Dikdörtgen şekilli malzeme kesme problemleri için genetik algoritma tabanlı çok ölçütlü bir çözüm yaklaşımı
A multi criteria genetic algorithm based approach for the rectangular cutting stock problem
Yazar: GÜLAY GÜMÜŞ
Danışman: DOÇ. DR. NİL ARAS
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Malzeme kesme ve istifleme ya da fire kaybı olarak adlandırılan problemler, üretimde sık rastlanılan kaynak kullanımı sorunlarından biridir. Problemin ve uygulama alanlarının çeşitliliğine bağlı olarak, temelde aynı mantıksal yapıya sahip olan fakat farklı isimler altında kaynaklarda geçen birçok problemin bir malzeme kesme problemine dönüştürülmesi mümkün olmaktadır. Bu çalışmada öncelikle, İki boyutlu dikdörtgen şekilli stok kesme problemleri üzerine yapılmış onlarca yayın ele alınarak çeşitli yönleriyle sınıflandırılmakta, daha sonra geliştirilen genetik algoritma tabanlı çok ölçütlü bir yaklaşım sunulmaktadır. Geliştirilen yöntemde; ana malzeme üzerine atanacak olan parçaların yerleşim sırasını belirlemek için genetik algoritma kullanılmakta, belirlenmiş bu sıraya göre parçaların ana levha üzerine yerleştirilmesinde ise literatürde var olan üç farklı yerleştirme algoritmasından yararlanılmaktadır. Genetik algoritma ile belirlenmiş olan sıraya göre üç farklı yerleşim planı elde edilmektedir. Kesme planlarının fire, maliyet, plan sayısı ve tekrar kullanılabilirlik değerleri çok ölçütlü karar verme tekniği olan TOPSIS mantığına göre değerlendirilerek uygunluk fonksiyonu değeri hesaplanmaktadır. Böylece ele alınan problem için, dört farklı ölçüte göre en iyi değeri verecek olan yerleştirme algoritmasının kullanılması sağlanmaktadır. Geliştirilen algoritma, literatürde yer alan problemler ve bir gerçek hayat problemi üzerinde test edilmektedir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen yaklaşımın çözüm kalitesi itibarıyla başarılı olduğunu göstermektedir.Anahtar Kelimeler: Malzeme Kesme Problemi, Genetik Algoritma, En Aşağı Sol Boşluk Doldurma, Fark İşlemi Algoritması, Temas Yüzeyi Algoritması, TOPSIS

Abstract:
The problems called as material cutting and packing or trim loss is one of the common usage of resource drawback. It is possible that the convertion of many problems depending on the variety of problems and application areas which is basically in the same logical structure but under-named of different names in resources to a metarial cutting problem. In this study, first of all, a lot of studies which were performed on two dimensional rectangular stock cutting problems are classified with variety aspects and the next step is to present a developing multi-criteria approach which includes genetic algorithm based. In this developing method; to define sequence of parts which are assigned to sheet material; genetic algorithm is used and by using three different nesting algorithms existed in literature, nesting of parts to the sheet metarial carried out according to this defined sequence. Three different nesting plan acquired regarding to sequence defined with genetic algorithm. The value of the availability function are calculated that trim loss, cost, number of plan, and the re-usability rates about nesting plans evaluated with respect to TOPSIS, a technic that is multi-criteria decision-making application. In this way, for the problem on hand, regarding to four different criteria nesting algorithm usage that gives the best feedback is achieved. The developing algorithm is tested on the problems in the literature and real life problem. The obtained results show that the developing approach is successful in respect of the solution quality.Keywords: Material Cutting Problems, Genetic Algorithm, Bottom Left Fill, Difference Process, Touching Perimeter, TOPSIS