Kalite ve maliyet perspektiflerinden pirinç alaşımı harmanlama problemi: çok amaçlı bir optimizasyon yaklaşımı
Kalite ve maliyet perspektiflerinden pirinç alaşımı harmanlama problemi: çok amaçlı bir optimizasyon yaklaşımı
Yazar: Birgören, Burak; Sakallı, Ümit
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 36 No. 1, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Süreç yetenek indisi,maliyet,harmanlama problemi,çok amaçlı optimizasyon

Pirinç alaşımı ana olarak bakir (Cu) ve çinko (Zn)`dan oluşan ve gerekli hallerde kursun (Pb), demir (Fe), alüminyum (Al), kalay (Sn), nikel (Ni), antimon (Sb) elementlerini de içeren bir malzemedir. Pirinç alaşımı dökümü sürecinde en temel problemlerden biri, istenilen element oranlarını sağlayacak şekilde hangi saf ve hangi hurda malzemelerin ne miktarlarda karıştırılacağını araştıran harmanlama problemidir. Saf malzemelerin içeriği kesin bir şekilde bilinmektedir, ancak pahalıdır: hurda malzemeler ise ucuzdur, fakat içeriklerindeki element oranları değişkendir. Literatürde yoğun olarak maliyet minimizasyonunu amaçlayan stokastik matematiksel modeller geliştirilmiştir. Ancak bu modellerin çözümünde bazı elementlerin oranları spesifikasyon sınırlarına eşit çıkar. Dolayısıyla, model çözümlerine göre dökülen pirinç alaşımları spesifikasyon sınırı dışına taşabilmekte ve kalite problemlerinde neden olmaktadır. Bir kalite ölçeği olarak süreç yetenek indisini maksimize etmeyi amaçlayarak bu problemi çözmeye çalışan çalışmalar da mevcuttur. Ancak süreç yetenek indisinin artması ile harman maliyeti de artmaktadır. Bu çalışmada, literatürde ilk kez hem harman maliyetini minimize etmeyi hem de süreç yetenek indisini maksimize etmeyi hedefleyen çok amaçlı bir stokastik matematiksel model geliştirilmiştir. Geliştirilen model şans kısıtlı programlama kullanılarak doğrusal olmayan deterministik eşleniğine dönüştürülmüş ve bulanık programlama yardımı ile tek amaçlı yapıya çevrilmiştir. Geliştirilen modelin gerçek hayat problemlerinde etkin bir şekilde kullanılabilmesi için bir çözüm prosedürü önerilmiştir. Geliştirilen model ve önerilen çözüm prosedürü bir pirinç fabrikasından elde edilen verilerle çözülmüştür. Sonuçlar model ve prosedürün başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.

Pirinç alaşımı ana olarak bakir (Cu) ve çinko (Zn)`dan oluşan ve gerekli hallerde kursun (Pb), demir (Fe), alüminyum (Al), kalay (Sn), nikel (Ni), antimon (Sb) elementlerini de içeren bir malzemedir. Pirinç alaşımı dökümü sürecinde en temel problemlerden biri, istenilen element oranlarını sağlayacak şekilde hangi saf ve hangi hurda malzemelerin ne miktarlarda karıştırılacağını araştıran harmanlama problemidir. Saf malzemelerin içeriği kesin bir şekilde bilinmektedir, ancak pahalıdır: hurda malzemeler ise ucuzdur, fakat içeriklerindeki element oranları değişkendir. Literatürde yoğun olarak maliyet minimizasyonunu amaçlayan stokastik matematiksel modeller geliştirilmiştir. Ancak bu modellerin çözümünde bazı elementlerin oranları spesifikasyon sınırlarına eşit çıkar. Dolayısıyla, model çözümlerine göre dökülen pirinç alaşımları spesifikasyon sınırı dışına taşabilmekte ve kalite problemlerinde neden olmaktadır. Bir kalite ölçeği olarak süreç yetenek indisini maksimize etmeyi amaçlayarak bu problemi çözmeye çalışan çalışmalar da mevcuttur. Ancak süreç yetenek indisinin artması ile harman maliyeti de artmaktadır. Bu çalışmada, literatürde ilk kez hem harman maliyetini minimize etmeyi hem de süreç yetenek indisini maksimize etmeyi hedefleyen çok amaçlı bir stokastik matematiksel model geliştirilmiştir. Geliştirilen model şans kısıtlı programlama kullanılarak doğrusal olmayan deterministik eşleniğine dönüştürülmüş ve bulanık programlama yardımı ile tek amaçlı yapıya çevrilmiştir. Geliştirilen modelin gerçek hayat problemlerinde etkin bir şekilde kullanılabilmesi için bir çözüm prosedürü önerilmiştir. Geliştirilen model ve önerilen çözüm prosedürü bir pirinç fabrikasından elde edilen verilerle çözülmüştür. Sonuçlar model ve prosedürün başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.