İplik dayanımını etkileyen proses parametrelerinin gri Taguchi yöntemi ile optimizasyonu
Optimization of process parameters affecting on endurance of yarn with Taguchi method
Yazar: DİLARA ERTABAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ALTUNAY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Gri ilişkisel analiz = Grey relational analysis ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Varyans analizi = Variance analysis ; Çekme dayanımı = Tensile strength

Özet:
Bu tez çalışmasında, iplik dayanımını etkileyen süreç parametrelerinin eniyilenmesi amaçlanmıştır. İplik dayanımını belirleyen, ölçülebilir özelliğe sahip çıktı parametreleri; mukavemet ve uzama yüzdesi olarak belirlenmiştir. Dayanımı etkileyen girdi faktörleri ise; hammadde türü, iplik eni (mm) ve denye (gram) şeklinde belirlenmiştir. Deneyler Gaziantep ilindeki bir iplik fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Söz konusu fabrikadaki mevcut üretim koşullarında, çalışmada kullanılan faktörlerin iki seviyesine göre üretim yapılmaktadır. Bu sebeple tez çalışması için geliştirilen deney tasarımı sisteminde üç adet girdi faktörü iki seviyede incelenmiştir. Deneysel sonuçlara ilişkin analizler Minitab 19 paket programı üzerinden gerçekleştirilmiştir.

Çalışmanın uygulama aşamasında ilk olarak, Taguchi'nin L4 ortogonal dizininden yararlanılarak deney seti belirlenmiştir. Belirlenen deney seti iki tekrarlı şeklinde uygulanarak toplamda sekiz deney yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen Sinyal/Gürültü oranlarına göre, mukavemet özelliği için girdi faktörlerinin en iyi seviyeleri; FS301 hammaddesi, 600 denye ve 2.7 mm iplik eni şeklinde belirlenmiştir. Uzama yüzdesi için ise bu seviyeler; HGX30 hammaddesi, 550 denye ve 2.7 mm iplik eni şeklindedir. Yapılan varyans analizi (ANOVA) ile çıktıları en çok etkileyen faktörlerin, mukavemet için % 47.37 ile iplik eni ve denye; uzama yüzdesi için ise % 58.78 oranla hammadde türü olduğu tespit edilmiştir. Faktör sayısı ve seviyelerinin makul büyüklükte olması sebebiyle, bütün numunelerin uzama yüzdesi ve mukavemet analizlerini yapmak için ayrıca Tam Faktöriyel Deney Tasarımı da uygulanmıştır. Sekiz deney iki kez tekrar edilmiştir. Tam Faktöriyel Deney Tasarımı sonucunda elde edilen Sinyal/Gürültü oranlarına göre mukavemet için en iyi faktör seviyeleri; FS301 hammaddesi, 600 denye ve 2.7 mm iplik eni olarak belirlenmiştir. Uzama yüzdesi için en iyi faktörler seviyelerinin ise HGX30 hammaddesi ve 2.7 mm iplik eni olduğu görülmüştür. Denye faktörünün uzama yüzdesi üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı sonucuna varılmıştır. Varyans analizi uygulamasına göre mukavemete ve uzama yüzdesine etkisi en büyük olan faktörün iplik eni olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar Taguchi deney tasarımı ve Tam faktöriyel deney tasarımı çıktılarının birbirini doğrular nitelikte olduğunu göstermektedir. 

Çalışmanın son bölümünde ise problemin çok amaçlı yapısına uygun olarak; mukavemet ve uzama yüzdesi arasında ilişki kurmak için Gri İlişkisel Analiz (GİA) yönteminden yararlanılmıştır. GİA sonuçlarına göre en iyi iplik dayanımını sağlayan numunenin;  HGX30 hammaddesi, 600 denye ve 2.7 mm iplik eni olduğu belirlenmiştir. Gri ilişkisel derece değeri 0.870 olarak hesaplanmıştır. Belirlenen en iyi faktör seviyelerine ilişkin sekiz adet doğrulama deneyi yapılarak deney sonuçları teyit edilmiş, %14,9 iyileşme sağlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to optimize the process parameters affecting the yarn endurance. Measurable output parameters that determine of yarn endurance; was determined as yarn strength and elongation percentage. The input factors affecting the endurance are raw material type, yarn width and denier. The experiments were carried out in a yarn factory in Gaziantep. In the current production conditions at the factory, production is made on two levels of the factors used in the study. For this reason, three input factors were examined at two levels in the experimental design system developed for the study. Analyzes of the experimental results were carried out using the Minitab 19.

Firstly, the experimental set was determined by using Taguchi's L4 orthogonal array. Eight experiments were carried out by applying the determined experimental set in two at a time. According to the Signal/Noise ratios obtained as a result of the experimental studies, the optimal levels of the input factors for the strength property was determined as FS301 raw material,  600 denier and 2.7 mm yarn width. For the elongation percentage, these levels are; HGX30 raw material, 550 denier and 2.7 mm thread width. With the analysis of variance (ANOVA), the factors that affect the output the most are yarn width and denier with 47.37% for yarn strength. For the elongation percentage, it was determined that it was the raw material type with a rate of 58.78%. Due to the reasonable size of the factor numbers and levels, the Full Factorial Experiment Design was also applied to analyze the elongation percentage and strength of all samples. Eight experiments were repeated twice. The optimal factor levels for strength according to the Signal/Noise ratios obtained as a result of the Full Factorial Experiment Design; was determined as FS301 raw material, 600 denier and 2.7 mm yarn width. It was observed that the optimal factors levels for the elongation percentage were HGX30 raw material and 2.7 mm yarn width. It was concluded that the denier factor did not have a significant effect on the elongation percentage. According to the analysis of variance, it was determined that the most important factor for strength and elongation percentage was yarn width. The obtained results show that the outputs of Taguchi experimental design and Full factorial experimental design confirm each other.
Finally, in accordance with the multi-purpose structure of the problem; Grey Relational Analysis (GIA) method was used to establish a relationship between strength and elongation percentage. According to the GIA results, the sample providing the optimal yarn strength; was determined to be HGX30 raw material,  600 denier and 2.7 mm yarn width. The grey relational degree value was calculated as 0.870. Eight verification experiments were conducted on the optimal specified factor levels, with test results confirmed and 14.9% improvement.