Akıllı fabrika tasarımında yol haritası belirleme ve strateji önceliklendirme için bulanık tabanlı karar modeli önerisi ve bir uygulama
A fuzzy based decision model proposal to determine a roadmap of smart factory design and strategy prioritization with an application
Yazar: ÖVÜNÇ GÜVERCİN
Danışman: PROF. DR. İHSAN KAYA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Endüstri 4.0 (E4.0) paradigmasının kapsamında pek çok yeni alt kavram ve uygulama alanı oluşmuştur. Üretimde rekabetçilik, sürdürülebilirlik, müşteri odaklılık, esneklik ve süreçlerin dijitalleşmesi hedefleriyle birlikte geleneksel merkezi fabrika anlayışının yerini akıllı fabrikaların alacağı öngörülmektedir. Bu nedenle E4.0 çağının en önemli sac ayaklarından birini üretim tesislerinin dijital evrimiyle birlikte ortaya çıkan akıllı fabrikalar oluşturacaktır. Bir akıllı fabrika tasarım veya dönüşüm sürecinin başarılı olabilmesi, etkin karar verme sistemleriyle oluşturulmuş stratejik öncelikleri ve yol haritaları belirlemeyi zorunlu kılmaktadır. Zira bu dönüşümün gerekliliklerinin, zorluklarının ve aşamalarının tespitinin sistematik bir şekilde yapılamaması şirketlerin sürdürülebilir bir dönüşümü gerçekleştirmesinin önündeki en önemli engellerden birini oluşturmaktadır. Literatürde E4.0 ve akıllı fabrika kavramıyla ilgili birçok çalışma yapılmış olsa da akıllı fabrika tasarımı için stratejileri önceliklendirerek yol haritası oluşturmayı amaçlayan bir çalışmanın henüz olmadığı görülmüştür. Bu çalışmadaki temel amaç, akıllı fabrika tasarımı için genel bir çerçeve oluşturulmasına katkı vermek ve bu sayede belirlenen strateji önceliklerine göre bir yol haritası oluşturmaktır. Bu kapsamda bu çalışma ile bulanık tabanlı bir karar modeli önerilmiştir. Akıllı fabrika tasarımı için oluşturulan karar modelinin değerlendirilmesinde Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) teknikleri kullanılarak karar vericilere problemin karmaşıklığına uygun, insan yargılarını içeren geniş bir metodoloji çerçevesi sunulması amaçlanırken belirsizlik koşullarındaki hassasiyeti arttırmak için ise Pisagor Bulanık Küme yaklaşımı kullanılmıştır. Bu çerçevede Pisagor bulanık kümelere dayanan DEMATEL, ANP ve TOPSIS'ten oluşan bir bütünleşik yapı önerilmiştir. Tez kapsamında 7 ana kriter ve 30 alt kriterden meydana gelen bir akıllı fabrika tasarım çerçevesi oluşturulmuştur. Bu kriterler dikkate alınarak 8 ana strateji ve bunlara bağlı olarak 36 adet eylem planı hazırlanmıştır. Kriterler arasındaki ilişki Pisagor Bulanık DEMATEL ile incelenmiş ve ilişkinin var olduğu belirlenmiştir. Kriterlerin önem ağırlıkları için Pisagor Bulanık ANP'den faydalanılmış ve en yüksek önemde sırasıyla Yönetim, Operasyon, Yapı, Örgüt ana kriterleri ve Finans-Bütçe, İş Gücü, Üretim Operasyonları, Mimari Katman, Üretim Teknolojileri, Akıllı Makine, Entegrasyon alt kriterleri yer almıştır. Pisagor Bulanık TOPSIS ile stratejiler değerlendirilmiş ve Süreçlerin Tasarımı ve Otomasyonu, Teknoloji Altyapı Geliştirme, Strateji Oluşturma, Fiziksel Unsurların Gelişimi, İş Geliştirme stratejilerinin öncelikli olduğu görülmüştür. Nihayetinde duyarlılık analizi yapılarak mevcut durum ile farklı senaryolar karşılaştırılarak strateji seçimlerinin kriter ağırlıklarının değişimine hassasiyeti ölçülmüştür.

Abstract:
Recently, many new sub-concepts and application areas of the Industry 4.0 paradigm have emerged. It is anticipated that smart factories will replace the traditional factory concepts with the goals of competitiveness, sustainability, customer focus, flexibility and digitalization of processes in production. Therefore, one of the most important points of the Industry 4.0 era is the smart factories emerged with the digital evolution of production facilities. It is necessary to determine strategic priorities and road maps created with effective decision-making systems in order for a smart factory design and transformation process to be successful. Likewise, one of the most important obstacles to achieve a sustainable transformation is to identify the requirements, challenges and stages of this transformation systematically. Although there have been many studies on Industry 4.0 and the concept of smart factory in the literature, there is no study aiming to prioritize strategies and create a roadmap for smart factory design. The main purpose of this study is to contribute to the creation of a general framework for smart factory design, and to create a road map with the strategy priorities accordingly. While determining the importance of smart factory design criteria, MCDM has been with the aim of presenting a broad methodology framework for decision makers that includes human judgments in accordance with the complexity of the problem, and Pythagorean Fuzzy Sets is used to increase the sensitivity in uncertainty conditions. Within the scope of the thesis, a smart factory design framework consisting of 7 main criteria and 30 sub-criteria is created. Considering these criterias, 8 main strategies and 36 action plans related to them are prepared. The relationship between the criteria is examined with Pythagorean Fuzzy DEMATEL and it is determined that the relationship existed. Pythagorean Fuzzy ANP is used for the importance weights of the criteria and respectively, the highest importance criterias are Management, Operation, Structure, Organization for main criterias and Finance-Budget, Labor Force, Production Operations, Architectural Layer, Production Technologies, Smart Machine, Integration for sub criteria.  Strategies have been analyzed with Pythagorean Fuzzy TOPSIS and it has been observed that the Design and Automation of Processes, Technology Infrastructure Development, Strategy Formulation, Development of Physical Elements, Business Development are prioritized. Finally, sensitivity analysis has been performed, and the current situation and different scenarios were compared.