Blokzinciri temelli bulut imalat modeli
Blockchain based cloud manufacturing model
Yazar: BARAN KAYNAK
Danışman: DOÇ. DR. ÖZER UYGUN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Blok zinciri sistemi = Blockchain system

Özet:
Bu çalışmada, Endüstri 4.0 teknolojilerinden biri olan CBDM (Bulut Tabanlı Tasarım ve Modellem) üzerine araştırmalar yapılmıştır. Literatürde yer alan geliştirilmiş CBDM modelleri incelenmiş ve örnek bir CBDM modeli geliştirilmiştir. CBDM modellerinin merkezi bir yapıya sahip olmasından kaynaklanan problemler incelenmiş ve bu problemlerin imalat platformları için oluşturdukları tehlikeler anlatılmıştır. Bu çalışma kapsamında SC (Akıllı Sözleşme) destekli DApp (Merkezi Olmayan Uygulamalar) ile bahsedilen problemlere çözüm sunulmuştur. Geliştirilen DCMApp (Merkezi Olmayan Bulut İmalat Uygulaması) CBDM platformlarının temel döngülerini barındırmaktadır. BC (Blokzinciri) ağındaki yeni teknolojik gelişmeler, daha uygun maliyetli yeni BC ağlarının gelişimi, SC'ların geliştirilmesi; daha ekonomik DCMApp uygulamalarının geliştirilmesine ve diğer imalat hizmetlerinin sisteme doğrudan entegre edilebilmesine imkân sağlayacaktır.

Geliştirilen bulut imalat modeli genel bir yapıya vurgu yapmaktadır. Geleneksel CBDM platformlarında olduğu gibi tek bir sektöre hizmet veren bir model yerine; sunulan genel yapı ile birden fazla sektörü içerisinde barındıracak modeldir. CBDM modeli temel alınarak geliştirilen DCMApp uygulaması hibrit bir yapıya sahiptir. Bu özelliği DCMApp uygulamasını diğer DApp uygulamalarından farklı kılar. DCMApp uygulamasında halka açık Ethereum BC ağı kullanılmaktadır. Ethereum ağı 2. büyük BC ağıdır ve halka açıktır. Bu özellikleri DCMApp'a güvenirlik, güvenlik, şeffaflık, sağlamıştır. DCMApp uygulaması ile sunucu altyapı ihtiyacı ortadan kalkmıştır ve herhangi bir kişi; herhangi bir aracıya ihtiyaç duymadan, herhangi bir yatırım yapmadan, komisyon ücreti, sürdürülülebilirlik, bakım gibi maliyetleri ödemeden birbirleriyle imalat anlaşmaları yapabilmektedir. DCMApp'da tüm bilgiler işlem ücreti geretiren genel bir Ethereum BC ağında saklanmaz. Ürün tasarımı, kaynak bilgileri, özel mesajlar gibi detaylı bilgiler yerel veritabanlarında, dağıtılmış bir sunucuda veya bulut hizmetlerinde tutulabilir. DCMApp'ın hibrit bir yapıya sahip olması daha ekonomik bir uygulama olmasını sağlamaktadır.

Merkezi olmayan ve dağıtık yapıdaki bir uygulamada kaynak yönetiminin gerçekleştirilmesi oldukça zor bir görevdir. DCMApp uygulamasında kaynak yönetimi için AHP ve genetik algoritmayı kullanan yeni bir hibrit model geliştirilmiştir. Model; TCQS, ED, LD, P gibi parametreleri ve bu parametrelerin birbirleriyle olan ilişkilerini dikkate alır. Müşteri önceliklerine göre kullanıcıya çözüm seçenekleri sunar. Geliştirilen model ile DCMApp için bir karar destek sistemi önerilmiştir.

Abstract:
In this study, CBDM (Cloud Based Design and Manufacturing), one of the Industry 4.0 technologies were investigated. The developed CBDM models in the literature were examined and a sample CBDM model has been developed. Problems arising from the fact that CBDM models have a central structure are examined and the dangers these problems pose for manufacturing platforms are explained. Within the scope of this study, solutions to the mentioned problems are presented with SC (Smart Contract) supported DApps (Decentralized Applications). The developed DCMApp (Decentralized Cloud Manufacturing Application) contains the basic steps of CBDM platforms. New technological developments in BC (Blockchain) network, development of new more cost-effective BC networks, development of SCs; it will enable more economical DCMApp applications to be developed and other manufacturing services to be directly integrated into the system.

The developed cloud manufacturing model emphasizes a generic structure. As in traditional CBDM platforms, instead of a model serving a single sector; It is a model that will accommodate more than one sector with the generic structure presented. DCMApp developed on the basis of CBDM model has a hybrid structure. This feature makes DCMApp different from other DApp applications. In the DCMApp, public Ethereum BC network is used. Ethereum network is the 2nd largest BC network and it is public. These features provided DCMApp with reliability, security, transparency. With the DCMApp, the need for server infrastructure has been eliminated and any person; It can make manufacturing agreements with each other without needing any intermediary, without making any investment, without paying commission fee, sustainability, and maintenance costs. In DCMApp, all information is not stored on a public Ethereum BC network, which requires transaction fees. Detailed information such as product design, source information, private messages can be stored in local databases, on a distributed server or in cloud services. DCMApp is a more economical application.

A new hybrid model has been developed in DCMApp application that uses AHP and genetic algorithm for resource management. The model considers parameters such as TCQS, ED, LD, P and the relationships of these parameters with each other. It offers solutions to the user according to customer priorities. With the developed model, a decision support system for DCMApp is proposed.