Kitlesel Üretim (pdf)

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ AÇIK VE UZAKTAN EĞİTİM FAKÜLTESİ
ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ
İLERİ İMALAT SİSTEMLERİ
Yard.Doç.Dr.Tarık Küçükdeniz
Bölüm 2: Kitlesel Üretim
• Kitlesel üretimin ortaya çıkışı
• Kitlesel üretimin temel prensipleri
• Kitlesel üretimin matematiksel modeli
1
Bölüme Giriş
•  Ölçek ekonomisi ne demektir?
•  Bir üründen çok yüksek adetlerde üretildiğinde birim maliyet nasıl
ve neden düşer?
2
Kitlesel Üretimin Doğuşu
Henry Ford’ un Model-T’ sini çok fazla sayıda insan için satın alınabilir
yapma arayışı kitlesel üretim paradigmasının doğmasına yol açmıştır.
Bunu gerçekleştirmek için Ford, imalat maliyetlerini önemli ölçüde
azaltırken üretim miktarını da arttıran yeni bir üretim metodu icat
etmek zorunda kalmıştır. Hareket eden montaj hatlarına dayanan bu
MASS
PRODUCTION
AND LEAN MANUFACTURING ortaya çıkmasını sağlamıştır.
104
metot, kitlesel
üretim
paradigmasının
Ford Model-T 1908. Siyah olduğu sürece her renkte araba
isteyebilirsiniz. Henry Ford
Figure 4.1 Ford Model T. 1908: “You can have any color of a car you want, as long as it’s
black.” Henry Ford
3
.
How could the price of the Model-T be reduced so dramatically in 5 years?
Ford Model-T
1909 ile 1914 arasındaki 5 yıllık süreç
içerisinde işçilerin saat ücreti 2,5 kat
artarken, otomobilin fiyatı yarı yarıya
azalmıştır.
4
Temel Prensipler
•  Değiştirilebilir parçalar konsepti
•  Yürüyen montaj bantları
5
Birbirleriyle Değiştirilebilir Parçalar
•  Birbirleri ile değiştirilebilir parçalar imal etme fikri 1700’lü yılların
başında saat çarklarının imalatı için düşünülmüş bir fikirdir.
•  O yüzyılın sonlarına doğru silahların üretimi ve bakımı için zorunlu
bir ihtiyaç haline gelmiştir.
•  Askerlerin savaş sırasında silahlarının parçalarını kolaylıkla
değiştirebilmeleri gerekmektedir.
•  Birbirleriyle değiştirilebilir parçalar konseptinin ilk gösterimi 1827
yılında Harpes Ferry Arsenal tarafından içlerinde farklı parçalar
olan kutulardan rasgele alınan parçalar ile tüfeklerin montajının
yapılması ve bu tüfeklerin sorunsuz bir şekilde çalıştıklarının
gösterilmesi ile gerçekleştirilmiştir. Bu gelişmenin tüketici
ürünlerine yansıması ise yaklaşık 100 yıl almıştır.
6
Birbirleriyle Değiştirilebilir Parçalar
•  Zanaata dayalı üretim paradigmasında kusurlu yada standart dışı
parçalar ya düzeltilir ya da kullanılmaz.
•  Ancak büyük miktarlarda parça birbirleri ile aynı özelliklerde olursa
Henry Ford’ un kitlesel üretim düzeneği başarılı olacaktır.
•  Parçalar bir istasyondan diğerine hareket ederken işçilerin,
herhangi bir ayar veya değişiklik gerekmeden parçaların montajını
yapabilmeleri gerekmektedir. Birbirinin yerine geçebilen parçalar
fikri kitlesel imalat için anahtar faktörlerden biridir.
7
Yürüyen Montaj Bantları
•  Yürüyen montaj bantlarının katkısı aşağıdaki şekilde de
görülmektedir.
THE PRINCIPLES OF MASS PRODUCTION
105
•  10 yıllık bir süre zarfında Ford’ un yıllık üretimi 8 kez katlanmış ve
2 milyon adede çıkmıştır. Bu basitçe montaj işinin sıralı şekilde
yeniden organize edilmesi ile gerçekleşmiştir.
available, could Henry Ford’s mass production scheme be successful. As product
progressed from station to station, assemblers had to have parts that would fit and
could be added without alteration. Interchangeable parts made it possible for the
system to move and maintain the desired output. The availability of interchangeable
parts is a key enabler of mass production.
The opening of the moving automobile assembly line in Dearborn by the Ford
Motor Co. in 1913 is regarded as the starting point of the mass production era. The car
that Ford produced on this line was the famous Ford Model T.
The contribution the moving assembly line made can be seen in the data below.
From 1911 to 1914 the number of cars produced increased from 40,000 to 260,000
units annually. And, in the next 10 years Ford’s annual production
increased eightfold, to 2 million units. But it is also worth noting that an earlier
sevenfold increase, from 1908 to 1911, resulted from simply organizing the
assembly work sequentially—the assembled cars were stationary and the workers
moved from one car to the next, with each group doing just a limited set of operations
on each car.
•  Montajı yapılan arabalar sabittir ve işçiler bir arabadan diğerine
geçerler, her bir grup bu sırada araba üzerinde belirli bir işi yapar.
Ford’s assembly scheme essentially converted a parallel process, where small
teams of workers performed multiple tasks on a single unit, into a sequential (serial)
process, where workers perform only a small set of tasks, and then transfer the workin-progress to the next worker team who performed another set (approximately the
same amount of work effort in each step).
Henry Ford did this conversion from parallel to sequential assembly before
introducing the moving assembly line, and cut the time that a worker spent on a
car, from 9 hours to 2.3 minutes per car (i.e., the worker did the same task, taking about
2.3 minutes, and therefore became more efficient). With the moving assembly line,
8
Yürüyen Montaj Bantları
•  Ford’ un montaj düzeneği aslında küçük işçi takımları bir birim
üzerinde birden fazla işi yerine getirdiği paralel süreçlerin sıralı
süreçlere dönüştürülmesidir.
•  Burada işçiler sadece küçük bir miktar işi gerçekleştirdikten sonra
work-in-process’i sonraki işçi takımına aktarırlar. Onlar da başka
bir takım az sayıda işi yerine getirir.
•  Henry Ford, paralelden sıralıya geçiş yaptığı bu sistemi hareket
eden montaj hatlarını devreye almadan önce hayata geçirmiştir. Bu
değişiklik işçilerin bir araba üzerinde harcadığı ortalama süreyi 9
saatten 2,3 dakikaya indirmiştir.
•  Hareket eden montaj hatları ile birlikte arabalar, sabit duran
işçilerin yanına gelmeye başlamış ve bu sayede araba başına
işçilik süresi 2,3 dakikadan 1,2 dakikaya düşmüştür.
9
10
11
Video
http://www.youtube.com/watch?v=S4KrIMZpwCY
12
Henry Ford’ un Kitlesel İmalat Sistemi
•  Ford’ un ürettiği arabaların tümü birbirinin aynısıdır. Ford’ un meşhur
Siyah olduğu sürece istediğiniz rengi alabilirsiniz sözü sunulan araç
çeşidindeki kısıtı göstermektedir.
•  Henry Ford araba fiyatını 825$’dan 440$’a indirerek piyasanın
büyümesini sağlamıştır. Bu sayede pek çok kişi araba alabilir hale gelmiş,
satışların artması ve maliyetin düşmesi ile kar da artmıştır.
•  Hareket eden montaj hattının kapasitesi, paralel montaj metodu ile
karşılaştırıldığından önemli ölçüde yüksektir. Bunun yanı sıra maliyet
avantajı da çok yüksektir.
•  Ford’ un stratejisinin ikinci ayağı ise çalışanların ücretlerini arttırmak
olmuştur. Ford mevcut 2$’lık minimum günlük ücret seviyesinin insanların
otomobil almalarına yetmeyeceğini düşünerek ücretleri birden fazla defa
arttırarak 5$’ a çıkarmıştır. Sektörler arasındaki ücret ilişkileri dolayısıyla
bu artış yıllar içerisinde ekonominin diğer sektörlerini de etkilemiş ve
ülkede genel olarak ücretlerde artış yaşanmıştır. Bu aynı zamanda daha
fazla kişinin otomobil almasını sağlamıştır.
13
Henry Ford’ un Kitlesel İmalat Sistemi
Kitlesel imalat paradigmasının ana prensibi şu şekilde özetlenebilir:
Düşük çeşitlilikte standart ürünlerin düşük maliyet ile üretilmesi
ile müşteri talebinin ve pazarın büyütülmesi stratejisi.
14
Kitlesel Üretim Çağı
•  Kitlesel üretim çağı 1913’den 1980’lerin ortalarına kadar
sürmüştür.
•  ABD’de zirve noktasını 1955’lerde görmüştür. Bu, ürün çeşitliliği en
düşük ve üretim hacmi en yüksek seviyeye ulaştığı yıllardır.
•  Birim başına düşük fiyat kitlesel imalatın odak noktasıdır. Kitlesel
imalat müşterinin tercih ve ihtiyaçları ile fazla ilgilenmez.
•  Kitlesel imalat paradigması ürün fiyatları düştükçe daha fazla
insanın piyasada alıcı konumuna geleceğini bu şekilde üretim
ihtiyacının daha da artacağını ve maliyetlerin daha da düşeceğini
düşünür.
•  Kitlesel üretimde hem ürün hem de süreç değişiklikleri çok
yavaştır. Ürün kısıtlı çeşitlilikle tasarlanmış be üretim sistemi buna
göre tasarlanmıştır.
15
Arz ve Talep
Piyasa denge noktası Q değeridir. Zira bu nokta talep edilen miktar ile
üretilen miktarın eşit olduğu tek noktadır. SUPPLY AND DEMAND 109
Figure 4.3
Demand and supply curves
will be less attractive to produce the product, and therefore the quantity that suppliers
will be willing to supply would fall to BE’ (or OE). These quantities are based only
16
Arz ve Talep
Yürüyen montaj hatları verimliliği artırmış ve arz-talep eşitliğini Q
noktasından Q1 noktasına taşımıştır. Ardından tüketicilerin satın alma
gücünü arttırmış, bu da Q2 noktasının gerçekleşmesini sağlamıştır.
17
Matematiksel Model
•  Kitlesel üretim modelinin orijinal matematiksel modeline göre
kitlesel üretim pozitif geri beslemeli bir kapalı devre sistemi gibi
davranır.
•  Bunu anlamak için öncelikle iki farklı fiyat belirleme metodundan
bahsetmek gerekir:
•  gerçekleşen üretim maliyetlerine bir kar marjının
eklenmesi
•  piyasa tarafından
18
Matematiksel Model
•  Kitlesel üretim düşüncesinde firmalar, maliyetlerine bir miktar kar
eklediklerinde ürünün piyasadaki satış fiyatına ulaştıklarını
düşünürler:
Ürün Satış Fiyatı = Kar + Sabit Maliyetler + Değişken Maliyetler
•  Alternatif olarak, piyasa fiyatlandırması metodunda, ürünün fiyatını
rekabet belirler:
Kar = Ürün Satış Fiyatı – Sabit Maliyetler – Değişken Maliyetler
•  Bu durumda karlılığı arttırmanın tek yolu üretim maliyetlerini
azaltmaktır. Bu genellikle değer katmayan aktivitelerin elimine
edilmesi ile sağlanır.
19
constraint—product price cannot be smaller than the variable costs in order to
maintain profit.
Kitlesel Üretim Kapalı Devre Gösterimi ve
4.3.3 Mass Production Cost Model
Prensipleri
From now on in this section we will use the car as an example of a product. In the
mathematical
model
developed
below we
usekoşulu
the relationship:
Kitlesel üretim
modeli
piyasanın
şu iki
sağlaması durumunda
uygulanabilirdir:
Car cost ¼ Fixed cost per car þ Variable costs of each car
•  Ürün az sayıda tedarikçi tarafından arz edilebilir
•  Tüketiciler homojen ürünleri almaktadır (ürün çeşitliliği yoktur)
20
Figure 4.4
The mass -production process is modeled as a closed feedback loop.
Kitlesel Üretim Kapalı Devre Gösterimi ve
Prensipleri
Pozitif geri dönüşlü döngü şu dört prensibe sahiptir:
• 
• 
• 
• 
Daha yüksek üretim hacimleri birim üretim maliyetini düşürür.
Eğer maliyetler düşerse, ürün fiyatı da düşebilir.
Daha düşük ürün fiyatı piyasayı büyütür ve talebi arttırır.
Daha yüksek talep daha yüksek üretim hacimlerini doğurur-1.
Maddeye geri dönülür.
Pozitif geri besleme döngüsü ancak bir kısıt ile karşılaşırsa stabil hale
gelir, bu örneğin ürün fiyatının değişken maliyetinden daha düşük
olmayacağı gibi bir kısıt olabilir.
21
Kitlesel Üretim Maliyet Modeli
C0
y = C1 +
n
THE MATHEMATICAL MODEL OF MASS PRODUCTION
113
n=
Figure 4.6 To be profitable, the manufacturer production curve must be below the
demand curve.
C2
C
(C1 + 0 ) a
n
22
The closed-loop principle yields
costs and enhance quality when the two pillars of lean production, JIT and built-in
quality, are firmly established.
PROBLEMS
Bölüm Sonu Soruları
4.1
A manufacturer is producing a high-volume product for a mass production
market.
(a) Given, the fixed costs per year C0 ¼ $3000 M/year, and C1 ¼ $6000. Plot the
car price y ¼ f(n) using Eq. (4.1): y ¼ C1 þ C0/n in the range n
¼ 100,000–1,500,000 cars per year. (Draw price on the vertical axis and
quantity on the horizontal axis to obtain the production curve.) What are
your conclusions?
(b) If the number of customers who purchased a car is m ¼ 500,000, y
¼$16,000, and a ¼ 2, calculate C2 from the demand curve expressed by
Eq. (4.2): m ¼ C2/ya. Repeat for a ¼ 3. Plot the demand curves on the same
scale as the production curve in item a.
(c) Solve Eq. (4.6) analytically for a ¼ 2 and define the relationship between C0,
C1, and C2
(d) Use the values of C2 obtained in item b. For a ¼ 3, solve Eq. (4.6) using
numerical methods.
4.2
Assume that a modified Eq. (4.2) is given by m ¼ C2 # ay, where C2 denotes
the total market size and a is the price sensitivity of demand. Let C1 ¼ 3 $ 109
23
scale as the production curve in item a.
(c) Solve Eq. (4.6) analytically for a ¼ 2 and define the relationship between C0,
C1, and C2
(d) Use the values of C2 obtained in item b. For a ¼ 3, solve Eq. (4.6) using
numerical methods.
Bölüm Sonu Soruları
4.2
Assume that a modified Eq. (4.2) is given by m ¼ C2 # ay, where C2 denotes
the total market size and a is the price sensitivity of demand. Let C1 ¼ 3 $ 109
and C0 ¼ 5000 in Eq. (4.1), and C2 ¼ 450,000 and a ¼ 10 in the modified
Eq. (4.2).
(a) For the range of 50,000–350,000 cars produced, plot the number of cars
produced versus (i) selling price per car and (ii) production cost per car. Let
the number of cars produced be on the x-axis and the price/cost per unit
shown on the y-axis.
(b) How many cars should be produced to maximize the profit per car?
4.3
Compare in a tabular format traditional mass production and lean
production.
Traditional Mass Production
Lean Production
24
Kaynaklar
•  “The Global Manufacturing Revolution”, Yoram Koren, Wiley,
2010
25
auzef.istanbul.edu.tr
26

Download Report