Elmas tel kesme makinasının performans tahmini: Mamdani tipi bulanık kural tabanlı model uygulaması
Prediction of diamond wire sawing machine performance: An application of mamdani type fuzzy rule based inference system
Yazar: TUNAY ÖZBUDAK
Danışman: PROF. DR. HALİL İPEK ; PROF. DR. MELİH İPHAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden İşletme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Bulanık mantık = Fuzzy logic

Özet:
Doğal taşların blok halinde açık ocaklardan çıkarılmasında kullanılan en yaygın yöntem elmas tel kesme makinası ile yapılan üretim şeklidir. Ocakta gerçekleştirilen kesme işlemlerini etkileyen parametreler; kayaçla ilgili faktörler, kullanılan makina ve ekipmanla ilgili teknik farklılıklar, bölgedeki jeolojik ve jeoteknik koşullar, sahada yöntemin uygulanmasındaki tercihler, işçilerin bilgi birikimleri ile deneyimleri ve iş becerileri gibi sıralanabilir. Bu faktörlerin oldukça fazla değişkenlik göstermesi nedeniyle, elmas tel kesme makinası ile sahada gerçekleştirilebilecek kesim hızlarının önceden belirlenebilmesi oldukça karmaşık bir süreçtir. 

Bu çalışma kapsamında, bir elmas tel kesme makinasının kesim performansını belirleyebilmek amacıyla bulanık mantık yaklaşımından yararlanılmıştır. Bulanık mantık kavramı, sözel ifadelerin bilgisayarlar ve algoritmalar tarafından anlaşılmasını sağlayarak kullanıcıların mühendislik deneyimlerini bulanık sistemlere yansıtabilmesine imkan verebilmektedir. Dolayısıyla, açık ocaklarda mermer üretiminde yıllarca çalışan ve deneyimli maden mühendislerinin konuyla ilgili deneyimlerinden yararlanılarak elmas tel kesme makinasının kesim hızını etkileyen girdi değişkenleri ile çıktı değişkeni arasında mantıksal ilişkilerin kurulması yoluna gidilerek bir bulanık tahmin modelinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla; girdi değişkenleri kayaç türü, kullanılan elmas telin cinsi, yapılan kesim işleminin türü, kullanılan elmas tel makinasının tipi, makinanın kesim esnasında aynaya uzaklığı ve kesme işleminde kullanılan telin uzunluğu olan ve elmas tel kesme makinasının kesme hızını tahmin eden bir bulanık tahmin modeli geliştirilmiştir. Önerilen bulanık modelin tahmin performansını belirleyebilmek amacıyla sahadan elde edilmiş 400 ölçüm verisi değerlendirilmiştir. Ölçülen ve bulanık modelle tahmin edilen veriler arasındaki korelasyon katsayısının 0,87 olduğu ve önerilen bulanık tahmin modelinin, bir elmas tel kesme makinasının kesim hızını başarılı bir şekilde önceden tahmin edebildiği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
The most common production method used to extract natural stones from open pits in blocks is made by a diamond wire cutting machine. The factors affecting the cutting procedure in natural stone quarries can be listed such as the parameters related to rock, technical developments related to the machinery and equipment used, geological and geotechnical conditions in the region, preferences about application of diamond wire cutting method in the field, knowledge and experience and business skills of employed workers. Since these factors vary so much, determining the cutting speed that can be achieved in the field by a diamond wire cutting machine is a very complex procedure.

In this study, fuzzy logic approach was used to determine the cutting performance of diamond wire cutting machine. The fuzzy logic concept allows users to reflect their engineering experience to the fuzzy systems by providing verbal expressions so as to be understood by computers. As a result, it is aimed to create a fuzzy estimation model by going through establishing logical relations between input and output variables which affect cutting speed of diamond wire cutting machine by considering the research practices of experienced mining engineers who works in marble quarries for years. To achieve this goal; a fuzzy estimation model whose input variables are type of rock, type of diamond wire used, the type of block cutting, type of diamond wire machine used, the distance of the machine from the face during cutting procedure, and the length of the wire used in the cutting process was developed to predict the cutting speed of diamond wire cutting machine. In order to reveal the prediction performance of the proposed fuzzy model, 400 measurement data obtained from the field were evaluated. It has been achieved as far as the correlation coefficient between the measured and predicted by developed fuzzy model is 0.87 and the constructed fuzzy estimation model can successfully predict the cutting speed of a diamond wire cutting machine.