GİRİŞ
İ
şleme merkezi iş parçasının farklı yüzeylerinde değişikyönlerde birbirinden farklı frezeleme, delik delme, delik işleme, kılavuz çekme, hassas profil oluşturma, bornişleme ve raybalama gibi operasyonların yapılmasına imkan veren bilgisayar kontrollü bir takım tezgahıdır [1,2].Günümüzde rekabete dayalı modern imalat teknolojisinde zaman, hareket ve malzeme kaybını elemine etmek son derece önemlidir. Bununla birlikte imalat stratejisi olarak verimli bir iş akışı ve minimum ara stok ön plana çıkmaktadır. Dolayısıyla imalatçı firmalar günümüzde müşteri ihtiyaçlarını tam olarak karşılayan, zaman kaybı olmaksızın ihtiyaçlara cevap veren ve hata oranı minimuma indirgenmek kaydıyla istenen miktarda parça üretmek zorunluluğu ile karşılaşmaktadırlar. Bu zorunluluğun yerine getirilmesinde işleme merkezleri sağladığı avantajlar nedeniyle yaygın bir kullanıma kavuşmuş, modern imalat sistemlerinin
Bununla birlikte piyasada çok sayıda işleme merkezinin satılması, bunların, tabla boyutu, iş mili hızı, güç, takım sayısı, takım çapı, takım boyu ve hassasiyet özellikleri bakımından birbirlerine yakın değerlere sahip olması merkezi seçimini zorlaştırmaktadır. İşleme merkezlerinin seçimlerinde imalat firmalarının genellikle; eksen sayısı, motor gücü, iş mili hızı, eksen hızları, eksen hareketleri, tabla boyutu, takım sayısı, takım ebatları, pozisyonlama ve tekrarlama hassasiyeti, tezgah ebatları ve fiyat özelliklerini dikkate alarak seçim yaptıkları görülmektedir [1-3]. Bu kriterler tek başına belirleyici olabildiği gibi birkaç kriter beraber değerlendirilerek de seçim gerçekleştirilebilmektedir. Bununla birlikte literatürde işleme merkezi seçimi için bazı çalışmalar gerçekleştirilmiş, bu çalışmalarda problemin çözümüne yönelik farklı yaklaşımlar sunulmuştur. Genel olarak incelendiğinde çalışmaların Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) yöntemleri (özellikle Analitik Hiyerarşi Süreci) ile
Ý leme artlar ve Ý
Parças
Özelliklerine Uygun CNC Tak m
Tezgah Seçimini Hedefleyen Bir Karar
Destek Sistemi
ÖZET ABSTRACT
İşleme merkezi seçimi, yapılan yatırımın yüksekliği dikkate alındığında imalat firmaları açısından önemli bir problemdir. Pazarda birbiriyle benzer özelliklere sahip yüzlerce farklı modelde işleme merkezi satılmaktadır. Bunlar arasından uygun işleme merkezinin seçimi imalat firmaları için zor bir karar verme sürecidir. Bu çalışmada İMS olarak adlandırılan imalat firmaları için işleme merkezi seçiminde kullanılacak bir karar destek sistemi geliştirilmiştir. Bu karar destek sistemi geliştirilirken, iş parçasının özelliklerine ve işleme şartlarına uygun bir CNC takım tezgahı seçimi hedeflenmiştir. Geliştirilen karar destek sistemi iki gerçek örnek üzerinde denenmiş ve olumlu sonuçlar elde edilmiştir.
İşleme merkezleri, işleme merkezi seçimi, karar destek sistemleri
Machine tool selection is a very important problem for manufacturing companies because of the high capital investment. In machine-tool market, a great deal of machining center types and models are being sold. In this study, a decision support system (DSS), namely IMS, is developed. The developed DSS incorporates elimination questions, and based on the work definitions the questions eliminates unsuitable machine tools. The remaining (suitable) machines are listed for further review by the user. The selection is performed among approximately 160 machine tools which are placed in a database. The developed decision support system is illustrated with two real case studies and positive results are found.
Machining centers, machining center selection, decision support systems.
Anahtar Kelimeler: Keywords:
Y usuf Tansel Ç,
Dr., Ziraat Bankası A.Ş., Ticari-Kurumsal Krediler Daire Ba kanl ığı
Mustafa Y URDAKUL
Örneğin Primrose ve Leonard [4], Atmani ve Lashkari [5], Tabucanon ve diğerleri [6], Wang ve diğerleri [7] Esnek İmalat Sistemleri (EİS) için takım tezgahı seçimine yönelik olarak çalışmalar gerçekleştirmişlerdir. Diğer taraftan; Arslan ve diğerleri [8], Lin ve Yang [9], Oeltjenbruns ve diğerleri [10], Çimren ve diğerleri [11] ile Yurdakul [12] AHS yöntemiyle işleme merkezi seçimine yönelik çalışmalar gerçekleştirmişlerdir. Diğer taraftan Sun [13], Veri Zarflama Analizi (VZA) yöntemini kullanarak CNC tezgahların seçiminin gerçekleştirildiği bir çalışma ortaya koymuştur. Bu çalışmalarda işleme merkezi üreticilerinden temin edilen kataloglardaki bilgilerden derlenen kriterler ve AHS yöntemi kullanılarak işleme merkezi seçimi gerçekleştirilmiştir.
Bu çalışmaların dışında literatürde işleme merkezi seçiminde kullanılan uzman sistemlere de rastlanmaktadır. Bunlara Doğramacı [14], Gopalakrishnan ve diğerleri [15] ile Layek ve Lars tarafından geliştirilen uzman sistemler örnek olarak verilebilir [16].
Yukarıda açıklanan bu çalışmalar işleme merkezi seçimi konusunda literatüre önemli çalışmalardır. Fakat bu çalışmalar problemi tüm yönleriyle irdeleyebilmiş değildir. Özellikle işleme merkezlerinin çalışma koşulları, üretim tarzları doğrultusunda da değerlendirecek yaklaşımlara gerek duyulmaktadır. Bu yaklaşım işleme merkezlerini hem teknik özellikler hem de işleme merkezlerinin uzun sürelerde çalışma durumlarında hassasiyet ve kalite özelliklerini koruyabilme durumlarını da değerlendirmelidir. Örneğin uzun süreler boyunca ağır iş parçası işleyen veya yüksek hızlarda uzun süreler işlemelere maruz kalacak işleme merkezlerinin bu şartlar altında hassasiyetlerini koruyabilme durumu düzgün yüzey kalitesi ve kaliteli üretim açısından önemlidir. Bu çalışmada bu hususları da içine alan bir karar destek sistemi geliştirilmiştir.
Karar Destek Sistemleri (KDS), karar verme aşamasında doğru cevabı bilmenin mutlak bir yolunun olmadığı ve ortada birçok doğru karar bulunabildiği durumlarda karar alma işlemine yardımcı olmak için tasarlanmış, esnek ve etkileşimli bilgi teknolojisi sistemleridir [17]. Diğer bir ifadeyle Karar Destek Sistemleri; karar vericinin, karar verebilmek amacıyla bilgisayar ile interaktif olarak faydalı bilgi üretmesine imkan veren, bilgisayarla bütünleştirilmiş yönetim bilgi sistemi araçlarıdır. Karar destek sistemleri,
veri tabanı ve model tabanını bir yazılım sistemi yardımıyla işleyerek, ilgili karar verme probleminin çözümü amacıyla kullanıcı isteklerine göre alternatif çözümlerin oluşturulmasını sağlar. Oluşturulan bu alternatif çözümler doğrultusunda son karar kullanıcıya aittir. Karar destek sistemlerinin ana bileşenlerini veritabanı, yazılım sistemi ve kullanıcı arayüzü oluşturur. Veritabanı, bir kişisel bilgisayara yerleştirilecek kadar küçük olabildiği gibi, çok büyük bir veri deposu şeklinde de olabilir. Veritabanı, birçok uygulamadan elde edilen geçmişteki ve mevcutta bulunan verilerin bir araya gelmesinden oluşmaktadır. Yazılım sistemi, veri analizi için kullanılan yazılım araçlarını kapsar (örneğin Delphi, Visual Basic, C++) [18].
Karar destek sistemlerinde matematiksel ve analitik modeller model tabanını oluştururlar. Model tabanı, KDS'lerin değişik analizler yapması için kullandığı çeşitli istatistiksel, finansal, matematiksel veya diğer nicel modelleri içerir. Kullanıcı arayüzü, karar vericilerin KDS'ne erişimini sağlamaktadır. Karar vericiler ile yazılım ve donanım arasındaki iletişime yardımcı olur. Kullanıcı, karar destek sistemini yöneten kişidir ve “kullanıcı arayüzü” yardımıyla karar destek sistemini yönlendirmektedir. Kullanıcı, karar problemi hakkında karar verici pozisyondadır. Ele aldığı problemin gerekleri dogrultusunda karar destek sistemini kullanarak, sonuç raporlarından veya tablo analizlerinden hareketle alternatif çözümler içerisinden en iyiyi bulmaya çalışır [18].
Bu bölümde teknik özellikler ve imalat sisteminin özellikleri ve doğrultusunda işleme merkezi seçen bir karar destek sistemi (İMS) geliştirilmiştir. İMS'nin geliştirilmesinde hazırlanan program DELPHI ile yazılmıştır. İMS'nin veri tabanında toplam 164 adet işleme merkezinde 75 adet veri bulunmaktadır. Veri tabanında bulunan tezgahlara ait teknik özellikler çoğunluğu İstanbul- Bayrampaşa semtinde faaliyet gösteren çeşitli markalarda işleme merkezlerinin satış temsilcisi firmalarla yapılan görüşmelerden, TATEF 2004 (Uluslararası Takım Tezgahları Fuarı-2004) fuarında derlenen kataloglardan ve işleme merkezi üreten firmaların internet sayfalarındaki bilgilerden faydalanılarak oluşturulmuştur. Karar vericiye karar destek sisteminde yöneltilen sorular ise işleme merkezi satışı ile uğraşan firmalarla yapılan görüşmelerin yanı sıra imalat sanayinde işleme merkezi kullanan firmaların görüşleri ve tecrübelerinden yararlanılarak belirlenmiştir. İMS'de işleme merkezi seçimi için ilk aşamada giriş ekranı görüntüye gelmektedir (Şekil 1). Ana ekranda “Veri Tabanları” aracının
KARAR DESTEK SİSTEMİNİN
a l t ı n d a v e r i t a b a n ı n d a k i i ş l e m e m e r k e z l e r i g ö r ü n t ü l e n m e k t e d i r . B u r a d a n v e r i t a b a n ı güncellenebilmektedir. “Yardım” aracı altında ise programın kısa tanıtımı bulunmaktadır. Karar verici “İşlem” aracına fare ile tıkladığında işleme merkezi seçimi yapacağı ana ekran görüntüye gelmektedir (Şekil 2).
Ana ekranda kullanıcıya toplam 15 adet soru yöneltilmektedir. Bu sorulardan ilk 9 tanesi işleme merkezinden beklenen alt limit değerlerinin tespit edilmesini
opsiyonel özelliklerinin istenip istenmediğinin belirlenmesini (Şekil 2-C), 14 ve 15. sorular ise işleme merkezlerinin imalat sistemi özelliklerine göre değerlendirilmesini sağlayan soruları kapsamaktadır (Şekil 2-D). Bu iki soruda işleme merkezinin yüksek iş mili hızında ve/veya ağır iş parçalarını uzun süreli çalışma koşullarında işleyebilme kabiliyeti sorgulanmaktadır. Bu sorgulama işleme merkezlerinin iş mili, kızak sistemi, ilerleme tahrik sistemi ve gövde yapısının özelliklerine göre yapılmaktadır. 14 ve 15 nci sorulara “evet” yanıtı verildiğinde veri tabanından iş mili, kızak sistemi,
Şekil 1. İMS'ye Giriş Ekranı
Şekil 2. İMS'nin Ana Ekranı
İşleme merkezinden beklenen alt limit değerlerin tespitine yönelik sorular (A).
Gerekli iş mili hızı ve gücünün hesaplandığı modül (B). Opsiyonel özelliklerin istenip istenmediğine ilişkin sorular (C). İç yapı özelliklerini değerlendirme soruları (D).
ilerleme tahrik sistemi ve gövde yapısı uzun süreli çalışma koşullarına uygun olan işleme merkezi seçilebilmektedir. Kullanıcı tüm soruları yanıtlamak zorunda değildir. İsterse tek soruya yanıt vererek de seçim işlemini gerçekleştirebilir. Sorular yanıtlandıktan sonra “Tezgah Seç” butonu tıklandığında girilen veriler çerçevesinde koşulları sağlayan işleme merkezleri veri tabanından seçilebilmektedir. Ana ekranda karar vericiye yardımcı olmak için “Bilgi Formları” yerleştirilmiştir.
Karar verici ilgili sorunun üzerine gelip iki kere farenin sol tuşuna tıkladığında bilgi ekranı görüntüye gelmektedir. Ana ekranda bulunan Soru 1-8'e ait akış şeması Ek-1'de verilmiştir. İçeriğinde hesaplama yapılan, pratik uygulamaları içeren ve imalat sisteminin özelliklerinin değerlendirildiği Soru 9-15'in açıklamaları ise aşağıda verilmektedir.
Hız ve güç hesabının yapılabilmesi için işleme merkezinde işlenecek olan en yumuşak ve en sert malzemenin programdaki kutulara girilerek seçilmesi gerekmektedir. Bu seçimin ardından hız hesabı ve güç hesabı için V değerleri ile güç hesabında kullanılan f ve K değerleri ekranda otomatik olarak belirmektedir. Ardından hız ve güç hesabına ilişkin diğer değerler programa girilerek “Hızı Hesapla” butonu tıklandığında işleme merkezinden beklenen hız değeri, “Gücü Hesapla” butonu tıklandığında ise işleme merkezinden beklenen güç değeri otomatik olarak hesaplanabilmektedir. Karar verici hız ve güç değerlerini dilerse kendisi de bu alanlara yazabilmektedir. İş mili hızı ( d / d a k ) a ş a ğ ı d a v e r i l e n E ş i t l i k 1 k u l l a n ı l a r a k hesaplanmaktadır [14].
(1)
Eşitlikte izlenen notasyonlar n= İş mili hızı (d/dak), VC: Kesme hızı(m/d), DC: Freze çapı(mm) olarak ifade edilmektedir. Hesaplanan veya ilgili alana girilen değerden büyük değerde iş mili hız kapasitesi olan tezgahlar seçilmektedir. İş mili güç gereksinimi ise Eşitlik 2 kullanılarak hesaplanmaktadır.
(2)
Eşitlikte izlenen notasyonlar; f = Diş başına ilerleme (mm/diş) (malzemeye göre tablodan seçilir), z = Takımdaki
diş sayısı, a = Kesme derinliği (mm), a = Takım işleme genişliği (mm), K= %80'lik tezgah verimi için bir sabit (malzemeye göre tablodan seçilir), P = Net kesme gücü (kW) şeklindedir. V , K ve F değerlerinin tespit edilmesinde faydalanılan malzeme tablosu Ek-2'de gösterilmiştir [14]. Güç gereksinimi hesabında, hesaplanan veya ilgili alana girilen değerden büyük değerde güç kapasitesi olan tezgahlar seçilmektedir.
İşleme merkezlerinde dönel tabla 4. eksende hareket kabiliyeti sağlamaktadır. İşleme merkezlerinde dönel tabla standart olabildiği gibi opsiyonel olarak da sunulmaktadır.
İş parçası üzerinde delik delme işlemleri varsa, takım ucundan su püskürtmeli olan tezgahlar tercih edilmelidir. Eğer işleme merkeziyle %50'nin üzerinde delik delme işlemi yapılacaksa bu seçeneğe “evet” yanıtı verilmelidir. Delik delme işlemi sırasında soğutma suyunun püskürtülmesiyle talaşların parça yüzeyinden kolay atılması sağlandığı gibi, bu durum takım ömrünü ve iş parçasının yüzey kalitesini de iyileştirici bir etki yapar.
İş parçası üzerinde çapı 5 mm'den küçük delik delme işlemi var ise, bu durumda takım boyu çapından takriben 5 kat daha büyük olan takımlarda takım kırılması durumu söz konusu olabilmektedir. Bu nedenle durumun tespiti ve önlem alabilmek amacıyla, işleme merkezinin takım ölçme sistemine sahip olması istenmektedir.
Uzun süreli çalışmalarda talaş birikimleri tezgah çalışma süresinde duraksamalara neden olabilmektedir. Bu nedenle günümüzde tezgahlar talaş tahliye sistemleriyle donatılmışlardır. Özellikle bir vardiya süresinin yarısından fazla sürede çalışan tezgahlarda talaş konveyörü bir gereklilik olmaktadır.
Ondördüncü soruya “evet” yanıtı verilmişse işleme merkezinin ana makine elemanları; kızaklar, iş mili rulmanı, ilerleme tahriki ve gövdesinin ısıl genleşme, tamlık ve hız kabiliyetlerinin iyi düzeyde olması gerekmektedir. Bu özellikler ise doğrusal kızak, iş milinin soğutucu ünitesi veya diğer bir etkin sistemle soğutulması veya hibrit rulman
c z z n p e C z c
Soru 9: İş mili devir hızı ve güç gereksinimi hesabı
Soru 10: Dönel tabla (4. Eksen) ihtiyacı var mı?
Soru 11: İş parçası üzerinde delik delme işlemi var mı?
Soru 12: Takım ölçme sistemine ihtiyaç var mı?
Soru 13: Tezgah bir vardiya süresinin yarısından fazla çalışıyor mu?
Soru 14: Tezgahta seri olarak uzun sürelerde işleme yapılacak mı? C C D 1000 V n ? ? ? ? 000 100 K z n f a a P P e z n C ? ? ? ? ? ?
kullanımı, bilyeli milin içten soğutulması özelliğine sahip ve gövdesi ısıl genleşmeyi azaltıcı tasarımlarla oluşturulmuş iç yapı özelliklerine sahip işleme merkezinde bulunmaktadır. Bunun dışında örneğin kutu kızak yapısına sahip, etkin bir soğutma sistemi bulunmayan işleme merkezleriyle uzun süre ve hızlı bir işleme gerçekleştirmek mümkün olmamaktadır.
Onbeşinci soruda ise iç yapı elemanlarının katılık ve sönümleme özellikleri sorgulanmaktadır. Bu durumda kutu kızak veya katılığı geliştirilmiş doğrusal kızaklar, özel tasarımlı, 2'li 3'lü rulman tasarımlı, açısal temaslı rulman kullanan veya hibrit rulman kullanan iş mili, iki uçtan destekli, çift cıvatalı veya ön yüklenmiş bilyeli mil gibi özelliklerden birini veya birkaçını bünyesinde bulunduran işleme merkezleri seçilmektedir. Sorular ekranda cevaplandıktan sonra “Tezgah Seç” butonuna tıklanınca tüm koşulları sağlayan aday işleme merkezleri ekrana gelmektedir (Şekil 3). İşleme merkezi seçimi konusunda son karar kullanıcıya aittir.
Bu bölümde bir önceki bölümde ayrıntılı olarak açıklanan İMS yöntemi iki gerçek uygulama üzerinde test edilerek sonuçların gerçek hayatla uyumu irdelenmiştir. İlk örnekte elektromekanik cihaz üretimi konusunda İzmit'te faaliyet gösteren bir firmanın üretim tesislerinde kullandığı işleme merkezlerinin seçiminin İMS ile gerçekleştirilmesine yöneliktir. Söz konusu firma elektrik iletim ve dağıtım sistemlerinin tüm ihtiyaçları üzerine odaklanmış ve elektromekanik ürünler üzerine faaliyet gösteren önemli kuruluşlardan bir tanesidir. Başlıca ürünler olarak; Orta Gerilim Metal Mahfazalı Modüler Hücre, Orta Gerilim SF6 Gazlı Devre Kesici, Yüksek Gerilim Ayırıcı üretimi gerçekleştiren firma, bunlara ilaveten; Akım ve Gerilim Transformatörleri, Sigortalar, Yüksek Gerilim Parafudrlar ve
aşkın geniş ürün yelpazesinin üretimiyle uğraşmaktadır. Bu uygulamada seçilecek işleme merkezinde pantograf gövdeleri işlenmektedir. Bununla birlikte tezgahta nadiren orta karbonlu Ç1040 çeliğinden imal edilen epoksi enjeksiyon kalıbının işlenmesi de gerçekleştirilmektedir. Firma ile yapılan görüşme sonucunda ilk olarak İMS ana ekranındaki sorular Şekil 4'deki gibi yanıtlanmış ve firmanın seçebileceği 4 adet işleme merkezi tespit edilmiştir (Şekil 5).
Yapılan değerlendirme sonucunda Mazak VTB200B, Mazak VTC200C, Mazak NXS510C ve Mazak NXS510CHS işleme merkezleri tespit edilmiştir. Konumuz firma Mazak VTC200C işleme merkezini satın almış ve halihazırda kullanmaktadır. Yapılan görüşmede bu işleme merkezinin tercih sebebinde işleme merkezinin markasının, bu marka içerisindeki fiyat avantajının etkili olduğu, ifade edilmiştir.
Bu örnekte firmanın temsilci firmayla yaptığı uzun görüşmeler sonucu aldığı kararı, İMS oldukça kolay bir süreç sonucunda alternatif olabilecek işleme merkezleriyle birlikte gösterebilmiştir. Mazak NXS510CHS işleme merkezi Mazak
VTC200C işleme merkezine alternatif olabilecek işleme merkezi olarak görülmektedir. Bu işleme merkezi güç kapasitesi, iş mili hızı ve kullanılabilecek maksimum takım çapı özellikleri bakımından Mazak VTC200C'den çok daha üstündür (Çizelge1 ve Çizelge 2).
İkinci uygulama olarak İstanbul Bayrampaşa semtinde bulunan işleme merkezi temsilci/satıcı bir firma yetkilisi ile yapılan görüşme sonucu aktarılan örnek olay için İMS ile işleme merkezi seçimi gerçekleştirilmiştir. Temsilci firmadan alınan örnek olaya ilişkin veriler; “tabla boyutu gereksinimi 600 000-800 000 mm²; X,Y,Z eksen hareket miktarı: 1200 mm, 700 mm, 700 mm (minimum); gerekli takım sayısı: 30 adet; en uzun takım boyu: 300 mm; gerekli iş mili devri: 4500 d/dak; gerekli iş mili gücü: 20 kW; 4. eksen isteniyor; talaş konveyörü isteniyor; iş mili içinden su verme özelliği isteniyor; maksimum ödenebilecek fiyat: 550.000 Euro; Soru 15: Tezgahta uzun süreyle ağır iş parçaları
işlenecek mi?
İMS'NİN GERÇEK UYGULAMALARLA
TESTİ
Şekil 5. Uygulama 1 İçin İşleme Merkezlerinin Tespit Edilmesi
Çizelge 1. Uygulama 1 İçin Sıralanmış İşleme Merkezlerinin Genel Özellikleri-1
Marka Model Hareket
Fiyatı-Euro Tabla -mm²
X Ekseni
mm Y Ekseni mm Z Ekseni mm Hız d/dak Güç KW
MAZAK NXS510C HS Dikey 190 000 715 000 1 050 510 510 15000 30 MAZAK VTC200C Dikey 152 000 1 020 000 1 660 510 510 12000 19 MAZAK NXS510C Dikey 185 000 715 000 1 050 510 510 12000 19 MAZAK VTC200B Dikey 150 000 744 600 1 120 510 510 12000 19 Girilen Değerler --- --- ---700 000-1 200 000 900 450 450 11376 5,3
konusu: Motor bloku, fren kampanası, diferansiyel yatağı işlenmesi şeklindedir.
Yukarıda verilen bilgiler doğrultusunda veriler İMS ekranına girilerek uygun işleme merkezleri tespit edilmiştir (Şekil 6). İşleme merkezleri içinden temsilci firma HYUNDAI SPT800 işleme merkezini önermiştir. İMS bu işleme merkeziyle birlikte 2 adet daha işleme merkezini veri tabanından tespit edilmiştir.
Şekil 6'da görüldüğü gibi, MORISEIKI NH8000DCG ve MAZAK FH8800 marka işleme merkezleri hız kapasitesi, güç, takım değiştirme süresi bakımından HYUNDAI SPT800 işleme merkezinden çok daha üst düzeydedir. Bununla birlikte takım sayısı açısından MORISEIKI NH8000DCG işleme merkezinin özellikleri diğer tezgahların özelliklerinden çok daha iyi gözükmektedir. Dolayısıyla bu uygulamada MORISEIKI NH8000DCG tezgahının seçilmesi daha uygun görünmektedir. Diğer taraftan HYUNDAI SPT800 işleme merkezi firmanın ihtiyaçlarını karşılayabilmektedir.
Bu uygulamada İMS ekranında “Tezgahta seri olarak uzun süreli işlem yapılacak mı?” sorusuna “evet” yanıtı verilmiş olsaydı HYUNDAI SPT800 işleme merkezi elenmiş olacaktı. İş milinde 3 noktadan destekli 2 adet açısal temaslı
rulman tasarımı kullanılan bu tezgah ile uzun süreli çalışmalarda yüksek ısı açığa çıkacaktır. Bu durum Şekil 6 incelendiğinde katalog bilgileriyle de teyit edilmektedir. HYUNDAI SPT800 işleme merkezi 4500 d/dak ile diğer iki işleme merkezinden çok daha düşük bir hız kapasitesine sahiptir. Bu durum işleme şartları ve iş parçasının özelliklerinin değerlendirilerek işleme merkezi seçimi gerçekleştiren İMS'nin üstünlüğünün katalog bilgileriyle teyidini göstermektedir. İMS bu örnekte sadece katalog bilgileriyle değerlendirme yapan diğer seçim modellerinden daha üstün ve avantajlı olduğunu göstermiştir.
Bu çalışmada işleme şartları ve iş parçasının özelliklerine göre işleme merkezi seçimini amaçlayan bir karar destek sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen bu karar destek sisteminde (İMS) literatürde bulunan çalışmalarda kullanılan sorulardan farklı olarak işleme merkezlerinin çalışma şartlarına yönelik olan sorular da kullanılmıştır. Bu çalışmada sunulan gerçek uygulamalarda bu soruların işleme merkezi seçiminde kullanılmasındaki önemi gösterilmiştir. Yapılan uygulamalarda bu soruların işleme merkezlerinin sıralama sonuçlarını değiştirdiği ve iç yapı özellikleri yeterli olmayan işleme merkezlerinin elendiği görülmüştür. İMS'de kullanılan sorular seçim işlemini yönlendirebilmiştir.
SONUÇ
Şekil 6. Uygulama 2 İçin Belirlenen İşleme Merkezleri
Marka Model Takım
Sayısı Takım Çapı(mm) Takım Boyu (mm) Uzunluk (mm) Genişlik (mm) Yükseklik (mm)
MAZAK NXS510C HS 30 125 350 3 043 2 880 2 801 MAZAK VTC200C 30 80 350 4 100 2 960 2 759 MAZAK NXS510C 30 125 350 2 835 2 880 2 778 MAZAK VTC200B 24 80 350 2 915 2 730 2 759 Girilen Değerler --- 15 80 170 4 250 3 000 3 000
Sonuç olarak bu çalışmada geliştirilen İMS'nin hem imalat firmaları hem de işleme merkezi satışı ile uğraşan firmalara faydalı olabileceği, daha sağlıklı kararlarının almasına katkıda bulunacağı düşünülmektedir.
Schmid, Manufacturing Engineering and Technology, Prentice-Hall, Inc., Fourth Edition., Upper Saddle River, NJ, 2001.
Manufacturing Processes and Equipment, Chapter 7-10, Printice Hall, USA, 2000.
Manufacturing Automation:Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2000.
Technology for Investment in Flexible Manufacturing, The International Journal of Flexible Manufacturing Systems 4, 51-77, (1991).
Manufacturing System, International Journal of Production Research 36:5 1339-1349, (1998).
Intelligent Decision Support System (DSS) for the selection process of alternative machines for Flexible Manufacturing Systems (FMS), Computers in Industry 25, 131-143, (1994).
Machine Selection in Flexible Manufacturing Cell: A Fuzzy Multiple Attribute Decision Making Approach, International Journal of Production Research 38 (9) 2079-2097, (2000).
Decision Support System For Machine Tool Selection. in: A. Baykasoglu and T. Dereli (eds.), Proceedings of ICRM-2002, 2nd International Conference on Responsive Manufacturing, University of Gaziantep, Turkey, 752-757, (2002).
Evaluation of Machine Selection by the
AHP method, Journal of Materials Processing Technology 57, 253-258, (1996).
Strategic Planning in Manufacturing Systems- AHP Application to an Equipment Replacement Decision, International Journal of Production Economics 38, 189-197, (1995).
“Development of a Machine Tool Selection System Using Analytic Hierarchy Process”, Intelligent Computation in Manufacturing Engineering, 4:1-6, (2004).
AHP as a Strategic Decision-Making Tool to Justify Machine Tool Selection, Journal of Materials Processing Technology 146, 365-376, (2004).
Assessing Computer Numerical Control Machines Using Data Envelopment Analysis, International Journal of Production Research 40, 9, 2011-2039,(2002).
CNC İşleme Merkezlerinin Seçimi İçin Bir Uzman Sistemin Geliştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2005.
Dappili, “Decision Support System for Machining Center Selection”, Journal of Manufacturing Technology Management, 15(2):144-154 (2004).
“Algorithm Based Decision Support System For the Concerted Selection Ofequipment In Machining/Assembly Cells”, International Journal of Production Research, 38(2):323-339, (2000).
“Borsada Göstergelerle Teknik Analiz Için Bir Karar Destek Sistemi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 17 (1): 43-58, (2002). “Management Information Systems for the Information Age”, Irwin/McGraw Hill Publishing Co., 1-5 (1998).
KAYNAKÇA
1. S. Kalpakjian, and S.R.
2. G. Tlusty,
3. Y. Altıntaş,
4. P.L.
5. A. Atmani, and R. S. Lashkari, A model of Machine-Tool Selection and Operation Allocation in Flexible
6. M. T. Tabucanon, D.N. Batanov, D.K.Verma,
7. T.Y. Wang et al.,
8. M. Ç. Arslan, B. Çatay, E. Budak,
9. Z-C.Lin, C-B. Yang,
10. H. Oeltjenbruns, W. J. Kolarik, and R. Schnadt-Kirschner,
11. E. Çimren, E. Budak, B. Çatay,
12. M.Yurdakul,
13. S. Sun,
14. T. Doğramacı,
15. B., Gopalakrishnan, T., Yoshii, and S.M.,
16. A-M., Layek, and J., R., Lars,
17. T., Çetinyokuş, H., Gökçen,
18. S., Haag, M., Cummings and J., Dawkins,
Ek-1. İMS Programı Soru 1-8 Akış Şeması İş Parçası L£X SORU 1 SORU 2 SORU 3 SORU 4 SORU 5 SORU 6 X,Y,Z Eksen hareketleri? İş Parçası H Z£ İş Parçası W Y£ MinTablaAlanı<=İMTablaAlanı<=MaksTablaAlanı Tabla alanı istenen aralıkta olan tezgahlar seçilir.
Gerekli maksimum ve minimum tabla alanı girilir.
Tabla Ağır. Kap³ İş parçası Ağır. olan tezgahlar seçilir. İş parçası ağırlığı girilir.
Gerekli takım sayısı girilir.
Takım sayısı³İşin takım sayısı olan tezgahlar seçilir.
En uzun takım boyu girilir.
Takım Boyu³ İş için gerekli en uzun Takım Boyu olan tezgahlar seçilir.
En büyük takım çapı girilir.
Takım Çapı³ İşin Takım Çapı olan tezgahlar seçilir. Şartları Sağlayan Tezgahlar Seçilir İşleme merkezine ödenebilecek fiyat
değeri girilir.
İM Fiyatı Girilen Fiyat olan tezganlar seçilir.
SORU 7 U,G,Y Alan Gereksinimi? Tezgah Yüksekliği<Y Tezgah Genişliği<G Tezgah Boyu<U SORU 8
İŞ PARÇASI MALZEMESİ HB Sertlik Vc(m/dak) K Fz(mm/diş) Alaşımsız - C=%0,10-0,25 125 310 - 480 3,5 0,075 - 0,28 Alaşımsız - C=%0,25-0,55 150 280 - 430 4,2 0,075 - 0,28 Alaşımsız - C=%0,55-0,80 170 260 - 350 4,9 0,075 - 0,28 Alaşımsız - C=%0,55-0,80 300 175 - 260 5,2 0,075 - 0,28 Düşük alaşımlı - <%5 -sertleştirilmemiş 175 220 -335 4,2 0,075 - 0,28 Düşük alaşımlı - <%5 -sertleştirilmiş-temperlenmiş 275 155 -235 5,0 0,075 - 0,28 Yüksek alaşımlı - (>%5)-tavlanmış 200 165 - 255 4,8 0,075 - 0,28 Yüksek alaşımlı - (>%5)-sertleştirilmiş takım çelikleri 380 75 - 115 8,2 0,050 - 0,20 Döküm - alaşımsız 150 220 - 340 3,5 0,075 - 0,28 Döküm - Düşük Alaşımlı (<%5) 200 175 - 275 4,0 0,075 - 0,28 Döküm - Yüksek Alaşımlı (>%5) 200 130 - 195 4,9 0,075 - 0,28 Paslanmaz çelik - sertleştirilmemiş 200 180 - 300 5,4 0,075 - 0,28 Paslanmaz çelik - sertleştirilmiş 330 110 - 240 8,0 0,075 - 0,20 Paslanmaz çelik - dökme - sertleştirilmemiş 200 175 - 285 5,4 0,075 - 0,28 Paslanmaz çelik - dökme - sertleştirilmiş 330 95 - 205 8,1 0,075 - 0,20 Temper döküm 130 - 230 165 - 280 2,9 0,10 - 0,30 Gri dökme demirler 180 - 245 180 - 315 3,3 0,10 - 0,30 Sfero dökme demirler 160 - 250 125 - 210 3,5 0,10 - 0,30 Alüminyum ve alaşımları / Magnezyum alaşımları < 60 825 - 1120 0,9 0,10 - 0,40 Alüminyum alaşımları 61 - 100 735 - 1050 1,3 0,10 - 0,40 Alüminyum alaşımları 101 - 150 250 - 450 1,7 0,10 - 0,40 Bakır ve bakır alaşımları 100 - 150 410 - 565 1,3 0,10 - 0,40 Bakır ve bakır alaşımları 151 - 240 300 - 400 1,5 0,10 - 0,40 Isıl dirençli süper alaşımlar - Demir esaslı / Nikel esaslı 250 55 - 65 8,1 0,050 - 0,20 Isıl dirençli süper alaşımlar - Demir esaslı / Nikel esaslı 320 45 - 55 11,0 0,050 - 0,20 Isıl dirençli süper alaşımlar - Demir esaslı / Nikel esaslı 350 35 - 40 11,2 0,050 - 0,20 Isıl dirençli süper alaşımlar - Kobalt esaslı 200 24 - 28 6,9 0,025 - 0,20 Isıl dirençli süper alaşımlar - Kobalt esaslı 300 19 - 29 10,0 0,025 - 0,20 Isıl dirençli süper alaşımlar - Kobalt esaslı 320 17 - 19 10,6 0,025 - 0,20 Isıl dirençli süper alaşımlar - Titanyum alaşımları 400 MPa 125 - 140 4,2 0,075 - 0,25 Isıl dirençli süper alaşımlar - Titanyum alaşımları 950 MPa 65 - 75 4,8 0,075 - 0,25 Isıl dirençli süper alaşımlar - Titanyum alaşımları 1050 MPa 55 - 60 5,4 0,075 - 0,25 Ekstra sert çelik 59 HRC 40 - 80 15,0 0,050 - 0,20 Su verilmiş dökme demir 400 80 - 160 8,3 0,10 - 0,25
