ürün ailelerine eşit derecede uygun matris üretim sistemleri oluşturulmaktadır.


Bu tür matris üretim sistemlerinin şirketlerde uygulanmasının önünde hala engeller var. Bunlar, ilgili mimarilerin tasarımından ve yerleşiminden arayüzlere, kontrol ve ağ oluşturma ile ilgili sorulara ve bu tür sistemlerin işletilmesinde insanların entegrasyonuna kadar uzanır.


Bu rapor, olgunluk modeline dayalı bir matris üretiminin temel tasarım alanlarında uygulanmasının güncel durumunu aktarmayı amaçlamaktadır.


Ayrıca matris üretim uygulamalarının "Good Practices" olarak sunulması, engellerin üstesinden gelinmesine yardımcı olacaktır. Endüstride matris üretiminin mevcut durumu tanımlanmakta ve sınıflandırılmakta, uygulamadaki motivasyonlar ve zorluklar tespit edilmekte ve uygulama için eylem seçenekleri ve daha fazla araştırma ihtiyacı üzerinde çalışılmaktadır.


2.Matris Üretim Sisteminin Temelleri


Bu bölümde matris üretim sistemleriyle ilgili temel hususlar açıklanmaktadır. Bu amaçla gerekli temel terimler tanımlanmış ve açıklanmış, matris üretimi karakterize edilmiş ve diğer organizasyon biçimleriyle karşılaştırılmıştır.


2.1 Matris Üretim Sisteminin Tanımı


Matris üretim sistemi, bir matrise benzer şekilde düzenlenmiş bir üretim sistemidir. Esnek bir malzeme akışı ile birbirine bağlanan, serbestçe ulaşılabilir ve lojistik olarak özel planlanabilir süreç modüllerinden oluşur.


Matris üretim sistemi modüler yapısı nedeniyle özel ürünlerin imalatını ve sipariş miktarlarının küçük kademeli ölçeklenmesini sağlar. Her sipariş üretim yapısında belirli bir yol izler. İş kontrolü, işlem sırasını ve geçici iş dağıtımını belirleyebilir ve sistemin kontrolü siber-fiziksel unsurların entegrasyonu ile desteklenmektedir.


Esnek bir altyapı, tedarik teknolojisi ve ağ oluşturma, değişen koşullara sürekli uyum sağlamak için düşük çabayla yeniden yapılandırmayı destekler. Bu bileşenler, matris üretim sistemlerini esnek ve değişebilir kılar. Değişebilirlik yeteneği üretim tesislerini yeni gereksinimlere uyarlama yeteneğini tanımlar. Genelde, üretim sistemlerinin seviyesi için dört özellikten bahsedililir- uyarlanabilirlik, esneklik, yeniden yapılandırılabilirlik ve yeniden donatılabilirlik. Bu özellikler aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanmıştır.


Uyarlanabilirlik, tüm fabrikanın yeni ürün gruplarına ve miktarlarına uyum sağlama yeteneğidir. Bu özellik genelde esnek, yeniden yapılandırılabilir ve yeniden donatılabilir şekilde tasarlanması gereken üretim sistemlerine müdahaleleri de gerektirir.


Esneklik, bir üretim sisteminin, en düşük maliyet ve zaman ile mevcut bir esneklik koridoru içinde farklı sistem durumlarını üstlenebilme kabiliyetini ifade eder (bkz. Şekil 2).


Yeniden yapılandırılabilirlik, bir üretim sisteminin yeni, benzer ürün ve miktar gereksinimlerine uyum sağlama yeteneğini tanımlar. Şekil 2'de görüldüğü gibi, söz konusu esneklik koridoru bunun üzerine kaydırılabilir.


Yeniden donatılabilirlik, tek bir iş istasyonun kısa bir süre içinde bilinen gereksinimlere uyum sağlama kabiliyetini ifade eder.


Değişkenlerin yeniden yapılandırılabilirliği ve esnekliği özellikle matris üretimi bağlamında önemli olduğundan, bunların bağlantıları daha ayrıntılı olarak açıklanmalıdır. Bu amaçla Şekil 1'de gösterilen diyagram kullanılmıştır. Bir değişken, örneğin parça sayısı burada zaman içinde gösterilmektedir. Esneklik, operasyonlarda gerekli olan değişiklik kabiliyetini sağlayan bir koridor olarak tanımlanır. Daha derinlemesine değişiklikler için, örneğin

daha yüksek miktarların üretilebilmesi amacıyla esneklik koridorunu değiştirmede, yeniden yapılandırma kullanılabilir.


Şekil 1: Değişim Ekseni-Zaman Diyagramı

Şekil 2'de, değişebilirlik sınıfları üretim seviyelerine atanmıştır. Üretim seviyeleri, bir üretimin genel sistem