Bir boyutlu stok kesme problemlerinin tam ve yaklaşık yöntemler ile çözümü
Solution of one-dimensional stock cutting problems using exact and approximate methods
Yazar: SERKAN TOPAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR YILDIZ KUMRU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Bu tez çalışması bir boyutlu stok kesme probleminin çözümüne odaklanmaktadır. Bir boyutlu stok kesme probleminin çözümünde karşılaşılan hesaplama zorlukları genellikle kesme işlemi sayısının fazla olmasından kaynaklanmaktadır. Stok kesme işlemlerinin sıklıkla yapıldığı ve kesme işlemleri sırasında hesaplama zorlukları gözlemlenen bir işletmede kesme işlemlerini daha verimli bir şekilde gerçekleştirmesi amaçlanmıştır. Bu işletmede metal çubuk kesme işlemleri örnek alınarak oluşturulan test verileri tam ve yaklaşık çözüm yöntemleri ile çözülmüştür. Üzerinde çalışılan kesme problemleri için yaklaşık çözüm modeli olarak önerilen sezgisel algoritma, ilk uygun azalan sezgiseli ve tavlama benzetimi algoritması kullanılırken, kesin çözüm modeli için tam sayılı matematiksel programlama kullanılmıştır. Son yöntem olarak literatürde bilinen Real Cut 1D hazır paket programı ile problemler çözülmüştür. Çözüm sonuçları tüketilen ana malzeme, fire oranı ve hesaplama süresi bakımından incelenmiştir. Ele alınan yöntemlerin tüketilen ana malzeme ve fire oranı açısından iyi düzeyde sonuçlar verdikleri tespit edilmiştir. Çözüm süresi bakımından değerlendirildiğinde sezgisel algoritmalar ve Real Cut 1D programı diğer metotlara göre daha etkili neticeler verdiği anlaşılmıştır. Önerilen sezgisel algoritma kullanılan ana malzeme, fire oranı ve çözüm süresi bakımından iyi sonuçlara ulaşabildiği görülmüştür.

Abstract:
This thesis focuses on the solution of the one-dimensional stock cutting  problem. The computational difficulties encountered in solving the one-dimensional stock cutting  problem are often due to the high number of cutting operations. The aim is to perform cutting operations more efficiently in a facility where cutting operations are frequently performed, and computational challenges are observed during cutting operations. Test data created by taking metal bar cutting operations in this facility as an example were solved using exact and approximate solution methods. For the approximate solution model for the cutting problems studied, proposed heuristic algorithm, first-fit-decreasing heuristic and simulated annealing algorithm were used, while integer linear programming was used for the exact solution model. As the final method, problems were solved with the ready-made package program known in the literature as Real Cut 1D. The solution results were examined in terms of consumed raw material, waste ratio, and computation time. It was found that the methods considered provided good results in terms of consumed raw material and waste ratio. When evaluated in terms of solution time, it was understood that the heuristic algorithms and Real Cut 1D program yielded more effective results compared to other methods. The proposed heuristic algorithm was able to achieve good results in terms of consumed raw material, waste ratio, and solution time.