Geri Dön

İnsan-robot iş birliği ile montaj hattı yeniden dengeleme problemi ve bir hiper-matsezgisel çözüm yaklaşımı

Assembly line rebalancing problem with human-robot collaboration and a hyper-matheuristic solution approach

PDF İndir

  1. Tez No: 940968
  2. Yazar: ASLIHAN KARAŞ ÇELİK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FERİŞTAH ÖZÇELİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Üretim ve Servis Sistemleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 138

Özet

Tekrarlı görevlerin gerçekleştirildiği ve standart ürünlerin imal edildiği montaj sistemlerinde, Endüstri 4.0'ın etkisiyle robotların kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu eğilim, tehlikeli ortamlarda robotların görev almasına ve insan kaynaklı hataların azaltılmasına olanak tanımaktadır. Öte yandan, robotlar, insanların sahip olduğu esneklik ve içgörüden yoksundur. Robotların sınırlılıklarının fark edilmesiyle birlikte, insan merkezli endüstrilerin önemini vurgulayan Endüstri 5.0 vizyonu çerçevesinde, insanların ve robotların iş birliği yaptığı montaj hatları, bu işgörenlerin güçlü yönlerinin bütünleştirilmesini sağlayan yenilikçi sistemler olarak ortaya çıkmıştır. Bu etkileşim, sistem verimliliğini artırmakta ve ergonomik riskleri azaltmaktadır. Literatürdeki iş birliğine dayalı montaj hatlarına ilişkin çalışmalarda, yalnızca ilk kez dengeleme durumu dikkate alınsa da emek yoğun kuruluşlar için mevcut sistemlerin tamamen ortadan kaldırılarak, iş birliğine dayalı bir yapının kurulması maliyetli ve zaman alıcı bir süreçtir. Bu bağlamda, bir hattı sıfırdan kurmak yerine mevcut yapıyı temel alarak yeni koşullara uygun şekilde yeniden yapılandırmak, operasyonel açıdan daha sürdürülebilir bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, yalnızca işçilerin bulunduğu montaj hatlarından iş birlikçi sistemlere geçiş ele alınmaktadır. Bu doğrultuda, manuel hatlara geleneksel ve iş birlikçi robotların (kobotların) entegre edilmesi amacıyla işgörenler bazında yeniden yapılandırma sürecine odaklanılarak İnsan-Robot İş Birliği ile Montaj Hattı Yeniden Dengeleme (İR-MHYD) Problemi önerilmektedir. İR-MHYD probleminin çözümü için bir matematiksel model ve yapay arı kolonisi (YAK) algoritması tabanlı bir hiper-matsezgisel çözüm yöntemi geliştirilmiştir. Karşılaştırma problemleri üzerinde yapılan testlere ilişkin sonuçlar, hiper-matsezgisel yaklaşımın, matematiksel modele ve YAK algoritmasının temel versiyonuna kıyasla daha üstün performans gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

In assembly systems where repetitive tasks are performed and standardized products are manufactured, robot utilisation has become widespread due to the influence of Industry 4.0. This trend enables robots to operate in hazardous environments and reduces human-induced errors. However, robots lack the flexibility and insight of humans. Recognising the limitations of robots, within the framework of the Industry 5.0 vision, which emphasises the importance of human-centred industries, assembly lines where humans and robots collaborate have emerged as innovative systems that allow the integration of their strengths. This interaction increases system efficiency and reduces ergonomic risks. Although only the first-time balancing is considered in studies on collaborative assembly lines, it is a costly and time-consuming process for labour-intensive organisations to completely eliminate existing systems and build a collaborative structure. In this context, it is a more operationally sustainable approach to reconfigure a line in accordance with new conditions based on the existing structure rather than building it from scratch. This study addresses the transition from assembly lines with only workers to collaborative systems. Accordingly, the Assembly Line Rebalancing Problem with Human-Robot Collaboration (ALRB-HRC) is proposed, focusing on the reconfiguration process on the basis of operators to integrate traditional and collaborative robots (cobots) in manual lines. To solve the ALRB-HRC problem, a mathematical model and a hyper-matheuristic solution method based on the artificial bee colony (ABC) algorithm are developed. The test results on benchmark problems demonstrate that the hyper-matheuristic approach outperforms the mathematical model and the basic version of the ABC algorithm.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    934580

    Modelling and solving multiple objective assembly line balancing problem by considering human-robot collaboration

    Çok amaçlı montaj hattı dengeleme probleminin insan-robot iş birliği göz önünde bulundurularak modellenmesi ve çözümü

    HİLMİYE BETÜL DİKMEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADİL BAYKASOĞLU

  2. Tez No

    887218

    Learning furniture assembly with reinforcement learning

    Pekiştirmeli öğrenme ile mobilya montajı öğrenme

    ÖZGÜR ASLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN KALKAN

    DOÇ. DR. EROL ŞAHİN

  3. Tez No

    745294

    Stochastic assembly line balancing problems involving robots and reliability restriction

    Robotları ve güvenilirlik kısıtlamasını içeren stokastik montaj hattı dengeleme problemleri

    MUHAMMET CEYHAN ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KEMAL TURAL

  4. Tez No

    652349

    Industrial implementation of a path planning algorithm with dynamic obstacle avoidance for safe human-robot collaboration

    Güvenli insan-robot işbirliği için dinamik engel kaçınma içeren bir yörünge planlama algoritmasının endüstriyel uygulaması

    SERHAT DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EVREN SAMUR

  5. Tez No

    497204

    İnsan-robot birlikte çalışmalarının bilişsel ergonomi açısından genişletilmiş biliş yaklaşımıyla değerlendirilmesi

    Evaluation of human-robot collaborative works in terms of cognitive ergonomics with extended cognition approach

    ZEYNEP ÜSTÜNEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TÜLİN GÜNDÜZ

Geri Dön