Taguchi ve cevap yüzey felsefelerinin birleştirilmesi: Problem ve çözüm stratejileri
Combining Taguchi and response surface philosophies: Problem and solving strategies
Yazar: ONUR KÖKSOY
Danışman: PROF.DR. F. ZEHRA MULUK ; PROF.DR. GÜLSÜM HOCAOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İstatistik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: İstatistik = Statistics
Dizin: Cevap yüzey yöntemi = Response surface methodology ; Kalite geliştirme = Quality improvement ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Çok amaçlı programlama = Multiobjective programming

Özet:
Taguchi'nin süreç-dışı kalite geliştirme konusuna ilişkin olarak önerdiği yaklaşımlar, 10 yılı aşan bir süredir literatürde ilgi çekmekte ve tartışılmaktadır. G.Taguchi, ürün ve süreçlerdeki değişkenliği azaltabilmek için, "sağlam tasarım" isimli bir yaklaşım önermiştir. Taguchi'nin önerdiği istatistiksel teknikler tartışılırken, cevap yüzey yöntemlerine dayanan alternatif yaklaşımların da önerildiğini görmekteyiz. Bu yaklaşımlarla daha etkin, basit ve kolay yorumlanabilir analizler yapmak mümkün olmakta ve daha az deneme ile sonuca ulaşılmaktadır. Taguchi felsefesindeki hedeflere ulaşabilmek için, "ikili cevap yaklaşımı" adı verilen bir yöntem yaygm olarak kullamlmaktadrr. Bu yaklaşımın bazı eksik ve yetersiz yanlan çalışmamızda ele alınacaktır. Literatürde tartışılan ikili cevap optimizasyon yöntemlerinin de bazı yanıltıcı yönleri vardır. Eşitlik kısıtlarına bağlı optimizasyon probleminin çözümü, bulunabilecek daha iyi koşullan veya tümel optimum değerleri dışlayabilir. Buradaki endişe, eşitlik kısıtlannın kullanımının gerçekçi olmamasıdır. En-büyük-eniyi ve en-küçük-eniyi durumlarmdaki ikincil cevap fonksiyonuna ilişkin kısıt değeri genellikle bilinemez; aslmda, bilinemeyen bu kısıt değerinin mümkün olduğunca minimum olması istenmektedir. Tatmin edici bir problem formülasyonuna ulaşabilmek için, ikincil cevap fonksiyonunu bir başka ana cevap fonksiyonu biçiminde düşündük. Böylece, ikili cevap probleminin çözümünde, tüm ana cevap fonksiyonlannın eşanlı olarak minimum yapılması ilkesi benimsenecektir. Sonuç olarak, Taguchi felsefesindeki hedeflere ulaşabilmek için, problemin bir çok amaçlı doğrusal olmayan programlama problemi şeklinde ele alınabileceği ve standart çok amaçlı doğrusal olmayan programlama tekniklerinden NIMBUS'un kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu yöntemle, karar vericinin görüşleri doğrultusunda, pareto optimal çözümler olarak bilinen çözümlere ulaşılabileceği gösterilmiştir. Böylece, karar vericiye seçenekler arasından en çok tercih edileni seçebilme esnekliği sağlanır. Yöntemin işleyişi, literatürden alman örnek problemler üzerinden gösterilmiştir. Önerilen yöntem, birçok karmaşık gerçek-hayat problemlerini de çözebilecek özelliğe sahiptir. Bu çalışmada, ikili cevap probleminin cevaplan arasındaki bağımlılık durumuna da değinilmiştir. Bağımlılık durumu için, literatürden bir çözüm önerisi getirilmiştir. Ancak, bu alanda daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Çalışmanın bir başka katkısı da, ikili cevap probleminin "deneme maliyeti" isimli yeni bir cevap değişkeni ile genişletilmesidir. Tasarlanan yeni problemin çözümü ile, hem sağlam hem de ekonomik ürün veya süreçlere ulaşılması hedeflenmiştir. Deneme maliyetinin yanında, belirlenmiş bir hedeften aynlıştan dolayı doğabilecek ekonomik kayıplann bulunması da düşünülmüştür. Bu amaçla, Taguchi'nin kayıp fonksiyonu kullanılarak hedeften aynlış maliyetleri hesaplanmıştır. Sonuç olarak, iki ayn maliyet cevabını birlikte içeren yeni bir optimizasyon problemi tasarlanmıştır.

Abstract:
It is more than a decade since Taguchi's approaches to off-line quality improvement have generated much interest and debate. Robust design is an approach introduced by G. Taguchi to reduce variation in products and processes. While the statistical techniques suggested by Taguchi remain controversial, alternative approaches based on response surface methodology have been presented. These alternative approaches will often lead to more efficient, simpler and more easily interpretable analysis and will require fewer experimental runs. The dual response approach has widely been used to achieve the goals of Taguchi's philosophy.This excellent approach contains some deficiencies that will be discussed in this study. The dual response optimization procedures discussed in the literature are somewhat misleading. Restricting the optimization to equality constraints may very well rule out better conditions or globally preferred values. One major concern here is the lack of realism of the equality constraints. This is more obvious for cases "larger-the-better" and "smaller-the-better", where some acceptable value for the secondary response is normally unknown (and in fact, the smaller the better). We think that a more satisfactory formulation of the problem would be accomplished by considering the secondary response as another primary response. Thus, the optimal settings of the dual response problem can be found by minimizing all primary response functions simultaneously. In this study, we showed that the goals of the Taguchi philosophy can be achieved using standard multiobjective nonlinear programming techniques, specifically, the NIMBUS algorithm. It is shown that the proposed method will generate more alternative solutions, called pareto optimal solutions, under the opinions of the decision maker. This gives more flexibility to the decision maker to select the most preferred among the alternatives. The procedure is illustrated using examples taken from the literature. The proposed method is capable of solving complicated real-world problems, such as nondifferentiable complex problems. In this study, we also touched on the situations where the responses are dependent in the dual response problem. We offer a technique from the literature to handle this problem. This needs further investigation, however. In this study, we also have extended the dual response problem using a new response variable called "treatment cost". By doing this, we aim to reach not only robust but also economical products or processes. Besides treatment cost, we have also considered Taguchi's loss function to find economic losses due to any departure from intended targets. As a result, we have defined a new optimization problem based on two different cost responses.