Endüstri Mühendisliği’nin Ortaya Çıkışı

Mühendislik mesleğinin kişiliğine kavuşması ve belirli standartlara uyması 19. yüzyılda gerçekleşmiş olmakla birlikte mühendislik faaliyetleri hemen hemen medeniyetle birlikte başlamıştır.

Meslek olabilmenin koşulları göz önüne alındığında, ilk mühendislik mesleğinin makina mühendisliği olduğu görülmektedir. Bunun tarihi ise, Amerika Makina Mühendisleri Odasının kuruluş tarihi olan 1880’ dir. Bunu izleyen meslek kuruluşları ise, 1884’de Elektrik Mühendisliği ve 1908’ te Kimya Mühendisliği olmuştur. Amerika Endüstri Mühendisleri Odasının kuruluşu ise 1948’te gerçekleşmiştir.

Mühendisliğin öngörülen niteliklere sahip bir meslek olarak geçmişi, yüzyıldan biraz fazla olmakla birlikte, mühendislik faaliyetlerinin çok daha uzun bir geçmişe sahip olduğu inkar edilemez bir gerçektir. Bunun en belirgin kanıtlarını Eski Mısır’da görmek mümkündür. Eski Mısır’da sulama kanalları İnşaat mühendisliğinin en ilginç örneklerini sergilemektedir.

Tasarım, projeleme, örgütleme ve proje kontrolu açılarından, manivela dışında hiç bir mekanik aracın bulunmadığı bir ortamda yapılan piramitlerin inşaatları tüm zamanların en iyi mühendislik çalışmaları olarak değerlendirilmektedir. Her biri 2.5 ton ağırlığındaki 2.300.000 bloktan oluşan bir piramitin bugünün olanakları ile yapılması bile oldukça zor bir iştir.

Bu olayları izleyen yıllarda ve çağlarda, insanların ve toplumların yaşam savaşı içinde bilim ve onun çeşitli konulardaki uygulamaları olan mühendislikte artan bir hızda gelişmeler olmuştur.

Modern ekonominin kurucularından Adam SMITH, 1762 yılında, PERONNET‘in toplu iğne imalatı konusunda hazırladığı iş etüdünü çok anlamlı bularak, bir çalışmasında yer vermiştir. Bir zanaat atölyesinde 10 işçi, her biri miktar bölümü prensibine göre (her işçi parçanın tümünü tek başına tamamlamaktadır) günde toplam 200 toplu iğne imal ediyordu. İş akışını 18 işleme ve bu işlemleri, basit düzenekler yardımıyla işyeri ve üretim aracı düzenlemesiyle  10 işçiye dağıtan PERONNET, günlük imalatı 18.000 toplu iğneye çıkartmış, yani performansı 240 kat artırabilmiştir.

1830’lu yıllarda, personel yönetiminin gerçek babası olarak bilinen Robert OWEN, yalnızca tesis yerleşim düzeni değil, aynı zamanda çalıştığı işçilerin kullandıkları metodlar üzerine de eğilmiştir.

Aynı yıllarda, İngiliz matematikçi ve bilgisayarın mucitlerinden biri olan Charles BABBAGE,  imalat metodları ile bunların organizasyonu üzerinde çalışmıştır.

BABBAGE, daha az üretim maliyetine yol açacığı inancıyla, uzmanlaşmayı savunmuştur. Yani, BABAGE’ye göre, işlerin belli bölümlere ayrılması ve her bölümün o konuda ustalaşmış (uzmanlaşmış) işçiler tarafından yapılması üretimi arttıracağı gibi, ekonomi de sağlayacaktır.

Henry FORD, 1.Ocak.1914 günü, işçilerin günlük ücretini $2’dan $5’a çıkarma kararını ilan etmiştir. Yeni modelinin satış fiyatı 1913’de $850 iken $300’a düşmüştür. Bu, FORD’un otomobil endüstrisinde nakil bantları yardımıyla akış hattında imalat ilkesini uygulamaya başlatmasıyla sağlanabilmiştir. İş organizasyonu ve iş tekniği alanında bir dönem yaratan bu girişim, 19.yüzyılın büyük keşiflerine eşdeğer sayılabilir.

19. yüzyılda bilim ve mühendislikteki gelişmelerin yanı sıra buhar gücünden de yararlanmanın sonucunda Birinci Endüstri Devrimi gerçekleşmiştir. Endüstri devriminin oluşumu ile birlikte planlama, örgütlendirme ve yönlendirmesi daha zor olan ve yönetimi için özel beceriler gerektiren üretim sistemleri geliştirilmeye başlanmıştır.

Endüstri devrimi öncesi yakın kişisel denetimle gerçekleştirilen özellikle planlama ve örgütlendirme işlevlerindeki yetersizlikler sistemlerin karmaşıklaşmasıyla daha da artmıştır. Böylece insan, makina ve malzemeden oluşan sistemlerin tasarım, geliştirme ve kuruluşu ile ilgilenecek ve özellikle sistemin insan boyutunu da önem verecek bir mühendislik dalına da gereksinim duyulmaya başlanmıştır. Bu gereksinim bugün Endüstri Mühendisliği olarak bilinen çalışmaların başlamasına neden olmuştur.

TAYLOR’un Katkıları

Endüstri Mühendisliği konusunda ilk disiplinli çalışmalar Frederick Winslow TAYLOR  (1856-1915) tarafından başlatılmıştır.

TAYLOR’un çalışmalarını yaptığı dönemlerde, işletme sahipleri aynı zamanda işletmelerinin yöneticileriydi. Örgütlenmiş kurmay fonksiyonları bulunmuyordu. İş yöntemleri kişisel deneyim, tercihler ve o anda elverişli olan aletlere göre bireysel olarak belirleniyordu.

Zaman Etüdü tekniğinin bilimsel yaklaşımla ilk uygulaması, 1881 yılında Midvale Çelik Endüstrisi’nde, metal kesimi üzerine,  TAYLOR tarafından başlatılmıştır.

TAYLOR’un çalışmaları 25 yıl devam etmiş ve en uzun makalesini 1907 yılında 200 sayfa olarak yayınlamıştır. Bu çalışmanın yapılmasından önce, kesici kalemlerin şekli, hızları ve ilerleme miktarları deneyimlere göre belirleniyordu. Bu çalışma sayesinde TAYLOR ve yardımcıları söz konusu belirleme işine bilimsel bir nitelik kazandırmışlardır.

TAYLOR daha sonra kürekle yapılan işlerin çözümlemesi üzerinde durmuştur. Bir değirmende kürekle çok değişik işler yapılmasına karşın tek tip kürek kullanımı dikkatini çekmiştir. Bir dizi deneyden sonra, en uygun taşınabilir ağırlığı belirlemiş ve bu ağırlığa göre farklı malzemeler için farklı büyüklüklerde kürekler tasarlamıştır. Bunların kullanımı sonucunda verimlilikte çok önemli artışlar gözlenmiştir.

Taylor tarafından bunlara benzer bir dizi çalışmalar daha gerçekleştirilmiştir.

İş gereksinimlerinin ve bir faaliyeti gerçekleştirmenin yöntemi için çözümlemeler günümüzde “iş tasarımı” veya “metod etüdü” olarak isimlendirilmektedir. TAYLOR’un başlangıçtaki çalışmaları iş tasarımına ilişkin olmakla birlikte, iş ölçümlemesinin başlangıç çalışmalarını gerçekleştirmiştir.  Bu nedenle de iş ölçümünün kurucusu olarak bilinir.

TAYLOR, çalışmalarını çeşitli makalelerde yayınlamıştır. Makaleleri, Parça Oranı Sistemi,  Atölye Yönetimi, Bilimsel Yönetimin İlkeleri  konularında odaklanmıştır.

TAYLOR’un makalelerinde yer verdiği bazı kavramlarda onun hala ne kadar güncel olduğunu göstermektedir: Metod etüdü, Zaman etüdü, Aletlerin standartlaştırılması, Planlama bölümü, Yönetimin ayrıcalık ilkesi, İşçiler için yönerge kartları, Metal kesimi için hesap cetveli, Parça ve ürünler için sınıflandırma sistemi, Rotalama sistemi, Maliyetlendirme yöntemleri, İşe bağlı olarak işçi seçimi, işin belirli bir sürede tamamlanması durumunda prime izin veren bir görev düşüncesi.

GILBRETH’ in Çalışmaları

TAYLOR’un yanısıra Endüstri Mühendisliğine önemli katkılarda bulunan bir değer bilim adamı da Frank B.  GILBRETH (1868-1924)’dir. TAYLOR, bir mühendislik eğitiminden geçmiş olmasına karşılık, GILBRETH mali yetersizlikler nedeniyle üniversite öğrenimi görememiştir.

Bir tuğla ustasının yanında çalışma hayatına atılan GILBRETH, sürekli olarak yaptığı işin nasıl daha iyi olabileceği konusunda kendisine ve çevresindekilere sorular yöneltmiştir. GILBRETH çalışmaları sonucunda inşaat işlerinde büyük başarılar kazanmış ve kendi inşaat firmasını kurmuştur. Çalışırken yaptığı çözümlemeler sonucunda,

bir işçinin bir saatte ördüğü tuğla sayısını yaklaşık %200’lük bir artışla, 120’den 350’ye çıkarmıştır. Ayrıca, bu artış miktarı işçinin aşırı bir çaba göstermesini gerektirmemiştir.

Hatta geliştirdiği yöntemlerle verimlilikteki artışların yanı sıra yorgunlukta da azalmalar gözlenmiştir. Bir davranış bilimcisi olan eşi Lilion Moller GILBRETH ile birlikte, insanların çalışma davranışlarının çözümlenmesine yönelik araştırmalarıyla da önemli katkılar sağlamıştır.

GILBRETH’in özellikle üzerinde durduğu konulardan diğeri de temel hareketlerin çözümlemesi olmuştur. İnsanın temel hareketleri sınıflandırılmış ve bunlara adından hareketle “THERBLIG” adı verilmiştir. Bunlardan hareketle, daha ayrıntılı çözümlemeler için Mikrohareket Etüdü geliştirilmiştir.

GILBRETH, endüstri mühendisliği konusunda yaptığı çalışmalarla TAYLOR’dan önemli derecede etkilenmiştir. Ancak, çalışmalarında bazı önemli farklar da bulunmaktadır; TAYLOR’un çalışmalarının genellikle mekanik işlemler yapan atölyelerde uygulanmasına karşılık, GILBRETH’in geliştirdiği teknikler genellikle inşaat, kanal yapımı, eğitim, tıp ve savunma konularında uygulanmıştır. Ayrıca eşinin de katkılarıyla, bu çalışmalarında “insan faktörü” ne daha fazla önem vermiştir.

GILBRETH,  kronometre ile zaman ölçümü, iş akışı için kesin bir gösterge olmadığı düşüncesi ile red etmiş ve çalışmalarını ışık izi tekniği ile foroğraf ve film çekerek saptamıştır.

GILBRETH’in hareket etüdü yöntemi karmaşık ve pahalıydı. Bu yöntem, hareket kurallarını saptayarak, günümüzde yaygın kullanım alanı olan Önceden Saptanmış Hareket-Zaman Sistemleri’nin gelişmesine zemin hazırlamıştır.

Diğer Klasikçiler

Endüstri mühendisliğinin kuruluş ve gelişmesinde en  önemli katkıları sağlayan TAYLOR ve GILBRETH’in yanı sıra bir çok bilim adamının da bu konuda çalışmaları bulunmaktadır.

Bir matematikçi olan Carl BARTH, TAYLOR’un Midvale Çelik Endüstrisi’ndeki yardımcılarındandır. Özellikle metal kesimi ile ilgilenmiş, bu konuda özel amaçlı bir sürgülü hesap cetveli geliştirmiştir. Ayrıca, zaman etüdünde yorgunluk paylarının belirlenmesi konusunda da çalışmalar yapmıştır.

TAYLOR, zaman etüdü çalışmalarında, fiili (gözlenen) süre üzerinde durmuştur. Bu değerlerin normal süreye dönüştürülmesi için işçinin çalışma hızının derecelendirilmesi gereğini ortaya atan Charles BEDAUX‘dur.

Disiplinler arası niteliğe sahip TAYLOR’un ekibinden bir diğeri de Henry Laurence GANTT‘tır.  Kendi ismiyle anılan ve özellikle üretim çizelgelemesinde çok sık kullanılan GANTT Şemasını geliştirmiştir. Gantt şemaları, günümüzde de  üretim çizelgelemesi, gözlenmesi ve makina kullanım planlarının  hazırlanmasında kullanılmaktadır.

GANTT’ın bir başka çalışması da teşvikli ücret sistemleri konusunda olmuştur.  Bu ücret sistemine göre, standart olarak belirlenen çalışma hızından daha hızlı çalışan işçilere belirli oranda teşvik edici prim ödenmektedir.

Harrington EMERSON, TAYLOR’un işlem çözümlemesi ilkelerinden bazılarını, SANTA FE Demiryolu İşletmesi’nde uygulamıştır. İşletmeyi yeniden düzenleyerek, standart maliyetlerin bulunması konusunda araştırmalar yapmıştır. Teşvikli  ücret sistemleri konusunda da çalışmaları olmuştur. Ayrıca, muhasebe  kayıtlarının kolaylıkla yapılmasını için özel amaçlı bir makina geliştirmiştir.

Belirtilen bilim adamlarının dışında, endüstri mühendisliğinin gelişmesine klasikçi olarak katkıları olan başka bilim adamı ve uygulamacılar da bulunmaktadır. Bunlar arasında, yerel yönetimlerdeki uygulamalarıyla Morris L. COOKE, zaman etüdü ve teşvikli ücret sistemlerindeki uygulamalarıyla Dwight V. MERRICK göze çarpmaktadır.

Öncü Çağdaşlar          

Endüstri mühendisliğinin başlangıçta temel ilgi alanı olan iş etüdündeki uygulamaların başarı kazanması,  geliştirilen ilke, yöntem ve problem çözme yaklaşımlarının işletmelerin başka problem alanlarına da uygulanmasına yol açmıştır.

Buna paralel olarak da öncü çağdaşlar adı verilen ve endüstri mühendisliği ilke ve yaklaşımlarını yeni problem alanlarına uygulanmasını sağlayan bilim adamları ortaya çıkmıştır. Bu bilim adamlarının önde gelenleri ve yapmış oldukları çalışmaları açıklamakta fayda vardır.

F.W. HARRIS,  stok yönetiminde,  toplam maliyeti enküçükleyen sipariş hacmini bulmaya yönelik matematiksel bir model geliştirmiştir.  Ancak bu model WILSON isimli başka bir araştırmacı tarafından da bulunup daha önce yayınlandığı için WILSON FOMÜLÜ olarak isimlendirilmektedir.

F.E.RAYMOND, HARRIS’in stok yönetiminde matematiksel geliştirmesinden sonra, yapım ortamlarında stok kontrolü hakkında çalışmalar yapmıştır.

W.A. SHEWHART, çok sayıda elemandan oluşan ve/veya incelenen spesifikasyonları ancak tahrip edici testlerle belirlenebilen kütlelerin, örnekleme yöntemiyle kalitelerinin kontrol edilebilmesi amacıyla, İstatistiksel Kalite Kontolü alanında çalışmalar yapmıştır.

Eugene GRANT, İstatistiksel Kalite Kontrolü konusunda SHEWHART’ın yaptığı çalışmaları geliştirmiştir. Ayrıca Mühendislik Ekonomisi konusunda da çalışmaları olmuştur.

IRESON, GRANT ile birlikte Mühendislik Ekonomisi konusunda çalışmalar yapmıştır.