Çoklu onarım ağında onarım seviyesi analizine ilişkin önerilen yeni model ve çok amaçlı bir yaklaşım
A new formulation for the level of repair analysis in multiple echelon network and a multi-objective approach
Yazar: İSMAİL BIÇAKCI
Danışman: PROF. DR. YUSUF TANSEL İÇ
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Onarım Seviyesi Analizi (OSA), (i) arızalı alt bileşenin onarılıp onarılmaması ile ilgili kararın verilmesi; (ii) verilen onarım kararının hangi onarım kademesinde yapılacağı ve (iii) onarım kararı için kullanılacak gerekli kaynağın konuşlanacağı en uygun konumun belirlenmesi için kullanılmaktadır. Uçak, gemi, tank gibi stratejik önem taşıyan ve yüksek maliyetli silah sistemlerinin ömür devri süreleri uzun olmakla birlikte; ömür devri maliyetleri de son derece yüksektir. OSA, silah sistemlerinin ömür devri maliyetlerini enküçüklemede önemli bir rol oynamaktadır. Bu tez kapsamında, kaynaklarda OSA probleminin temel yapısını ele alan modellere göre daha kapsamlı ve esnek yapıda yeni bir matematiksel model geliştirilmiştir. Önerilen model, bileşenlerin alt onarım kademesindeki bir tesisten üst onarım kademesindeki önceden tanımlanmış tesise sevk edilmesine izin veren ve onarım ağındaki tesislerin konumlarını tanımlayarak her tesis arasındaki malzeme hareket yollarını belirleyen çoklu yukarı akış yaklaşımını kullanmaktadır. Önerilen modelin performansı, üretilen kıyaslama problemleri aracılığıyla test edilmiş ve sonuçlar tekli yukarı akış yaklaşımı ile karşılaştırılmıştır. Yapılan sayısal analizler sonucunda, önerilen modelin tekli yukarı akış seçenekli modelden daha etkili olduğu ve toplam onarım maliyetlerini ortalama %4,85 oranında düşürdüğü görülmüştür. Silah sistemlerinin oldukça yüksek ömür devri maliyetleri olduğu dikkate alındığında, bu oran çok önemli bir maliyet tasarrufunu ifade etmektedir. Çoklu yukarı akış yaklaşımına ek olarak, onarım süresini (malzeme teslim sürelerinden etkilenen) ve onarım maliyetlerini birlikte enküçükleyen çok amaçlı bir karar modeli önerilmiştir. Önerilen çok amaçlı model, aynı zamanda arızalı bileşenlerin sevkiyatı için karayolu, demiryolu ve hava yolu gibi farklı sevk seçeneklerini dikkate alabilmektedir. Önerilen çok amaçlı model, toplam onarım maliyetleri ile toplam onarım süresi arasındaki ödünleşmenin gösterilmesi için bir örnek problem üzerinde çözülmüş ve bu kapsamda epsilon kısıt yöntemi kullanılarak Pareto eğrisi oluşturulmuştur.

Abstract:
Level of Repair Analysis (LORA) determines (i) the best decision during a malfunction of each product component; (ii) the location in the repair network to perform the decision and (iii) the quantity of required resources in each facility. Capital goods have long life cycles and their total life cycle costs are extremely high. LORA plays an important role in minimizing the total life cycle costs of the capital goods. Within the scope of this thesis, a new mathematical model has been developed for the LORA problem, which is more comprehensive and flexible than the other pure LORA models in the literature. The proposed model uses the multiple upstream approach that allows the transfer of the components from a location in the lower echelon to the predefined locations in the upper echelon, and determines the material movement paths between each facility, defining the facilities' locations in the repair network. The performance of the proposed model is tested on generated benchmark problems and the results are compared with the single upstream model. As a result of computational analyses, it is concluded that the proposed model is more effective than the single upstream model and reduces the maintenance costs 4.85% on average, which means enormous cost savings when considering the total life cycle costs of capital goods. In addition to the multiple upstream approach, a multi-objective decision model that minimizes both the repair time (affected by lead times) and the repair costs is proposed. The proposed multi-objective model also considers the movement of the defective components to be performed by multiple transportation modes such as highway, railway, and airway. In order to demonstrate the trade-off between total repair costs and total repair time, the proposed multi-objective model is solved on an illustrative example and the Pareto frontier is generated by using the epsilon constraint method.