A simulation study on the planning of project-specific material arrivals in project-based manufacturing

Abstract

In this study, a simulation model is proposed for planning the arrival times of project-specific materials that can only be used within a particular project and cannot be utilized in other projects in a transformer manufacturing company. Such materials may lead to problems arising from storage space constraints and increased costs when procured too early due to their sensitivity to design revisions and the risk of becoming scrap. Conversely, late delivery of materials can cause production delays, which in turn leads to a loss of reliability. In order to establish a balance between these two factors, the effects of different ordering times on production durations and material waiting times were examined. The developed model incorporates variables such as revision probabilities, quality-related issues, and uncertainties in supply lead times. The results indicate that the waiting times of project-specific materials were improved by up to 42%. Accordingly, cost savings of 23.4 million TRY were achieved by reducing resources allocated due to early ordering, while an additional 40.8 million TRY resulted from shorter inventory holding times. Scenario analyses reveal that the waiting times of project-specific materials in inventory can be reduced without negatively affecting production processes. Ultimately, the findings support the applicability of the developed simulation model as a decision support tool for project-based manufacturing enterprises.

Keywords

• Simulation
• Arena
• order planning
• material storage time.

Proje bazlı üretimde kesin kaynak malzemelerin geliş zaman planlamalarına yönelik benzetim çalışması

Abstract

Bu çalışmada, transformatör üretimi yapılan bir işletmede sadece belirli bir projede kullanılabilen ve diğer projelerde değerlendirilemeyen, projeye özel (kesin kaynak) malzemelerin geliş zamanının planlanmasına yönelik bir benzetim modeli önerilmektedir. Bu tür malzemeler, tasarım değişikliklerine duyarlılıkları ve hurdaya çıkma riskleri nedeniyle erken tedarik edildiğinde depolama alanı kısıtından kaynaklı sorunlara ve maliyet artışına, geç tedarik edildiğinde ise üretim gecikmelerine ve buna bağlı olarak güvenilirlik kaybına yol açabilmektedir. Çalışmada, bu iki faktör arasındaki dengeyi kurabilmek amacıyla farklı sipariş verme zamanlarının üretim süreleri ve malzeme beklemeleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Model, revizyon olasılıkları, kalite problemleri ve tedarik süresi belirsizlikleri gibi değişkenleri içermektedir. Elde edilen sonuçlara göre kesin kaynak malzemelerin bekleme sürelerinde %42’ye kadar iyileştirme sağlanmış ve buna bağlı olarak erken sipariş kaynaklı şirketin ayırdığı kaynaklardan 23,4 milyon TL, malzemelerin stokta bekleme sürelerinin kısaltılmasından ise 40,8 milyon TL kar elde edilmiştir. Senaryo analizleri, üretim süreçlerini etkilemeden kesin kaynak malzemelerinin stokta bekleme sürelerinin azaltılabileceğini ortaya koymaktadır. Ulaşılan sonuçlar, geliştirilen benzetim modelinin proje bazlı üretim yapan işletmelerde karar destek sistemi olarak uygulanabilirliğini desteklemektedir.

Keywords

• Benzetim
• Arena
• sipariş planlaması
• malzeme bekleme süreleri.

References

1. C.S. Fortes, A.B. Tenera, P.F. Cunha, J.P. Teixeira, Engineering-to-Order Manufacturing: A Criticality Analysis of Key Challenges and Solutions Based on Literature Review, Advances in Production Engineering & Management, 18 (2023) 187-198
2. İ. Doğan, A. Tekkeşin, A. Kara, Kısa Ömürlü Ürünlerin Tedarik Zincirinin Modellenmesi ve Simülasyon Çalışması, Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6 (2017) 605-618
3. J. E. Mondragon, J.A.J. Garcia, J.M.M. Flores, J.A.V. Lopez, S. T. Vazquez, Experiments Simulation and Design to Set Traffic Lights’ Operation Rules, Transport Policy, 67 (2018) 2-12
4. F. Z. Hosseini, P. Scarf, A. Syntetos, Joint Maintenance-Inventory Optimisation of Parallel Production Systems, Journal of Manufacturing Systems, 48 (2018) 73-86
5. S. Alkheder, A. Alomair, B. Aladwani, Hold Baggage Security Screening System in Kuwait International Airport using Arena Software, Ain Shams Engineering Journal, 11 (2020) 687-696
6. Ö. Yalçınkaya, Y. Karadaş, Bir Otomotiv Yedek Parça Şirketinde ABC Analizi ve Sipariş Sürecinin Simülasyonla Modellenmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 22 (2020) 287-300
7. B. Özcan, E. Yıldırak, Bir Üretim Sisteminde Simülasyon Uygulaması, Aksaray University Journal of Science and Engineering, 4 (2020) 172-186
8. A. Syukur, A. Kasim, S.A. Bareduan, İ. Masood, F.H. Ho, H. Abdullah, Capacity Study Of A Food Processing Company Using Arena Simulation Software, Research Progress in Mechanical and Manufacturing Engineering, 2 (2021) 166-173

9. H.G. Moratto, C.U. Martes, D.N. Rodado, Improving Productivity Using Simulation: Case Study of a Mattress Manufacturing Process, Procedia Computer Science, 198 (2022) 650–655
10. A.S.M.E. Dias, R.M.G. Antunes, A. Abreu, V. Anes, H.V.G. Navas, T. Morgado, J.M.F. Calado, Utilization of the Arena Simulation Software and Lean Improvements in the Management of Metal Surface Treatment Processes, Procedia Computer Science, 204 (2022) 140–147
11. D. Kolny, E.K. Kolny, L. Dulina, Modeling and Simulation of the Furniture Manufacturing and Assembly Process in the Arena Simulation Software, Technologia I Automatyzacja Montazu, 1 (2023) 13-22
12. S. Özkan, M. Paldrak, E. Öner, Yoğun Saatlerde Sinyalize Bir Kavşağın Trafik Simülasyonu: Bir Vaka Çalışması, Journal of Industrial Engineering, 35 (2024) 136-166
13. M. A. Samad, J. Abdullah, A.A. Maruf, A Case Study on Waiting Line of a CNG Filling Station by Using Arena Simulation Software, Management Science and Information Technology, 2 (2025) 37-55
14. Ş. Coşkun, Simulation-Based Optimization in Production and Inventory Management: The Impact of Uncertainties, Failures and Customer Demand, Advances in Industrial Engineering and Management (AIEM), 1 (2025) 01-10
15. D. Muchtar, R.Y. Velani, S.T.D. Handayani, Proposed ProModel Implementation to Increase Production Quantity at PT. ABC, Jurnal Teknologika, 2 (2025) 892-900
16. R.R. Neeraj, R.P. Nithin, P. Niranjhan, A. Sumesh, M. Thenarasu, Modelling and Simulation of Discrete Manufacturing Industry, Materials Today: Proceedings, 5 (2018) 24971-24983
17. A.H. Abdul Rasib, R. Abdullah, N.F. Bazillah, Z.F. Mohamad Rafaai, R.M. Noor, Production Smoothness Improvement Through ARENA Application in the Food Manufacturing Industry, Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 3 (2021) 3516-3526
18. K.A. Mohammed Hasan, A.H. Kadhum, A.H. Morad, Evaluation of Yogurt Production Line Simulation Using Arena Software, Al-Khwarizmi Engineering Journal, 4 (2019) 71-78
19. S.M. Javadi, S.J. Sadjadi, A. Makui, Identification and Fixing Bottlenecks of a Food Manufacturing System Using a Simulation Approach, Scientific Reports, 13 (2023) 1-10
20. G. Tsinarakis, N. Sarantinoudis, G. Arampatzis, A Discrete Process Modelling and Simulation Methodology for Industrial Systems within the Concept of Digital Twins, Applied Sciences, 12 (2022) 870
21. M. Pulat, D. Bayyurt, İ.D. Kocakoç, Kayıt Sistemi Süreç İyileştirmesinde Simülasyon Tekniğinin Kullanımı ve Bir Uygulaması, Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 13 (2023) 42-59
22. M.R. Ciauşu-Sliwa, D. Ciauşu-Sliwa, O. Dodun, Discrete-Event Simulation for Smart Manufacturing: Assessing Software, Industry Adoption and Future Research Challenges, Bulletin of the Polytechnic Institute of Iaşi 71(75) (2025) 105-124
23. K. Hoad, S. Robinson, R. Davies, Automated Selection of the Number of Replications for a Discrete-Event Simulation, Journal of the Operational Research Society, 61(11) (2010) 1632-1644