A multistage scenario optimization procedure for capacity planning in TV production final assembly lines

Abstract

Vestel Electronics is a large-scale TV producer that has an important share in the European television market. High End Factory, where Vestel assembles 20 different TVs in size, consists of 14 final assembly lines. High End Factory averagely produces more than a million products in 1000 orders of a monthly basis. Vestel aims to schedule 3 months' production plan before all the customer orders are not realized. Therefore, production planning becomes even more difficult when the amount of demands is unknown. To overcome this uncertain production planning problem, we demonstrate a multi-stage, multi-item capacitated stochastic lot sizing problem with an objective of minimizing total cost by taking worker group assignment, backlogging and stock into consideration. We propose 3 different mathematical models to overcome the planning problem. Model 1 and Model 2 have a similar stage structure. In Model 1, only backlogging and stock quantity decisions have wait-and-see structure whereas in Model 2, line status and worker group assignment decisions are converted from a here-and-now structure to a wait-and-see structure. In addition, an extra order option has been added. Model 3 has been proposed for the insolubility situation expected to occur with the increase in the number of stages. Stages are designed in a multi-period structure in Model 3. Although this change affects the demand structure, Model 3 makes it easier to solve the problem. It is observed that the problem solution time is shortened with Model 3.

Vestel Elektronik, Avrupa pazarında önemli bir payı olan büyük ölçekli bir televizyon üreticisidir. Vestel High End Fabrikasında bulunan 14 adet son montaj hattı üzerinde 20 farklı boyutta televizyon modeli üretilmektedir. Şirket aylık olarak ortalama 1000 sipariş için bir milyondan fazla ürün üretmektedir. Vestel müşteri siparişleri kesinleşmeden önce 3 aylık üretim planını yapmayı amaçlar. Talebin miktarının bilinmemesinden dolayı üretim planı zor bir hâle gelmektedir. Bu belirsiz üretim planlama probleminin üstesinden gelebilmek için bir çok aşamalı çok ürünlü kapasiteli rassal parti büyüklüğü belirleme problemini; çalışma grubu atama, sipariş geciktirme ve stok durumları da göz önünde bulundurularak toplam maliyeti en aza indirmek amacıyla ortaya koyduk. Bu planlama probleminin üstesinden gelebilmek için üç farklı matematiksel model önerdik. Model 1 ve Model 2 benzer aşama yapısına sahiptir. Model 1'de sadece sipariş geciktirme ve stok miktarı kararları senaryo bağımlı yapıda iken Model 2'de hat durumları ve işçi grubu atama kararları senaryo bağımsız yapıdan senaryo bağımlı yapıya çevrilmiştir. Ayrıca sonradan üretim emri girişi seçeneği eklenmiştir. Aşama sayısındaki artışın oluşturması beklenen çözümsüzlük durumu için Model 3 önerilmiştir. Model 3'teki aşama yapısı çok dönemli olarak tasarlanmıştır. Bu değişiklik talep yapısını etkilemesine rağmen Model 3 problemin çözülmesini kolaylaştırmıştır. Böylelikle Model 3 ile problemin çözüm süresinin kısaldığı gözlemlenmiştir.