Ünite 6: Üretim Bilgi Sistemleri

Giriş

Bilgi ve iletişim teknolojileri, günlük hayatın vazgeçilmez unsurları haline gelirken eğitimden eğlenceye, sağlıktan uzay araştırmalarına, hemen hemen her alanda insanoğlunun en temel yardımcıları haline gelmişlerdir. İnternet ve mobil teknolojiler işletmelerin iş yapma biçimlerini değiştirmiş ve verimliliğinin artmasına katkıda bulunmuştur. Bilgi teknolojileri bir işletmeninin tüm süreçlerinin verimliliğini arttırmada önemli roller üstlenir. Bilgi sistemleri, bir iş organizasyonunun omurgasıdır.

Üretim ve İşletme Bilgi Sistemleri

Bir işletmenin üretim fonksiyonu, girdilerin istenen çıktıya dönüştürülmesi süreci olarak tanımlanır. İşletmenin birincil faaliyetleri arasında yer alan üretim, organizasyonlara göre farklılaşmaktadır (s:135, Şekil 6.1).

Üretim sürecinin yürütülmesinde ve yönetilmesinde birçok faklı teknik, yazılım ve donanımdan faydalanılmaktadır.

İşletmelerin yönetiminde, her düzeyde verilecek kararların başarısı, kullanılan teknik ve yöntemlere bağlı olduğu gibi, sistemde oluşan, dışarıdan sağlanan verilerin ve enformasyonun önemi büyüktür.

Ürün Mühendisliği

Ürün mühendisliği, bir ürün fikrinin oluşturulmasından, ürünün, üretilip müşteriye teslimine kadar geçirdiği sürecin tasarlanması olarak tanımlanabilir. Yoğun mühendislik faaliyetlerini içeren ürün tasarımında maliyet, kalite, müşteri memnuniyeti, performans, güvenirlilik, fiziksel özellikler dikkate alınan ölçütlerdir. Bu amaçla kullanılan mühendislik bilgi sistemleri, yeni ürün tasarımında ve tasarlanan ürünlerin test edilmesinde mühendislere yardımcı olan bilgi sistem ve teknolojileridir.

Ürünün fiziksel tasarımı genel olarak bilgisayar destekli tasarım (Computer Aided Design-CAD) olarak adlandırılan yazılımlar kullanılarak gerçekleştirilir. Tasarımcının elle oluşturduğu ilk taslaklar bir grafik tablet, kamera ya da tarayıcı kullanılarak CAD yazılımlarına aktarılır. Bu yazılımlar sayesinde sayısallaştırılan ürün tasarımı belirlenen gerçek dünya koşullarına göre test edilir. Ürün-de gerekli düzenleme ve iyileştirmeler yapılarak, ürün tasarımı nihai hale getirilir. AutoCAD, Creo, Solid Edge, Solid Works, Bricscad, GstarCAD yaygın olarak kullanılan CAD yazılımlarına örnek verilebilir.

Günümüzde hızlı prototip üretmeye olanak sağlayan donanımlar kullanılmaktadır. Hızlı prototip üretme , üç boyutlu CAD verilerini, tasarım aşamasında olan bir ürünün farklı teknikler kullanılarak otomatik olarak oluşturulmasıdır.

Üretim sürecinin ürün tasarımından sonraki önemli bir aşaması ise ürünün verimli ve etkili olarak nasıl üretileceğinin belirlenmesidir. Bu aşamada ürünün, kolay ve ucuz montajının gerçekleştirilmesi oldukça önemlidir.

Tesis Tasarımı ve Yerleşim Planlaması

Tasarlanan ürün ya da hizmetin üretilmesi için üretim ortamının belirlenmesi, işletmenin rekabet gücünü etkileyen önemli kararlardan birisidir.

Tesis yerleşimi, üretim kaynaklarının üretim alanı içerisinde, en doğru yerleşim düzeninin sağlanmasıyla ilgili kararlardır.

Birçok tesis yerleşim türü, dört temel yerleşim türünden üretilmiştir. Bunlar;

• Sabit konumlu yerleşim,
• Sürece göre yerleşim,
• Ürüne göre yerleşim ve
• Hücresel yerleşim düzenidir.

En iyi tesis yerleşimin yapılması için farklı yaklaşımların uygulandığı yöntem, algoritma ve bu algoritmaların uygulandığı bilgisayar yazılımları geliştirilmiştir.

Sürece göre yerleşim düzeninde, genellikle ürün ya da müşteriler, üretim kaynakları arasında belirli rotaları izlerler. Atölye tipi yerleşim olarak da adlandırılan bu sürece göre yerleşim düzeninde, genellikle ürün ya da müşteriler, üretim kaynakları arasında belirli rotaları izlerler.

Montaj hattı olarak da adlandırılan ürüne göre yerleşim düzeniyse üretim kaynaklarının, üretim hızının arttırılmasına yönelik olarak bir hat doğrultusunda dizilmesini öngörür. Üretim hatlarının doğru dengelenmesinin temel amacı, üretim maliyetini düşürmektir. Bu amaca ulaşmak için şu alt amaçların sağlanması gerekmektedir:

• İş istasyonu sayısının en aza indirilmesi,
• Üretim sürelerinin düşürülmesi (boş zamanların en aza indirilmesi),
• Makine kullanım oranlarının arttırılması,
• Düzenli akışın sağlanması,
• Ara stok miktarının azaltılması.

Hat dengeleme problemleri, yöneylem araştırması teknik ve yöntemleriyle çözülebildiği gibi, uygun çözümlerin elde edilmesini sağlayan kuralların uygulandığı yordamsal teknikler de kullanılabilmektedir. Üretim yönetiminde karar destek araçlarından birisi olan simülasyon (benzetim), süreçlerin ya da sistemlerin taklit edilmesi olarak tanımlanabilir. Üretim sistemlerinde simülasyon, üretim ortamlarının bilgisayar ortamında modellenerek farklı durumlarda sistem davranışlarının gözlemesi için kullanılmaktadır.

Tedarik Zinciri Yönetimi

Tedarik zinciri yönetimi (TZY); ürün ya da hizmetin, tedarikçiden müşteriye kadar ulaştırılması sürecinde örgüt, işgücü, teknoloji, faaliyet ve kaynaklardan oluşan sistemin planlanması ve yönetilmesi olarak tanımlanabilir.

İşletmeler, tedarik zinciri yönetim süreçlerinde bilgi teknolojilerinden yoğun olarak faydalanırlar. TZY sistemleri, tedarik zinciri yönetimini destekleyen bilgi teknolojileri olarak tanımlanabilir. Bu sistemler, stok ve kaynak yönetim maliyetlerini de içeren üretim maliyetlerinin azaltılmasında en önemli etkenlerdir. TZY sistemleri şu şekilde sıralanabilir:

Stok yönetimi: En düşük maliyetle üretim sistemin ihtiyacı olan malzeme, hammadde ve diğer gereksinimlerin zamanında, doğru miktarda bulunmasını sağlamaktır. Stok yönetim sistemleri temel olarak üç tür maliyeti en aza indirmeye çalışır:

• Sipariş verme ve taşıma maliyeti: Her sipariş işleminde karşılanması gereken personel, iletişim, taşıma ve benzeri maliyetlerdir.
• Stok bulundurma maliyeti: İşletmenin malzeme için ayırdığı sermaye, depo amortismanı, fazla beklemeden kaynaklanan hasar maliyetleri gibi stok bulundurma için katlanılan maliyetlerdir.
• Stok dışı kalma maliyeti: Yeterli stok bulunmaması nedeniyle müşteri taleplerinin karşılanamamasının yol açabileceği zararları ifade eder.

Bu maliyetlerin en aza indirilmesi için stok yönetimi, her malzemeden ne zaman ne kadar sipariş verilmesi gerektiğini belirlemeye çalışır. En çok bilinen sipariş modeli olan ekonomik sipariş modeli , bir malzemenin, sipariş vermek için en alt stok düzeyini belirlemeye yönelik kullanılan, toplam elde bulundurmayla sipariş maliyetinin en aza indirilmesini amaçlayan sipariş modelidir.

Stok yönetim yazılımları ürün ve malzeme stok düzeyleri, siparişler, satışlar ve teslimatları izleyerek sipariş miktar ve zamanını belirlemek üzere geliştirilen yazılımlardır.

Kalite kontrol: Bu sistemler, üretim sürecinin kontrol altına alınması amacıyla üretimdeki yarı mamul ve nihai ürünlerin yanı sıra, satın alınan hammadde ve parçaların kalite testleri hakkında, tüm test sonuçlarını depolayan bilgi sistemleridir. En yaygın kullanılan kalite kontrol araçları;

• Neden sonuç diyagramı (balık kılçığı diyagramı),
• Kontrol çizelgesi,
• Kontrol grafiği,
• Histogram,
• Pareto grafiği,
• Serpilme diyagramı,
• Tabakalama analizidir (akış diyagramı).

Kalite kontrol bilgi sistemleriyle hatalı üretim oranları, yeniden üretim oranları gibi kalite raporları, periyodik olarak üretilebilmekte, yöneticilerin gerekli olduğunda farklı üretim birimlerinin performanslarını karşılaştırılmalarına olanak sağlayacak belgeler yaratılabilmektedir.

Malzeme ihtiyaç planlaması : Malzeme ihtiyaç planlaması (Material Requirements Planning-MRP), üretim sürecinin yönetilmesi için kullanılan üretim planlama ve stok kontrol sistemidir. MRP sistemlerinin temel görevi, ana üretim programında planlanan üretimin gerçekleştirilebilmesi için gerekli olacak malzeme ve parçaların, miktar ve hazır olmaları gereken zamanların belirlenmesidir.

MRP süreci ürün ağacı bilgilerini kullanarak, malzeme akış sürecini planlar. Ürün ağacı bir üretim sisteminde her bir nihai ürünün üretilmesi için gerekli olacak hammadde, bileşen, parça ve miktarlarını gösteren listeye verilen isimdir. MRP sadece üretim programı ve stok kayıtlarıyla çalışır.

İmalat kaynak planlaması: İmalat kaynak planlaması (Manufacturing Resource Planning-MRP II), malzeme ihtiyaç planlamasıyla birlikte imalat süreçlerinin tümünü planlamaya yönelik faaliyetleri kapsar.

MRP II sistemleri üretimde yer alan parça ve malzemelerin maliyetleri, bu parçalar için gerekli nakit akışlarının belirlenmesi, imalat için gerekli olacak işgücü, araç, tamir ekipmanı ve enerji gibi diğer imalat kaynaklarını planlar. Bir MRP II sisteminin temel modülleri şunlardır:

• Ana üretim programı,
• Ürün ağacı,
• Üretim kaynakları verisi,
• Stok ve sipariş bilgileri,
• Satın alma yönetimi,
• Malzeme ihtiyaç planlaması,
• Atölye kontrolü,
• Kapasite ihtiyaç planlaması,
• Maliyet muhasebesi,
• Raporlama araçları.

Bir MRP II sistemi, tedarikçilerin parçalarını doğrudan montaj hattına getirerek, tüm üretim kaynaklarının israfını önlemek üzere tasarlanmış olan tam zamanında imalat yaklaşımına önemli katkı sağlayabilir.

Proje yönetimi: Proje yönetimi, belirli amaca ulaşmak için planlama, organizasyon, yönetim, güvenlik, liderlik ve kaynak kontrolü gibi farklı disiplinleri bir arada bulundurur.

Proje kapsamında faaliyetlerin planlanıp takip edilmesinde birçok farklı araç ve yöntem bulunmaktadır. Projenin faaliyetlerinin, bir zaman çizelgesi üzerinde grafiksel gösterimini sağlayan Gantt şemaları, büyük projelerin planlama ve kontrolüne önemli katkı sağlayan şebeke analizleridir. Kritik Yol Yöntemi (Critical Path Method-CPM), Program Değerlendirme ve Gözden Geçirme Tekniği (Program Evaluation and Review Technique-PERT) modelleri projenin faaliyetleri arasındaki ilişkilerin, bir ağ yapısında gösterilerek, faaliyetlerin optimizasyonunu sağlayan çözüm teknikleridir.

Bilgisayarla Tümleşik İmalat

Bilgisayarla tümleşik imalat ( Computer-Integrated Manufacturing-CIM) , bilgisayarla donatılmış farklı üretim ortamlarının bütünleştirilmesiyle ortaya çıkan bir kavramdır. CIM’de kullanılan bilgisayar sistemleri, müşteri siparişinin alınışından ürünün sevkiyatına kadar, tüm imalat süreçlerini birleştirmektir. CIM ürünün tasarlanmasından paketlenip müşteriye ulaştırılmasına kadar gerçekleştirilen tüm faaliyetlerde bilgi teknolojilerinin yoğun olarak kullanılması anlamına gelmektedir. Bilgisayarla bütünleştirilmiş imalat sistemlerinde kullanılan alt sistemler;

Bilgisayar destekli teknikler;

• Bilgisayar destekli tasarım (CAD),
• Bilgisayar destekli imalat (CAM),
• Bilgisayar destekli süreç planlaması (CAPP),
• Bilgisayar destekli kalite güvence (CAQ).

Bilgisayar kontrollü makine ve teçhizat;

• Bilgisayarlı sayısal kontrollü tezgâhlar (CNC),
• Robotik ve otomatik taşıma sistemleri,
• Otomatik rehberli araçlar (AGV),
• Otomatik depolama ve boşaltma sistemi (ASRS),
• Çizelgeleme ve üretim kontrol yazılımları.

CIM sürecinde birbiriyle birlikte çalışan birçok alt sistem bulunmaktadır. CAPP , bir ürün ya da parçanın üretim sürecinin planlamasında, bilgisayar teknolojilerinin kullanılmasını ifade eder. CAPP, kaynakların etkin kullanımı sağlayacak, optimizasyon yeteneklerine sahip yazılımlardır.

CAD ortamında tasarlanan ürünlerin tasarım bilgi ve özellikleri, CIM’in doğrudan imalat süreçleriyle ilgili bileşeni olan CAM sürecine aktarılır. CAM, sayısal kontrollü üretim makinalarını programlayan, kontrol eden yazılımlara verilen genel bir isimdir.

Günümüzde üretim sürecinin kalite ve güvencesini destekleyen bilgi teknolojilerini de kullanmak mümkündür. CAQ, ürünün kalitesinin incelenmesi ve tanımlanmasında kullanılan bilgisayar yazılımları, bilgisayarların yönettiği makinalar için kullanılan terimdir.

CIM sürecinde kullanılan ve bilgisayarlar tarafından kontrol edilen üretimde kullanılan araçlar;

• Sayısal kontrollü tezgâhlar: Bilgisayarlı sayısal kontrollü (Computer Numerical Control-CNC) tezgâhlar, CAD ortamında tasarlanan karmaşık parçaları, düşük hatayla kısa sürelerde üretebilmelerinin yanı sıra esnek üretim olanağı sunmaktadır.
• Endüstriyel robotlar: Endüstriyel robotlar, farklı görevleri yerine getirmek üzere bilgisayar tarafından kontrol edilen makinalardır. Robotlar üretim ortamında kaynak, boyama, montaj, paketleme, hassas taşıma, kalite kontrol gibi faaliyetleri yüksek süreklilik, hız ve hassasiyetle gerçekleştirirler.
• Otomatik taşıyıcılar: Malzeme yönlendirme işlemleri, malzemenin taşınması, paketlenmesi, sıralanması gibi faaliyetleri içermektedir. Malzeme yönlendirme otomasyon sistemleri, üretim stratejisi ve tesis yerleşim türüne göre farklılaşabilmektedir.

AGV, genellikle küçük, sürücüsüz, elektrik bataryasıyla çalışan bilgisayar tarafından kontrol edilen ve malzemeleri üretim birimleri arasında taşıyan mobil robotlardır.

İmalat sistemlerinde otomatik malzeme taşıma uygulamalarından birisi de ASRS’dir. ASRS özel bir depo konumundan otomatik olarak depolama ve boşaltma işlemi gerçekleştirilen malzeme taşıma sistemidir.

Esnek imalat sistemleri (Flexible Manufacturing SystemF MS), aralarında malzeme taşımanın otomatik olarak gerçekleştirildiği ve bilgisayarlar tarafından kontrol edilen makinelerin oluşturduğu imalat sistemidir. Esnek imalat sistemleri bilgisayar tarafından kontrol edilen yarı bağımsız iş istasyonlarıdır. FMS’lerin üç önemli bileşeni mevcuttur. Bunlar;

• Seri imalatın gerçekleştirildiği CNC tezgâh ve robotlar gibi bilgisayar kontrollü iş istasyonları,
• Makinalar arasında parça ve malzeme taşıyan bilgisayar kontrollü taşıma sistemi,
• Yükleme ve boşaltma sistemleridir.

Üretim ve Tümleşik İşletme Bilgi Sistemleri

İşletmelerin fonksiyonel alanları arasındaki bilgi alışverişinin sağlıklı yürüyebilmesi, bilgi sistemlerinin bütünleştirilmesiyle mümkündür. İşletme sistemleri ya da işletme bilgi sistemleri, büyük organizasyonların iş süreçlerini, bilgi akışlarını, raporlama ve karar verme problemlerini destekleyen, geniş ölçekli yazılımlardır.

Günümüzde büyük ölçekli işletmeler, işletme kaynak planlaması (Enterprise Resource Planning-ERP) sistemlerini kullanmaktadırlar. ERP bir işletmenin imalat, lojistik, dağıtım, muhasebe, finans ve insan kaynakları fonksiyonlarına ait bilgi sistemlerini, çoğu içsel iş süreçlerini otomatikleştiren ve birleştiren fonksiyonlar arası iş omurgası sunan bilgi sistemidir.

ERP sistemleri; tüm işletme faaliyetlerine ilişkin veri ve enformasyonu, tekrarı engelleyecek şekilde, merkezi bir veri tabanında saklarken bu verinin farklı birimler için oluşturulmuş uygulama modüllerinin erişimine sunmaktadır. ERP sistemlerinin esnek yapısı, bünyesinde onlarca hazır modül bulundurduğu gibi, yeni modüllerin geliştirilmesine olanak sağlayan mekanizmaları da içermektedir. Böylelikle işletmeler kendi yapılarına uygun uygulama modüllerini oluşturabilmekte ya da hazır olanlardan faydalanabilmektedir.

ERP sistemleri organizasyonun tüm alanlarındaki bilgiyi merkezi bir yapıda birleştirir (s:148, Şekil 6.10). Çoğu ERP yazılımlarının içerdiği bileşenler şunlardır:

• Kayıt işleme sistemi (merkezi veri tabanı),
• Yönetim portalı,
• İş zekâsı sistemleri,
• Kişiselleştirilebilir raporlama araçları,
• Web servisi gibi teknolojiler ile dış veri kaynaklarına erişim,
• Belge yönetimi,
• Personel iletişim hizmetleri,
• Süreç yönetimi.

ERP sistemleri, işletmenin üretim faaliyetlerinin etkin bir şekilde yürütülmesini sağlamak amacıyla sistematik olarak çalışan modüller içerir. Mühendislik, üretim planlama ve kontrol, esnek imalat sistem üretim faaliyetleriyle doğrudan ilişkili bileşenlerken işletme raporları bileşeni, işletmenin diğer fonksiyonel alanlarını da ilgilendiren bileşenlerdendir (s:150, Şekil 6.11). ERP üretim modülü üç ana başlıkta ifade edilebilir:

I. Mühendislik bilgi sistemleri (Bilgisayar destekli tasarı, bilgisayar destekli mühendislik (CAE)),

II. Esnek imalat sistemleri;

• CAM
• Grup teknolojisi (GT), benzer parçaların gruplanarak işlendiği ve hazırlık sürelerinden ve malzeme taşınma sürelerinden tasarruf sağlayan imalat teknolojisidir.
• CAPP
• CNC
• Otomatik veri toplama: Barkod, RFID ve diğer teknolojiler yardımıyla üretim sürecinden otomatik bilgi toplama faaliyetidir. Bu sayede üretim sürecinde anlık bilgilere ulaşılabilmekte ve parçaların yönlendirilmesi sağlanabilmektedir.

III. Üretim, planlama ve kontrol;

• MRP II
• Ana üretim programı (Master Production PlanMPS), işletmenin hangi ürünü hangi miktarda ve hangi tarihte üreteceğini gösteren planlara verilen isimdir. Müşteri sipariş bilgileri, talep tahmin miktarları ve kapasite planlama bilgileri kullanılarak hazırlanan plan malzeme ihtiyaç planlaması tarafından ayrıntılandırılır.
• MRP
• Kapasite kaynak planlama (Capacity Requirements Planning-CRP), süreci malzeme ihtiyaç planlarını zaman temelli işgücü ve makine kullanım çizelgelerine dönüştürür. CRP ürün işlem rotaları, çalışma süre ve takvimlerini, mevcut iş istasyonu kullanım bilgilerini planlama faaliyetlerini içermektedir.
• Atölye kontrolü (Shop Floor Control-SCF), imalat ortamındaki üretim sürecini anlık izleyerek, parçaların üretim süreçlerini denetler. Bitmiş ürün envanter kontrolünü gerçekleştirir.
• Dağıtım ihtiyaç planlaması (Distribution Requirements Planning-DRP), üretim kapasitesinin ve stok alanlarının etkin şekilde kullanılmasını sağlamak amacıyla ürün ya da malzemelerin dağıtım planlamasını gerçekleştirir.
• Tam zamanında üretim (Just in Time-JIT) stok verimliliğini arttıran bir üretim stratejisidir. Üretim anında bir sonraki işlemi göz önünde bulun-durarak iş sırasını belirler. Üretim ve stok maliyetlerini en aza indirmeyi amaçlayan strateji, Toyota Üretim Sistemi olarak da adlandırılır.
• Kalite yönetimi: Üretim faaliyetlerinin kalite süreçlerine ilişkin yazılımları içeren ERP modülüdür.

Geleneksel yapıdaki işletme bilgi sistemini kullanan işletmeler, ERP sistemlerine geçiş yapmakta birtakım sıkıntılarla karşılaşabilmektedir. ERP sistemleriyle MRP II gibi geleneksel işletme bilgi sistemleri arasındaki fark, teknoloji değil, aynı zamanda yönetim anlayışının da farklı olmasıdır. Bu nedenle ERP sistemine geçiş yapacak işletmelerin, küresel yönetim anlayışını benimseyerek, iş süreçlerini yeniden tasarlamaları yerinde olmaktadır. Aksi durumdaysa esnek olan ERP modüllerinin geleneksel yaklaşıma göre yapılandırılması sistemin başarısızlığa uğramasına neden olabilmektedir.