İmalat Sanayinde Ürün Projelendirme
Sabit Tunçel(Mba)
Ağaçişleri End.Y.Müh.
Metin Kahveci
Orman End.Y.Müh.
1. Giriş
Ürün projelendirme, rolevenin veya eskizin üretim birimlerine, ürün ihtiyaçlarının tespitini net olarak çıkaran ve ürün üretilebilmesi için imalatın anlayacağı dile çevrilerek iş emri haline dönüştürülünceye kadar ki; aşamasıdır. Ürün projelendirme, endüstriyel işletmelerin beyni olan planlama faaliyetinin veri tabanını oluşturmaktadır. Bu anlayış ile yaklaşıldığında projelendirmenin önemi daha iyi kavranacaktır.
Ürün oluşumundaki ilk aşama tasarımdır. Dolayısıyla öncelikle, ürün tasarlanırken hangi aşamalardan geçerek kullanılabilir ürün haline geleceği incelenmelidir.
2. Ürünün Tasarımı
Tasarım aşamasında ürünün estetik, ekonomik, teknolojik, orijinallik ve işlevsellik beklentileri göz önüne alınmalıdır. Bu beklentiler bazı kısıtlar ile sınırlıdır. Bunların en önemlilerinden biride tasarımın üretilebilir olmasıdır. Roland Dietz (1986)’a göre tasarım ve üretimi kısıtlayan faktörler ve çevrimi Şekil 1’de verilmiştir.
Günümüz mobilya endüstrisindeki; işletmelerimizde kendi özel tasarımları veya mekana göre hazırlanmış özel ürün gamları ile üretim yapmaktadırlar. Ancak bu işler projelendirme aşamasında yukarıda belirtilen çevrim göz önüne alınmadan yapıldığında, üretim aşamasında büyük problemler ile karşılaşılmasına neden olmaktadır. Aynı hata, sorunun üretimde aşılması yaklaşımı ile büyüyerek devam etmektedir. Bu uygulama üretimin verimliliğini düşürdüğü gibi, ürünün tasarımından farklı olarak ortaya çıkmasına sebep olmaktadır.
Kısacası tasarımın üretilebilir olması için malzemenin karakteristiği, işlem basamakları, makine parkuru ve yapılabilirliği yani, üretim tekniklerinin bilinmesi tasarımın tespit edilen fonksiyonlarına uygun son ürün haline getirilmesinde önemlidir.
3. Ürün Projelendirme
Ülkemiz mobilya endüstrisinde ürünün projelendirilmesi işletme tiplerine göre 2 aşamada incelenmiştir.
- Seri imalat yapan işletmeler
- Siparişe göre imalat yapan işletmeler
Birinci tip imalat mantığını benimseyen işletmelerimizin büyük çoğunluğu yurt içi veya yurtdışı kaynaklı inceleme ve araştırmalarının sonucunda bir model tespiti yapılarak bunun, öncelikle renkli, 3 boyutlu perspektifi ve görünüş resimleri hazırlanır. Bu aşamadan sonra teknik resim kurallarına uygun olarak gerekli kesitler çizilir. Konstrüksiyon ile ilgili birleşim detayları üretime ve kullanılacak malzeme özeliklerine uygun çözümler ile birlikte çizilip hazırlanır. Daha sonra, prototipin üretimine geçilir. İzlenen prototip üzerinde gerekiyorsa değişiklikler, tartışılıp uygunluğuna karar verildikten sonra yapılır. Son halin almış olan prototip ile ilgili değişiklikler çizimler üzerinde de işlenir ve parça çizimleri ile kodlama işlemine geçilir. Böylelikle ürün portföyüne alınan yeni ürün ile ilgili tasarım ve projelendirme aşaması tamamlanmış olur. Bu aşamadan sonra, üretim planlama bölümü, işletmenin verimliliği açısından üretilecek minimum miktarı ve yeni modelin iş akışını çıkartarak üretim zamanını tespit eder. Tüm bu veriler ile malzeme sarfiyatları birleştirilerek modelin maliyetlendirilmesi ve satış fiyatının oluşumu için veri tabanı hazırlanmış olur. Seri imalat yapan bazı işletmelerde ise yerli veya yabancı ki; genellikle yabancı kökenli kataloglardan görülen yada beğenilen model ile ilgili eskiz çalışması yapılıp çizim usta veya ustabaşına verilerek prototip imalatının yapılması istenir. Bunun sonucunda ortaya çıkan ürün üzerinde gerekir ise değişiklikler yapılır ve prototip son şeklini alır. Daha sonra ürünün parçaları üzerinden alınan ölçüler ile çizim yapılır ki; buda delik akslarını gösterir çizimlerden daha fazla bir şey değildir.
Bu tip uygulamalarda örnek alınan ürün, yeni prototipte tasarımın gereklerine dikkat edilmediği gibi, yapılan çizimlerde ihtiyaca cevap verecek nitelik taşımamaktadır. Parça veya parçalar üzerinden alınan ölçüler ile yapılan çizimler pek sağlıklı ve kalıcı çözümler getiremez. Çünkü; resim veya prototip üzerindeki eksikleri yada değişiklikleri imalatta çalışan bir veya birkaç kişi bilir ve ona göre üretim yapılır. Yani imalattan çıkan ürün ile çizimi yapılan ürün bir biriyle örtüşmemektedir. Dolayısıyla ürün maliyeti, ürün imalat verimliliği, stabilitesi ve iş akışı gibi faktörler üretilen yüzlerce üründen sonra tespit edilebilir. Bu tarz imalatlarda inisiyatif tamamen üretimdeki ustadadır. Sonuçta yapılan çizimlerin gerekliliği kavranmamış ve biz yaptık oldu mantığı ile ürün keşfedilmiştir. Diğer bir sakıncası da, prototipi yapan ustanın bir şekilde işten ayrılması durumunda tüm bilgilerde onun ile birlikte gitmekte, işletmenin kalıcılığı zedelenmekte ve ürünün yeniden keşfi başlamaktadır. Bu da işletme için büyük zaman, kalite ve müşteri kaybı demektir. Tüm bunların sonucunda da ilk ürün ile son ürün arasında farklar doğmaktadır.
Sipariş ile üretim yapan işletmelerde ise bu durum daha da karmaşık bir hal almaktadır. Genellikle serbest el ile çizilmiş bir perspektife “proje” denilerek bir an önce üretime alınmasına çalışılmaktadır. Genellikle bu tip ürün veya ürünler özel imalat olarak adlandırılıp, çoğunlukla “acil” diye sınıflandırılırlar. Bu tür çalışan işletmelerde göreceli bir kavram olan “acil”’in karşıtı bir zaman dilimi de belli değildir. Dolayısıyla buda ayrı bir handikaptır. Ürün veya ürünlerin acil istenmesi ve prosesin bilinmemesinden kaynaklanan serbest el ile hazırlanmış taslak çizimler, direkt olarak imalata verilerek ve kısaca imalatı yapacak ustaya da anlatılarak, ürünün yapılması aşamasına geçilir.
Sonuçta her iki imalat tipinde de işletmelerimizin (birkaç firma hariç) uyguladığı sistem, imalat ve tasarıma hakimiyeti engellemektedir. Tasarım ve imalat aşamalarında ki tüm kısıtlar göz önüne alınarak yapılmış projelendirme için aşağıda belirtilen ürün projelendirme basamakları sırası ile uygulanmalıdır.
- Tasarımın irdelenmesi
- Detayların çözümlenmesi
- İmalat verilerinin hazırlanması
Mobilya üretiminde tasarım genellikle mimarlar tarafından yapılır. Ürünü oluşturacak olan detayların tespiti ve çizimleri ise mühendisler tarafından birbirlerinden bağımsız olarak yapılmaktadır. Doğrusu ise ürünün projelendirilmesi tasarım aşamasından itibaren her iki disiplininde birlikte yapmaları gereken bir çalışmadır. Tasarımı yapılış bir ürünün beklentilere nasıl cevap vereceği belli olduğundan. Bu aşamadan sonrası tasarımı yapan mimarın diğer gerekli bilgileri sisteme adapte ederek, uyum kontrollerini yaparak tasarımın irdelenmesi gerekmektedir.
3.1. Tasarımın İrdelenmesi
Belli ölçülerde şekillenmiş olan ürünün ana gerekçesi olan beklentileri sağlayıp sağlamadığı konusunda inceleme yapılır. Bu aşamada unutulmaması gereken en önemli unsurlar beklentilerin önemidir. Tüm beklentiler ayrı-ayrı incelenerek, nasıl karşılandığı ve bir birleri ile olan işleyiş ve ilişkileri detaylı olarak incelenmelidir. Örneğin sökülüp monte edilebilir (demonte) bir ürünün montaj elemanlarının mukavemeti, montaj kolaylığı, işlevselliği, stabilitesi vb. özellikleri göz önüne alınarak tasarım incelenir. Tasarım beş temel başlık altında incelenebilir.
i. Standartlar
ii. Ergonomi
iii.Mukavemet
iv.Estetik
v. Üretilebilirlik
- Standartlar : Ürün ile ilgili standartların yanında, kullanılan malzeme (hammadde, yarı mamul ve aksesuar) standartları derlenerek ilgili kısımlar dikkate alınmalıdır. Orman ürünleri sanayi ile ilgili standartların yanı sıra bitmiş ürün olarak mobilya ile ilgili standartlarımızın ülkemizde yetersiz olduğu bilinmektedir. Bu konular ile ilgili eksikler gelişmiş ülkelerin standartlarından faydalanılarak doldurulma yoluna gidilmelidir.
- Mukavemet : Ürüne kullanım anında etki edecek tüm kuvvetler dikkate alınarak konstrüksiyonun bu kuvvetlere karşı dayanımı irdelenmelidir. Örneğin, yuvarlak ve ortadan ayaklı bir masanın üst tablasının çapı kenarlardan uygulanacak kuvvetin doğuracağı momenti karşılayabilecek ölçü ve stabilitede olmalıdır. Yine yumuşak zeminde hareketli olacak ürünün sürtünme kuvvetinin kullanımdaki maksimum yükleme ile buna karşı dayanımının hesaplanması gerekmektedir. Her iki örnekte de sonuçta yapılması gereken hesaplama ve buna göre boyutlandırma, detay çözümü, yarı mamul ve uygun aksesuar seçimi gerekmektedir. Günümüzde ise en çok göz ardı edilen konu budur. Ürün ile ilgili mukavemet hesapları yapılmadan, numuneler üzerinde ilkel yöntemler ile her hangi test yöntemine veya bilimsel bir mesnette dayanmadan el yordamı ile yapılan usulsüz testler yeterli görülmektedir. Bunlara göre de yeni ürünün imalatına geçilmektedir. Dolayısıyla tasarımın irdelenmesi aşamasında incelenecek mukavemet hesaplamaları yapılmadığından direnci düşük veya yüksek dirençli ancak malzemem maliyeti yüksek dolayısıyla fiyat anlamında rekabet edemeyen bir ürün ortaya çıkacaktır.
Bu aşamada yapılması gereken, tasarım irdelenirken mukavemet hesaplamaları yapılarak gerekli düzeltmeler yapılır. sonuçta bu düzeltmelerde ürünün görsel ve diğer özelliklerine etkiliyor ise tasarım buna göre uyarlanıp, malzeme yada ürünün şeklinin değiştirilmesi kararı önceden alınacaktır. Tasarımcı ürünün kullanım özelliklerini ve estetiğini dikkate alarak mukavemeti sağlamak için gereken değişiklikleri tasarımına yansıtacaktır.
- Ergonomi : Tasarım aşamasındaki ürün genel kabul görmüş antropemetrik ölçüler dahilinde düşünülmelidir. Her ne kadar bu ölçüler bölgesel olarak ve ırklara göre farklılıklar gösterse de kullanıcı kitlenin genel özellikleri baz alınarak ve ürünün hangi amaca yönelik olduğu göz önünde tutularak tasarımın yapılması gerekmektedir. Örneğin, bir yemek sandalyesi, bar sandalyesi veya ofis sandalyesinin tasarımlarında kullanım amacı ön plana çıkmakta ve burada yapılacak tasarımda bunlar göz önüne alındığında insan anatomisine uygun farklı ölçüler ön plana çıkarken bazı kısıtlarda daha az önem ile konuya girmektedir.
- Estetik : Tasarım yapılan ürünün mukavemeti konusunda sorgulama yapılırken tasarıma konu olan estetik beklentilerin değişikliğe uğrayıp uğramadığı incelenmelidir. Mukavemetin karşılanabilmesi için yapılan çözümler ürünün estetik anlamda değişmesine neden olabilir. Tasarımcı yine estetik beklentiler doğrultusunda tasarımını geliştirmesi gerekmektedir. Tasarımın irdelenmesinde mukavemet ile estetik konulara çözüm bulana kadar döngü devam etmelidir.
- Üretilebilirlik : Tasarlanan ürünün daha en başında iken, yani düşünce aşamasından ve eskizler oluşmaya başladığı anda göz önünde bulundurulması gereken en önemli konudur. Üretilebilirliği olmayan bir tasarım sadece eskiz olarak kalacaktır. Ayrıca tasarımın ilk aşamalarında kabaca da olsa mevcut teknolojik olanaklar dikkate alınmalıdır.
Teknolojik olanaklar göz önüne alındığında, ilk aşamada tasarlanan ürünün orijinallik değerinin ön plana çıkması nedeni ile oluşturulacak ürüne ait yeni geliştirilmesi gerekli takım ve avadanlık ihtiyacı karşılanmalıdır. Bu durumda da oluşan ihtiyaçların (takım, kalıp, vb.) üretimi ve kullanıma uygunluğu kontrol edilmelidir. İkinci aşamada ise, tasarımın ihtiyaç duyduğu takım ve avadanlık ihtiyacının mevcutlardan karşılanması veya ufak eklentiler ve modifikasyonlar ile ihtiyaca yanıt veriri duruma getirmektir. Dolayısıyla üretilebilirlik konusunda bu aşamaya getirdikten sonra ihtiyaçların tespiti ve nasıl karşılanacağı, bunların maliyetlerinin ne olacağı ve kıyaslama tabloları oluşturularak en uygun olan yöntem seçilir. Ayrıca tasarımın üretilebilirliği, konusunda ürünün üretim hattındaki akışı sırasında izlediği yol ve oluşturabileceği dar boğazların tespiti ve bunların aşılma yöntemlerinin çözülmesi, ürünü oluşturan parçaların hangi tezgahta ne kadar zamanda çıkacağı ve tezgah yüklemeleri incelenmelidir.
3.2. Şekillendirme
Bu aşama teknik resimlerin hazırlanmasını içerir. Bu aşamaya kadar ürünün tasarımı, mukavemeti, malzemesi, üretilebilirliği ve ölçüleri netleştirilmiştir. Bundan sonra, tüm bu bilgilerin kullanılabilir veriler halinde dokümante edilmesi gerekmektedir. Yapılacak çizimler ürünün her aşamasının ve tüm niteliklerinin imalat anında kullanacak kişilerin rahatlıkla anlayabileceği nitelik ve sırada olması gerekmektedir. Bunun için uluslararası teknik resim kuralları gereği, çizim sırası ve yöntemlerini kullanmakta yarar vardır. Bu aşamada çizim sırasının ve yönteminin gereklerini kısaca değinmekte yarar vardır. Ürün ile ilgili tasarım aşamasında üretilen en son geçerli bilgilerin kullanıcılar için gerekli olan düzen de dokümante edilmemesi o ana kadarki tüm çabaları sonuçsuz bırakacaktır.
Şekillendirme aşamasında takip edilmesi gereken sıra şu düzende olmalıdır.
i. Perspektif
ii. Görünüşler
iii. Kesitler
iv. Detaylar
v. Parça çizimleri
vi. Montaj resimleridir.
Bu sıranın takip edilmemesi sektörümüzde yüzlerce ürün ile uğraşan işletmelerimizin ürün niteliklerini imalata aktarmada ve ürünün sürekliliği aşamasında, yaşadıkları karışıklıklarının en büyük etkenlerinden biridir. Bu çizim aşamalarını aşağıda kısaca değinilmiştir. Bu açıklamalar teknik resim kuralları ile biliniyor olsa da uygulayıcıların çalışmalarında farklılık göstermesi konuyu tekrar incelememize neden olmuştur.
- Perspektif : Tasarlanan ürün ile ilgili oluşturulacak olan ilk dosyasıdır. Genel anlamda ürünün dış görünüşü ve estetik değerleri hakkında fikir verir. Teknik resim kuralları çerçevesinde (ölçülendirme yapılamamalıdır.) istenilen perspektif şekline göre çizilmelidir.
- Görünüşler : Ürünün boyutlarına uygun belli ölçek dahilinde ana ölçülerinin rahatlıkla anlaşılabilir şekilde gösterilebileceği görünüşlerin çizilmesidir. Dikkat edilecek en önemli nokta, sayfa üzerinde görünüşlerin çizildiği yerlerin Türk Standartlar Enstitüsüne (TSE) uygun olarak düzenlenmesidir. Ayrıca görünüş çizimleri üzerinde alınması gereken kesit ve detaylar açık ve net olarak gösterilmelidir.ürünün görünüş resimlerinde gösterilemeyen kesit ve detaylar, görünüşten alınmış kesit ve detaylar üzerinde gösterilir. Parça numaraları ise görünüş çizimlerinde görülebilen parçalara verilerek numaralandırma işlemi buradan itibaren başlatılır.
- Kesitler : Bu bölümde ölçek seçimi son derece önemlidir. Kesitteki tüm ölçü ve detaylarda anlaşılabilecek ölçek kullanılmalıdır. Gerekli ise bu çizimler üzerinden detaylar alınmalıdır. Kesitlerdeki tüm taramalar ağaç işleri teknik resim kurallarına göre olmalıdır. Çizim üzerinde ürünü oluşturan malzeme türleri yine ağaç işleri teknik resim kuralları çerçevesinde belirtilmelidir. Görünüş resimlerin görünemediğinden numaralandırılamayan parçaların numaralandırılması işlemine kesitlerde de devam edilmelidir.
- Detaylar : Kesitlerin yanında ve özellik arz eden yerler için uygulanır. Detay çizimlerinde malzeme türü ve parça numaraları mutlaka belirtilmelidir. Detay çizimlerinin tamamlanmasından sonra ürün ile ilgili cevapsız hiç bir bilgi kalmamalıdır.üründe kullanılan standartlar ile ilgili tanımı ve ölçüsü belirlenmiş, standart ifadesi olan parçalar bu adı ile kullanılmalıdır. Ayrıca çizim ile gösterilmesine gerek yoktur. Örneğin 3,5 mm diş ucu çapına sahip 50 mm boyunda ağaç vidası “TS 3,5x50” olarak ifade edilmelidir.
- Parça Çizimleri : Çizimlerin bu aşamasına kadar bütün parçaların numaralandırılmış olması gerekmektedir. Bu numaralara göre ürünü oluşturan her parçanın ayrı-ayrı resimlerinin çizilmesi ürünün istenilen tasarıma uygun şekilde üretilmesi için gereklidir. Parça çizimlerinde boyutların büyüklüğü nedeni ile, parçanın tamamı ile ifade edilebilmesi için uygun yerlerden kesip yanaştırma yapılarak çizim yapılır. Parça resimlerinde parçaya ait tüm delik, kiniş vb. tüm özelikleri ölçüleri ve toleransları ile birlikte bulunmalıdır.
- Montaj Resimleri : Ürünün oluşumu demonte ise montaj şeklini gösteren resimlerin çizilerek dokümanlara eklenmesi gerekmektedir. Bunun yanı sıra gerek monteli, gerekse demonte ürünlerde ambalaj şekli ve ambalaj malzemesi bu dokümanlar ile birlikte çıkarılmalıdır.
3.3. Üretim Verilerinin Hazırlanması
Tasarlanan ürünün bu aşamaya kadar şekil ve ölçüleri belirlenmiştir. Bundan sonra ürünün üretilebilmesi için verilerin düzenlenmesi gerekmektedir. Uygulamada işletme tiplerine göre farklılık göstermekle birlikte temel olarak işlem planlama ve proje departmanlarının birlikte yapacakları ortak çalışma ile hazırlanmalıdır. Bu aşamada başlanılacak nokta parça numaraları ve resimleridir. Parça numaraları ve resimleri tasarlanan ürünü karakterize eden ürün numarası ile ilişkili hazırlanmalı, parça numarasından ürüne gidilebilmelidir. Parça resimleri ile aynı sayfada yada ek sayfasında bu parçaya ait tüm malzemeler kodlanarak ilave edilmelidir. Tüm parçaların malzeme listesi toplandığında tasarlanan ürüne ait tüm malzemelerin miktarı ve diğer bilgileri istenilen güvenilirlikte hazırlanmış olacaktır. Ürünü oluşturan parçaların hazırlanması üretim planlama için ikinci sırada gelen iştir. İş akışının hazırlanabilmesi için ürün ile ilgili eksik hiçbir bilgi bulunmamamladır. Hazırlanan iş akışları parça bazında düzenlenip birleştirilerek ürün elde edilir. İş akışları hazırlanan ürünün proses aşamalarında ihtiyaç duyulacak olan takım ve avadanlık tespiti yapılır. Yeni yaptırılacak takımların çizimleri yapılarak ürün ile olan ilişkisi proses aşamaları ve parça resimleri dikkate alınarak temini yoluna gidilir. Malzeme listelerinde net tüketimi belli olan malzemelerin gerekli verimlilikleri incelenerek brüt miktarlarının tespiti yapılır. Sonuçta bu rakamların toplamı malzeme maliyetini verir. İşçilik maliyetinin hesaplanmasında ise, iş akışındaki istasyonlar da işlem süreleri (adam/saat) ve girdileri dikkate alınarak hesaplama yapılır. Malzeme ve işçilik maliyetleri birleştirilerek ürünün çıplak maliyeti belirlenir. Daha sonra bunun üzerine işletme ve finans giderleri eklenerek ürünün maliyetine ulaşılır. Maliyetin üzerine karın eklenmesi ile de ürünün satış fiyatına ulaşılır.
4. Sonuç
Buraya kadar ifade edilen ürün projelendirme tamamen tasarlanan ürünün en iyi şekilde üretim birimlerine sistematik olarak aktarılmasının aşamalarını kapsamaktadır. Ayrıca anlaşılacağı üzere tasarım aşamasında üretim unsurlarının göz önünde bulundurulması tasarımın gerçekleri yansıtmasında ve işlevselliği konusunda son derece önemlidir. Mobilya endüstrisinde birkaç işletmemiz tarafından kullanımına özen gösterilen bu proses üretim planlamasının yapılması, maliyetlerin net olarak tespiti ve azaltılması, ürünün izlenebilirliği, üretimde kişisel hataların önüne geçilmesinde büyük öneme sahiptir. Bazı işletmelerimizde bu prosesin uygulanamamasının altında yatan temel gerçek, teknik elemanların farklı disiplinlerden gelmesi ve yukarıda belirtilen konuları bir bütünlük içerisinde gelişen üretim yönetimi sistemlerine adapte etmeden aktarılmasından kaynaklanmaktadır. Ürünün projelendirilmesinden sağlanacak yararların sektörümüzde arttırılabilmesi için firmaların bu proses çerçevesinde istihdam edecekleri teknik personelden beklentilerini arttırmaları gerekmektedir. Bütün bunların yanı sıra, işletmelerimizde ürün geliştirme faaliyetleri sırasında çok fazla miktarda yapılan prototip üretimlerinin de mantıklı düzeylere çekileceği bir gerçektir.
5846 sayılı yasa gereği lütfen gerektiği gibi kaynak göstermeden alıntı yapmayınız
Kaynaklar
- BURDURLU E., 1995 “Mobilya Endüstrisinde İş Etüdü Uygulamaları Üzerine araştırmalar”, Yayınlanmamış Doktora Tezi, İ.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı, İstanbul.
- TANRITANIR E., 1999 “Üretim Planlama”, İ.Ü., Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü, Lisans Ders Notları (Basılmamıştır), İstanbul.
- KAHVECİ M., 1999 “Planlama”, Laminart Dergisi, Sayı 2, İstanbul.
- KAHVECİ M., 1993 “Mobilya Endüstrisinde Ürün Projelendirme”, Orenko, Bildiri, Trabzon.
- KURTOĞLU A., 1993 “Ağaç Konstrüksiyonlar”, İ.Ü., Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü Lisans Ders Notları (Basılmamıştır), İstanbul.
- TUNÇEL S., KAHVECİ M., 1999 “Ürün Projelendirme Prosesi ve Mobilya Endüstrisinde Uygulanması”, 1.Uluslararası Mobilya Kongresi Bildiri, S.,633-641,İstanbul.