ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ

Mehmet ULUGERGERLĠ

Anabilim Dalı : Makina Mühendisliği

Programı : Konstrüksiyon

HAZĠRAN 2009

EġZAMANLI MÜHENDĠSLĠKTE

MONTAJA UYGUN TASARIM VE UYGULAMASI

ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

EġZAMANLI MÜHENDĠSLĠKTE

MONTAJA UYGUN TASARIM VE UYGULAMASI

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ

Mehmet ULUGERGERLĠ

(503071215)

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 04 Mayıs 2009

Tezin Savunulduğu Tarih : 03 Haziran 2009

Tez DanıĢmanı : Prof. Dr. C. Erdem ĠMRAK (ĠTÜ)

Diğer Jüri Üyeleri : Yrd. Doç. Dr. Ġsmail GERDEMELĠ (ĠTÜ)

Yrd. Doç. Dr. Muharrem BOĞOÇLU (YTÜ)

HAZĠRAN 2009

iii

ÖNSÖZ

Tez çalışmamın gerek araştırma gerekse uygulama kısmında bilgi birikimini ve

zamanı benden esirgemeyen değerli hocam Prof. Dr. C. Erdem İMRAK’a teşekkürü

bir borç bilirim.

Ayrıca eğitim ve öğretim hayatım boyunca bu günlere gelmemde maddi manevi

desteklerini esirgemeyen ve her koşulda yanımda olan aileme sonsuz teşekkür

ederim.

Haziran 2009

Mehmet ULUGERGERLİ

Makina Mühendisi

iv

v

ĠÇĠNDEKĠLER

Sayfa

ÖZET ........................................................................................................................ xiii

SUMMARY .............................................................................................................. xv 1. GĠRĠġ ...................................................................................................................... 1

2. YENĠ ÜRÜN GELĠġTĠRME SÜRECĠ ................................................................ 3 2.1 Sıralı Mühendislik .............................................................................................. 3 2.2 Eşzamanlı Mühendislik ...................................................................................... 4 2.3 Eşzamanlı Mühendislik Tanımları ..................................................................... 6 2.4 Eşzamanlı Mühendislik Gereksinimi ................................................................. 7 2.5 Eşzamanlı Mühendislik Kavramının Oluşturulması ........................................ 10

2.6 Eşzamanlı Mühendislik İle Ürün Geliştirme .................................................... 11 2.7 Eşzamanlı Mühendisliği Başarılı ve Başarısız Kılan Faktörler ....................... 14

2.8 Eşzamanlı Mühendislikte Takım Çalışması ..................................................... 15 2.9 Eşzamanlı Mühendislikte Tasarım ve Kalite Yöntemleri ................................ 16

2.9.1 Aksiyomlarla tasarım ................................................................................. 17 2.9.2 Üretime uygun tasarım ............................................................................... 18 2.9.3 Bilimsel tasarım ......................................................................................... 19

2.9.5 Dayanıklı tasarım için taguchi metodu ...................................................... 21

2.9.6 Çevreye uygun tasarım .............................................................................. 22 2.9.7 İmalat yöntemi tasarım kuralları ................................................................ 23 2.9.8 Bilgisayar destekli tasarım ......................................................................... 23

2.9.9 Güvenilirliğe uygun tasarım....................................................................... 24 2.9.10 Grup teknolojisi ....................................................................................... 25

2.9.11 Kaliteye uygun tasarım ............................................................................ 25 2.9.12 Olası hata türleri ve etkileri analizi ......................................................... 26 2.9.13 Kalite fnksiyon yayılımı .......................................................................... 27

2.9.14 Hata ağacı analizi ..................................................................................... 30 2.10 Eş Zamanlı Mühendislikte Tasarım ve Kalite Tekniklerinin

Karşılaştırılması ......................................................................................... 32

2.11 Eşzamanlı Mühendislik Yönetiminde Dikkat Edilecek Noktalar ............... 33

3. MONTAJA UYGUN TASARIM ........................................................................ 37 3.1 Montaj Teknolojisi ........................................................................................... 38 3.2 Ürün Geliştirme Süreci Yaklaşımları ............................................................... 39 3.3 Ürün Geliştirme Sürecinde Sıralı Yaklaşım ..................................................... 40 3.4 Ürün Geliştirme Sürecine Bütünleşik Yaklaşım .............................................. 40

3.5 Montaja Uygun Tasarım Yaklaşımı ................................................................. 41 3.5.1 Tasarım ilkelerini kullanan MUT sistemleri ................................................. 43 3.5.2 Miktar değerlendirme prosedürlerini kullanan MUT sistemleri .................. 44 3.5.3 Bilgi tabanlı tasarım kullanan MUT metodları ............................................. 44 3.5.4 Bilgisayar destekli MUT metodları ............................................................... 45 3.5.5 Unsurlarla tasarım yaklaşımı ile MUT ........................................................ 47

3.5.5.1 İnteraktif unsur yaklaşımı ile MUT ........................................................ 48

vi

3.5.5.2 Otomatik unsur yaklaşımı ile MUT………………………………… 48

3.6 Montaj Edilebilme Kriterleri ............................................................................ 51 3.6.1 Nitel ölçüm montaj edilebilme kriterleri .................................................... 51 3.6.2 Montaj edilebilirliğin nicel ölçüm kriteri ................................................... 52

3.7 IPA Stuttgart Metodu ....................................................................................... 52 3.8 Hitachi Montaj Edilebilirlik Değerlendirme Metodu ....................................... 54 3.9 Lucas MUT Değerlendirme Yöntemi ............................................................... 58 3.10 Boothroyd & Dewhurst MUT Metodu ........................................................... 64 3.11 MUT Yöntemine Ait Bazı Örnekler ............................................................... 67

4. MONTAJA UYGUN TASARIM UYGULAMASI ........................................... 73 4.1. Sistem Hakkında Genel Bilgi .......................................................................... 73 4.2. Uygulama ........................................................................................................ 75

5. SONUÇLAR ......................................................................................................... 83

KAYNAKLAR .......................................................................................................... 85 EKLER ...................................................................................................................... 87

vii

KISALTMALAR

MUT : Montaja Uygun Tasarım

BDM : Bilgisayar Destekli Mühendislik

BDT : Bilgisayar Destekli Tasarım

BDÜ : Bilgisayar Destekli Üretim

ÜUT : Üretime Uygun Tasarım

ÇUT : Çevreye Uygun Tasarım

GUT : Güvenilirliğe Uygun Tasarım

KUT : Kaliteye Uygun Tasarım

OHTEA : Olası Hata Türleri ve Etkileri Analizi

KFY : Kalite Fonksiyon Yayılımı

HAA : Hata Ağacı Analizi

BDĠP : Bilgisayar Destekli İmalat Planlama

MDM : Montaj Edilebilirlik Değerlendirme Metodu

viii

ix

ÇĠZELGE LĠSTESĠ

Sayfa

Çizelge 2.1 : Tasarım metodolojisinin karşılaştırılması…………………………... 32 Çizelge 2.2 : Tasarım yöntemleri ve uygulama alanları……………………………. 33 Çizelge 2.3 : Kalite teknikleri özellikleri ve hedefleri……………………………... 34 Çizelge 3.1 : Etki faktörleri cezaları .......................................................................... 53

Çizelge 3.2 : Hitachi değerlendirme sembolleri ve ceza puanları. ............................ 56

Çizelge 3.3 : Hitachi montaj edilebilirlik değerlendirme örneği. .............................. 57

Çizelge 3.4 : MUT indeks tablosu. ............................................................................ 65

Çizelge 4.1 : Kalıp kolu orjinal tasarımına ait veriler ............................................... 78

Çizelge 4.2 : Yeni kalıp kolu tasarımına ait veriler ................................................... 81 Çizelge 4.3 : Orjinal ve yeni tasarımların karşılaştırılması ....................................... 82 Çizelge A.1 : Boothroyd&Dewhurst MUT yöntemi elle taşıma zamanı çizelgesi .... 88

Çizelge A.2 : Boothroyd&Dewhurst MUT yöntemi elle ekleme zamanı çizelgesi .. 90

x

xi

ġEKĠL LĠSTESĠ

Sayfa

ġekil 2.1 : Sıralı mühendislik şematik gösterimi……………………………………. 4

ġekil 2.2 : Eşzamanlı mühendislik blok diyagramı………………………………… 5

ġekil 2.3 : Tasarım değişim sayısı fonksiyonu……………………………………… 6

ġekil 2.4 : Çapraz fonksiyonel ekipler [6]………………………………………….. 9

ġekil 2.5 : Eşzamanlı tasarımda ürün geliştirme aşamaları [7]………………… 12

ġekil 2.6 : Eşzamanlı mühendislik tasarımı ile ürün geliştirme çevrimi [6]………. 13

ġekil 2.7 : Olası hata türü ve etkisi analizi akış şeması……………………………. 28

ġekil 2.8 : KFY analiz modeli……………………………………………………… 29

ġekil 3.1 : Ürün geliştirme sürecinde sıralı yaklaşım [15] ........................................ 40

ġekil 3.2 : Ürün geliştirme sürecinde bütünleşik yaklaşım [15] ................................ 41 ġekil 3.3 : Unsurların açıklanması ............................................................................. 46 ġekil 3.4 : Unsur modelleme ..................................................................................... 47

ġekil 3.5 : Unsurlarla tasarım [15] ............................................................................. 48 ġekil 3.6 : İnteraktif unsur diyagramı [15] ................................................................ 48

ġekil 3.7 : Otomatik unsur diyagramı [15] ................................................................ 49 ġekil 3.8 : Yönlendirme aygıtlarının tasarımı ve imalatı için BDT sistemi .............. 49 ġekil 3.9 : Montaj edilebilirlik değerlendirme yöntemi akış şeması. ........................ 55

ġekil 3.10 : Lucas MUT değerlendirme yöntemi prosedürleri. ................................. 58 ġekil 3.11 : Lucas MUT değerlendirme yönteminin yapısı ....................................... 59

ġekil 3.12 : Lucas MUT değerlendirme metodu,montaj sırası akış diyagramı [15].. 62 ġekil 3.13 : Lucas MUT değerlendirme metodu, yeniden tasarım örneği [15]. ........ 63

ġekil 3.14 : Pah kırma yapılması ile basitleştirme [13] ............................................. 67 ġekil 3.15 : Kavrama ve işlenme kolaylığı sağlanması [13]. .................................... 68 ġekil 3.16 : Montaj hareketlerinin kolaylaştırılması [15]. ......................................... 68

ġekil 3.17 : Yüzeylerde yapılan iyileştirme [15]. ...................................................... 69 ġekil 3.18 : Bütünleşik ve ayrılabilir montaja bir örnek[13]. .................................... 70

ġekil 3.19 : (a) elastik elemanla yapılmış iyi bir tasarım (b) toleransın azaltılmasıyla

parça sayısında azalma [15]. ................................................................... 70 ġekil 3.20 : Entegre ürün yapısı (a) döküm ve kaynaklı yapı (b) döküm yapı [15]. . 71

ġekil 4.1 : Kalıp kolu orjinal tasarımı………………... ............................................. 71

ġekil 4.2 : Genel tasarım aşamaları……………….................................................... 75

ġekil 4.3 : Kalıp tutucunun yeni tasarımı .................................................................. 77

ġekil 4.4 : Kalıbın yeni tasarımı ................................................................................ 77

ġekil 4.5 : Kalıp kolu yeni tasarımı ........................................................................... 78

ġekil 4.6 : Kalıp tutucu ve cam kalıbın yeni tasarımı ................................................ 79

ġekil A.1 : Parça kalınlığının ve boyutunun elle taşıma zamanına etkisi .................. 79

xii

xiii

EġZAMANLI MÜHENDĠSLĠKTE MONTAJA UYGUN TASARIM VE

UYGULAMASI

ÖZET

Bu çalışmanın amacı, eşzamanlı mühendislik metodolojisinin ışığında kendi tasarım

ilkelerinden olan montaja uygun tasarım (MUT) yönteminin tanımlanması,

ilkelerinin belirlenmesi ve belirlenen bu ilkelerin bir uygulama üzerindeki etkilerinin

karşılaştırılıp ortaya konulmasıdır.

Beş bölümden oluşan bu çalışmanın birinci bölümünde ürün geliştirme sürecinin

başlamasına neden olan etkenlerden bahsedilmektedir.

İkinci bölümde ürün geliştirme sürecine giriş yapılıp, yöntemleri olan sıralı ve

eşzamanlı mühendislik anlatılmıştır. Daha sonra eşzamanlı mühendislik hakkında

detaylı teorik bilgi verilmiş, uygulama teknikleri sıralanarak, yöntemin başarılı

başarısız yönleri tartışılmıştır.

Üçüncü bölümde, eşzamanlı mühendislik tekniklerinden olan montaja uygun tasarım

hakkında genel bilgi verilmiş ve tasarım kuralları anlatılmıştır. Ayrıca bu yöntemin

kullandığı değerlendirme metodlarından bahsedilmiş ve en iyi bilinenleri olan IPA

Stuttgart, Hitachi, Lucas ve Boothroyd & Dewhurst montaj edilebilirlik

değerlendirme metodları çeşitli örneklerle anlatılarak ele alınmıştır. Bölüm sonunda

farklı tiplerde uygulama çeşitleri verilerek bu metodun kullandığı kriteler

açıklanmıştır.

Dördüncü bölümde cam üretim sanayisinde kullanılan bir otomasyon makinasının

cam kalıp tutucu ve kalıplarında yeniden tasarıma gidilmiştir. Orijinal ve yeni

tasarımın üç boyutlu modellenmesi Solidworks 2006 kullanılarak yapılmıştır.

Yapılan yeni tasarım daha önce bahsedilen montaja uygun tasarım kuralları ve

değerlendirme metodu olan Boothroyd & Dewhurst yöntemi dikkate alınarak

yapılmıştır. Daha sonra eldeki eski verilerden ve yeni elde edilmiş verilerden tablolar

hazırlanıp, karşılaştırmaları yapılmıştır.

Son bölüm olan beşinci bölümde ise, ortaya çıkan sonuçlardan yola çıkarak bir

değerlendirme yapılmıştır. Değerlendirme aşamasında genel olarak MUT kriterleri

göz önünde bulundurularak orijinal ve yeni tasarımın olumlu olumsuz yönleri ortaya

konmuştur.

xiv

xv

DESIGN FOR ASSEMBLY IN CONCURRENT ENGINEERING AND ITS

APPLICATION

SUMMARY

The aim of this study is to define Design For Assembly (DFA) technique in the light

of concurrent engineering methodology, determine the principles and manifest these

principles effects on an application through comparison.

The first chapter of this five chapter study is about causes that starts yield

development process.

In the second chapter, introduction to the yield development process is made and

then its techniques, sequential and concurrent engineering, are explained. After that,

detailed theoretical information about concurrent engineering is given, the successful

and failing sides the techniques are argued by listing application means.

In the third chapter, DFA, which is one of the techniques of concurrent engineering,

is mentioned and the rules of design are explained. In this chapter, there is also

information about the assessment methods which this technique uses and the best

known IPA Stutgart, Hitachi, Lucas and Boothroyd & Dewhurst assemblability

evaluation method are explained with various examples. In the final part of this

chapter, the criteria for the usage of this method are explained by giving different

types of applications.

In the fourth chapter, there is a re-design process in glass block holder and blocks of

an automation machine which is used in glass production industry. The 3D

modellings of the original and new design have been made by using Solidworks

2006. The new desing is made in the light of DFA and with paying attention to the

Boothroyd & Dewhurst method which is referred in the former chapters. At the end

of this part, the tables which are derived from the old and new data are prepared and

their comparison is made.

In the fifth part, the last chapter, an assessment is made in accordance with

conclusions. In the assessment process, the pros and cons of the original and new

designs are shown based DFA criteria.

xvi

1

1. GĠRĠġ

Ürünlerin eskiye göre çok daha karmaşık hale gelmesi ve bir kişi ya da bölüm

tarafından tamamen anlaşılmasının güçleşmesi nedeniyle ürün tasarımının çok uzun

sürmesi, üretimin maliyetli olması ve ürünün beklenenleri ya da taahhüt edilenleri

yerine getirmemesi, dolayısıyla müşterilerin memnun edilememesi sıkıntı oluşturan

etmenler haline gelmiştir. Etkin ürün geliştirme farklı işletme fonksiyonlarının

birlikte çalışmalarını gerektirir. Ürün ve süreç mühendisliğinin bir ürün geliştirme

takımına eş zamanlı katılımı; hazırlık zamanlarını kısaltır, ürün kalitesi ve

performansını yükseltir. Böylece üretim hazırlık zamanları kısalır ve daha kaliteli bir

ürün ortaya çıkar. Sonuç olarak da müşteri memnuniyeti artar. Bu nedenle tasarım ve

imalat mühendislerinin kaliteyi iyileştirmek ve maliyetleri düşürmek amacıyla

birlikte çalışmaları bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu nedenlerden dolayı “Eş

Zamanlı” kavramı ortaya çıkmıştır. Eşzamanlı mühendislik ise ürünlerin, imalat ve

destek hizmetleri dahil olmak üzere ilgili bütün süreçlerin eşzamanlı ve entegre

tasarımına sistematik bir yaklaşımdır. Bu yaklaşım tasarımcıların ürünün doğuşundan

ölümüne dek yaşamındaki, kalite, maliyet, planlama ve kullanıcı ihtiyaçları da dahil

olmak üzere bütün faktörleri göz önüne almalarını sağlar.

Eşzamanlı mühendislik yaklaşımı öncesinde izlenen geleneksel yöntemde her

bölüm üzerine düşen görevi tamamladıktan sonra tasarımı bir sonraki bölüme

aktararak tasarımı geliştirmekteydiler. Bu nedenle tasarım üzerinde ihtiyaç duyulan

düzeltmeler tasarımın bir önceki bölüme geri gönderilmesiyle gerçekleşmekteydi.

Birden fazla defa aynı bölüme geri dönerek düzeltilen tasarım ise zaman ve işgücü

kaybına neden olarak maliyetleri artırmaktaydı; çünkü tasarımın sonuca ulaşma

zamanı, tasarımın değişim sayısıyla doğru orantılıdır. Ancak eşzamanlı

mühendislikte tasarım üzerinde yapılması gerekli değişikliklerin, her bölümün

fikrinin ortaya konarak yapılmasından dolayı bir bölüm diğer bölümün

yapabilirliklerinden haberdar olarak tasarımı geliştirmektedir. Bu da birbirinin

sorumluluklarını farkında olan bölümlerin tasarım değişim sayısını azaltmayı

hedefleyen bir yöntem olduğu göstermektedir.

2

Bu nedenlerden dolayı yapılan bu çalışma temelinde eşzamanlı mühendislik

kavramına dayandırılmaktadır. Çalışmanın yapılma amacı ise, yeni ürün geliştirme

sürecine eşzamanlı mühendislik yöntemiyle yaklaşmak, bu yöntem ışığıyla kriterleri

belirlemek, belirlenen kriterlerin doğrultusunda imalat sektörlerinden biri olan cam

üretim sistemlerine uygulanmasını incelemek ve değerlendirmektir.

Bu amaçla, ikinci bölümde ürün geliştirme yöntemlerinden bahsedilecek olup,

teknikleri olan sıralı ve eşzamanlı mühendislik anlatılıp karşılaştırmaları yapılacaktır.

Eşzamanlı mühendislik konusunun detayları incelenip, yöntemin başarılı olabilmesi

için gerekli olan kriterler sıralanacaktır. Yöntemin tekniklerinden bahsedilip, daha

sonra tekniklerin olumlu olumsuz yönleri çeşitli kriterler açısından

karşılaştırılacaktır.

Üçüncü bölümde ise eşzamanlı mühendislik tekniklerinden olan ve bir önceki

bölümde bahsedilen montaja uygun tasarımın (MUT) detaylarından bahsedilip, MUT

metodolojisine giriş yapılacaktır. Bu tekniğin yöntemleri olan IPA Stuttgart, Hitachi,

Lucas ve Boothroyd & Dewhurst montaj edilebilirlik yöntemleri anlatılacak olup,

bölüm sonunda ise çeşitli uygulamalarda bu yöntemin avantajlarından

bahsedilecektir.

Dördüncü bölümde ise bu zamana kadar anlatılan teorik bilgilerden yola çıkarak

mevcut olan bir sistem üzerinde uygulama yapılacaktır. Bu sistem cam ürün üretimi

yapan bir sistem olup, yapılacak olan uygulama cam kalıp tutucu ve cam kalıplarına

aittir. Daha sonra yeni tasarımla orjinal tasarımın verilerinden elde edilen tablolar

oluşturulacak ve bunların karşılaştırmaları yapılacaktır.

Son bölüm olan beşinci bölümde ise, yapılan uygulama sonucunda elde edilen

verilerden yola çıkılarak orijinal ve yeni tasarım, parça sayıları, montaj edilebilme

süreleri, toplam maliyetleri açısından değerlendirilecektir. Ayrıca MUT açısından

belirlenen kriterlerle uygunluğu ve avantaj-dezavantajları tartışılacaktır.

3

2. YENĠ ÜRÜN GELĠġTĠRME SÜRECĠ

Genel olarak yeni ürün geliştirme sürecinde ağırlıklı olarak iki farklı yaklaşım

kullanılmaktadır. Sıralı (ardışık) mühendislik ve eşzamanlı mühendislik yaklaşımları

olarak adlandırılan bu yeni ürün geliştirme yöntemleri, rekabetle başarıya ulaşmaya

çalışan işletmelerde bir yol ayrımı olmaktadır. Yeni veya mevcut ürünlerin

geliştirilmesi genellikle sıralı mühendislik olarak adlandırılan geleneksel uygulama

ile gerçekleştirilmektedir. Bu yaklaşımın karşıtı olan ve doğru hedeflere yönelik

olarak gerçekleştirildiğinde günümüz koşullarında teknik ve ekonomik anlamda

gerçekçi strateji olarak başarıyı getirecek uygulama ise eşzamanlı mühendislik olarak

bilinmekte ve bu nedenle son dönemlerde önemle üstünde durulmaktadır [1].

2.1 Sıralı Mühendislik

Klasik ürün geliştirme yaklaşımı olan sıralı mühendislik, yeni ürün geliştirme

prosesine geleneksel olarak yaklaşan bir yöntemdir. Bir sonraki ana başlıkta

anlatılacak olan eşzamanlı mühendislik kavramı ve uygulamalarının bir çok özelliği

sıralı mühendislikte karşıt özellik olarak görülmektedir. Klasik ürün geliştirme

yaklaşımı olan sıralı mühendisliğin ana özellikleri, evrelerin sıralı olarak

uygulanması ve her evrede bölümler arasındaki iletişimin zayıf olmasıdır. Sıralı

mühendislikte ürün düşüncesinin oluşturulmasında müşterinin beklentileri dikkate

alınmamaktadır. Şekil 2.1’de de görüldüğü gibi faaliyetler birbirinin peşi sıra

gerçekleştirildiğinden, faaliyetlerin birinde ortaya çıkacak bir gecikme, bu faaliyetten

sonraki tüm faaliyetleri ve dolayısı ile ürünün pazara sunulma zamanını

geciktirmektedir. Sıralı mühendislikte fonksiyonlar arası yüksek revizyon, yoğun

bürokrasi, tasarım değişikliklerinden doğan yüksek maliyet ve tatminsizlik genel

karakteristikler olarak karşımıza çıkmaktadır [1]. Aslında sıralı mühendisliğin

kendisi, tüm bu çalışmanın özünü oluşturan eşzamanlı mühendislik gereksiniminin

tam olarak cevabıdır. Sıralı mühendislik eşzamanlı mühendisliğin ortaya çıkmasına

yol açan bir hatalar zinciridir.

4

ġekil 2.1 : Sıralı mühendislik şematik gösterimi

Geleneksel yaklaşımda ürün kavramından başlayıp, ürün ve üretim prosesi

tasarımı,ürün ömrü değerlendirilmesi, pazarlama, satış, servis gibi çeşitli aşamaları

kapsayan geliştirme faaliyetleri sıra halinde yapılan, birbirinden bağımsız

çalışmalardan oluşmakta, aralarında derin uçurumlar bulunmakta ve takım

çalışmasına yer verilmemektedir.

2.2 EĢzamanlı Mühendislik

Eşzamanlı mühendislik; müşteri ihtiyaçlarının vurgulandığı, takım değerlerinin

işbirliği güven ve paylaşım olduğu, karar verme sürecinin ürün geliştirmenin ilk

aşamalarında paralel çalışmalar şeklinde yürütüldüğü ve bilgi paylaşımıyla

senkronize edildiği, ürün geliştirmede uyuşmayı hedefleyen sistematik bir

yaklaşımdır. Bu uygulamada ürün tasarımı ve işlem planlaması bir bütün olarak ele

alınır. İmalatın bütün aşamalarının eşzamanlı olarak aynı anda işlediği, doğrusal

olmayan bir ürün ve proje tasarımı yaklaşımıdır. Eşzamanlı mühendislik, üretim

kapasitesinin, maliyet seviyesinin ve kalitenin tasarım süreci içinde eşzamanlı olarak

belirlenmesini amaçlar. Eşzamanlı tasarım, tasarım kalitesinin artmasına yardımcı

olurken ürünün fiyatının minimum noktalara çekilmesinde büyük rol oynar.

Eşzamanlı mühendislik, pazar veya müşteri ihtiyaçlarını karşılayacak yüksek kaliteli,

düşük maliyetli ürünlerin dizaynı, üretimi, geliştirilmesi ve dağıtılması için

uygulanabilecek bir metodolojidir. Bu metodoloji, firmanın kaynaklarını ve dizayn,

geliştirme, üretim, pazarlama satış ve servislerdeki tecrübesini dizayn çevriminde

mümkün olduğunca erken bir araya getirerek, başarılı yeni ürünler yaratmak için

5

uğraşırken toplam kalite yönetimi teknikleri ile bilgisayar destekli mühendislik,

dizayn, üretim gibi modern mühendislik tekniklerinin uygulanmasını da içerir [2].

Eşzamanlı mühendisliğin temel bileşeni grup çalışmasıdır ve Şekil 2.2’de görülen

blok diyagramıyla tanımlanabilir. Bu diyagramda bütün mühendisler tasarıma ait

önerilerini ve yorumlarını birbirinden etkilenerek düzenlemekte, tasarım kavramı bir

uzman topluluğu ile oluşturulmaktadır.

ġekil 2.2 : Eşzamanlı mühendislik blok diyagramı

Şekil 2.3’de de görüldüğü gibi eşzamanlı mühendislik sisteminin uygulanması

sonucunda tasarımda meydana gelen değişim sayısı ile geleneksel mühendislik

sistemiyle ürün geliştirilmesi esnasında meydana gelen tasarım değişim sayısı

karşılaştırılmaktadır. Geleneksel mühendislik sisteminin uygulanması sonucunda

tasarımda meydana gelen değişimler, eşzamanlı mühendislik sisteminin uygulanması

sonucunda tasarımda yapılan değişim sayısına göre çok yüksektir. Bu da ürünün

maliyetini direkt olarak olumsuz yönde etkilemektedir [3]. Günümüzde oluşan

rekabet ortamı dikkate alındığında, ürünün pazara en hızlı bir şekilde, müşteri

isteklerini karşılayacak özelliklere sahip olarak ve en düşük fiyatta sunulması

firmanın ürününe pazar sağlamasında etkin rol oynamaktadır. Müşterinin isteklerini

karşılayan, ürünü en ucuza ve en hızlı bir şekilde üretebilmek için eşzamanlı

mühendislik fikri doğmuş ve dünyada bir çok sektörde hemen uygulanmaya

başlanmıştır.

Tasarım

Koordinasyonu

Satış

İmalat

Paketleme

Fonksiyon

Pazarlama

Kalite Kontrol

Montaj

Servis

6

zaman

ġekil 2.3 : Tasarım değişim sayısı fonksiyonu

2.3 EĢzamanlı Mühendislik Tanımları

Yapılan literatür araştırmaları sırasında eşzamanlı mühendislik kavramı için aynı

anlama gelen birçok farklı terim kullanıldığı görülebilmektedir. Bu nedenle

eşzamanlı mühendislik kavramının daha açık ve net bir şekilde anlaşılabilmesi için

bugüne kadar konu ile ilgili araştırmacıların yapmış olduğu tanımlamalara bakmakta

fayda vardır.

Pennel ve Winner (1989) için eşzamanlı mühendislik; “ürün tasarımına ve bununla

ilişkili olarak sayılabilecek üretim, kalite kontrol, pazarlama, müşteri istekleri,

depolama,sevkiyat gibi konulara bir bütün olarak bakan sistematik bir yaklaşımdır

[1].”

Creese ve Moore (1990) eşzamanlı mühendisliği “ürün geliştirme faaliyetlerinin

konsept oluşturma aşamasından ürünün marketlerdeki yerini alıcaya kadarki sürecini

kontrol altında tutan bu süreçte ürün kalitesini arttırırken maliyetleri ve ürünün

geliştirilmesi için harcanan zamanı azaltmayı hedefleyen bir yönetim ve mühendislik

felsefesi” olarak tanımlar [3].

Matsumoto ve Lewis (1991) için eş zamanlı mühendislik “tasarım evresinde ürün ve

proses paramatrelerini belirleyen çok fonksiyonlu takımların oluşturulma ve

desteklenme sürecidir [1].”

Cartin (1993) ise eşzamanlı mühendisliği “pazar veya müşteri ihtiyaçlarını

karşılayacak düzeyde yüksek kaliteli, düşük maliyetli ürünlerin tasarımı , üretimi,

geliştirilmesi ve dağıtılması için uygulanabilecek; bununla birlikte toplam kalite

Tasarım

Değişim

Sayısı

Sıralı

Mühendislik

Eşzamanlı

Mühendislik

7

yönetimi araçları ve teknikleri ile bilgisayar destekli mühendislik (BDM), bilgisayar

destekli tasarım (BDT) ve bilgisayar destekli üretim (BDÜ) gibi modern mühendislik

tekniklerinin uygulamasını içeren bir yöntem olarak ifade eder [4].”

Son olarakta Aparicio (1996) eşzamanlı mühendisliği “tasarım safhasında tüm ürüne

ait özelliklerin eş zamanlı olarak göz önünde tutulduğu felsefedir. Bunu

gerçekleştirmek için, problemleri belirleyen ve engelleyen çok disiplinli bir takım bir

araya gelmektedir. Bu felsefe, ürünün kalitesini arttırmakta ve ürünün gelişim

zamanını ve maliyetini azaltmaktadır” diye tanımlamaktadır [2].

2.4 EĢzamanlı Mühendislik Gereksinimi

Eşzamanlı mühendislik, ürün geliştirme ve tasarım çalışmalarını uygulamalarında

özellikle belirli amaç ve hedeflere yönelik olarak kullanır. Eşzamanlı mühendislik,

yeni pazarların ve yeni rekabetin gerektirdiği yeni mühendislik felsefesi olarak

şekillenmektedir. Çünkü küreselleşmenin getirisi olan yeni pazarlar (yeni tüketiciler)

yeni ürünlere olan gereksinimi ortaya çıkarmaktadır. Eşzamanlı mühendislikte,

yapılan ürün geliştirme ve tasarım çalışmalarında amaç, ortaya yüksek değerli ve

kaliteli ürünleri çıkarmak ve günümüzde rekabetin oldukça fazla olduğu piyasada

sağlam bir yer sahibi olmaktır.

İşletme bünyesinde bu amaç değişik birimlerin ortak görevi olarak karşımıza

çıkmaktadır. Bu ortak görevde Ar-Ge bölümüne büyük iş düşüyormuş gibi görünsede

üretim, pazarlama, finans ve diğer bölümlerde bu görevi paylaşmak zorundadır [5].

Departmanlardaki çalışmaları eşzamanlı mühendislik uygulamasının temel öğesi

kılan ve eşzamanlı mühendisliğin uygulanmasını zorunlu hale getiren nedenler pek

çok farklı başlık altında toplanabilir. Küresel ekonomi getirisi olan yeni pazarlara

ürün sunma gereği, organizasyonların yeniden yapılanması, faaliyet alanlarının

yeniden şekillenmesi, pazarlara hakim olabilmek için yeni ürün geliştirme süresinin

kısalmasının gerekliliği, ürün geliştirmeye yönelik olarak yeni teknolojilere acil

gereksinim duyulması, müşterilerin ürünlerin güvenilirliği ve kalitesi konularında

giderek artan beklentileri, dizayn araçlarındaki ve teknolojideki gelişme sonucu, daha

iyi ürünlerin daha hızlı üretimi ile rekabet edilebilir taleplere cevap verme, gelişen

teknoloji sonucu firmaların yeni teknolojiyi oluşturacak bilgiyi yakalayabilme,

sunabilme, temsil edebilme, yönlendirebilme, yeniden kullanabilme isteğinin

artması, yeni teknoloji ürünü olan ürünlerin karmaşıklığının giderek artması ve buna

8

bağlı olarak müşterilerin servis ve bakım konularındaki beklentilerinin artması, çevre

koruma olgusunun giderek önem kazanması ve ürünlerin bu koşullara bağlı olarak

geliştirilmesi gereği, ulusal ve uluslar arası düzeyde yeni kanuni düzenlemelerin

gerektirdiği koşulların sağlanması zorunluluğu, günümüzde lider olarak kalmada

zamanın şirketin üretiminde, yeni ürün geliştirmesinde, satış ve dağıtımda, rekabetçi

avantajın en güçlü ve en yeni kaynağı olması eşzamanlı mühendislik gereksinimine

neden olarak gösterilebilir. Tüm bu gerekçelerin üzerinde ürün geliştirme

düşüncesinin temelinde ekonomik hedefler yer alır.

Ekonomik hedeflerin vazgeçilmez bir öğesi olan ürün ve pazar imajının

oluşturulması ile müşterilerin kendine yönelmesini sağlama stratejisi de ürün

geliştirme düşüncesinin diğer bir nedenidir [6]. Gerek ürün geliştirme ve tasarım

gerekse eşzamanlı mühendislik yaklaşımlarını temel olarak alacak uygulamaların

gerektirdiği koşulları bilmek, geleceğe yönelik doğru stratejileri oluşturmak

açısından son derece önemlidir.

Eşzamanlı mühendisliği alışıla gelmiş ürün geliştirmeden farklı kılan şey, eşzamanlı

mühendisliğin temel unsurlarının kombinasyonudur [6,7]. Bu temel unsurlar şu

şekilde sıralanabilir:

1. Çapraz fonksiyonel ekipler : Eşzamanlı mühendislikte temel olan ekip

çalışmasıdır. Değişik departmanlardan insanlar, müşterilerin ihtiyaçlarını ve

beklentilerini yansıtmak için bir ürünün fikir aşamasından kullanılıp

eskimesine kadar tüm yaşam çevrimi boyunca bir ekip olarak bir arada

çalışırlar. İdeal bir eşanlı mühendislik ekibi şirketin kültürüne ve

organizasyonuna bağlı olarak ürün ile ilgili olan tüm departmanlardan gelen

kişilerden oluşur. Danışman olan müşteriler ise ekibin çalışmalarına sınırsız

şekilde yardımcı olabilirler. Eşzamanlı mühendislik yaklaşımında çapraz

fonksiyonel ekiplerin oluşumu Şekil 2.4’te gösterilmektedir.

9

ġekil 2.4 : Çapraz fonksiyonel ekipler [6]

2. Eşzamanlı ürün geliştirme prosesi faaliyetleri : Eşzamanlı mühendislikte

yöntem adımları, alışılmış serilik yerine paralellik içinde yerine getirilir.

Böylece azalan ürün geliştirme operasyonları,ürünün pazara ulaşma zamanını

da kısaltır. Sonuç olarak da eşzamanlı mühendislik metodolojisi tüm ürün

geliştirme prosesinde oldukça önemli kısalmalara yol açar.

3. Bütünleşik proje yönetimi : Eşzamanlı mühendislikte proje yönetimi ürün

geliştirme prosesinde oluşan tüm faaliyetleri kapsayacak şekilde ekip

üyelerince birleştirilir. Böylece artan bilgi paylaşımı diğer faaliyetleri de

harekete geçirir. Ürün geliştirme prosesinin bilgi akışı için hedefler belirlenir

ve böylece eşzamanlı mühendislikte faaliyetlerde bilgi yönetimine daha fazla

önem verildiğinden, değişim yönetiminin önemi daha da belirginleşir.

4. Tedarikçilerin erken ve sürekli olarak çapraz fonksiyonel ekibe dahil

edilmesi: Temel ekipmanları ve komponentleri sağlayan tedarikçiler, üretim

mühendisleri kadar ürün geliştirme çalışmalarına dahil edilmelidir.

Tedarikçiler her türlü teknik bilgilerini ve birikimlerini paylaşmaya hazır

olmalı ve ihtiyaç duyulduğunda parça maliyetini oluşturan tüm parametreleri

ortaya koymaktan çekinmemelidir. Böylece eşzamanlı mühendislik, üreticiler

ile tedarikçiler arasındaki ilişkilere de yeni bir boyut kazandırır.

5. Müşterilere erken ve sürekli olarak odaklanma: Eşzamanlı mühendislik,

müşteri girdilerini temin etmek ve bunlara göre davranmak için bir fırsat

sağlayarak, ekibin müşteri ihtiyaçları üzerinde odaklanmasına yardımcı olur.

Çapraz Fonksiyonel

Ekipler

Satış ve

Pazarlama Ürün dizaynı

Uzman

tedarikçiler

Makina takım tedarikçisi

Finans Satın alma

Döküm

tedarikçileri

Üretim

10

6. Çoğalan bilginin paylaşımı ve kullanımı: Eşzamanlı mühendisliğin başarı ile

uygulanması için ürün geliştirme prosesinin tümünde, bütün elemanlar

arasında mükemmel iletişim gereklidir.

2.5 EĢzamanlı Mühendislik Kavramının OluĢturulması

Eşzamanlı mühendislik metodolojisini başlatmak kolay değildir. Bunun nedeni, bu

metodolojinin insanların düşünmekte ve uygulamakta olduğu inançların değişimini

içermesidir. Güç problemleri çözmek için eğitilmiş olan ve bağımsız kararlar

verebilen, oldukça zeki ve eğitimli teknik bir ekiple dahi bu tür bir uygulamayı

başlatmak bazen zor olabilir [8]. Ama en önemli şey kararlılıktır. Bu kararlılık üst

düzey yöneticiler tarafından sergilenmektedir. Eşzamanlı mühendislik faaliyetleri

başlatılmadan önce bir çok adım gereklidir ve bu adımlar şu şekilde sıralanabilir:

1. İlk adım eşzamanlı mühendislik kavramı, elemanları prosesi ve faydaları

için en üst seviyedeki kilit yöneticileri ve teknik karar vericileri ortaya

çıkarmaktır.

2. Kilit kara vericilerden oluşan bir ekip, eşzamanlı mühendislik uygulamasını

planlamak için bir araya gelmelidirler. Ekip pazarlama, mühendislik, üretim,

tedarik, finans ve kalite mühendisliğini temsil etmelidir.

3. Üretim ve proses geliştirmenin farklı aşamalarında ihtiyaç duyulacak

çalışma ekipleri organize edilmelidir.

4. Üst seviyedeki bir ekip, eşzamanlı mühendisliğin kullanılmasıyla

geliştirilecek önemli bir yeni ürünü teşhis etmek zorundadır.

5. Bir eşzamanlı mühendislik ekibi yalnızca yeni bir ürünü dizaynında teknik

becerilerini ortaya koymak için atanmış bir uzmanlar grubu değildir. Bu

gruba aynı zamanda,

Grup eğitimi

Yedi kalite kontrol aracı

Üretim ve montaj için dizayn

Deney dizaynı konularını kapsayan bir eğitim verilmelidir.

11

6. Bir dizayn planı ve hedef çizelgeleri geliştirilmelidir.

7. Kilit tedarikçiler belirlenmeli ve onlar, uygun zamanda ilgili ekiplerin üyesi

yapılmalıdır.

Eşzamanlı mühendisliğin işletmede uygulanmasının önemi anlaşıldığında, üst

yönetimin desteğini almak önemlidir. Çalışanlarında bu konudaki kurslara ve

konferanslara katılmalarını teşvik ederek bilgi ve tecrübeleri arttırılabilir ve bu

sayede organizasyon içinde benzer görüş ve amaçlara sahip kişilerin sayısı

arttırılabilir.

2.6 EĢzamanlı Mühendislik Ġle Ürün GeliĢtirme

Tasarım takımı ve uzmanları ürünün imal edilebilirlik, monte edilebilirlik ve test

edilebilirlik gibi konular üzerinde çalışmaktadırlar. Bu takım çalışmasıyla, ürünün

imalatı, montajı ve test edilmesi bakımından uygunluğu sağlanmaktadır [7].

Ürün geliştirmesinde bir aşama imalat sistemi yapısı ve düzenidir. Bu aşamada,

üretim planlamasına başlanılmaktadır. İmalat sistemi yapılandırılmakta, parçalar

düzenlenmekte ve hammadde siparişi verilmektedir. Sistem daha sonra tasarlandığı

gibi çalıştırılmakta ve parçalar üretim hattında imal edilmektedir. Bu aşama imalat-

fabrikasyon aşamasıdır. Ürün geliştirilmesindeki bir sonraki aşama müşteri

aşamasıdır. Ürünün müşteri tarafından satın alındığı aşamadır. Servis ve bakım

bölümü müşterinin üründen memnun olmadığı durumlarda devreye girmekte ve

gerekiyorsa müşterinin ürünü iade etmesini kabul ederek müşterinin sorununu

çözmektedir [9].

Bir sonraki aşama sürekli gelişme aşamasıdır. Yöntemi ve ürünü geliştiren

alternatiflerin ortaya atıldığı, servis ve bakım bölümünün kabullendiği sonuçların

meydana geldiği aşamadır. Son aşama çevre aşamasıdır. Burada ürün satılmasıyla ilk

ürün geliştirilmesi sonuçlanmıştır [7]. Eğer mümkünse, ürün geri döndürülmekte ve

tekrar kullanılmaktadır.

Eşzamanlı mühendisliğin amacına ulaşması için kullanılan birbirleriyle ilişkili beş

unsur aşağıda belirtilmiştir [8]. Bunlar;

1. Dikkatli analiz yapılmalı, imalat ve montaj yöntemleri çok iyi anlaşılmalıdır.

2. Ürünün imal edilebilmesi ve satılabilmesi için pazar şartlarına dayanan uygun

ürün tasarlanmalıdır.

12

3. Modern üretim sistemi tasarımları, ürün tasarımına göre düzenlenmeli.

4. Tasarım ve imalat alternatiflerinin ekonomik analizleri, tasarım alternatifleri

içersinde mantıklı seçenekler sunulmalı.

5. Ürün ve sistem tasarımları dayanıklı olmalı: Dayanıklılık, üretimde meydana

gelen hatalara karşı gösterdiği dirençtir.

Ürün tasarımı, sistem tasarımı ve satış değeri bir arada oluşturulduğu Şekil 2.5’ de

gösterilmektedir.

ġekil 2.5 : Eşzamanlı tasarımda ürün geliştirme aşamaları [7]

13

Eşzamanlı mühendislik, tüm ürün gelişiminden sorumlu olan eşzamanlı çalışan

takıma güvenmektedir. Böyle bir takım tasarım, mühendislik ve imalat uzmanlarını

bir araya getirmektedir. Ayrıntılı olmamasına rağmen Şekil 2.6’da gösterilen

eşzamanlı mühendislik modeli çok kısa sürelidir ve esas çalışma tasarım aşamasında

oluşmaktadır. Pazar analizi, pazar ihtiyaçlarını kapsayan yeni ürün fikrini

tanımlamakta ve satış fiyatı ve ürün maliyet hedefleri hakkında fikir vermektedir [1].

ġekil 2.6 : Eşzamanlı mühendislik tasarımı ile ürün geliştirme çevrimi [6]

14

2.7 EĢzamanlı Mühendisliği BaĢarılı ve BaĢarısız Kılan Faktörler

Eşzamanlı mühendislik metodolojisini başarılı kılan faktörler;

Çok fonksiyonlu ekipler oluşturmak: Bu, başarılı bir dizayna yönelik

engelleri yok etmek için bilinen en etkili yoldur. Uyum içinde çalışan

ekiplerde her bir üye özgüvene sahiptir, tüm yeteneklerini ortaya koyar;

aralarında karşılıklı güven ve ilgiye dayalı bir atmosfer oluşturulmuştur. Elde

edilen tüm sonuçlar hakkında geri besleme yapılarak projenin nasıl gittiği

hakkında her bir üye bilgilendirilir ve yönetimin desteğine güven sonsuzdur

[6]. Bu karakteristikler, bir mühendisin geliştirme projesine duygusal ve

düşünsel olarak tam olarak bağlanmasını, pozitif atmosferde karar vermesini

sağlayacaktır.

Etkilenen tüm fonksiyonel departmanlarla, ekibin yaptığı çalışmalar ve elde

ettiği sonuçlar hakkında iletişim kurmak,

Elektronik haberleşme araçlarıyla iletişimi desteklemek,

Uygun bir veri tabanı ve dizayn otomasyonu oluşturmak,

Tedarikçilerin bilgisini ve uzmanlığını dahil etmek ve kullanmak,

Gizli problemlerin ve sınırlandırmaların açığa çıkmasını teşvik etmek,

Eşzamanlı mühendislik araçlarını ve kapasitelerini geliştirmekte

gecikmemektir. Çünkü, modern araçlar için sermaye sınırlanmıştır [8].

Eşzamanlı mühendislik metodolojisini başarısız kılan faktörler;

Ekibin moralini düşük tutmak ve azaltmak,

Ekibin birleşmesine izin vermemek,

Spesifikasyonları ve üretim çizgisini sürekli olarak gözden geçirmek. Yani bu

durumda, değişiklik yapıldığı zaman ekibin yönetimine olan güvenini yok

edecektir [6].

Üretim çizgisini ve spesifikasyonları çalışmaya başladıktan sonra

değiştirmek,

Araçlar ve işgücü ile ilgili olarak verilen vaatleri yerine getirmemek,

Ekibin lider seçimini önemsememek,

15

Ekibin tümünden ziyade sadece liderini veya birkaç başarılı elemanını

ödüllendirmek,

Ekibin özerkliğini, sembollerini ve övünç kaynaklarını reddetmek,

Ekibe veya onun birkaç üyesine yetki vermede başarısızlığa uğramak,

Eşzamanlı mühendisliğin başarısını ve potansiyel etkinliğini engelleyen özelliklerden

birisi de, bu yaklaşımın yarı istekli bir şekilde şirkette uygulanmaya çalışılmasıdır

[8].

2.8 EĢzamanlı Mühendislikte Takım ÇalıĢması

Grup çalışmasının anlamı, iyi bir iş ortaya koymak, zorlukları belirlemek ve ortadan

kaldırmak için titizlikle bir işi takip etmektir. Bu yöntem çoğul bir yöntemdir.

Çalışanlar grup oluşturmak için bir araya geldiklerinde, her kişi kapasitesini,

motivasyonunu ve bilgisini ortaya koymaktadır. Proje takım çalışması, yeni ürün

gelişimini gerçekleştiren en başarılı organizasyon yapısı olarak ispatlamıştır.

Eşzamanlı mühendisliğin başarılı olmasında ki en önemli faktörlerden biri

mühendislik takımının gelişimi ve tasarım esnasında kazandığı bilgilerdir [10].

Eşzamanlı mühendislik,

Ürün gelişim zamanını azaltmaktadır,

Ürün maliyetini düşürmektedir,

Ürün kalitesini arttırmaktadır,

Takım çalışması ruhuna dayanmaktadır.

Takımların kullanımı; eşzamanlı mühendislik için çok önemlidir. Eşzamanlı

mühendislikte başarılı olunmasının en önemli etkeni ürünün gelişimini sağlayan

uzmanları içeren takımın varlığıdır. Takımlar iyi iletişim yeteneklerine sahip, grup

içerisinde karar vermede eğitimli, tasarım safhalarında sürekli iletişim içinde olan

uzmanlardan oluşturulmalıdır. Takım karar vermede yetkilendirilmelidir. İyi bir

takım;

1) Ürünün gelişimi ve üretimi için gerekli tüm bölümlerden uzmanları

içermelidir. Takım kararlarını etkileyebilecek tüm bölümlerden uzmanlar

takım içine alınmalıdır.

16

2) Takım üyeleri uzlaşma konusunda yeten ekli olmalı ve oy birliğiyle verilen

kararları kabul edebilmelidir.

3) Takım üyeleri geniş görüşlü olmalı ve şirketin başarısına kendini adamalıdır.

4) Takım üyeleri, takımı oluşturan diğer bölümlerdeki teknik meseleleri

anlamak için yeterli bilgi birikime sahip olmalıdır.

5) Takım üyeleri takımı detaylı olarak tanımalıdır.

6) Üyeler grup karar alma yöntemi üzerinde eğitim almalıdır.

7) Üyeler tüm yeteklerini ortaya koyarak kendi bölümlerini tam olarak temsi l

etmelidir.

2.9 EĢzamanlı Mühendislikte Tasarım ve Kalite Yöntemleri

Eşzamanlı mühendislikte tasarım yöntemlerinin ortak amacı, tasarım kalitesinin

ölçülmesi veya ölçülen kalitede tasarımı gerçekleştirmektir. Kalite; parça sayısı,

montaj kolaylığı, toleransın büyüklüğü ve fonksiyonellik gibi değerlerle ifade

edilmektedir. Kalite teknikleri olarak tanımlanan ve müşteri memnuniyetini,

dolayısıyla da işletme başarısını garanti altına almaya yönelik olarak kullanılan tüm

teknikler önleyici niteliğe sahiptirler ve hata veya başarısızlık söz konusu olmadan

doğru sonuçlara ulaşmaya büyük katkı sağlarlar. “Kalite ürünle birlikte

tasarlanmalıdır ve sürekli geliştirilmelidir” anlayışıyla yola çıkıldığında, ürün ve

kalite geliştirme çalışmaları sadece ürünle ilgili teknik çizimler ile sınırlı

görülmemelidir [11]. Ürün fikri oluşumundan başlayıp, ürün müşteriye ulaşıncaya

kadar geçen tüm evreler sistematik ve planlı bir yaklaşımla, bütünleşik olarak ele

alınmalı ve kalite tekniklerinden yaralanılarak olası sorunları en alt düzeye çekmeye

çalışılmalıdır.

Mevcut olan tasarım ve kalite yöntemleri aşağıdaki gibidir:

1. Aksiyomlarla tasarım

2. Üretime uygun tasarım (ÜUT)

3. Bilimsel tasarım

4. Montaja uygun tasarım

5. Dayanıklı tasarım için Taguchi metodu

17

6. Çevreye uygun tasarım (ÇUT)

7. İmalat yöntemi tasarım kuralları

8. Bilgisayar destekli tasarım

9. Güvenilirliğe uygun tasarım (GUT)

10. Grup teknolojisi

11. Kaliteye uygun tasarım (KUT)

12. Olası hata türleri ve etkileri analizi (OHTEA)

13. Kalite fonsiyon yayılımı (KFY)

14. Hata ağacı analizi

2.9.1 Aksiyomlarla tasarım

Ürünün imalatı, fonksiyonu, pazarlanması ve bakımının bir arada bir bütün olarak

göz önünde bulundurulması sonucu en uygun tasarım elde edilebilir. Sadece en

uygun imalatın seçilmesi ile ürünün uygunluğu sağlanmış olunmaz. Uygulamaların

düzeltilmesi için işlemin kabul edilen kurallarına uyulmalıdır. Bu kurallara

“Aksiyom” denilmektedir. Bu aksiyomlar doğru kararları oluşturan önerileri ve

kuralları içermektedir.

Aksiyomlar tasarım sürecinde iki aşamalı bir yöntemden geçmektedir. Birinci aşama,

tutarlı ve gerekli fonksiyonları tanımlamak ve bu gereksinimleri en önemli olandan

en önemsize doğru sıralamayı düzenlemekten oluşmaktadır. İkinci aşama, her

tasarım kararı için aksiyomları kullanarak tasarımı ilerletmektir [9]. Bu ilerleme

sırasında tasarım aksiyomlara ters düşmemelidir.

Aksiyomlarla tasarımın belli başlı önemli noktaları;

Fonksiyonel gereksinimlerin ve sınırlamaların sayısı en aza indirilmeli,

Fonksiyonel gereksinimlerin önemlilik sırasına göre sıralanması,

Bilgilendirme içeriği en aza indirilmeli,

Fonksiyonel gereksinimler birbirine bağlı ise son tasarımın parçaları

birbirinden ayrılmalı,

Birbirini etkilemeyen fonksiyonel tasarımlar birleştirilmeli,

18

Birçok uygun çözüm bulunabilmelidir.

Aksiyomların sonuçları:

Parça sayısı verimliliğin bir ölçüsü değildir.

Maliyet, yüzey alanı ile orantılı değildir.

Parça yüzeylerinin karmaşıklığı ve sayısı azaltılmalıdır.

Parçaların istenildiği gibi ayrılabilmesi için hatalardan kaçınılmalıdır.

Standartlaştırılmış veya ikame parçaların kullanılmasına özen gösterilmelidir.

Aksiyomlar açık, anlaşılır ve kullanımı kolay olmadığından aksiyomla tasarım

zordur. Aksiyomlar gerçekten soyut ve yoruma açıktırlar. Bu nedenle kararlarda

tecrübe önem kazanmaktadır. Buna ek olarak yol gösterici aksiyomlar tasarım

tasarım koordinatörlerine verimli montaj ve üretimin diğer yönleri üzerinde verimli

işlemlerin uygulanmasında rehber olurlar. Aksiyomların arkasından, tasarım

koordinatörü montaj için az sayıda çok fonksiyonlu parçalar üretmek yerine çok

sayıda basit parçalar üretmeye teşvik edilir. Bu, montajdaki her parçanın üretim

maliyetini sabit tutmasına rağmen genellikle montaj maliyetlerin arttırır.

2.9.2 Üretime uygun tasarım

Birçok imalat problemi ve uygunsuzluklari tasarim prosesi ile ilgilidir. Tasarim

sirasinda yapilan değisiklikler imalat maliyetlerinin azalmasiyla sonuçlanır ve alınan

bu önlemler de uygun üretimler sağlanır. Maliyet, güvenilirlik, çevre kirliliği ve

yasal gereklilikler gibi sınırlamalarla birlikte üretimi yapılan ürün efektif ve

ekonomik olarak en etkin şekilde elde edilebilir biçimde imalatı için tasarımı

yapılmalıdır [5]. ÜUT çerçevesinde geliştirilen ürünün nasıl üretileceği anlayışı ön

plana çıkmaktadır. Bu aşamada düzenleyici faaliyetlerin maliyeti ve tamamlama

süresi tasarım aşamasındaki revizyonlardan daha fazla olacaktır. Buda gecikme ve ek

maliyet getirir. Ayrıca üretim aşamasında düşünülmeden malzeme seçimi yapılırsa,

hangi tezgah yada imalat proseslerinin kullanılacağı belirlenmezse bu durum

sonucunda ortaya çıkan problemler ek maliyet getirdiği gibi üretim aksamasına da

sebep olmaktadır. Tasarım aşamasında müdahale edilen üretim problemleri sayesinde

üretim maliyetleri azaltılır ve üretim miktarı arttırılır. Üretime uygun tasarımda da

çeşitli ilkeler mevcuttur.

19

Bunlar;

a)Parça sayisini en aza indirmek

b)Modüler tasarim

c)Parça degisikliklerini en aza indirmek

d)Çok islevli parçalar kullanmak

e)Çok yerde kullanilabilecek parçalar(standartlasma)

f)Üretimi kolay parçaIar

g)Montaj yönlerini en aza indirgemek

h)Kolay taşıma, kolay tutma

i)Ayara gerek birakmamak veya basitlestirmek

j)Parça üzerindeki işlemeyi azaltmalı

k)Montaj metotları değerlendirilmeli

l)Düzeltmeler ortadan kaldırılmalı

m)Esnek elemanlardan kaçınılmalı

n)Parçaların bilinen kabiliyetleri kullanılmalı

o)Sadece gerekli olduğunda yeni teknoloji kullanılmalıdır.

Bütün bu maddeler ürün gelistirme için tasamın prosesini eşzamanlı mühendislik ön

koşullari çerçevesinde değerlendirme imkanı verir. Aynı zamanda minimum montaj

maliyetlerini de göz önünde bulundurarak optimum kalite ve güvenilirlik sağlar.

Ayrıca bu hedefler yüksek kalite, düşük maliyet ve imal edilebilir tasarım sonucunu

doğuracaktır. Tabii ki, ara sıra ödünler verilmektedir. Eğer bu hedeflerle pazarlama

ve gerekli performans sağlanamıyorsa, sıradaki en iyi alternatif seçilmelidir [12].

2.9.3 Bilimsel tasarım

Bilimsel tasarıma göre tasarım örneklerle geliştirilmelidir. Kabul edilen tasarımları

içeren bir katalog tasarım koordinatörüne verilerek yaratıcılığı simule edilebilir.

Örnek olarak bir tasarım gerçekleştirilmesi düşünüldüğünde ilk önce ihtiyaçlar

belirlenmektedir. Belirlenen fonksiyonlar tasarım koordinatörü elinde bulunan

kataloglardan seçilerek ihtiyaçlara göre kullanılmaktadır. Kataloglar şekle, enerjiye

20

veya mekanik tiplere göre sınıflandırılmıştır. Ürünler sadece fonksiyonlar için

tasarlanmaktadırlar [4]. Üretilebilirliği düşünülmemektedir. Bu nedenle bu teknik eş

zamanlı mühendisliğe pek uygun değildir.

2.9.4 Montaja uygun tasarım

Toplam üretim yönteminin alt grubu, parçaların montajıdır. Üretime uygun tasarımda

başarılı olmanın anahtarı montaja uygun tasarımın gerçekleştirilmiş olunmasıdır.

Montaj işlemlerinde harcanan miktar, imalat maliyetinin yaklaşık %50’si kadardır.

MUT iki kısmından ilki grup teknoloji metodu ile sınıflandırılan genel parça

şekillerinin ve tiplerinin katalogudur. Montaj süreleri için tahminler verilmektedir.

Tasarım koordinatörü bu kataloga başvurarak tüm parçaların montaj sürelerini tespit

edebilir. Montaj süreleri genellikle montaj maliyetleri ile doğru orantılıdır. Montaja

uygun tasarımın ikinci kısmı ise kurallar, tavsiyeler veya iki montaja uygun tasarım

uygulamalarını içeren hatırlatma ve soruları kapsamaktadır.

Amaçları;

Az parçalı tasarım yapılmalı

Ayrı bağlama elemanlarından kaçınılmalı

Montaj yönleri azaltılmalı

Parçaların birbirine uyması arttırılmalı, montajı kolaylaştıracak tasarım

yapılmalı

Parça üzerindeki işlemeler azaltılmalıdır [13].

Eğer bu kriterlere uyulursa, ürün tasarımının montaj maliyetinde bazı azalmalar

sağlanabileceği kabul edilmektedir. İlk paket, ürünün otomatik montaj yapılıp

yapılamayacağını tespitinde tasarım koordinatörüne yardımcı olmaktadır. Montajda

gerekli bazı parçaların parametrelerine örnek olarak; parça sayısı, vardiya başına

yıllık üretim, bazı harcamalar, farklı ürün tiplerini oluşturmak için kullanılan toplam

parça sayısı, bir montaj operatörünün yıllık maliyeti verilebilir. Diğer parametreler,

robotlar gibi çeşitli montaj araçlarının yıllık maliyetleri ve montaj süreleridir.

Sonuçlar elle ve otomatik olarak yapılan montajın tahmini maliyeti-üretim hacmi

diyagramı ile oluşturulur ve maliyet listeleri ile gösterilir. Hangi montaj metodunun

uygun olacağı hemen belirlenmektedir. Kullanıcı montajı en uygun hale getirmek

için bu yöntemi uygulamaktadır. Parça kodları; geometri, fonksiyon ve ilk görülen

21

problemler ile ilgili soruların cevaplarına bağlı olarak verilmektedir. Bu kodlar,

tasarım koordinatörüne montaj maliyetleri ve montajdaki engellerin yerleri hakkında

bir fikir vermektedir. Son olarak, tasarım koordinatörünün teorik minimum parça

sayısının belirlemesi için sorular sorulmaktadır. Yazılım, parça sayısının azaltılması

gerekliliğini ve montajda parçanın çok fonksiyonlu olması için birleştirilmesi

gerektiğini kullanıcıya belirtecektir [13]. Bu son bölüm parça geometrileri ve

bunların parça kolaylığı sağlayıp sağlayamayacağı ile ilgilidir.

Montaj uygun tasarımın örnek kısmı montaj aşamalarının sıraya konulmasıdır.

Verilen montaj edilebilecek bir grup parça için problem en uygun sıranın

belirlenmesidir. Burada optimum kelimesi minimum maliyet demektir ve minimum

maliyet en az sayıda montaj aşaması, en az sayıda parçanın yeniden yerleştirilmesi ve

en basit, güvenilir sıranın takip edilmesi anlamına gelir. Montaj sırasını oluşturmada

ek bir yöntemde bütün sökme sırasının belirlenmesi ve sonra bunların tersine

çevrilmesidir. Bu teknik bazen sınırlı doğasından dolayı montaj işlemi

kavramsallaştırılmaktan daha kolay ve pratiktir. İnsanlar sökmeyi montajdan daha

kolay hayal edebilir. Diğer bir yöntem de montajdaki her parçanın maliyetini

düşürmektir. Maliyetleri azaltmak ve imalatı optimize etmek için prosedürler

oluşturulsa bile bazen bu prosedürler tekrar değerlendirilmelidir. Her bağımsız

durumun katı kurallara bağlı kalmak yerine ayrıntılı bir şekilde incelenmesi

gerekmektedir.

2.9.5 Dayanıklı tasarım için taguchi metodu

Üretim ve montaja uygun tasarımın yanında ürünün yüksek kalitede üretilmesi

gerekliliğini vurgulamalıyız. Parçaların ne şartla olursa olsun, gerekli fonksiyonları

yerine getirebileceğini garanti etmeliyiz. Bu düşünceye dayanıklı tasarım denilmekte

ve ürünlerin ve yöntemlerin optimizasyonu için Taguchi metodu uygulanmaktadır.

Amaç; parça fonksiyonu ve üretilebilirliği yansıtan uygun toleransları belirlemektir.

Çoğunlukla toleranslar yöntemin kabul edilebileceği bir alan içerisinde

bulundurulmalıdır [1].

Taguchi metodunda, tasarımın önemli parametrelerini seçmek ve iyi olan parça

toleranslarını belirlemek için deneylerden elde edilen istatistiksel sonuçlar

kullanılmaktadır. Parametreler istenilen kaliteyi vermiyorsa, Taguchi metoduna ilave

22

bileşenler olarak sistem tasarımı, ürün kavramının gelişimi, tolerans tasarımı ve

özelliklerin ve toleransların değiştirilmesi kullanılmalıdır.

Taguchi metodunun esası parametre tasarımıdır. Ürünün fonksiyonel özellikleri gibi

ürün parametrelerinin tespiti, ürünün uygun olmasını sağlamaktadır. Bu durumda

hata, tüm kontrol edilemeyen tasarım faktörlerini içermektedir. Genellikle hata,

istenilen toleranslarla karşılaştırılan bir değişkendir. Ürün kalitesi, ürünün

üretilmesinden sonraki zaman içinde ürünün topluma verdiği en az kayıpla belirlenir.

Dr. Genichi Taguchi’nin bu ifadesi, ürünlerin iyi kaliteye sahip olabilmesi için

topluma vermiş olduğu kayıpların en aza indirgenmesi gerektiğini vurgulamaktadır.

Bunun için hataya maruz bırakıldığında dahi ürün, fonksiyonları yerine

getirebilmelidir. Bu kayıp fonksiyonu Taguchi tarafından bir parabolle ifade etmiştir.

Parabolün minimumu hedef performanstır. Kalite karakteristiklerine bağlı olarak

idealden sapma gösterir.

Parametre tasarımının amacı, ürünü tasarım parametrelerindeki sapmalar altında

fonksiyonel olarak kabul edilebilir yaparak bu kayıpları en aza indirmektir. Bu

yüzden ürün performansı üzerinde en büyük etkiye sahip parametreler tespit edilmeli

ve ürünü parametrelerdeki değişkenlerden etkilenmeyecek şekilde tasarım

yapılmalıdır [14]. Her deneyde kullanılan faktörlerin değerlerini tespit etmek için iki

deneysel düzen kullanılmaktadır. İki düzen birleştirilerek ortagonal düzen denilen

plan oluşturulur. Bu düzende her faktörün etkisini başlı başına tespit edilmektedir.

Bu tasarım analizindeki son basamak sonuçların ispatlanmasıdır. Değerlerin ispatı

yapılmamaktadır. Bu yüzden kontrol edilebilen faktörlerin değerlerinin kullanılması

tercih edilir. Sonuçta, Taguchi metodu ile parametre tasarımı hata faktörlerini en az

duyarlılıkta dayanıklı ürün üretilmesine yardım eder. Ürünün kalitesi artar ve daha

tutarlı kalitede ürünler üretilir.

2.9.6 Çevreye uygun tasarım

Genel anlamda çevreye uygun tasarım yeni ürün ve proses geliştirme süreçleri

boyunca tasarımın çevre sağlığını ve güvenliğini dikkate alan sistematik bir düşünce

yapısıdır. ÇUT’ un faaliyet alanı çevresel risk yönetimi, ürün güvenliği meslek

sağlığı ve güvenliği, kirlenmenin önlemesi, ekolojik dengenin korunması, doğal

kaynakların korunması doğaya ve çevreye zarar verecek kazaların önlemesi, atık

yönetimi gibi birçok disiplini bünyesinde barındırır. ÇUT’ un üç temel hedefi,

23

Yenilenemeyen kaynakların kullanımının azaltılması,

Yenilenebilir kaynakların kullanımının ve verimliliğinin arttrılması,

Çevreye toksit salınımının azaltılması,

olarak açıklanabilir.

ÇUT tekniği birçok tasarım ve çevresel etki değeri, veri ile veri yönetimi, tasarım

optimizasyonu gibi veri tabanlı aktivitelerin koordineli olarak çalışmasını gerektirir.

Çevresel etki değeri, herhangi bir çevresel kriterin performans seviyesinin algoritmik

açıklaması olarak tanımlanabilir [13]. Çevresel kriter denilen kavram ise bir ürünün

çevresel niteliğidir. Bu çevresel kriterin tümü, ürün geliştirilirken karar verme

mercilerinin yardımıyla sayısal hale getirilip somutlaştırılabilir.

2.9.7 Ġmalat yöntemi tasarım kuralları

İmalatçıların esas amacı, tasarım kağıt üzerinde değişmeyecek hale gelmeden önce

imlat yöntemleri ile ilgili sınırlamaların tasarım koordinatörleri tarafından fark

edilmesini sağlamaktır. İmalat yöntemi tasarım kuralları, belirli endüstrilere özgü

imalat yöntemlerinin kurallarıdır veya önerileridir. Örnek olarak otomotiv endüstrisi

araba şasisini üretirken saç şekillendirmede bu tasarım kurallarını kullanmaktadır.

Minimum eğrilik yarıçapı, kalıptaki maksimum bükme açısı, şekillendirme ve yüzey

işleme arasındaki ilişki kurallarla belirlenmelidir [12]. Tasarım koordinatörü, çok geç

olmadan veya değişikliklerin yapılması çok pahalı olduğundan tasarım yöntemi

esnasında bu kuralları göz önünde bulundurmalıdır.

2.9.8 Bilgisayar destekli tasarım

Tasarım kuralları, montaja uygun tasarım, Taguchi ve diğer teknikler tasarım

koordinatörü için bilgisayar üzerinde simule edilebilir. Bunlar genellikle imalatın bir

aşamasında bile tasarımın koordinatörünün gereksinimi olan tavsiyeleri içeren özel

imalat yöntemleridir [6]. Böyle bir sistem belirlenmekte ve geliştirilmektedir.bu

program, geometriyi tanımlamak için girdi taslaklarına izin veren, malzeme tipi

hakkındaki sorulara kullanıcının cevap vermesini sağlayan parçanın spesifik

özellikleri hakkında bilgi veren bir programdır. Ürünün fonksiyonelliği,

üretilebilirliği ve tasarımın ihtiyaçları arasında hesaplamalar yapılıp bilgisayar

ortamında detaylandırılmaktadır.

24

2.9.9 Güvenilirliğe uygun tasarım

Güvenilirlik kavramı, ürünün belirli sürelerde, belirli koşullar altında kendisi için

belirlenmiş foksiyonu hatasız olrak gerçekleştirilmesi olasılığı olarak tanımlanır.

Güvenilirlik kavramı dört temel faktörü kapsar. Bunlar,

Olasılık

Özelleştirilmiş bir fonksiyon

Tahsis edilen çevre

Süre

olarak sıralanabilir.

Tasarım aşamasındakisistem güvenilirliği düşüncesi, güvenilirliğin tahsis edilmesiyle

sağlanır. Güvenilirliğin tahsisi denilen kavram ise ya bir alt sistemin içindeki ürünün

hedef olarak alınan güvenilirlik kıstaslarının sağlanması ya da her bir alt sistemdeki

parça düzeyindeki alt hedef güvenilirlik kıstasının sağlanması olarak açıklanabilecek

bir prosedürdür. Güvenilirliğin sağlanmasındaki amaç, ürün yapısındaki her seviyede

hedef güvenilirlik kavramını kurmaktır.

Mekanik sistemlerin güvenilirği açısından bakıldığında, meydana gelen hatalar

ürünün yaşlanmasından, malzemelerin aşınmasından, ya da aşırı gerilmelerden

dolayı olur. Ayrıca yaşlanma ve aşınma denilen kavramlar iç gerilmeler açısından

ürünün dayanımını azaltan faktörlerdir [14]. Bu nedenle mekanik sistemlerin

güvenilirlik analizleri, gerilme ve dayanım analizleri üzerine kurulmuştur. GUT’un

ana hatları;

Basitlik,

Tercihli tasarımların ve uygun parçaların kullanılması,

Gerilme ve dayanım analizlerinin yapılması,

Yerel çevrenin kontrolü,

Kritik hata türlerinin tanımlanması ve bunların önlenmesi,

Olası hataların araştırılıp bulunması,

Önleyici bakıma önem verilmesi,

Tolerans değerlendirilmelerinin yapılması

25

olarak sıralanabilir.

2.9.10 Grup teknolojisi

Grup teknolojisinde parçanın özellikleri çok kapsamlı kodlarla bir sisteme

bağlanmaktadır. Bu kodlar, tasarımın tekrar kolay ele alınması için parçaların

sınıflandırılmasında kullanılmaktadır. Grup teknolojisi, ürün kalitesinde ve tasarımın

veriminde yeterli gelişmeyi sağlamak için kullanılmaktadır. Bu tasarım yöntemi

esnasında mühendis, şirket tarafından üretilen tüm parçaları inceleyerek parçanın

özelliklerinin önceden belirlenip belirlenmediğini kontrol etmektedir. Eğer mevcutsa,

yeni tasarıma gerek görülmemektedir [10]. Elde mevcut eski tasarımda değişiklikler

yapılarak yeni tasarım elde edilmektedir.

Sonuçlandırılan kod insan tarafından hesaplananla aynı olmayabilir ama yazılım

tutarlı olduğundan bir avantajdır. Verilen parça için hep aynı kod bulunmaktadır.

İnsan için bu her zaman doğru olmamaktadır. Kodun tutarsızlığı grup teknolojisi için

tek problemdir.

2.9.11 Kaliteye uygun tasarım

Araştırma ve istatistiksel kalite kontrol hiçbir şekilde zayıf bir tasarımın eksikiklerini

tamamen ortadan kaldırmaz, kalite ancak tasarlanan bir ürünün unsuru olabilir.

KUT’un hedefleri;

Müşteri ihtiyaçlarını karşılaya ürün tasarlamak,

Ürünün üretimindeki ve kullanıldığı çevrelerdeki potansiyel çeşitliliğin

etkilerini en aza indiren dayanıklı ürünler tasarlamak,

Ürünün güvenilirliği, performansını ve müşterinin beklentilerini aşacak

şekilde teknolojisini sürekli olarak arttırmak

olarak sıralanabilir [14].

KUT’un yaygınlaşmasını sağlayan iki ana teknik önceki bölümlerde de bahsedilen

Taguchi tekniğidir. Taguchi yöntemi ürün ve proses gelişiminde, temel

fonksiyonların hesaplanmasında bilimsel ve mühendislik prensiplerinin

kullanılmasını içeren sistem tasarımı adımı, sistem parametrelerinin belirlenebilmesi

için parametre tasarımı adımı, parametreler için en iyi toleransların tanımlanmasını

ve kullanılmasını içeren tolerans tasarımı adımı olmak üzere üç konuyu dikkate alır.

26

2.9.12 Olası hata türleri ve etkileri analizi

Hata istenmeyen bir özellik, kusur olarak bilindiğinden üründe, sistemde, proses

veya serviste ortaya çıkabilecek bir hatanın meliyeti hem iç üretim maliyetlerine hem

de müşteri memnuniyetsizliği, müşterinin tatminsizliği olarak satış performansına,

dolayısı ile şirketin mali performansına ve tablolarına yansır. Olası hata türü etkisi

analizi bir sistemde, tasarımda, proseste veya serviste oluşan hataları, problemleri

müşteriye ulaşamadan önce tanımakta ve elemine etmekte kullanılan bir kalite

tekniğidir.

Genel olarak ifade edilecek olursa bir OHTEA çalışması;

Sistem bileşenlerine ait hata türlerinin her birinin, sistemin fonksiyonları

üzerine etkisini tayin eder,

Sistemin güvenilirlik, elverişlilik, emniyet karakteristikleri üzerine hata

türlerinin belirgin etkilerini tanımlar,

diyebiliriz [14]. Ayrıca uygulamada hedeflenen sonuçlar, hata türlerinin ortaya

çıkmasının önlenmesi, nedenlerinin ortadan kaldırılması ve bunlara yönelik

faaliyetlerin belirlenmesi olduğu için bu tekniklerin uygulanması sonucunda ürünün

kalite düzeyinin yükselmesi sağlanmış olacak ve sistemin güvenilirlik değerleri

arttırılmış olacaktır.

Şekil 2.7’de OHTEA yönteminin akış şeması gösterilmiş olup, amaçları ise;

Sistemin üzerinde olumsuz etki yapan hataları tanımlamak,

Sistemin emniyet ve güvenilirliğini belirlemek,

Hataların teşhis edilmesine imkan sağlamak ,

Sistem güvenliği ve emniyetini geliştirmek,

Sistem tamir,bakım gibi olanaklarının arttırılmasını sağlamak,

Tasarımın doğrulanması ve gözden geçirilmesi yoluyla en az hatalı tasarım

gerçekleştirilmesine imkan sağlamak

şeklinde özetlenebilir.

OHTEA yöntemi sıklıkla iki tipte uygulanır. Bunlar Proses OHTEA ve Tasarım

OHTEA’dır. Proses OHTEA, proses boyunca hataya nden olabilecek olası durumları

değerlendirir.

27

Ana hedefi, potansiyel üretimsel hataların etkilerini, ölçülebilen kontrol edilebilen

izlenebilen önemli karakteristiklerini tanımlayarak en aza indirmek mümkünse

ortadan kaldırmaktır. Tasarım OHTEA, ürün tasarımı sırasında ele alınan konularda

muhtemel hata türleri, neden ve etkileri analiz eder. Bu yöndemde çalışmaları

tasarım geliştirme aşamasında test ve denemelerden önce yapılması gerekir.

2.9.13 Kalite fonksiyon yayılımı

Bu teknik ürün ve kalite geliştirme çalışmalarında müsteri ile işletme arasında iyi bir

iletişim aracı olarak kullanılmasında büyük fayda olan bir kalite tekniğidir. KFY

tekniği, tasarımın yapılan veya kalitesi geliştirilmek istenen ürünle ilgili olarak

müşterinin sesine kulak verilmesine ve onun isteklerinin görüntülenmesine olanak

sağlar. Şekil 2.8’ de olduğu gibi müşteri taleplerinizi analiz eden, geliştiren, tasarım,

üretim, servis, ve ilgili diğer tüm işletme faaliyetlerini müşteri odaklı anlayış

çerçevesinde bütünleştirmeyi hedefleyen sistematik bir anlam taşır [11]. KFY

tekniğinin temel amacı; müşteriye gereksinim duyacağı, beklentilerini ve isteklerini

karşılayan ürünleri zamanında sunmak ve böylelikle ekonomik açıdan işletmeye daha

büyük pazar payı, dolayısı ile de daha fazla kar sağlamaktır.

28

ġekil 2.7 : Olası hata türü ve etkisi analizi akış şeması

Analiz edilcek sistemi tanımlayın.

Sistemi herbiri bir parçayı veya donanımı içerecek şekilde bileşenlerine ayırın.

Her bileşenle ilgili tüm referans verilerini ve tasarım ayrıntılarını toplayın.

Analiz için bir bileşen seçin.

Hata şeklinin olasılığını tahmin edin.

Analiz edilecek sistemi tanımlayın.

Donanım parçasının veya bileşenlerinin hata şeklini tanımlayın.

Hatanın bileşen donanımının yukarı veya aşağı akışı ve tüm sistem üzerindeki etkisini

belirleyin.

Riski azaltmaya yönelik tavsiyeleri sıralayın.

Dikkate değer

başka bir hata

var mı?

Hayır

Değerlendirilecek

başka bileşen var

mı?

Hayır

Çalışma tamamlandı.

Kritik bir

etki var mı?

Olasılık

düşük mü?

Evet

Evet

Evet

29

KFY tekniğinin uygulanması;

Müşteri isteklerinin belirlenmesi

Müşteri isteklerinin derecelendirilmesi

Servis ağırlık noktalarının belirlenmesi

Ürünün nasıl şekillendirileceğinin belirlenmesi

Ölçülebilir hedef değerlerin saptanması

Hedeflerin tanımlanması

Teknik gerçekleşebilirliğin zorluğunun araştırlması

ġekil 2.8 : KFY analiz modeli

30

İlişkilerin belirlenmesi

Teknik anlamların tanımlanması

Müşteri aracılığı ile ürünün değerlendirilmesi

Müşteri değerlendirilmesinin analizi

Teknik açıdan rekabet değerlendirilmesi

Uyumun sağlanması

Pazarlama açısından ağırlık noktalarının belirlenmesi

Kritik karakteristiklerin ortaya konması

şeklinde sıralıyabiliriz.

KFY tekniğinin faydaları ise;

Yeni ürün geliştirme zamanının kısaltılması

Tasarım değişikliklerinin daha erken aşamada ve daha az miktarda olması

Belirsiz tasarım sorunlarının azaltılmasının sağlanması

Müşteri ihtiyaçları odaklı tasarım yapılmasının sağlanması

Bilgi trasferi ve dolayısıyla takım çalışmasını teşvik etmesi

şeklinde sıralıyabiliriz [14].

2.9.14 Hata ağacı analizi

Hata ağacı analizi, sistemde tehlike olarak kendini gösteren olası tüm problem veya

hataların tanımlanmasında ve analizinde kullanılan sistematik bir yolu temsil eder.

HAA her düzeyde tehlike oluşturan hataların analizini yapar ve bir mantık diyagramı

aracılığı ile en büyük olayı yaratan hataların ve problemlerin olası tüm

kombinasyonunu gösterir.

Ürün geliştirme sürecinin yanı sıra ürün kalitesine etki eden en önemli faktörlerden

biri hatalardır. HAA temelde, Olası Hata Türü ve Etkisi Analiziyle aynı amaçları

paylaşıyormuş gibi görünse de, uygulamada izlenen yol ve temel alınan strateji

açısından oldukça farklıdır. HAA’da probleme neden olan tüm nedenler sıralanırken

bu nedenlerin herhangi birinin veya hepsinin oluşması durumu ele alınarak hatanın

kaçınılmazlığı konusunda düşünce sahibi olunur. Hata ağacı analizi sistem

31

güvenilirliğinin ve emniyeti tamamlamak için kullanılan bir tekniktir [1]. HAA

sistemde tehlike olarak kendini gösteren olası tüm problem veya hataların

tanımlanmasının sistematik bir yoludur. Bu yöntem problemlerin çözümüne yönelik

olarak düzeltici nitelikte kullanıldığı gibi, verimli ürün geliştirmeye yönelik

çalışmaların planlanmasında belirleyici niteliği ile de kullanılabilir.

HAA uygulamasının adımları;

Sistemin tanımlanması

Hata ağacının oluşturulması

Hata ağacının kantitatif değerlendirilmesi

Düzeltici ve önleyici çalışmalar için önerilerin belirlenmesi

HAA analizinin temeli olan kök neden analizi : Kök nedeni, en temel nedene kadar

inilerek oluşması istenmeyen bir problemin veya hatanın önlenmesine yönelik

olarak gerçekleştirilen analizdir ve bu analiz hata ağacı analizinin temelini

oluşturmaktadır. Kök neden belirleme teknikleri, potansiyel oluşum gösteren

problemlerin ve hataların tanımlanmasına ve çözümlenmesine katkıda bulunacak

şekilde tasarlanır. Teknikler bu katkıyı yaparken uzun süreli olarak ürün ve kalite

geliştirme faaliyetlerine yardımcı olurlar.

Kök neden analizini avantajları;

Uygun kaynakların kullanımı

Gereksiz dar boğazları engellemek

Objektif problem çözümünü sağlamak

Çözümlerin geniş çerçevede ele alınması ve bunların gelişiminin

kolaylaştırılması

Diğer problemleri önceden tanımlamak ve engel olmak

Ayrıntıları yanılamak, birleştirmek ve entegre etmek

Problemlerin yeniden oluşumuna engel olmak

Gelişiminin elverişli koşullarını tanımlamak

32

2.10 EĢ Zamanlı Mühendislikte Tasarım ve Kalite Tekniklerinin

KarĢılaĢtırılması

Çizelge 2.1 hangi tasarım stratejilerini seçmemiz gerektiğinin belirlemesine yardımcı

olmaktadır. Eş zamanlı mühendisliğe yeni başlanıyorsa en iyi seçenekler

aksiyomnlarla tasarım, montaja uygun tasarım ve imalata uygun tasarımdır [12].

Çizelge 2.1 : Tasarım metodolojisinin karşılaştırılması

TASARIMLAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Montaja Uygun Tasarım B B A B B A A A A A

Kalite Değerlendirme Tekniği A B C C A C A B B A

Bilgisayar Destekli Tasarım B B B A B B B B A B

Taguchi Metodu B C C C A B B A A B

İmalat Yöntemi Tasarım Kuralları B B B A B B B A A A

Çevreye Uygun Tasarım A B B A C C A A A B

İmalata Uygun Tasarım A A A A C A A C C A

Grup Teknolojisi C B A C A B B B B C

Aksiyomlarla Tasarım A B A A A A A B C A

Güvenilirliğe Uygun tasarım

B B B A B B C A B A

Hata Ağacı Analizi B B C C A B B B B B

A : iyi B : orta C : Kötü

1. Planlanan maliyet ve etkisi

2. Eğitim ve uygulama

3. Tasarım etkisi

4. Yönetim etkisi

5. Ürün planlama takımın yaklaşımı

6. Hızın etkisi

7. Yaratıcılığı harekete geçirme

8. Sistematik

9. Nicelik

10. İyi uygulama öğretme

33

Çizelge 2.2’de tasarım yöntemlerinin uygulama alanları belirtilmiştir.

Çizelge 2.2 : Tasarım yöntemleri ve uygulama alanları

TASARIMLAR UYGULAMA ALANLARI

Montaja Uygun Tasarım A-B-C-D-E

Kalite Değerlendirme Tekniği A

Bilgisayar Destekli Tasarım A

Taguchi Metodu A-B-C-D-E-F

İmalat Yöntemi Tasarım Kuralları C-E

Çevreye Uygun Tasarım F

İmalata Uygun Tasarım A-B-C-E-F

Grup Teknolojisi A

Aksiyomlarla Tasarım A-B-D

Güvenilirliğe Uygun tasarım

A-B-C-D-E-F

Hata Ağacı Analizi A-C-F

A: Mekanik ve Elektronik Aletler ve Montajlar

B: Elektronik Aletler ve Sistemler

C: İmalat Yöntemleri

D: Yazılım, Enstrümasyon ve Kontrol, Sistem Entegrasyonu

E: Malzeme Şekil Değiştirme Yöntemleri

F: Esnek Montaj Sistemleri

Kalite teknikleri olarak adlandırılan ve dünya pazarında liderliği elinde tutan başarılı

ülke ve işletmelerde ürün ve kalite geliştirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılan

bu tekniklerin özellikleri ve hedefleri, ürün ve kalite geliştirmeye katkıları

çerçevesinde Çizelge 2.3’de özetlenmiştir.

2.11 EĢzamanlı Mühendislik Yönetiminde Dikkat Edilecek Noktalar

Eşzamanlı mühendislik yönteminde başlangıçtan itibaren, tasarım çalışmalarında tüm

bölümlerden uzmanlar bir arada olmalıdır. Değiştirilmeyen kurallar konulmaktan

uzak durulmalı ve ürünün ve yöntemin sürekli optimizasyonu gereklidir. Üretimi

kolay olan ürünün bileşenleri teşhis edilmelidir.

34

Çizelge 2.3 : Kalite teknikleri özellikleri ve hedefleri

Kalite Tekniği Tekniğin

Karakteristiği Hedef AĢama

Kaliteye

Etkisi

Kullan

ım

KGF

Kalite

Fonksiyonlarını

GeliĢtirme

Ürün proses

niteliklerine

tüketici

taleplerinin

adaptasyonu

Tüketicinin

gereksinimine

uygun ürünler

Ürün

fikrinden

proses

aşamasına

kadar

*****

Orta

Yüksek

HAA

Hata

Ağacı Analizi

Hata

nedenlerinin

sistematik

araştırılması

İşletmede olası

arızaların

önceden ortadan

kaldırılması

Tasarımdan

seri üretime

kadar

***

Orta

OHTEA

Olası Hata Türü

Etkisi Analizi

Disiplinlerarası

diyalog ve

sistematik

yaklaşımla

hataların

tanımlanması

Olası hataların

azaltılması

Tasarımdan

üretime

kadar

****

Orta

BT

Bilimsel Tasarım

İstatistik deney

planlaması için

uygulamalı

yöntem

Deneylerin

azaltılması,

sağlamlığın

artırılması

Ürün

geliştirme

ve üretim

**

Orta

Üretim ve montaj için tasarım bileşenleri vurgulanmalı, en iyi araçlar ve gerekler için

üretim yöntemi tasarımı ve ürün tasarımı beraber düşünülmelidir.Tasarım üretilebilir,

satılabilir ve kullanışlı olabilmesi için tüm sınırlamalar ifade edilecek kavramlar

değiştirilmelidir. İmalat ve montaj yöntemlerini ve problemlerini önceden görüp

gereği yapılmalı, parça sayısı azaltılmalı, modeller arası değiştirebilme arttırılmalıdır

[6]. Ayrıca belli tipler ve boyutlar standartlaştırılmalı, ürün ve yöntemin dayanımı

arttırılmalıdır. Önceden tahmin edilmeyen harcamalar ve yöntem zamanları için

yöntemler tanımlanmalı, ürün rekoltesini yükseltmek için varolan yöntemleri ve

imkanları kullanmalıdır. Çünkü montaj esnasındaki hataları ortadan kaldırmak için

ürünleri ve yöntemleri modüllere ve montaj hatlarına göre bölünüp toleranslar

ayarlanmalıdır. Bu durumda yeniden yönelmeleri ve tertibatları azaltarak montajı,

daha kolay hale getirmiş olunur.

35

Eşzamanlı mühendislikte ayrıca parçalar eklemeye göre tasarlanmalı, ürün özellikleri

belirlenmeli ve tasarım kullanılabilirlik ve üretilebilirliğe göre yürütülmelidir. İmalat

ve montaj yöntemi seçilirken montaj sırasına ve montaj-kalite ilişkisi gözönüne

alınmalıdır. Toleranslar montaj metoduyla uyumlu olmalı ve üretim maliyetinin

hedef maliyetine uyumlu olması için tüm parçalar tasarlanmalıdır [8].

36

37

3. MONTAJA UYGUN TASARIM

Montaj, tasarım ve imalat işlemlerinin sonucunda parçaların bir araya getirilerek

ürünün son halini oluşturma işlemi olup imalat sanayinde ürün geliştirmenin en

önemli aşamalarından biridir. Bundan dolayı, birçok sektörlerde istihdam edilen

işçilerin büyük çoğunluğunu montaj hattında çalışanlar oluşturmaktadır. Ayrıca,

çoğu endüstriyel ürünlerin toplam maliyetine % 40 ila % 60 oranında montaj

maliyeti etki etmektedir. Montajın bu öneminden dolayı, ürünün tasarım aşamasında

montaj parametrelerini dikkate alarak ve iyi bir montaj işlem planlama metodolojisi

kullanarak en etkin şekilde ürünlerin montajının yapılması amaçlanmaktadır. Montaj

için bilgisayar destekli işlem planlama (BDİP), tasarımı verilen bir ürünün montajı

için detaylı bir plan hazırlama faaliyeti olarak tanımlanabilir. Bu işlem üç aşamaya

ayrılmıştır: montajın geometrik modellenmesi, geometrik temsili verilen montajın

analizi ve tercih edilen bir montaj planının türetilmesidir. Son aşama ise olası montaj

sıralarının türetilmesi ve her bir alternatifin değerlendirilerek montaj işlemlerinin en

iyi sırasının seçilmesidir [15]. Montaj planlama montaj işleminin en önemli ve

zaman alıcı aşamasını oluşturmaktadır. Aynı zamanda, montaj sırası planlamanın

montaj makineleri ve diğer ekipmanlarla ilgili verimlilik, ürün kalitesi ve maliyete

doğrudan etkisinin olması, montaj planlamanın önemini artırmaktadır.

Hızlı bir şekilde ürünleri geliştirmek tek başına düşünülmesi gereken bir hedef

değildir. Şirket için bitmiş, işlenmiş ürünlerin bir rekabet edebilen avantaja sebeb

olduğu durumlarda, harcanacak olan zaman azaltılmış olacaktır. Unutulmamalıdır ki

bu zamanın bağlı olduğu iki çok önemli, başarılması gereken standart vardır. Bunlar

maliyet ve kalitedir ki, mutlaka göz önünde tutulmalıdır. Kısacası harcanacak olan

zamanın azaltılması tek başına diğer konulardan bağımsız düşünülmemelidir. Zaman

önemlidir fakat kaynakların ve tasarımın kalitesinin derecesi de daha fazla rekabet

edebilen üretim için önemlidir. Ürün geliştirme süreci içinde, en başta pazar

ihtiyaçlarının yorumlanmasından, ürünü bitirmek için gerekli teknik resimler,

spesifikasyonlar, takımlar, bağlama aparatları ve üretim programları gibi teknik

olanaklara kadar, bir çok aktivite mevcuttur. Bunların dışında ürün geliştirme süreci

içinde prototip üretim ve test etme aktiviteleri de mevcuttur. Ürün geliştirme

38

tekniksel yenilik sürecinin bir parçasıdır. Yenilik süreci, fikirlerin üretilmesinden ilk

ticari üretime kadar bütün aktiviteleri içerir [7].

3.1 Montaj Teknolojisi

Montaj hattının tasarımı için tüm olası ve en uygun montaj sıralarının tespit edilmesi

son yıllarda önemli bir araştırma konusudur. Bu alandaki son çalışmalar oldukça kısa

sürede mümkün olduğunca kullanıcı etkileşiminden uzak, en uygun ve en uyguna

yakın montaj sıraları türetmeyi ve bu sıraları gerçek bir montaj sistemine uygulamayı

hedeflemiştir. Montaj sıralarının elde edilmesi iki nedenden dolayı çok zordur. İlki,

geçerli olası montaj sıralarının sayısı, az sayıda parçadan oluşan üründe bile fazla

olabilmekte iken, parça sayısı çok olan ürünlerde ise şaşırtıcı derecede çok

olabilmektedir. İkinci ise, küçük tasarım değişiklikleri montaj sıralarının uygun

seçeneklerini tamamen tekrar düzenlemeyi gerektirebilir [12].

Montaj teknolojisi, montaj prosesine ve montaj yöntemine göre ikiye ayrılmaktadır.

Montaj prosesine göre kendi arasında;

Manuel (elle) montaj

Özel amaçlı montaj

Esnek montaj olmak üzere 3’e ayrılır [15].

Manuel montaj; bu tip montajda operatörün yetenekleri ön plana çıkmaktadır.

Operatör, yapılan işlem sırasında neyin doğru olarak yapılacağını belirlediğinden

olanaklar geniş bir aralığı kapsamaktadır. Operatörler, farklı yerlerdeki, farklı

amaçlarlar için hizmet eden parçaları bir araya getirmektedir. Küçük parçalar, ağır

veya büyük parçalar, kavraması zor olan parçalar (keskin,kırılgan,kaygan vb.)

operasyon aşamasında işlenmesi uzun zaman alan parçalardır.

Özel amaçlı montaj ve esnek montaj otomasyon montaj sisteminin kendisi içinde iki

ayrı bölüm olarak ayrılır. Bu tip montaj sistemlerinde genel olarak her bir ünitede

görevi ve sorumluluğu belli bir tip montaj aktivitesi yapılır. Özel amaçlı montaj

sistemleri iyi ve uygun koşullarda çalışırken, maliyet verimliliği açısından çok

rekabetçi sistemlerdir. Esnek montaj sistemlerinde ise kendine özgü tasarım kuralları

olan, kendine özgü elemanları olan ve birden çok montaj aktivitesiyle sorumlu olan

sistemlerdir.

39

Montaj yöntemine göre ise;

Tek istasyonlu montaj

Hat montajı

Hibrit montaj olarak 3’e ayrılır.

Tek istasyonlu montaj; tüm montaj faaliyetlerinin tek bir yerde yapıldığı montaj

tipidir. Hat montajı ise her bir işlem noktasında yalnız bir çeşit aktivitenin yapıldığı,

montaj edilecek parçaların hareketli olarak işlem noktalarına geldiği ve montajın bu

şekilde tamamlandığı sistemdir. Hibrit montaj sisteminde ise, tek istasyon ve hat

montaj sistemlerinin birleştirilmesiyle oluşmuş montaj sistemidir.

3.2 Ürün GeliĢtirme Süreci YaklaĢımları

Tasarım döngüsünde üretim ve montajı önceden göz önüne almanın sebebi, son

ürünün maliyetinin yüzde 70’inin tasarım aşamasında belirlenmesidir. Tasarımcıların

tasarım aşamasında, üretim mühendisleri ile ortaklaşa çalışması, daha sonra imalat ve

montaj sırasında karşılaşabilecek problemleri azaltacaktır.

Montaj için tasarım ise dizayn işleminin her aşamasında dikkate alınmalıdır. Tasarım

ekibi ürün montajı veya ara montajı ve servis işlemleri sırasında her türlü alternatif

çözümleri üretebilmelidir. Ürünler maliyet ve performans bakımından analiz edildiği

için, ürünün kolayca montaj edilebilmesi için sistematik bir yaklaşım ortaya

konmalıdır. Eğer maliyet ve performans analizi sistemimizi değiştirmeyi

gerektiriyorsa, yeniden tasarlanan sistem montaj sonrasında yeniden analiz

edilmelidir. Parçaların detay çizimleri ve montajı, parça özellikleri, boyutları ve

toleranslarının MUT analiz sonuçlarını yansıtıp yansıtmadığı kontrol edilmelidir.

Özellikle ürün geliştirme süreci için bazı çözüm yöntemleri bilinmektedir. Örneğin;

sıralı ürün geliştirme süreci bunlardan biridir. Projenin birinci bölümünde açıklanan

sıralı mühendislik yaklaşımı ile bu bölümde bahsedilen sıralı yaklaşım aynı

terimlerdir. Ürün geliştirme sürecinde kullanılan diğer temel yaklaşım ise bütünleşik

yaklaşımdır. Yine birinci bölümde anlatılan eş zamanlı mühendislik yaklaşımı ile bu

bölümde bahsedilecek olan bütünleşik yaklaşım terimleri aynı terimlerdir. Bu

yöntemde birbirinden ayrılmış olan görevler birbiri üzerine bindirilir ve çok

fonksiyonlu proje grupları çalıştırılır [15].

40

3.3 Ürün GeliĢtirme Sürecinde Sıralı YaklaĢım

Geleneksel yaklaşım olarak da adlandırılan bu süreçte, ürünlerin oluşumu önceden

belirlenmiş bir sıra dahilinde ortaya çıkarılır. Ürün geliştirme süreci adım adım

ilerler ve bu ilerleme bir çeşit engelli koşu gibidir. Bu tür bir yaklaşımda süreç,

konsept geliştirme, fizibilite testlerinin yapılması, ürün tasarımı, prototip yapma gibi

bir sıra dahilinde işler. Bu yaklaşım için Şekil 3.1’de örnek bir gösterim

oluşturulabilir [15].

ġekil 3.1 : Ürün geliştirme sürecinde sıralı yaklaşım [15]

Bu prosedürde herhangi bir faz başlamadan evvel belirsizlik minimuma indirilebilir.

Bütün bu söylenenlerden sonra sıralı yaklaşım sürecinin hız ve esneklik gibi ileri

düzeydeki hedefleri karşılamasının beklenmesi olumsuz durumlara yol

açabilir.Çünkü ilerleme sürecinde ortaya çıkan herhangi bir aksilik bu süreci

aksatabilmektedir. Sıralı yaklaşımda, ürün geliştirme süreci yüksek farklılıklara yol

açmaktadır. Sıralı yaklaşım bazı avantajlara sahiptir. Örneğin başta da belirtildiği

gibi her fazda yapılması gerekenler daha önceden belirlendiği için ürün geliştirme

süreci kolaylıkla yönetilir ve kontrol edilebilir. Her faz bittiğinde süreç iyice

incelenebilir. Bu tip yaklaşımda uzmanlardan kurulan takım kendi işini bitirdiğinde,

ürün geliştirme zinciri içinde sorumluluğunu tamamen bir sonraki fazda çalışan

arkadaşlarına devreder. Başarılı bir şekilde proje sorumluluğunu sürekli bir sonraki

takıma devreden bu yaklaşıma genelde duvar aşırı olarak adlandırılır [7].

3.4 Ürün GeliĢtirme Sürecine BütünleĢik YaklaĢım

Bir önceki bölümde bahsedilen sıralı yaklaşım yani geleneksel yaklaşımın gelişmiş

hali olarak ona alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Eşzamanlı özellik gösteren farklı

terimlerle ifade edilen bu yaklaşımlarda esas olan fikir aynı olup bu fikirde

bahsedilen, farklı fonksiyonları aynı anda ve bir arada düşünerek hareket etmekdir.

41

Ayrıcada böyle düşünülerek hareket edildiğinde esnekliğin artması ve proses çevrim

süresinin azalması kaçınılmaz olur. Bu yaklaşımın yapısı Şekil 3.2’ te gösterilmiştir.

Bu yaklaşımda asıl hedef farklı fonksiyonları temsil eden farklı departmanların iyi

bir şekilde iletişim içinde olmalarını sağlamaktır. Dış ticaret, arge, mühendislik ve

pazarlama gibi bölümler bahsedilen bu departmanlardandır. Aralarında oluşan bu

etkin iletişim aşamalar için harcanan zamanı en aza indirmiş olur.

Bütünleşik yaklaşım üretim ile tasarım arasındaki ilişkiyi güçlendirerek,

mühendisliğe yönelten bir prosedürdür. Eşzamanlı mühendislik kavramı bütünleşik

çalışmalar sonucu ortaya çıkmıştır.

ġekil 3.2 : Ürün geliştirme sürecinde bütünleşik yaklaşım [15]

3.5 Montaja Uygun Tasarım YaklaĢımı

Ürün tasarımı, imalat işleminin hem birinci aşaması, hem de en kritik aşamasıdır.

Ürün tasarımı aşamasında montaj yöntemi, parça toleransları, işleme tipleri gibi

imalat maliyetini ve toplam maliyeti önemli derecede etkileyen kararlar verilir. Eş

zamanlı mühendislik sistemlerinde bazı yöntemler kullanılarak sistemlerin tasarım

bilgileri değerlendirilir ve analiz edilir. Bu yöntemlerden biri de montaja uygun

tasarımdır. Montaja uygun tasarım, montaj güçlüklerini aşmayı ve parça maliyetini

azaltmayı sistematik yaklaşımla sağlayan bir iyileştirme yöntemidir. Bu teknikte

parça maliyetini azaltma, montaj edilen parça sayısını azaltmak ve azaltılan

parçaların kolaylıkla montaj yapılabilmesi ile sağlanmaktadır [15].

Bu teknik yardımıyla ürün geliştirmede yeni bir dönem başlamıştır. Bu sayede bir

çok firma, ürün maliyetlerinde azalma ve verim artışı elde etmişlerdir. İmalata uygun

tasarımda amaç ürün tasarımını ve süreç planlamasını bir aktivitede birleştirmektedir.

İmalata uygun tasarım, üretim sisteminde yer alan bütün elemanların birbirleri ile

iletişimine yardım eden bazı temel prensipleri benimsemektedir. Ayrıca imalata

42

uygun tasarım yaklaşımı, üretimin her aşamasında tasarımı değiştirebilme ve bu

değişiklikleri kabul ettirmek için üretim süreci boyunca esnekliğe prim tanır.

İmalata uygun tasarımın ana elemanı olan montaja uygun tasarım önemli bir

karakteristiğe sahiptir. Montaja uygun tasarım ürün strüktürnü sadeleştirmeyi şart

koşar. Çünkü bir ürünü oluşturan parçaların toplam sayısı ürün montaj kalitesini

belirleyen en önemli kriterdir. Günümüzde farklı özelliklere sahip bir çok montaja

uygun tasarım teknolojisi ve bu tekniklerin kendilerine özgü özellikleri vardır.

Tasarımcıların ilgisini çekmek zorunda olan bu özellikler genel olarak ;

Sistematik olma

Ölçülebilir olma

Tamamlayıcı olma

Kullanıcıya yakın olma olarak sıralanabilir.

Bir ürün geliştirme süreci oluşturmayı hedefleyen, paralel olarak yapılan tüm

tasarımları ortak odak noktada toplamaya çalışan bir yaklaşımı içermektedir. Işte bu

durum sistematik olma olarak adlandırılır.

Montaja uygun tasarımın en önemli problemlerinden biri; montaj edilebilirliğin

tarafsız, kusursuz bir şekilde bütünüyle nasıl ölçülebileceğidir. Şimdiki MUT

metotları farklı montaj edilebilirlik ölçümleri kullanmaktadırlar. Ürünün montaj

kalitesinin anlaşılmasında en tarafsız kıstas maliyet bilgisidir. Montaj edilebilirliğin

değerlendirilmesindeki amaç, etkilenen faktörlerin en iyi kombinasyonunu bulmaktır.

Maliyet tahminindeki doğruluk, montaja uygun tasarım metodunun kalitesinin bir

belirtisidir. Bu duruma alternative olarak, bir şeylerin geliştirilip geliştirilmediği

bilgisi yeterlidir ve bunun mantıklı olarak en düşük maliyet çözümüne yol açacağı

tartışılabilir. Ancak bu mantık yöntemi iki adet dezavantaja sahiptir. Birincisi; bu

durum, imalata uygun tasarım gibi diğer tasarım kriterleri ile etkileşime izin vermez.

Çünkü maliyet verileri olmadan gerekli uzlaşma sağlanmaz. İkincisi ve kritik olanı

ise; maliyet bilinmediği için, ticari olarak başarılı bir ürüne neden olunup olunmadığı

hakkında bir belirti olmayacaktır. Kısacası maliyet bilgileri bir ürünün montaj

kalitesini ölçen en önemli unsurdur.

Montaja uygun tasarımda özellik olarak tamamlayıcı olabilmek için; montaj

edilebilmek için tarafsız olmalı ve montaj edilebilirliği geliştirmek için yaratıcı

43

olmak gerekmektedir. Çünkü tasarımcı için seçilen MUT metodunun güçlü bir amaca

sahip olması gerekmektedir. Tasarımcı için önemli olan faktörlerin nasıl

değiştirildiği veya etkilendiğidir. Tasarımcılar, yanlış yapılan aktiviteler doğal olarak

kendilerini doğru sonuca götürmeyceğini bilmektedirler.

Montaja uygun tasarım metodunun kullanıcıya yakın olmasında ürün maliyeti ve

tasarımcının emeği önemli bir etki yaratır. Ayrıcada kullanım kolaylığı ve ürün

kalitesi arasında da kurulacak olan denge her zaman çok iyi korunmalıdır. Örneğin

kullanılacak olan method, kullanım kolaylığı açısından kolay olup fayda açısından

verim alınamıyorsa, sistemin iyi olmadığı anlaşılır. Veya seçilen method verimli

olmasına rağmen kullanım olarak zor ise bu metodunda kulanılması sağlıklı

olmayacaktır. Bu durum kullanıcıya yakın olma özelliğini anlatmaktadır.

Genellikle zaman, montaja uygun tasarımın en önemli sorunudur. Çünkü, tasarım ve

imalat mühendisleri çok sıkı ve aynı zamanda dar bir programla çalışır ve bir

montaja uygun tasarım metodunu öğrenmek için zaman harcama konusunda

isteksizlerdir. Alışma ve değerlendirme zamanını indirmek için, montaja uygun

tasarım metodu daha efektif bir formda gösterilmelidir. Ancak montaja uygun

tasarım metotları el kitapları, monografiler, tablolu değerlendirme prosedürleri ve

bilgisayar destekli sistemler ile sunulmaktadır [4].

Mevcut olan MUT metodolojileri; tasarım ilkelerini kullanan metodolojiler, miktar

değerlendirme prosedürlerini kullanan metodolojiler, bilgi tabanlı tasarım yaklaşını

kullanan ve bilgisayar destekli yöntemleri kullanan metodolojiler olmak üzere dört

temel sınıfta toplayabiliriz.

3.5.1 Tasarım ilkelerini kullanan MUT sistemleri

Mevcut olan tasarımların sonucunda oluşan bu ilkeler, yapılan deneylerden iyi veya

kötü sonuçlar çıkarılması ile elde edilmektedir. Bu sonuçlar neticesinde çok sayıda

bilgi birikimi oluşmakta ve bu ilkeler sayesinde montaja uygun tasarım teknikleri

gelişmektedir.

Uzun süre yapılan çalışmalar ve deneyler sonucunda bir çok tasarım kuralları

yaratılmıştır. Bu kuralların bazıları genel, bazıları ise detaylı olarak incelenmiştir.

1983 ile 1985 yılları arasında Andreasen, aşağıda belirtilen kurallar üzerinde

çalışmalarını sürdürmüştür [15].

44

Bunlar;

Ürün çeşitliliği

Ürün strüktürü

Parçalar

dır. Yapılan bu çalışma, montaja uygun tasarıma bir giriş olarak kabul edilmektedir.

Tasarım kurallarını katalog haline getiren farklı montaja uygun tasarım metotları da

mevcuttur.bu metodların birçoğu aslında farklı yollarla az çok aynı kuralları

içermektedir.

3.5.2 Miktar değerlendirme prosedürlerini kullanan MUT sistemleri

Miktar değerlendirme prosedürlerini kullanan montaja uygun tasarım metodolojisi

sistematik bir yapıya sahip olup, tasarımcıya yaptıkları ürün tasarımlarının nicellik

yönünden değerlendirme şansı vermektedir. Eğer bunlar tasarımcılar tarafından

doğru bir şekilde uygulanırsa, bu durum yaratıcılığı teşvik eder ve söz konusu

tasarımcıları geliştirilmiş miktar oranıyla orantılıdır [15].

Mevcut ve tercih edilen montaja uygun tasarım metodlarının büyük bir bölümü

değerlendirme prosedürüne dayanmaktadır. Tasarımcı operasyon operasyon montaj

sürecini belirlemelidir. Montaj sistemleri veya operatörler tarafından uygulanacak

olan sürecin ne kadar basit olup olmadığının ölçüsünün oranlanması sonucunda

ortaya çıkan değere göre ürün yeniden tasarlanma sürecine girip, buna bağlı olarak

ürünün montaj edilebilirlik oranı değişebilir.

Günümüzde iyi bilinen ve miktar değerlendirme prosedürüne dayanan yöntemlere

örnek olarak, Boothroyd- Dewhurst Metodu, Hitachi Metodu ve IPA Stuttgart

Metodu verilebilir. Projenin ileriki bölümlerinde bu yöntemler geniş olarak ele

alınacaktır.

3.5.3 Bilgi tabanlı tasarım kullanan MUT metodları

Bilgi tabanlı tasarım; yılların birikimi ve hatalardan öğrenilerek oluşmuş firma

kuralları, spekleri, tabloları, malzeme seçim yöntemleri, imalat yöntemleri,

kullanılacak standart parça katalogları, ileriki aşamalarda ergonomi, imalat, maliyet

gibi konularda sorun oluşturabilecek konular ve çözümleri kapsayan sistemler

bütünüdür. Anlam çıkarma, bilgi bazlı yönetim, araştırma mekanizmaları gibi

45

geleneksel bilgisayar yetenekleri ile birleşen yeni bilgiyi işleme kabiliyetlerini

bütünleştirmek bilgi tabanlı sistemlerin görevini oluşturmaktadır [16].

Montaja uygun tasarımda bilgi tabanlı işlem için, ifadelerin, bilgilerin bir araya

toplanması için depolanması ve ortaya çıkacak herhangi bir problemin çözümünde

kullanılması, sorular ve cevaplar için gerekli açıklamaların yapılması,

bilinmeyenlerin tanımlanması, montaj giderlerinde tasarım kararlarının sonucunda

tavsiyeler sağlanması, yeniden tasarım için öneriler verilmesi, bilgi temelli sistemleri

ifade eden dil, prosedürel bir dilden daha kapsamlı olması gibi özelliklere sahip

olması gerekir.

3.5.4 Bilgisayar destekli MUT metodları

Bilgisayar destekli tasarım ile bütünleştirilen montaja uygun tasarım sistemleri,

üretilmesi istenen parçaların çeşitli yöntemler, teknikler ve standart semboller

kullanılarak parçanın bütün karakteristiklerini bir çizim ortamına yansıtıp montaj

edilebilirlik özelliklerinin işlenmesine olanak tanır. BDT sistemlerinin sağladığı

faydalardan biri olan veri tabanı ve veri dönüşümü ile BDT ortamında çizim bilgileri,

çeşitli formatlara dönüştürülebilir veya veri tabanları yardımıyla saklanabilir.

Montajda bir ürüm veri modeli; bir parça veri modeli ve montaj modelinden oluşur.

Bu modellerden her biri operasyon verileriyle tamamlanır. Bundan dolayı bu

yöntemdeki son nokta, teknik amaçlar ile prosedirlerin sunumu ve üç boyutlu

modellerden montaj edilebilirlik verilerinin elde edilmesidir [12,15].

Parça Modeli

Parça modeli için montaja uygun tasarım sistemi tarafından gerek duyulan tüm

verilerin kesin olarak tayin edilmesi, tasarımcıya ekstra bir iş yükü yüklemeden

mümkün değildir. Örneğin; eylemsizlik momentinin otomatik hesaplanması, boyutlar

gibi mutlaka sağlanmak zorundadır. Üç boyutlu BDT parça modellerinden montaj

edilebilirlik verilerini çıkarmak ve bu verileri MUT sistemine dahil etmek için kilit

kavram unsur işlemedir.

46

ġekil 3.3 : Unsurların açıklanması

Unsur ĠĢleme

Unsurlar günümüzde tasarım ve imalat uygulamalarında yaygın olarak kullanılmakla

birlikte montajda sık kullanılmamaktadır. Montaj sırası planlama, parçalar arasındaki

öncelik ilişkilerini bulmak için tutucu el planlama, hareket planlama ve kararlılık

analizi gibi bazı takım planlamalarına bağımlıdır. Ayrıca, öncelik ilişkilerini

belirlemek için imalat ve montaja ait bilgiler de gerekmektedir. Bu bilgi çoğu zaman

hazır sunulmamakta veya ürün modelinde sınırlı bir seviyede olabilmektedir.

Tasarımcı ürünün modelinde sadece geometrik ve topolojik bilgi ile farklı parçaların

47

konumu veya bunlar arası bazı basit ilişkileri temsil edebilmektedir. Kararlılık analizi

hareket planlama, tutucu planlama için gerekli olan bilgi ürün modelinden

çıkarılmıştır [12]. Çıkarılan bilgi kullanılarak ürüne ait montaj modeli

oluşturulmaktadır. Montaj modeli türetildikten sonra bu montaj modeli analiz

edilerek montaj sıra planlama gerçekleştirilmektedir. Üretim unsurları, makine ile

işlenebilme ve montaj edilebilme için tanımlanırken, tasarım unsurları ise

fonksiyonlar ifade eder. Şekil 3.3’ de unsurların bir tanımını yapılarak örnekler

gösterilmiştir. Şekil 3.4’ de ise unsur modellemenin yolları gösterilmektedir.

ġekil 3.4 : Unsur modelleme

3.5.5 Unsurlarla tasarım yaklaĢımı ile MUT

Şekil 3.5’ de unsurlarla tasarım aşamaları gösterilen yaklaşımda, söz konusu

unsurlar başlangıçta parçada birleştirilir. Ölçülerin yer parametrelerinin ve çeşitli

özelliklerin belirlenmesiyle, geniş kapsamlı unsur tanımları örnek olarak verilen

unsurların oluşturulduğu bir kütüphanede yer alır [15].

48

ġekil 3.5 : Unsurlarla tasarım [15]

3.5.5.1 Ġnteraktif unsur yaklaĢımı ile MUT

İnteraktif unsur yaklaşımının esası öncelikle geometrik parça modelinin

yaratılmasıdır. Unsurlar, parça üzerindeki özelliklerin belirlenmesinde katkı sağlayan

tasarımcılar tarafından daha sonra belirlenir. İnteraktif unsur diyagram yapısı Şekil

3.6’ de gösterilmiştir [15].

ġekil 3.6 : İnteraktif unsur diyagramı [15]

3.5.5.2 Otomatik unsur yaklaĢımı ile MUT

Otomatik unsur yaklaşımıda ilk olarak tasarıma geometrik model oluşumu ile başlar.

Daha sonra uygun olan bir bilgisayar programı ile otomatik olarak unsurları

toparlayıp bir veri tabanı işlenir. Şekil 3.7’de yapısı gösterilmiştir.

Unsurların tanımlanması için, safha değişim diyagramları, uzman sistem yaklaşımı,

grafik bazlı yaklaşım, konstrüktif üç boyutlu yaklaşım, sentetik şekil tanımı,

dekompozisyon yaklaşımı gibi metodlar kullanılmaktadır.

49

ġekil 3.7 : Otomatik unsur diyagramı [15]

Parça Modeli ve Montaj Edilebilmenin Değerlendirilmesi

Şekil simetrisi, unsur simetrisi, boyutlar, ağırlık, kütle merkezi, eylemsizlik momenti,

yüzey kavrama lokasyonu, tipi, boyutu, ortogonalite, paralellik, pah kırma gibi

unsurlar; parça modeli montaj edilebilmenin değerlendirilmesi açısından gerekli

birçok verilerdendir.

Montaja uygun tasarım sistemleri için gerekli montaj edilebilirlik verilerinin

çıkarımı için birçok algoritma geliştirilmiştir. Örneğin, parça boyutlarının ve parça

simetrisinin çıkarımı için prototip algoritmalar bir MUT sistemine girdi olarak

kullanmak için gerekli geliştirilmiştir [17]. Ayrıca BDT parça veri modelinden gelen

özelliklerin tanımlanması için önceki başlıklar altında bahsedilen bilgi tabanlı sistem

geliştirilmiştir. Şekil 3.8’ de uygun yönlendirme aygıtlarının ve parçanın BDT

modelinin bir örneği gösterilmektedir.

Otomatik parça beslemek için oldukça ilginç sistemler geliştirilmiştir.

Yönlendirilebilirliği referans alarak ve parça veri modellerinin otomatik analizinden

yararlanarak sistem, doğrusal titreşimli konveyörün yörüngesi için yönlendirme

aygıtların üretimi için bir bilgisayar destekli üretim sistemi ile bağlantılıdır.

ġekil 3.8 : Yönlendirme aygıtlarının tasarımı ve imalatı için BDT sistemi

50

Montaj Modeli

Montaj modeli, uzaysal olarak birbiriyle ilişkili olan gövdelerin toplamı olan

montajda yer alan parçalar arasındaki ilişkileri göstermektedir.

Parça etkileşim modelleri bir montaj edilebilirlik değerlendirilmesi için aşağıdaki

bilgileri sağlayabilir,

1. Montaj direktifi

2. Fikir ayrılığı – serbest montaj,demontaj süreçleri

3. Tolerans

4. Parçaların lokasyonu ve oryantasyonu

5. Komşular

6. Mafsalların serbestlik derecesi

7. Dengeler

Araştırmacılar montajın betimlenmesi için bir grup teorik yaklaşım geliştirildi. Bu

araştırmacılar şekillerin simetrisini ve unsurlarını tanımladılar. Bir unsurun simetrisi

sadece unsura kendi kendine yol gösteren döndürme veya bir yerden başka bir yere

taşımadır. Bu yaklaşım robotlar için bir montaj görev spesifikasyonu meydana

getirmek için kullanılmıştır. Başka bir yaklaşımda ise üç boyutlu strüktürveya alt

strüktürlerle ilgilenen otomatik montaj için bir sistem geliştirilmiştir. Montajın

gösterimi bir konstrüktif katı geometri ağacı ve bağlantı grafikleri üzerinde

gösterilmektedir [16].

Farklı bir yaklaşım, belirli bir ürün için bütün mekanik montaj bölümlerinden

meydana getirilmesi adına bir algoritmanın gelişimine sebep olmuştur. Bu algoritma

ürünün tanımlanmasını yapar ve montaj bölümlerinin ve/veya grafik gösterimine

uymaya çalışır. Ortaya çıkan montaj bölümleri değerlendirilebilir. Ilk kriter montaj

işlerinin uygulanabildiği farklı bölümlerin sayısının maksimize etmektir. İkinci kriter

ise montaj işlerinin eşzamanlı olarak uygulanması ile toplam montaj zamanını

minimize etmektir.

Montajın kolaylığının değerlendirilmesi için yeni bir gelişmede interaktif grafik

demontajı sistemidir. Bu sistemde tasarım mühendisi, montaj işini nitelendiren bir

BDT modeli yükler ve demontajın simülasyonunu yapar. Bir parça veya alt montaj

51

parçası ve demontaj yönü seçilir. Demontaj sürecine dayalı olarak, sistem

operasyonu birsembol seçimi ile sınıflandırır. Her seçim işlemi sistem tarafından

desteklenir [17]. Bu hesaplama, spesifik olarak söz konusu ürün hakkında ve genel

olarak montaj hakkında genel bir bilgi içeren kurallara dayandırılmaktadır. Böylece

ürünü parça parça demonte ederek, bir montaj sırası keşfedilir.

3.6 Montaj Edilebilme Kriterleri

Montaj edilebilme kişiler tarafından çeşitli anlamlara çekilmeye yatkın bir

kavramdır. Bu nedenle günümüzde kullanılan, ürünlerin montaj edilebilirliğinin

ölçüm kriterleri aşağıda detaylı olarak ele alınacaktır.

Montaj edilebilirliğin ölçük kriterleri Nitel ölçüm kriteri ve Nicel ölçüm kriteri

olmak üzere ikiye ayrılır.

3.6.1 Nitel ölçüm montaj edilebilme kriterleri

Maliyet yapıları maliyet üzerinde en büyük etkiye sahip olan maliyet tiplerinin

belirlenmesi için kullanılır. Çünkü nitel montaj bilgisinde maliyet yapısı ağırlıklı

olmak üzere, tasarım normları ve relatif maliyetlerin bütününden elde edilmektedir.

Çeşitli alternatiflerin çoğunlukta olduğu bir durumda maliyeti etkileyen faktörleri en

aza indirip çözüme ulaşma yoluna gitmek için uygulanır [15]. Maliyet yapıları

tanımlanabilir birkaç parçaya ayrılan genel maliyetlerin bir bölümüdür. Bu parçalar

mutlak veya relatif değerler olarak ayrılabilirler.

Tasarım normları, nitel montaj edilebilirlik ölçüm kriterinin en geniş kullanılanıdır.

Bu normlar montaja uygun tasarımın, montaj süreci uygulamalarını ve yapılan

mevcut tasarım tecrübelerinin toplu bir halini kapsar ve bu normlar ayrıca

tasarımcının pahalı çözümlerden kaçınmasına olanak tanır.

Detaylandırmanın değişik aşamaları için uygun olması, ortalama olarak maliyet

tahmin etme ihtiyacından kaçınılması ve şirketlere bağlı kalınma gibi bir durumun

olmaması nitel ölçüm montaj edilebilme kriterlerinin avantajları olarak

sıralayabiliriz. Bunların yanı sıra, tasarımı yapan kişi açısından çok sayıda gerekli

kuralı akılda tutmak zordur. Herhangi bir zaman kaybı yaratmadan, bilgiye doğru

zamanda ve hızlı bir şekilde ulaşılması gerekmektedir. Ayrıca bazı normların iyi

tanımlanmış olmaması ve buna bağlı olarak belirlenmiş kuralların ne zaman ve hangi

şartlarda kullanılması gerektiğinin açık olmaması dezavantajları olarak söylenebilir.

52

3.6.2 Montaj edilebilirliğin nicel ölçüm kriteri

Nicel ölçüm kriterleri bir ürünün montaj kalitesinin ölçümü için kullanılmaktadır. Bu

kriterlerin oluşmasında montaj endeksleri, montaj puanlayıcıları, global montaj

maliyetleri, detaylandırılmış montaj maliyetleri, enformasyon gibi terimler göz

önünde bulundurulur. Montaj endeksi montaj işleminin zorluk derecesini

göstermekte ve montaj puanlayıcısı etki faktörlerine puan ekleyerek montaj

edilebilirliğin hesaplanmasında kullanılan bir yöntemdir [15]. Global montaj

maliyetine, genellikle yüksek hassasiyete sahip olmayan bir maliyet tahmini

istendiği zaman ihtiyaç duyulur. Detaylandırılmış montaj maliyeti, montaj

sistemlerinin montaj süreçlerini ve sürecin planlanma yapıları hakkında bilgi

vermekte olup, enformasyon ise genel olarak montaj edilebilmeni ölçüm olarak

gereksinim duyulan bilginin değerini kulanmaktadır.

3.7 IPA Stuttgart Metodu

IPA Stuttgart metodunu Fraunhofer araştırma enstitüsü geliştirmiş olup bütün tasarım

süresi boyunca, ürünün gelişimi ve montaj edilebilirliğinin değerlendirilmesi esasına

dayanmaktadır. Burada teknik gereksinimler farklı aşamalarda tasarım sürecine

sistematik olarak uygulanırken, öncesinde montaja özgü tasarım süreçleri tanımlanır

[9].

IPA methodundaki tasarım kuralları dört gruba ayrılabilir. Bunlar;

ürün yapısı için kıstaslar

alt montajlar için kıstaslar

tek parçalar için kıstaslar

birleştirme teknikleri için kıstaslardır.

Tasarım sürecinin farklı aşamaları arasındaki ilişkide, montaj için ürünlerin uygunluk

değerlendirilmesi yapılırken her aşamadaki en önemli faktörlerinin

değerlendirilmesine ihtiyaç duyulur. IPA metodu, kavramsal ve ön tasarım

aşamalarında önemli olan bu faktörlerin değerlendirilmesine olanak sağlar. Bu

sebeple kontrol listesi kullanılır. Eğer çok fazla detaylı bir tasarım mevcut ise, o

halde daha fazla detaylandırılmış bir değerlendirme prosedürü kullanılabilir.

53

Prosedürler değer analizi tabanlıdır ki; bir parçanın fonsiyonel içeriği ile gerek

duyulan montaj harcaması arasındaki ilişki göz önünde tutulur. Bir montaj

prosedürünün etkinliği, parçaların ihtiyaç duyduğu kayda değer bir montaj

performansı ile arttırılabilir [15].

IPA metodunun temel adımları; fonsiyonel bir yapının düzenlenmesi , fonsiyonlara

ve fonksiyonel içeriğin belirlenmesine ağırlık verme, bir alt montaj strüktürünün

ayarlanması, fonksiyonel içeriklerin farklı parçalara bölünmesi, montaj sırasının

belirlenmesi, montaj harcamalarının belirlenmesi, montaj için uygunluk ölçümünün

değerlerinin belirlenmesi, montaj giderlerini ilgilendiren teknik sorunların

tanımlanması olarak sıralanabilir.

Tasarım kuralları yeniden tasarım için kullanılabilir. IPA Stutgart metodunun yeni

bir versiyonunda, montaj edilebilirliğin miktarının ölçümü gibi, her parçanın montaj

maliyetleri kullanılır. Toplam montaj maliyetleri manipulasyon, prezentasyon ve

ekleme maliyetleri içerir. Bu prosedür farklı aşamalarda tasarlanan farklı ürünlerin

değerlendirilmesini yapılabilir kılmaktadır. Montaj zorluğuna göre etki faktörleri

cezalandırılır. Ağırlık ve boyut için oluşturulan bir değerlendirme tablosu Çizelge

3.1’ de gösterilmektedir. IPA Stuttgart metodu sistematiktir.

Çizelge 3.1 : Etki faktörleri cezaları

54

3.8 Hitachi Montaj Edilebilirlik Değerlendirme Metodu

Hitachi limited şirketinin kendi çalışamaları sonucunda ortaya çıkan bu method, daha

iyi montaj edilebilirlik kriteri elde etmek üzere tasarım kalitesini geliştirmek için

etkili bir yol olan Montaj edilebilirliğin Değerlendirilmesi Metodunu, MDM,

geliştirmiştir. Bu methodun geliştirilmesi ile birçok firma tarafından kapsamlı olarak

kullanıldı ve bunun sonucu olarak en etkili methodolojilerden biri olarak kabul

edilmeye başladı. MDM çalışmaları 1976 yılında başlamış olup, üzerinden geçen

birkaç yılda bu metodlar yeni ve farklı tecrübelerin ışığında geliştirildi [15].

Tasarım oluşumu sırasında tasarım eksikliklerinin kolayca elde edilmesini ve tasarım

gelişiminin kolaylaşmasını sağlamak için montaj değerlendirne metodunun ana

hedefi olarak aşağıda verilen iki önemli veriyi kullanabiliriz. Bu veriler;

1. operasyonların zorluğunu belirleyerek tasarım kalitesine değer biçmek için

kullanılan bir montaj edilebilirliğin değerlendirme skor oranı,E

2. montaj elemanlarının maliyetini ortaya koymak için kullanılan bir montaj

maliyet oranı, K’ dır.

Montaj edilebilirliğin değerlendirilmesi ve tasarım gelişmeleri için bilgi akışını

gösteren diyagram Şekil 3.9’ da verilmiştir. Bu metot, montajın hem kalitesini hemde

maliyetini göz önünde bulundurmaya önem verir. Örneğin; düşük maliyetli bir

tasarımın illaki en düşük maliyetli tasarım olamayabilir, bunun tersine, mükemmel

bir tasarımda şartları gereği çok yüksek maliyetli olabilir. Değerlendirme

prosedürünün ilk aşaması kavramsal çizimlere gereksinim duyar. Fakat diğer

metodolojilerle birlikte düşünülürse, ne kadar çok başlangıç bilgisine sahip olunursa

o kadar verimli sonuçlar elde edilir.

MUT’ın diğer metodlarına kıyasla, Hitachi metodu; daha üstün çalışmalar için daha

uygundur ve rakiplerin veya kendi ürünlerinin kalitesi hakkında makul hükümler

ortaya koymak için kullanılabilir. Tasarım gelişimi, sonuçların tekrar tekrar gözden

geçirilip, yorumlayıp, degerlendirilmesi ile başarılır. Yapılan bu tekrarlar sonucunda

tasarımda iyileşmeler gerçekleşir ve optimize edilmiş olur.

55

ġekil 3.9 : Montaj edilebilirlik değerlendirme yöntemi akış şeması

56

MDM belli prosedürlere dayanır. Bunlar;

Montaj operasyonları ilk olarak yaklaşık yirmi adet temel montaj görevlerine

ayrılır ve her görev kendi içeriği kolayca temsil edecek şekilde birer sembole

atanır. Bu görevler ekleme ve bağlama prosesleriyle ilişkilendirilir. Bu durum

bu yöntemin tartışılan kısmıdır. Çünkü gerek elle montaj olsun gerekse

otomatik montaj sistemlerinde parçaların montaj aşamasında birbirlerine göre

konumları önemli olmasına karşın montaj sırasının dikkate alınmaması

yöntemin kullanılabilirliğini zorlaştırmaktadır

Temel montaj görevlerinin her birine, görevin zorluk derecesine gore bir ceza

puanı verilir. Bu ceza puanları dikkate alınan belli üretim verilerinin

analizinden elde edilirken bu puanlar teknoloji ve yöntemlerdeki değişme ve

gelişmelere gore sürekli yenilenir. Daha sonra bu cezalar, ceza puanına gore

karşılaştırılır ve görevler sıraya konur. Çizelge 3.2’de bazı örnek ceza

puanları verilmiştir.

Çizelge 3.2 : Hitachi değerlendirme sembolleri ve ceza puanları

Temel montaj görevlerini etkileyen çeşitli faktörlerin katsayıları hesaplanır ve

bu katsayılar ceza puanlarına yansıtılır.

Her parça için uygun olan ilave bağlantı koşulları farklı sembollerle gösterilir.

Her parça için hesaplanan cezaların toplamı katsayıların eklenmesiyle

güncellenir ve daha sonra en iyi sonuç olan 100 puandan çıkarılarak bu

yöntemin sonucu elde edilir.

57

Toplam montaj edilebilirlik puanı, parçaların montaj edilebilirlik

değerlendirme puanlarının toplanıp parça sayısına bölünmesiyle elde edilir ki

buda tasarım verimliliğinin önemli bir ölçüsü olarak kabul edilir. En iyi

puanın 100 olduğu koşullarda 80 ve üzeri puanlar kabul görmektedir [8].

Parça sayısını azaltmak, montaj edilebilirlik değerlendirme puanı açısından

her zaman yararlı olmayabilir. Çizelge 3.3’ te konu ile ilgili bir örnek

gösterilmektedir. Tam tersine eğer eklenecek parçanın değerlendirme puanı

varolan ortalama puanından yüksek ise bu durumda parça sayısının artması

verimliliğin artacağını gösterir. Bu durumda başta anlatılan durumla

çelişmekterdir. Bu karmaşıklığı ortadan kaldırmak için ek olarak birde montaj

maliyet oranı tanımlanır ki bu kavram yeniden tasarlanan ürünün maliyetinin

orjinal ürün maliyetine oranlanmasıyla bulunur ve bu oran 0.7 den küçük

olması istenir. Ayrıca tahmin edilen maliyet oranları ile güncel maliyet

oranları devamlı karşılaştırılır ve sapma %5’i aşarsa hatalar belirlenir ve

iyileştirmeler yapılır.

Çizelge 3.3 : Hitachi montaj edilebilirlik değerlendirme örneği

58

3.9 Lucas MUT Değerlendirme Yöntemi

Lucas motaja uygun tasarım metodu, bilgi temelli bir değerlendirme tekniği olup

Lucas organizasyon ve Hull üniversitesi arasındaki iş birliğinin bir ürünü olarak

ortaya çıkmıştır. Bu method montaj zinciri akış diyagramı etrafında geliştirilmiştir

[15]. Lucas MUT metotodu sistematik olarak bir prosedürü takip eder. Söz konusu

olan bu prosedürde montaj edilebilirliğin önemli durumları, parçanın imalatı göz

önünde bulundurulur. Bu yöntem prosedürleri Şekil 3.10’de açıklanmaktadır.

ġekil 3.10 : Lucas MUT değerlendirme yöntemi prosedürleri

Genel Taşıma

Analizi

Otomasyon Sistemlerinde

Besleme ve Kavrama Analizi

Ürün Dizayn

Spesifikasyonları

Ürün

Analizi

Fonksiyon Analizi

Üretim Analizi

Yerleştirme Analizi

Ekleme ve Sabitleme

Sonuçlar

59

Ürün tasarımı başlarken, ürünün ilk olup olmadığı bununla birlikte montaj

prosedürlerinin ve/veya parçalarının standartlaştırmak için fırsatların olup

olmadığına karar vermek oldukça önemlidir. Bilgisayar destekli tasarım sistemleriyle

birlikte çalışan bu sistem diğer tek başına çalışarak verimli olan sistemlere göre daha

avantajlıdır. Bilgi temelli sistemin bütün yapısı Şekil 3.11’ de gösterilmektedir.

Lucas MUT değerlendirme prosedürünü önemli analizlerinden biri fonsiyon

analizidir. Minimum zaman ve çaba harcayarak işin analizi için gerekli olan

bilgilerin büyük bir kısmının tedarik edilmesi kolaylıkla gerçekleştirilir. Fonksiyon

analizi yapılırken değer analizinin kiriterleri uygulanır ve aktiviteler fonsiyon önem

derecesine göre sınıflandırılırken parçaların bağıl hareketleri, malzeme özellikleri,

montaj edilebilirlikleri gibi konular sisteme birer veri olarak girilir. Daha sonra

aktiviteler temel olan ve temel olmayan aktiviteler olarak ayrılırlar.

ġekil 3.11 : Lucas MUT değerlendirme yönteminin yapısı

60

Temel aktiviteler A grubunda toplanırken temel olmayan aktiviteler ise B grubunda

toplanırlar. Bu bilgiler montaj sırası akış diyagramına kaydedilir. Tasarım verimliliği

denilen bu kavram, A grubunda yer alan aktivitelerin bütün aktivitelere

bölünmesiyle bulunan bir değerdir ve bunun için kabul edilen başlangıç %60’dır.

Montaj maliyetleri; B grubuna göre ayrılan parçaların veya operasyonların

eleminasyonu veya kombinasyonu ile düşürülebilir. Çok fazla sayıdaki basit

parçaların tam tersine daha karmaşık fakat az parça tasarlanarak montaj

problemlerinin üstesinden gelmek mümkün olabilir. Bu durum diğer üretim

gereksinimleri ile de uygun olabilir. Bu sebeple bir tamamlayıcı üretim analizi

geliştirildi. Amacı; üretim maliyetlerinde montaj tasarım sonuçlarını tasarımcının

önceden sezebilmesini sağlamaktadır. Üretim analizi alternatif materyallerin ve

üretim teknolojilerinin araştırılmasına izin verir. Ayrıca parça tasarımı

alternatiflerine atanılacak olan bir maliyet değerine olanak sağlar.

Bu metod, elle montaj ve otomatik montaj için farklı terimler kullanılır. Parçalar

montaj işleminin yapılacağı bölgeye el yardımıyla getiriliyorsa bu işlem için elle

işleme, eğer parçalar montaj işleminin yapılacağı bölgeye otomatik olarak sistemlere

getiriliyorsa bu işlem için besleme terimi kullanılır. Otomatik besleme ve elle işleme

analizi her parça için sorular içerir. Bu soruların yanıtları ise bir besleme endeksini

tanımlamak için kullanılır [17]. Değerlendirme prosedürünün bir sonraki aşama,

parçaların sevki esnasında parçanın problem yaratacak herhangi bir karakteristiğinin

olup olmadığının belirlenmesidir. Örneğin yer değiştirmelerin sayısını arttırarak

maddenin yer değiştirme haraketini azaltmak, iç içe yerleşme, kolay kırılma vb. Bu

durum için konuya özgü bir soru ve onun cevabını içeren sembolik bir menü

oluşturulur. Bu sorular cevaplandıktan sonra parça bir besleme endeksine atanır ve

bu değerin 1.5’tan az olması tavsiye edilir.

Besleme oranının, bütün parçalar için besleme endeksi atandıktan sonra prosedür

gereği tanımlanması gerekir. Besleme oranı, bütün parçalar için belirlenen beslenme

endekslerinin toplamının A grubunda yer alan esas parçaların toplam sayısına

bölünmesiyle elde edilir. Besleme oranı otomatik parça işleme için bir tasarımın

olabilirliğinin ayrıntılı bir gösterimi olarka kabul edilir ve bu oranın 2.5’ den fazla

olmaması istenir. Eğer bu oran 2.5’un üzerinde ise, değeri düşürmemek için hala

besleme endeksi 1.5’in üstünde olan parçalar üzerinde çalışılabilir ve B gurubunda

yer alan parçaların çıkartılması kararları tekrar değerlendirilebilir [15].

61

Beslemede olduğu gibi şahsi aktiviteler bir bağlantı endeksine atanır. Eğer bu değeri

1.5’in üzerinde olan aktiviteler varsa o halde tasarımı geliştirmek için bu aktivitelerin

tekrar gözden geçirilmesi tavsiye edilir. Bağlantı oranı kavramı, her bir parçanın

bağlantı indekslerinin toplamının A grubundaki parçaların toplam sayısına

bölünmesiyle elde edilen bir orandır. Şekil3.12’ de el montajı yöntemiyle montaj

edilen bir pompanın montaj sırası akış diyagramı gösterilmiştir. Bu tabloda

görüldüğü gibi çok sayıda B grubunda olan parça mevcuttur ve bunların çoğu

bağlantı elemanıdır.

62

ġekil 3.12 : Lucas MUT değerlendirme metodu,montaj sırası akış diyagramı [15]

63

Bunların yanı sıra Şekil 3.13’ te ise yeniden tasarlanan pompanın montaj sırası akış

diyagramı incelendiğinde sistemin basitleştirildiği ve bağlantı elemanlarının

azaltıldığı görülmektedir.

ġekil 3.13 : Lucas MUT değerlendirme metodu, yeniden tasarım örneği [15]

64

3.10 Boothroyd & Dewhurst MUT Metodu

Nicel değerlendirme prosedürü kullanan bir yöntem olan Boothroyd & Dewhurst

yöntemi MUT yöntemleri içinde en çok bilinen yöntemdir. Bu yöntem hem el

rehberiyle hemde geliştirilen yazılımlarıyla uygulama alanı bulan, elle montaj, özel

amaçlı otomasyon sistemlere ve robot montaj sistemlerine uygulanabilen bir

yöntemdir [15].

Bu yöntemin en güçlü taraflarından biri ürünün fonksiyonelliğini korumak kaydıyla

parça sayısını azaltma çabasıdır. Bunu sağlamak için her parça için aşağıdaki sorular

sorulur,

Değerlendirilen parça diğer parçalara göre relatif harekette bulunuyor mu?

Değerlendirilen parçanın diğer parçalara göre başka bir malzemeden

yapılması mı gerekiyor?

Değerlendirilen parçanın montaj ve demontaj işlemlerini engellenmesi için

diğer parçalardan ayrı mı olması gerekiyor?

Bu sorularının hepsinin cevapları hayır ise bu parça elenebilir ya da diğer parçalarla

bütünleştirilebilir.

Boothroyd & Dewhurst MUT metoduna ait olan prosedürlerinin tasarım kuralları;

uygun montaj metodunu belirlemek, montajlanması gerekli olan parçaların sayısını

azaltmak ve geriye kalan parçaların kolaylıkla montaj edilebilmesini sağlamak olarak

sıralayabiliriz.

Boothroyd & Dewhurst MUT metodunda ilk adım ürün için uygun montaj

metodunun seçilmesidir. Tasarımcı bu anda, temel ürün değerlerini,parça sayısını,

üretim hacmi gibi firma parametrelerini göz önüne alarak hangi metodun daha

ekonomik olacağına karar verir. Daha önceki bölümlerde bahsedildiği gibi

tasarımcının seçim yapması gereken metodlar; elle montaj, özel amaçlı montaj veya

robot montajıdır. Bu metodlar arasında seçim yapıldıktan sonra seçilmiş olan

metoda, montaj zorluklarını ve montaj maliyetlerinin tahminini belirlemek için bir

tasarım analizi yapılır. Yapılacak olan bu analizde asıl hedef, yeni, daha kolay

montaj edilebilen ve daha ucuz bir alt montaj yaratabilmek için gerekli bilginin

kullanılması vasıtasıyla Boothroyd & Dewhurst MUT metodunu kullanarak mevcut

65

tasarımı analiz etmektedir. Bu yöntem için kullanılacak olan indeks tablosu Çizelge

3.4’da gösterilmiştir.

Çizelge 3.4 : MUT indeks tablosu

Çizelge 3.4 sonucunda hesaplanan MUT indeksi;

Ema MUT indeksi

Nmin teorik minimum parça sayısı,

ta bir parça için ortalama montaj zamanıdır ki, bu değer ortalama 3 sn. alınır,

tma toplam montaj zamanı ise

MUT indeksi (3.1),

Ema = Nmin x ta / tma (3.1)

olarak tanımlanır.

Bu çizelgenin ilk kolonunda ürünü monte etmek için gerekli parçaların ve

operasyonların listesi verilmektedir. Ürünlerin birçoğu farklı montaj akışına sahiptir.

Burada önemli olan parça sayısını azaltırken özel şartlar için en iyi montaj akışını

seçebilmektir. Montaja uygun tasarımda en başta gelen konu, alternative

tasarımların karşılaştırılması ve makul olanın kabul edilmesidir. İkinci sütununda yer

alan maddenin önemi, elle montaj operasyonu için sadece çizelgedeki sıra sayısını

Par

ça n

um

aras

ı

Par

ça t

ekra

r sa

yıs

ı

Ell

e ta

şım

a kodu

Ell

e iş

lem

e za

man

ceza

sı

E

lle

ekle

me

kodu

Ell

e ek

lem

e za

man

ceza

sı

Topla

m m

onta

j

zam

anı

(sn

)

Ell

e m

onta

j

mal

iyet

i

Min

imum

par

ça

sayıs

ı

Parça adı

Toplam

MUT İndeksi :

66

azaltmaktır. Ayrıca özel amaçlı montaj için bu önem daha hassas bir durumdadır.

Üçüncü sütunda yer alan elle işleme kodu; bu bilgileri içeren bir çizelge ile tespit

edilir. Bu çizelge Çizelge A.1’de gösterilmektedir. Düşeydeki değerlerden elle

taşıma kodunun birinci değeri seçilirken, yataydaki değerlerden de elle taşıma

kodunun ikinci rakamı belirlenir. Ayrıca bu değerler belirlenirken Şekil A.1’deki

parça boyutunun ve kalınlığının etkisinede bakılır. Elle işleme kodlarını içeren

çizelgede manipülasyon kolaylığını dikkate alan bazı sorular vardır ki bunlar dört

kategoriye ayrılmıştır [15]. Bunlar;

Tek elle yapma

Manipülasyon ve kavrama yardımı ile tek elle yapma

Manipülasyon nedeniyle iki elle yapma

Boyut ve kütle dolayısıyla iki veya dört elle yapmadır.

Dördüncü sütunda yer alan elle işleme zaman cezası, bir önceki sütunda bahsedilen

çizelgeden okunur. Bu sayı yatayda ve düşeyde belirlenen elle işleme kodlarının

kesişiminde yer alan sayı olarak belirlenir. Beşinci sütunda yer alan elle ekleme

kodu, yine elle taşıma kodu çizelgesine benzer bir matristen okunur. Bu matrisler,

Çizelge A.2’de yer almaktadır. İki önceki sütunda olduğu gibi yine, düşeydeki

değerler elle ekleme kodunun birinci rakamını oluştururken, yataydaki değerler elle

ekleme kodunun ikinci değerini oluşturur. Ancak bu defa çizelgenin sınıflandırılması

farklı konuları içerir. Bunlar;

Yerleştirilen fakat sağlamlaştırılmış parçalar,

Eklenen ve sağlamlaştırılan parçalar

Operasyonlardır.

Elle ekleme kodları belirlenirken kullanılan çizelge yardımıyla altıncı sütundaki elle

işleme zaman cezası belirlenir [15]. Burada yatay ve düsey değerlerin kesişiminde

yer alan sayı parçanın elle işleme zaman cezasıdır. Toplam montaj zamanı Çizelge

3.4’ nın yedinci sütununda bulunur. Elle taşıma zamanı ve elle ekleme zamanlarının

toplanıp, elde edilen sayı ile o parçanın kaç edet kullanılıcaksa o sayıyla çarpılması

ile elde edilir.

Sekizinci sütunda yer alan elle montaj maliyeti sadece montaj için harcanan zamanın

fonksiyonudur.

67

Son olarak dokuzuncu sütunda yer alan minimum parça sayısı montaja uygun tasarım

tekniğinin en önemli hedeflerinden birisi olan mevcut sistemi en az sayıda parça ile

tamamlayabilmektir.

Burdan yola çıkarak herhangi bir tasarımın montaj zamanında düşüş sağlandığı

zaman oluşan yeni tasarımın verimliliğinde artma sağlanmaktadır.

3.11 MUT Yöntemine Ait Bazı Örnekler

ġekil 3.14 : Pah kırma yapılması ile basitleştirme [13]

Üretilen parçalar üzerinde yapılan ufak değişiklikler pratikte cok fazla

kolaylık sağlamaktadır. Örneğin Şekil 3.14’te civatanın temas ettiği

yüzeylerdeki keskin köşelerde yapılan bir pah kırma , o civatanın girmiş

olduğu delikten kolayca geri çıkarılmasını sağlamaktadır [13].

68

ġekil 3.15 : Kavrama ve işlenme kolaylığı sağlanması [13]

Montaj yapılacak olan parçalar, gerekli yüzey işleme alanına sahip

olmalıdr.Sol şekildeki çubuğun orta kısmı yeteri kadar uzun olmadığı için

parçanın sağ/sol dengesi sağlanamamakta ve parça rahat işlenememektedir

[13]. Şekil 3.15’te görüldüğü gibi bunun için sağdaki şekildede görüldüğü

gibi parça arasındaki mesafeyi arttırmak yeterli olacaktır.

ġekil 3.16 : Montaj hareketlerinin kolaylaştırılması [15]

69

Parçaların iletilmesi, taşınması, montaj edilebilmesi için parçanın

fonksiyonelliğini kaybetmeden üzerinde değişiklikler yapılabilir. Şekil

3.16’daki örnekte parça içindeki deliklere müdahale edilmeden dış unsur

kısmında yeni bir tasarım çalışmasıyla daha kolay beslemeye uygun hale

getirilmiştir [15].

ġekil 3.17 : Yüzeylerde yapılan iyileştirme [15]

Montaj, eğer düz bir eksende yapılıyorsa yapılan montaj kolay olur

diyebiliriz. Bağlantı elemanlarının bulunduğu noktaların silindirik yüzeyli

olmasından kaçınılmalıdır çünkü bu durumda yapılan montaj zor ve

emniyetsiz olur [15]. Sonuç olarakta bütün bu etkenler üretim maliyetini

etkilemektedir. Şekil 3.17’ da bu prensibe ait bir örnek gösterilmektedir.

70

ġekil 3.18 : Bütünleşik ve ayrılabilir montaja bir örnek [13]

Parçaların yıllık olarak üretim miktarlarına ve yöntemlerine bakıldığı

zaman,montaj kolaylığı açısından basit parçalar tercih edilmelidir. Şekil

3.18’de bu duruma ait bir örnek gösterilmektedir [13].

ġekil 3.19 : (a) elastik elemanla yapılmış iyi bir tasarım (b) toleransın

azaltılmasıyla parça sayısında azalma [15]

71

Montaj yüzeylerinde kullanılan hassas parçalar ek üretim ve maliyet

zorlukları getirmektedir. Bu durum ya elastik elemanların kullanılmasıyla

veya toleranslarda yapılan azaltma ile parça sayısında azaltma yoluna

gidilerek sağlanabilir [15]. Şekil 3.19’de ki örnekte bu durum anlatılmaktadır.

ġekil 3.20 : Entegre ürün yapısı (a) döküm ve kaynaklı yapı (b) döküm yapı [15]

Entegre ürün yapısına sahip parçalar bir çok parçayı tek bir parça içinde

toplamaktadır. Şekil 3.20’da gösterilen örnekte döküm ve kaynaklı olan

montaj parçası sadece dökümle elde edilmiş tek bir parçaya dönüşmüştür. Bu

durumlada üretim maliyetinde %36’lık bir iyileştirme elde edilmiştir [15].

72

73

4. MONTAJA UYGUN TASARIM UYGULAMASI

Önceki bölümlerde eşzamanlı mühendislik ve onun tasarım yöntemlerinden biri olan

montaja uygun tasarım hakkında teorik bilgi verilmiştir. Ayrıca uygulama alanları

ve çeşitli örneklerin üzerinde durularak konunun temelleri sağlamlaştırılmıştır. Bu

bölümde ise bu bilgiler paralelinde bir uygulama yapılacak olup, montaj kolaylığı,

maliyet ve meydana gelen olumlu olumsuz yönleri incelenip karşılaştırılacaktır.

4.1. Sistem Hakkında Genel Bilgi

Uygulaması yapılan montaj grubu, günümüzde birçok sektörde kullanılan cam ve

cam mamüllerinin şekillenmesini sağlayan cam kalıplarına ve sistemde görev

yapmasını sağlayan kalıp tutuculara aittir.

Cam; yüzyıllardan beri farklı amaçlarla insanlığın hizmetindedir. Kimyasal rijitliği,

kolay temizlenebilmesi ve sağlamlığı ile yiyeceklerin korunmasında,

depolanmasında ve taşınmasında ambalaj ürünü olarak kullanılmaktadır. Camın

ambalaj malzemesi olarak kullanılmasındaki en önemli nedenlerden biri, son

kullanım yeri ile ilişkili olarak tüketicinin istekleri doğrultusunda kolay şekil

verilebilir olmasıdır.

Cam malzeme üretimi, ardışık dört devreden oluşmaktadır.

Ana Maddelerin Hazırlanması

Ergime

Biçimlendirme

Tavlama

Ana Maddelerin Hazırlanması

Camın bileşimine girecek ana maddelerin her şeyden önce yabancı

maddelerden arındırılıp iyi bir şekilde öğütülmesi gerekir. Tek tip cam üreten

tesislerde öğütülmüş ana maddeler, silolarda depolanır ve siloların alt

tarafındaki kapakları açılmak suretiyle istenen miktarda malzeme, terazili bir

arabaya alınır.

74

Ergime

Günümüzde ergime işlemi, kapasitesi max. 2 ton olan krözelerde (potalı

fırınlarda) veya kapasitesi 1000 ton dolayındaki havuz fırınlarda

yapılmaktadır. Fırınların yapımında ateşe dayanıklı, silisyum, alüminyum,

zirkon gibi yüksek nitelikli refrakter malzemeler kullanılır.

Havuz fırın

Biçim yönünden yüzme havuzuna benzediği için havuz fırın denmiştir. Çok

miktarda cam üretilmesi gereken üretim süreçlerinde kullanılır. Bu fırında

yaklaşık 800-1000 ton dolayında erimiş cam bulunur. Camı oluşturacak ana

maddeler, özel bir itici mekanizma ile havuz fırınının ağız kısmından içeri

itilir ve eritme işi başlar.

Potalı fırın

İçerisinde ayrı ayrı cam türlerine ait ana maddelerin eritildiği birden fazla

fırın vardır. Cam türlerinin fazla olduğu ancak cam miktarının az olduğu

üretim süreçlerinde havuz fırınının kullanılması uygun değildir. Bu yüzden

potalı fırın kullanılır. Potalı fırında ana madde miktarı en fazla 2000kg

dolayındadır.

Biçimlendirme

Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş

cam hamurunun biçimlendirilmesine gelir. Cam malzeme, sekiz yöntemle

biçimlendirilir:

a) Üfleme (Şişirme) Yöntemi

b) Dökme-Silindirleme Yöntemi

c) Çekme Yöntemi

d) Yüzdürme Yöntemi

e) Presleme Yöntemi

f) Lif Haline Getirme Yöntemi

g) Köpük Haline Getirme Yöntemi

h) Diğer biçimlendirme yöntemleri

75

Tavlama

Bu evrenin amacı; fabrikasyon üretiminde cam soğurken oluşan iç gerilmeleri

yok etmektir. Tepeden ısıtılan sürekli bir kanal içinde camı yeniden ısıtarak iç

gerilmelerin giderilmesi sağlanıncaya kadar bekletmek ve daha sonra yavaş

yavaş soğutularak uygulanır.

Kalıp tutuculara bağlı olan cam kalıplarının bağlı olduğu otomasyon makinaları,

öncelikle gerekli olam ham maddenin temini ve ergitilmesiyle prosese başlamaktadır.

Cam ergitme fırınları ortalama 1500 °C’de çalışırlar. Şarj edilen hammadde ergime

zonlarında sıvı faza geçer. Fırında ergimiş olan cam, besleme oluğuna ulaşır ve

buradan cam damlasını oluşturan makinaya gelir. Ergimiş camın daha sonra hazneye

dolmasının ardından, kalıplara doldurulmak üzere gerekli kısma getirilir. Bu sırada

kalıp tutuculara yerleştirilmiş olan kalıplar kapanır. Hazneden kalıp boşluğuna doğru

süzülecek olan gerekli hacimdeki ergimiş cam, sürekli ve viskoz olarak aşağıya

akarken yatay eksende çalışan çelik makaslarla kesilir. Ergimiş cam parçası, kalıp

boşuluğuna düşmeden önce bir aparat yardımıyla soğutulması sağlanır ve o şekilde

kalıp boşluğuna gönderilir. İlk şeklini alacağı kalıba ulaşan cam damlasının sıcaklığı

1100°C civarındadır. Daha sonra mastör, kalıp boşluğunu doldurduktan sonra, hava

üfleme sistemi yardımıyla ergimiş cam, sistemde mevcut olan cam kalıbın şeklini

alır. Eğer gerekliyse prosesin tamamlanması için kalıplama işlemi farklı kalıplarla

tekrarlanarak işlem tamamlanır. Kalıplar açılarak son ürün hareketli bantlarla kalite

kontrol bölümünden geçerek proses tamamlanmış olur. Bir sonraki başlıkta ayrıntılı

olarak anlatılacak olan uygulamada, kalıp tutucularda ve cam kalıplarında bir tasarım

değişikliği yapılacak olup, yapılan bu değişikliğin sonucunda meydana gelen olumlu

olumsuz yönler incelenecektir.

4.2. Uygulama

Ergitilmiş camın kalıp boşluğuna dökülebilmesi için, kalıp koluna bağlı olan cam

kalıplarının tam şekilde kapanması ve görevini yerine getirmesi gerekmektedir. Bu

görevlerden en önemliside sorunsuz bir şekilde mamülü ortaya çıkartmaktır. Montaj

gurubu elemanlarından cam kalıpların bu görevde önemli bir yere sahip olmasına

karşın, kalıp tutucularıda önemini göz ardı edemeyiz. Şekil 4.1’ de kalıp kolu orijinal

montaj grubuna ait patlatılmış montaj resmi görülmektedir.

76

ġekil 4.1 : Kalıp kolunun orjinal tasarımı

Otomaston sistemlerinin belkide en önemli dezavantajı; üretim bantlarından herhangi

birinde oluşan bir problem veya bir bakım çalışması, bütün hattın komple durması

anlamına gelmektedir.

Cam ürünleri imal eden bu sistemde, iki adet ana problem bulunmaktaydı. Bu

sıkıntılardan birincisi, her yeni ürün imalatına başlanacağı zaman kalıp tutucuların

büyük olmasından dolayı cam kalıpların bağlanması tüm üretim bandının uzun süre

durmasına sebep olmasıydı.

77

Diğeri ise mevcut sistemin daha çok büyük hacimli mamüllerin üretimine uygun

olmasıydı. Özellikle kalıpların otomasyon makinasına bağlanmasında meydana gelen

bu uzun zaman kaybından duyulan sıkıntıdan yola çıkılarak tasarımda değişiklik

çalışmasına gidilmiştir. İhtiyaçların ve mevcut problemin belirlenmesinin ardından

Şekil 4.2’deki aşamalar yardımıyla tasarım yenileme çalışmasına başlanmıştır.

ġekil 4.2 : Genel tasarım aşamaları

İhtiyaçların Belirlenmesi

Problemin Tanımlanması

Sentez

Analiz ve Optimizasyon

Değerlendirme

Sunma

78

Çizelge 4.1 : Kalıp kolu orjinal tasarımına ait veriler P

arça

Nu

mar

ası

Parça adı

Par

ça t

ekra

r sa

yıs

ı

Ell

e ta

şım

a kodu

Ell

e iş

lem

e za

man

cez

ası

Ell

e ek

lem

e kodu

Ell

e ek

lem

e za

man

cez

ası

Topla

m m

onta

j za

man

ı (

sn)

Ell

e m

onta

j m

aliy

eti

Min

imum

par

ça s

ayıs

ı

1 Kalıp tutucu 1 80 4,10 59 12,00 16,10 0,07 1

2 Kalıp 1 40 3,60 59 12,00 15,60 0,06 1

3 Pul 4 03 1,69 00 1,50 7,19 0,03 0

4 Ring tutucu 1 05 1,84 92 5,00 6,84 0,03 0

5 Mil 1 15 2,25 38 6,00 8,25 0,03 1

6 Port 1 35 2,73 92 5,00 7,73 0,03 0

7 Kalıp port tutucu 1 35 2,73 92 5,00 7,73 0.03 0

8 Ring 1 42 4,35 58 10,00 14,35 0,06 0

9 Sabitleme Pimi 2 64 6,80 38 6,00 25,60 0,11 0

10 Müldefon 1 15 2,25 92 5,00 7,25 0,03 0

11 Somun 1 01 1,43 03 3,50 4,93 0,02 0

12 Civata 1 16 2,57 38 6,00 8,57 0,04 0

TOPLAM 130,14 0,51 3

MUT ĠNDEKSĠ = 3 x 3/ 130,14 = % 6,9

Çizelge 4.1' de orjinal kalıp kolu montajına ait bilgiler yer almaktadır. Çizelgeye

bakıldığında parçaların tamamı kalıp ve kalıp tutucuyu destekleyen elemanlardan

oluştuğu görülmektedir. Bu elemanlar toplam olarak 16 parçadan oluşmaktadır.

Sistemde parçaların tamamının bulunmasından oluşan montaj zaman sıkıntısı ve

küçük boyutlu ürün üretiminde zorluk yaşanmasından yola çıkılarak yapılan

değişiklikte ilk önce kalıp tutucu üzerine yoğunlaşılmıştır. 1 nolu parça olan kalıp

tutucunun çalışma prensibinde değişiklik yapılamıyacağından dolayı küçük mamül

üretileceği için boyutsal olarak değişiklik yapılmıştır. Yapılan bu boyutsal değişiklik

sonucunda kalıp tutucuda istenilen ideal ölçülere ulaşılmıştır. Şekil 4.3’te yeni

tasarlanan kalıp tutucuya ait resim görülmektedir. Ancak hem yeni tasarlanan kalıp

tutucuya uygun olması hemde küçük mamüllere uygunluğu açısından cam kalıplarda

da yeni tasarım çalışması yapılmıştır. Daha sonra kalıplar üzerinde yapılan çalışma

79

sonucunda bu yeni tutucuya uygun kalıp tasarlanmıştır. Oluşan bu yeni tasarımın

resmi Şekil 4.4’te gösterilmektedir.

ġekil 4.3 : Kalıp tutucunun yeni tasarımı

Şekil 4.4’te detaylı olarak görülen yeni tasarımda, kalıpları destekleyen alt

elemanlarda parça sayısını azaltmak için kalıp üzerine kalıp tutucuyla bir bütün

oluşturmasını sağlayacak iki ayrı kulp şeklinde parçalar ilave edilmiştir.

ġekil 4.4 : Kalıbın yeni tasarımı

80

İlave edilen bu kulplar, ilk başta genel parça sayısında artış gibi görünsede alt

destekleme elemanlarının tamamının elenmesine sebep olmuştur. Yapılan bu

değişikliklerden sonra Şekil 4.5’te yeni tasarlanan kalıp kolu genel montaj

tasarımının patlatılmış resmi gösterilmektedir. Bu şekildeki 3 nolu parça bahsedilen

yeni tasarlanan kalıba ait kulpların resmidir.

ġekil 4.5 : Kalıp kolunun yeni tasarımı

81

ġekil 4.6 : Kalıp tutucu ve cam kalıbın yeni tasarımı

Yeni kalıp kolu montaj tasarımının değerlendirme tablosu Çizelge 4.2’ de

gösterilmektedir. Tablo dikkatli incelendiğinde orjinal tasarıma göre gerek toplam

parça sayısında gerekse montaj süresinde yeterli miktarda bir azalma sağlandığını

görebiliriz.

Çizelge 4.2 : Yeni kalıp kolu tasarımına ait veriler

Par

ça N

um

aras

ı

Parça adı

Par

ça t

ekra

r sa

yıs

ı

Ell

e ta

şım

a kodu

Ell

e iş

lem

e za

man

cez

ası

Ell

e ek

lem

e kodu

Ell

e ek

lem

e za

man

cez

ası

Topla

m m

onta

j za

man

ı (

sn)

Ell

e m

onta

j m

aliy

eti

Min

imum

par

ça s

ayıs

ı

1 Kalıp tutucu 1 80 4,10 59 12,00 16,10 0,07 1

2 Kalıp 1 40 3,60 59 12,00 15,60 0,06 1

3 Kulp 2 54 6,00 34 6,00 24,00 0,1 2

4 Ring 1 42 4,35 58 10,00 14,35 0,06 0

5 Ring tutucu 1 05 1,84 92 5,00 6,84 0,03 0

6 Mil 1 15 2,25 38 6,00 8,25 0,03 1

7 Pul 4 03 1,69 00 1,50 7,19 0,03 0

8 Sabitleme Pimi 2 64 6,80 38 6,00 25,60 0,11 0

TOPLAM 117,93 0,49 5

MUT ĠNDEKSĠ = 3 x 5 / 117,93 = % 12,7

82

Orjinal tasarımda toplamda 16 adet parça yer alırken, yeni tasarımda bu sayı 13’ e

inmiştir. Yapılan bu uygulama sonrasında, Çizelge 4.3’te orjinal ve yeni tasarımın

önemli sayılabilecek kriterleri karşılaştırmalı olarak verilmektedir. Yukarıda da

bahsedildiği gibi kalıp tutucuda çalışma prensibi olarak herhangi bir değişiklik

yapılmadan boyutsal olarak bir küçültmeye gidilmiş, bu çalışmanın ardından kalıp

tasarımında da olumlu olarak değişiklik yapılmıştır. Bu olumlu değişiklikleri, parça

sayısında azalma, genel montaj süresinin azalması, parça ağırlığında azalma şeklinde

sıralayabiliriz.

Çizelge 4.3 : Orjinal ve yeni tasarımların karşılaştırılması

Parça Sayısı

Montaj Süresi (sn)

MUT İndeksi

Maliyet (TL)

Ağırlık (kg)

Orijinal Tasarım

16 130,14 % 6,9 1,850,00 18,6

Yeni Tasarım

13 117,93 % 12,7 1,480,00 12,2

Çizelge 4.3’den de görüleceği gibi yapılan iyileştirmeler sonucu öncelikle parça

sayısı 16’ dan 13’ e düşmüş, buna bağlı olarak toplam montaj süresi 130,14 sn.’den

117,93 sn.’ye düşmüş ki bu yaklaşık % 13’ lük bir kısalmaya sebep olmuştur. Bu

kısalma MUT indeksini etkilediğinden; bu değer % 6,9 değerinden % 12,7 değerine

çıkarak iyi bir artış sağlamıştır. Ayrıca üretim maliyeti açısından bir değerlendirme

yapılırsa 370 TL’lik bir iyileşme olduğu gözlemektedir. Son olarakta ağırlık sütunu

incelendiğinde toplam montaj grubunda 6,4 kg’lik bir azalma olmuştur.

83

5. SONUÇLAR

Eşzamanlı mühendislik; ürünlerin ve bunlara ilişkin proseslerin bütün süreçlerinin,

eşzamanlı ve entegre tasarımına sistematik bir yaklaşımıdır. Bu sebeple bu

çalışmanın temelinde, eşzamanlı mühendislik kavramı incelenmiş olup eşzamanlı

mühendislik sürecinin tanımı, faydaları, çeşitli uygulama teknikleri, özellikle bu

uygulama tekniklerinden montaja uygun tasarım tekniği kullanılarak bir uygulama

yapılması ve uygulanma sonucu elde edilen verilerin bu yöntemin kriterlerine

uygunluğunun karşılaştırılıp incelenmesidir.

Bu amaç doğrultusunda öncelikle ürün geliştirme sürecine giriş yapıldı,

tekniklerinden olan eşzamanlı mühendisliğin sıralı mühendislikten farkı belirtildi.

Sonra eşzamanlı mühendislik detaylarına inildi; neden ihtiyaç duyulduğundan,

başarılı - başarısız yönlerinden ve yöntem tekniklerinden bahsedildi. MUT hakkında

detaylı bilgiler verildi, çalışmalar yapıldı. Daha sonra bu bilgiler ışığında uygulama

yapıldı, Boothroyd&Dewhurst MUT yöntemi ilkeleriyle uygulama sonuçları

karşılaştıldı ve belirtilen ilkelere uygunluğuna bakıldı.

Yapılan uygulamada sökülebilir bağlantı ve destek elemanlarından gereksiz

görünenlerin elenmesi sağlanmış, buda parça sayısının azalmasına ve buna bağlı

olarak genel montaj yapısında bir basitleşme sağlanmıştır. Bu eleminasyona MUT

kriterleri açısından bakıldığı zaman, bu kriterlerin bir kez daha önemi ortaya

çıkmaktadır. MUT indeksinde olan yükselme sonucunda, gerek montaj zamanı

gerekse maliyet açısından bir kazanç sağlanarak tasarrufa gidildiği görülmüştür.

Ayrıca yapılan tasarım değişikliği sonucunda elenen parçalar sayesinde, sistemdeki

her türlü ürün imalatı ve bakım çalışmasında kazanılan zamanın önemi görüldü.

Fakat bütün bu çalışma boyunca hem parçaların malzemesinde hemde sistemin

çalışma prensibinde bir değişikliğe gidilmeden tasarım değişikliği yapıldığı

unutulmamalıdır.

Bu uygulama sonucunda yapılan denemelerde, istenilen kriterler sağlanmış yani hem

zamandan kazanç sağlanmış hemde küçük ürün imalatı kolaylıkla elde edilmiştir.

Fakat bu yapılan çalışmaya ek olarak; yeni kalıp tasarımınında yapılan değişiklikler

aynen büyük hacimli ürün kalıbına uygulanmış ve sonucunda sağlıklı sonuç elde

84

edilmiştir. Ancak sisteme bu büyük hacimli kalıbın montajı ardından alt destek

elemanları olmadığından dolayı belirli bir süre sonra kalıp tutucularda eğilmeler

gözlenmiştir.

Sonuç olarak, bu çalışma sonucu yapılan uygulamada eşzamanlı mühendislik

kavramı ve bu kavramın önemli tasarım araçlarından biri olan MUT yöntemi ve

uygulama kriterlerinin kullanılması ürün geliştirme sürecini kısaltığı, montaj zamanı,

parça sayısı ve parça maliyetini azalttığı, ayrıca bunlara bağlı olarakta sistemin

bakım çalışması sırasında fayda sağladığı görülmüştür.

Bu bilgilerden yola çıkarak ileride eşzamanlı mühendislik ve MUT metodolojisi ile

ilgili yapılacak olan yeni bir ürün geliştirme, mevcut sistemde değişiklik veya eksik

giderme çalışmalarında iyileşme sağlanacağı ve başarılı olunacağı kesindir. Ayrıca

yapılan çalışmada kısıtlı zamandan ötürü tasarım parçalarının malzemesinde

değişiklik yapılmadığından, bu çalışma konusu ileride yapılacak olan bir tezin

kapsam konusu olabilir.

85

KAYNAKLAR

[1] Demiryol, H.N., 1999. Eşzamanlı mühendislik tanımları, kullanılma nedenleri ve

uygulama teknikleri, Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri

Enstitüsü, İstanbul.

[2] Prasad, B., 1996. Concurrent engineering fundamentals, Upper Saddle River,

N.J. : Prentice Hall.

[3] Goldberg, M., 2001, Concurrent Engineering Brief, Manufacturing Technology

& Methods Company.

[4] Özdemirkıran, A., 2008. Bilgisayar destekli mühendislikte montaja ve bakıma

uygun tasarım ve uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen

Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.

[5] Url-1 < http://best.me.berkeley.edu/~pps/pps/concurrent.html > , alındığı tarih

12.02.2009.

[6] Adebayo, J., 2008. Concurrent engineering principles and conceptual

methodology for process innovation, IPROMS Conference.

[7] Yayla, A.Y. ve Yıldız, A., 2007. Eş zamanlı mühendisliğin ürün geliştirme

performansı üzerine etkisi, Saha Araştırması, Marmara Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü.

[8] Kusiak, A., 1993, Concurrent Engineering: Automation, Tools and Techniques,

John Wiley & Sons, New York, NY.

[9] Loch, C., Mihm J. and Huchzermeier A., 2003. Concurrent Engineering and

Design Oscillations in Complex Engineering Projects.

[10] Cleland, D.I., 1998, The Field Guide to Project Management, John Wiley &

Sons, 32, 439-449, New York, NY.

[11] Juran, J. M., 1951. Quality - Control handbook, McGraw-Hill, New York

[12] Kuo,T.C,. Huang S.H.and Zhang, H.C., 2001. Design for Manufacture and

Design for X ; Concepts, Aplication and Applications and

Perspectives, Computer &Industrial Engineering, 41, 241-260.

[13] Hugh J., Engineer on a disk, Grand Valley State University, 30-189. Retrieved

March 16, 2009, from http://www.eod.gvsu.edu/eod/pdf/design.pdf.

[14] Akao, Y., 1990. Quality Funtion Deployment, Productivity Press, Cambridge

MA.

[15] Redford, A. and Chal, J., 1994. Design for Assembly Principles and Practice,

McGraw-Hill Book Company, London.

86

[16] Delchambre, A., 1996. CAD method for industrial assembly : concurrent

design of products, equipment, and control systems,

Chichester,Wiley.

[17] Boothroyd, G., 2005. Assembly Automation and Product Design, Taylor &

Francis Group, Boca Raton.

87

EKLER

EK A : Boothroyd&Dewhurst MUT indeksi için gerekli şekil ve çizelgeler

88

Çizelge A.1 : Boothroyd&Dewhurst MUT yöntemi elle taşıma zamanı çizelgesi

89

ġekil A.1 : Parça kalınlığının ve boyutunun elle taşıma zamanına etkisi

90

Çizelge A.2 : Boothroyd&Dewhurst MUT yöntemi elle ekleme zamanı çizelgesi

91

ÖZGEÇMĠġ

Ad Soyad: Mehmet ULUGERGERLİ

Doğum Yeri ve Tarihi: İstanbul, 12/12/1984

Adres: Sarıyer / İstanbul

Lisans Üniversite: Trakya Üniversitesi / Makina Mühendisliği, 2007