Modern kereste fabrikasyonu optimizasyonu üzerine incelemeler
Investigation on optimization of modern lumber manufacturing
Yazar: HIZIR VOLKAN GÖRGÜN
Danışman: PROF. DR. ÖNER ÜNSAL
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Odun Mekaniği ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Ağaç malzeme hem ekolojik açıdan, hem de ekonomik açıdan değerli bir malzemedir ve bu değeri her geçen gün artmaktadır. Çünkü hem ekolojik açıdan çok değerli olan ormanlardan elde edilmekte, hem de aynı hammaddeyi kullanan birden çok orman ürünleri endüstrisinin rekabeti söz konusudur. Ayrıca orman ürünleri endüstrisinin talaşlı üretim yapması nedeniyle genelde randımana odaklanmakadır. Ancak ekolojik faktörler ve rekabet nedeniyle, hammadde temini ve değerlendirilmesinde daha bütüncül bir yapıyla hammaddeyi değerlendirmesi gerektiği söylenebilir. Bu çalışma kapsamında orman ürünleri endüstrisinin en temel ve en eski üretimlerinden olan kereste endüstrisini etkileyen faktörler, diğer çalışmalara oranlara bu nedenle daha geniş kapsamlı ele alınmaya çalışılmış, yurtiçi ve yurtdışında yer alan ve modern olarak tanımlanabilecek uygulamalar ve fabrikalar ile örneklendirilmiştir. Uygulama kısmında ise tomruktan kereste biçme aşamasının optimize edilmeye çalışıldığı bir deneme yapılmıştır. Bunun için geometrik eşitliklerden Versin esas alınarak, maksimum randımanla birlikte maksimum değer artışı (kârlılık) hedeflenen biçme diyagramları oluşturulmaya çalışılmıştır. Birden fazla Versin eşitliği olması sebebiyle, bilgisayar destekli çizim programı aracılığıyla dairesel enine kesite sahip tomruklarda denemeler yapılmış ve uygulama için kullanılabilecek en uygun eşitlik tespit edilmiştir. Sonrasında üç temel biçme diyagramı için, bu eşitliğin temel alındığı biçme optimizasyonu hesaplamaları belirlenmiştir. Biçme ihtimallerinin hızlı ve etkin bir şekilde yapılabilmesi için, C# yazılım diliyle bu hesaplamaların yer aldığı bir tomruk biçme optimizasyonu programı geliştirilmiştir. Programın değerlendirilebilmesi için, İstanbul'da yer alan orta ölçekli bir kereste fabrikasında uygulama yapılarak sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu fabrikada çam, göknar ve meşeden oluşan toplam 168 tomruk, 120'lik arabalı tomruk şerit testere yardımıyla, herhangi bir müdahale olmadan biçme operatörü tarafından tahta ve kalaslara biçilmiştir. Uygulamadaki karar mekanizmasına müdahale edilmeden elde edilen hammadde, son ürün, testere ve biçme öncelikleri vb. özellikler, aynı şekilde programa aktarılmıştır. Elde edilen karşılaştırma sonuçlarına göre Versin eşitliğinin, tomruk enine kesitindeki düzensizliklerden dolayı ortalama 4 cm hata payıyla kereste genişliği ve kalınlığını belirleyebildiği tespit edilmiştir. Bu eşitliğin esas alındığı biçme optimizasyon programının ise, biçme operatörüne göre ortalama %13 daha iyi randıman önerdiği tespit edilmiştir. Kârlılık açısından ise, programın sunduğu biçme ihtimallerinin (2021 Kasım fiyatlarına göre) tomruk başına ortalama 86,70 TL daha fazla katma değer oluşturduğu da söylenebilir. Ayrıca yapılan zaman ölçümlerinde, programın veri girişi dâhil her tomrukta ortalama 50 saniye daha hızlı karar verdiği de tespit edilmiştir. Sonuç olarak; geliştirilen bilgisayar programı süre, randıman ve kârlılık açısından büyük oranda daha iyi sonuç verdiği, öznelliği ortadan kaldırarak daha tutarlı ve olumlu sonuçlar veren biçme ihtimalleri tavsiye ettiği söylenebilir.

Abstract:
Wood is a valuable material both ecologically and economically, and this value is increasing day by day. Because it is obtained from forests that are very valuable from an ecological point of view, and there is competition from more than one forest products industry using the same raw material. In addition, due to the machining characterists of the forest products industry, it generally focuses on the yield. However, due to ecological factors and competition, it can be said that raw material should be evaluated with a more holistic structure in the procurement and evaluation of raw materials. Within the scope of this study, the factors affecting the lumber industry, which is one of the most basic and oldest productions of the forest products industry, therefore have been tried to be discussed more comprehensively than other studies, and are exemplified by practices and factories that can be defined as modern in national and international aspect. In the application part, an experiment was conducted in which the lumber sawing phase was tried to be optimized. For this purpose, sawing diagrams were aimed at maximum value increase (profitability) with maximum efficiency were tried to be created based on Versin, one of the geometric equations. Due to the fact that there is more than one Versin equation, experiments were made on logs with circular cross-sections through computer aided drawing program and the most suitable equation that could be used for the application was determined. Then, for the three basic sawing diagrams, sawing optimization calculations based on this equation were determined. In order to make sawing possibilities quickly and effectively, a log sawing optimization program has been developed with these calculations in C# software language. In order to evaluate the program, an application was made in a medium-sized sawmill in Istanbul and the results were compared. In this factory, a total of 168 logs, consisting of pine, fir and oak, were cut into sized-lumbers and boards by the sawing operator with the help of a 120-gauge trolley band saw without any intervention. Raw material, end product, saw and sawing priorities etc. obtained without interfering with the decision mechanism in the application and the features are transferred to the program without changing. According to the obtained comparison results, it can be said that the Versin equation can determine the lumber width and thickness with an average error of 4 cm due to the irregularities in the cross-section of the log. It has been determined that the sawing optimization program based on this equation offers an average of 13% better yield than the sawing operator. In terms of profitability, the program offered (compared to November 2021 prices) an average of 86.70 TL more value addition per log. Moreover, in the time measurements, it has been determined that the program makes an average of 50 seconds faster decisions on each log, including data entry. In conclusion; it can be said that the developed computer program gives better results in terms of time, efficiency and profitability and recommends sawing possibilities that give more consistent and positive results by eliminating subjectivity.