İNSAN-ROBOT İŞ BİRLİĞİ (HRC) HÜCRELERİNDE ERGONOMİK GÜVENLİK KISITLI DİNAMİK ÇİZELGELEME VE MALİYET-FAYDA ANALİZİ
5.Uluslararası Avrasya Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi, Ankara, Türkiye, 19 - 20 Eylül 2026, ss.380-388, (Tam Metin Bildiri)
- Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
- Basıldığı Şehir: Ankara
- Basıldığı Ülke: Türkiye
- Sayfa Sayıları: ss.380-388
- Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Sanayi devrimlerinin evriminde Endüstri 5.0 paradigması, üretkenlik ile insan refahını bütünleştiren insan merkezli, sürdürülebilir ve esnek imalat sistemlerini ön plana çıkarmaktadır. İnsan-Robot İş Birliği (HRC) hücreleri, robotların fiziksel güç ve hassasiyetini insan operatörlerin bilişsel esnekliğiyle birleştirme potansiyeli taşımakla birlikte; geleneksel çizelgeleme yaklaşımlarının çoğunlukla yalnızca çevrim süresi (C_{max}) veya makine kullanım oranı gibi operasyonel metriklere odaklandığı, insan faktörünü ve birikimli kas-iskelet sistemi maruziyetlerini ise ikincil planda bırakabildiği görülmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, HRC montaj hücrelerinde operatörlerin biyomekanik yüklerini ve uluslararası iş sağlığı ve güvenliği (İSG) standartlarını (ISO/TS 15066, EN ISO 10218) dikkate alan Ergonomik Güvenlik Kısıtlı Dinamik Çizelgeleme ilkelerine dair literatür bulgularını ve bu hücrelerin finansal sürdürülebilirliğini değerlendiren Maliyet-Fayda Analizi yöntemlerini bütünsel bir çerçevede sentezlemektir. İncelemeler; dijital insan modelleme (DHM), çok amaçlı hedef programlama, çevrimiçi reaktif kontrol mimarileri ve ekonomik başabaş noktası analizlerini kapsayan güncel araştırmalar ışığında yürütülmüştür. Elde edilen sentez bulguları; ergonomik risklerin (spinal sıkışma, bel momenti, eklem yorulması vb.) birincil kısıt olarak sisteme dâhil edilmesinin operasyonel verimliliği engellemediği, aksine uzun vadeli üretim sürdürülebilirliğini destekleme eğiliminde olduğunu göstermektedir. Ayrıca çalışma kapsamında, sanayi sahalarında HRC hücrelerinin güvenli ve kademeli kurulumuna rehberlik edebileceği değerlendirilen 6 aşamalı bir entegrasyon metodolojisi sunulmuştur. Sonuç olarak, ergonomik kısıtların ve maliyet dengelerinin eş zamanlı yönetildiği dinamik çizelgeleme yaklaşımlarının, Endüstri 5.0 vizyonu doğrultusunda hem çalışan sağlığını korumaya hem de üretim esnekliğini artırmaya katkı sağlayabileceği öngörülmektedir.
Anahtar Kelimeler: İnsan-Robot İş Birliği (HRC), Dinamik Çizelgeleme, Ergonomik Risk, İş Güvenliği, Maliyet-Fayda Analizi, Endüstri 5.0.
In the evolution of industrial paradigms, Industry 5.0 highlights human-centric, sustainable, and resilient manufacturing systems that harmonize technological productivity with worker well-being. Although Human-Robot Collaboration (HRC) cells possess significant potential to combine robotic strength and precision with human cognitive flexibility, traditional scheduling models tend to focus primarily on operational metrics such as cycle time C_{max} or machine utilization, often leaving human factors and cumulative musculoskeletal exposure secondary. The primary objective of this study is to synthesize literature findings regarding Ergonomically Constrained Dynamic Scheduling principles—which account for operators' biomechanical loads and international occupational health and safety (OHS) standards (ISO/TS 15066, EN ISO 10218)—alongside Cost-Benefit Analysis methodologies that evaluate the financial viability of HRC assembly cells. The analysis examines recent research encompassing digital human modeling (DHM), multi-objective goal programming, online reactive control architectures, and economic breakeven evaluations. The synthesized findings suggest that embedding ergonomic risks (e.g., spinal compression, low back moment, joint wear) as primary constraints into scheduling frameworks does not appear to impair operational continuity; rather, it tends to enhance long-term manufacturing sustainability. Furthermore, a 6-stage integration methodology is proposed as a managerial framework to guide the safe and structured implementation of HRC cells in industrial environments. Overall, dynamic scheduling approaches that concurrently manage ergonomic constraints and financial parameters are anticipated to foster both worker health protection and operational flexibility in alignment with the Industry 5.0 vision.
Keywords: Human-Robot Collaboration (HRC), Dynamic Scheduling, Ergonomic Risk, Occupational Safety, Cost-Benefit Analysis, Industry 5.0.