Kesirli faktöriyel tasarım ve Taguchi yönteminin kompozit malzeme üretimi üzerine uygulanması
Fractional factorial design and Taguchi method application on the production of composite material
Yazar: İBRAHİM ÖZDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. PELİN KASAP
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İstatistik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İstatistik = Statistics

Özet:
Klasik deney tasarımı yöntemlerinin endüstri alanında kullanımı bazı durumlarda verimli olamamaktadır. Sistemi etkileyen faktörlerin sayısı arttıkça gerekli olan deney sayısı da hızlı bir şekilde artmakta, maliyetler yükselmekte, uygulamalar zorlaşmaktadır. Böyle durumlarda az sayıda deney ile en uygun sonucun belirlenebileceği Taguchi Deney Tasarımı yönteminin uygulanması daha verimli ve kolay olacaktır. Dr. Taguchi, kendi adıyla anılan bu yaklaşımı ile deneylerin gerçekleştirilmesinde ve değerlendirilmesinde verimliliği artıracak bir çözüm geliştirmiştir. Taguchi'nin deney düzenlemek için geliştirdiği yöntemlerin temelini dikey dizimler oluşturmaktadır. Ayrıca Taguchi Deney Tasarımı yönteminde elde edilen deney sonuçları Sinyal/Gürültü (Signal/Noise – S/N) oranına çevrilerek değerlendirilmektedir. Taguchi, 70'in üzerinde S/N oranından bahsetmektedir. En çok bilinen üç tanesi; en küçük en iyi, nominal en iyi ve en büyük en iyi S/N oranlarıdır. Problemin amacına göre S/N oranı, kalite değerlerinin hedeflendiği değere göre farklı şekillerde hesaplanabilir.
Yapı endüstrisinde birçok malzeme kullanılmaktadır. Fakat bir yandan yakıt giderlerinin artması bir yandan da ülkemizin deprem kuşağında olması bilim insanlarını ucuz, dayanıklı ve yalıtkan malzeme türleri aramaya zorlamaktadır. Alçı kompozitler, bu amaca yönelik kullanılabilecek malzemelerdir. Tek başına alçı, ısıyı az iletmesi, hafif ve ucuz olması gibi önemli avantajlara sahiptir. Fakat tüm bunların yanı sıra alçı, mekanik dayanımı zayıf bir malzemedir. Bu yüzden olası kullanım alanlarını genişletmek ve sahip olduğu özellikleri geliştirmek için dolgu malzemeleri ile güçlendirilmesi gerekmektedir. 
Hem alçının kullanımını artırmak hem de doğada atık olan malzemeleri azaltmak için alçı; kırpık atık araba lastiği ve e-camı ile birleştirilerek sağlam bir kompozit malzeme oluşturmak için malzeme mühendisliğinde deneyler yapılmıştır. Yapılan bu deneylerin sonuçları bu tez çalışmasında kullanılan orijinal verilerdir. Bu çalışmada alçı kompozit malzemenin oluşturulduğu faktörlerin önemi ve faktör seviyelerinin seçimi araştırılmıştır. Ayrıca daha iyi bir kompozit malzeme oluşturmak için faktör seviyelerinin hangi kombinasyonunun kullanılması gerektiği araştırılmış ve elde edilen bulgular tartışılmıştır. Kompozit malzeme üretiminde kullanılan verilerin analizinde kesirli faktöriyel tasarım ve Taguchi yöntemi kullanılmış olup, faktörlerin hangi seviyelerinin kullanılacağı sonucunu verdiği için Taguchi yönteminin bu amaç için en uygun yöntem olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The use of classical experimental design methods in industry is not efficient. As the number of factors affecting the system increases, the number of experiments required increases rapidly, costs rise, and applications get more difficult. In such cases, implementation of the Taguchi Experiment Design method giving the optimal result determined with a small number of experiments, will be more efficient and easier to apply. Dr. Taguchi has brought a solution that increases the efficiency in the realization and evaluation of the experiments with this approach, which is called with his own name. Here, the basis of the methods being developed for experimentation is vertical arrays. In addition, the test results obtained in the Taguchi Experiment Design method are evaluated by converting them into Signal/Noise (S/N) ratio. Taguchi have mentioned about S/N ratio over 70. The three most known are; the lower-the-better, the nominal-the-better, and the higher-the-better S / N ratios. For the purpose of the problem, the S / N ratio can be calculated differently according to the value to which the quality values are targeted. 
Many materials are used in the construction industry, but the increase in fuel costs and the fact that our country is on the earthquake are causing researchers to look for cheap, durable and insulating materials. Gypsum composites are materials that can be used for this purpose. The gypsum alone has significant advantages such as low heat transmission, light weight and low cost. But all of this, as well as gypsum, is a poor mechanical strength. Therefore, it needs to be supported with filling materials to expand possible areas of use and develop the features that it possesses.
Gypsum were tested in material by mixing with nick  vehicle waste tire and e-glass, in order to increase both the use of gypsum and reduce waste materials in the environment. The results of these experiments are the original ones used in the study of this thesis. In this study, selection of factors' level and the importance of gypsum composite material were investigated. It is also investigated which combination of factor levels should be used to produce a better composite material and the outcomes are discussed. Fractional factorial design and the Taguchi method are used in the analysis of data used in the production of composite materials, then since the results give which factors can be used, Taguchi method was found to be the most suitable method for this purpose.