TRIZ metodolojisi kullanarak modüler ve yeniden uyumlandırılabilir bir eyleyici kontrol donanım platformu geliştirilmesi
Development of a modular and reconfigurable actuator control hardware platform based on TRIZ methodology
Yazar: EKREM BİLGEHAN UYAR
Danışman: PROF. DR. NİHAT ÖZTÜRK ; DR. MURAT ŞAHİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Devre tasarımı = Circuit design ; Füze tasarımı = Missile design

Özet:
Rekabetçi mühendislik çözümlerinin gereksinim değişikliklerine hızla uyum sağlayan, yaratıcı zihin işçiliğinin niteliğini ve etkinliğini arttırabilen "çevik" tasarım süreçleri ile elde edileceği öngörülmektedir. Bu öngörüden yola çıkan bu tez çalışması ise, havacılık endüstrisinde önemli bir alt sistem olan elektromekanik kontrol sistemlerinin (EKS) ana bileşenlerinden eyleyici kontrol elektroniklerine (EKE) Yenilikçi Problem Çözme Teorisini (TRIZ) uygulayarak elde edilen bir mühendislik çözümüyle tasarım sürecinde çevikliğin arttırılmasını hedeflemektedir. Yapılan araştırma sonucu TRIZ araçlarının bütün olarak yeterince ele alınmadığı, teorinin tamamının bazı TRIZ araçlarının gölgesinde kaldığı ve elektronik mühendisliği uygulamalarının sınırlı olduğu bulgularına ulaşılmıştır. Bu bulgulara dayanarak Altshuller'in üç önemli çalışmasındaki ana fikirler ve kullanılan araçlar gözden geçirilmiş, EKS'lere TRIZ'in uygulanması için ihtiyaç duyulan metodolojik çerçeve çizilmiştir. EKE'nin geliştirme senaryosu üzerinden analiz edilen kullanım durumları, geliştirme sürecinin çevikleştirilmesine duyulan ihtiyacı göstermekte, EKE'nin işlevsel analizi ise bu ihtiyacın karşılanmasını teknik bir dizi çelişkinin engellediğini göstermektedir. Bu çelişki, derleyici nitelikteki bir TRIZ aracı olan ARIZ'in uygulanması ile çözümlendirilebilmiştir. TRIZ'in hedef aldığı problem uzayında karmaşık olmayan problemlerden birisi olduğu ortaya çıkan bu teknik çelişkinin kökeninde elektronik devre tasarım değişikliğinin zaman almasının ve maliyetli bir süreç olmasının yattığı tespit edilmiş, çelişen mühendislik problemlerine karşılık standart çözüm prensipleri elde edilmiştir. Standart çözüm prensiplerinin bütünsel olarak ele alınması ile elde edilen özgün işlevlere sahip modüler yapıdaki platform yapısı tanıtılmış, işlevleri, özellikleri ve sınırlamaları tanımlanmıştır. Laboratuvar ortamında enstrumantasyon girişimleri ile de denenerek gereksinimlere ne kadar cevap verebildiği incelenmiş ve olumlu sonuç alınmıştır. Bu çalışmanın TRIZ'in gelecekteki elektronik tasarım uygulamaları için bir örnek teşkil edeceği, ulaşılan mühendislik çözümü ile EKS geliştirme süreçlerinin çevikleşmesine yardımcı olacağı değerlendirilmektedir.

Abstract:
It is envisaged that competitive engineering solutions will be achieved through "agile" design processes that adapt rapidly to changes in requirements and increase the quality and effectiveness of creative labor. Based on this prediction, this thesis aims to increase the agility in the design process by applying the Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ) to the actuator control electronics (ACE), which is one of the main components of the electromechanical control systems (ECS), an important subsystem in the aviation industry. As a result of the conducted research, it was found that TRIZ tools are not handled holistically, the whole theory is overshadowed by some TRIZ tools, and electronic engineering applications are limited. Based on these findings, the main ideas and tools used in Altshuller's three important studies were reviewed and the methodological framework needed to implement TRIZ to the ECS's was established. The use cases analyzed through the ACE's development scenario indicate the need for agile development of the development process, while the functional analysis of the ACE shows that several technical contradictions prevent it from being met. These contradictions could be solved by the application of ARIZ, an organized compiler TRIZ tool. It was determined that electronic circuit design changes were time consuming and costly process and the standard solution principles were obtained against contradictory engineering problems. The platform structure in modular structure with unique functions obtained by taking standard solution principles as a holistic approach is introduced and its functions, features and limitations are defined. It has also been tested with instrumentation attempts in the laboratory and how much it can meet the requirements has been examined which resulted with positive outcomes. It is considered that this study will serve as an example for future electronic design applications of TRIZ and will help to agile the development of the ECS development process with the engineering solution obtained.