Doç. Dr. Kadir Ertoğral danışmanlığındaki tezler
28 tez · TOBB Economics and Technology University
Moda türü ürünler için Bass Yayılım Modeli ve veri kümeleme tabanlı bir talep tahmin metodu geliştirilmesi: Bir vaka uygulaması
Yeni ürünlerin pazara sunumlarında talep tahmini söz konusu olduğunda başarımı kabul edilmiş modellerden birisi Bass Yayılım Modeli'dir (Bass diffusion model, BDM). Bu çalışmada gerçek büyük bir satış verisi kullanılarak, BDM'nin moda türü ürünlerin satış eğrisini yansıtmadaki başarımı incelenmiş ve sezon başında gözlemlenen kısmi veri ile sezon sonuna kadarki toplam talep tahmin edilmeye çalışılmıştır. Çalışma temelde iki ana kısımdan oluşur; ilk kısımda BDM modelinin performansı ve davranışı tüm ve kısmi veri kullanıldığı durumlarda incelenmiştir. İkinci ksımda ise kısmi veriye dayalı BDM ve geçmiş verinin kümelenip BDM uygulaması yaklaşımının entegre şekilde kullanılmasına dayalı talep tahmin yöntemleri geliştirilip, bu yöntemlerin performans analizi yapılmıştır. BDM'nin başarımı parametrelerin doğru tahminiyle büyük orantıda ilintilidir. Literatürde üç ana parametre tahmin yöntemi kabul görmektedir. Bunlar; en küçük kareler toplamı yöntemi, doğrusal olmayan en küçük kareler toplamı yöntemi ve en çok olabilirlik yöntemidir. Bu yöntemler çalışmamızın ilk kısmında kullanılmış olup performansları değerlendirilmiştir. Yine ilk kısımda bu parametre tahmin yöntemlerine ek olarak yeni bir yöntem olarak, rastgele çizgisel arama yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem literatürde kabul gören diğer yöntemlerle kıyaslanabilir sonuçlar vermiştir. İlk kısımda yapılan çalışmalar sonucunda BDM'nin yeterince iyi parametre tahminleri ile sezon içinde kalan talep tahmininde tatmin edici tahminler oluşturabildiği gözlemlenmiştir. Ancak sezon başında elde edilen kısmi veri söz konusu olduğunda BDM'nin tatmin edici sonuçlar verememesi sebebiyle çalışmamızın ikinci kısmında geçmiş ürünlerden elde edilen bilgilerin değerlendirildiği bir tahmin modeli oluşturulmuştur. Bu tahmin modeli geçmiş ürünler ile yeni ürünün kısmi verisi arasında bir bağlantı kurmaya dayanır. Geçmiş ürünlerin sergiledikleri satış eğrileri karşılaştırılarak kümelenir. Her bir küme farklı bir genel taelp desenini temsil eder. Yeni ürünün pazara girişinden itibaren oluşan kısmi verisi ile geçmiş ürünler karşılaştırılır. Kısmi verisi itibariyle yeni ürüne en çok benzeyen ürün bilgisi, bu ürünün ait olduğu kümeye ait bilgiler ve parametre bilgileri kullanılarak tahmin oluşturulur. Bu şekilde ürünün kısmi verisi ile gelecekte sergileme ihtimali en çok olan desen arasında bir ilişki kurulur. Kurulan bu ilişkiye dayalı olarak farklı tahmin yöntemleri önerilmiş ve bu yöntemlerin tahmin hatası açısından performans değerlendirmesi yapılmıştır. Çalışmada ürünün sadece kısmi verisi kullanılarak ve geliştirilen model ile elde edilen tahminler kıyaslanmıştır. Önerilen yöntemlerin bazılarının oldukça tatmin edici bir tahmin performansına sahip oldukları gösterilmiştir.
Bir yüksek hızlı tren hattında yolcu sayısı tahmin modelleri geliştirilmesi
Doğru ve güvenilir talep tahminleri firmaların etkinliğini artırmasında önemli rol oynamaktadır. Her sektörde olduğu gibi gıda sektöründe de talep tahminleri konusu büyük önem arz etmektedir. Özellikle raf ömrü bir günlük olan gıdalarda fazla atık oluşmasını önlemek doğru sipariş tahminlerinin yapılması şarttır. Çalışmamızda Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demir Yolları'nın alt yüklenicisi olarak çalışan, yüksek Hızlı Trenlere yemek servisi sağlayan bir firma için yemek siparişlerinde belirleyici olan yolcu sayılarının tahmini için bir yaklaşım geliştirilmiştir. İlk aşama olarak günlük sipariş sisteminin kurulması amaçlanmış ve firmanın 2016 ve 2019 yılları arasındaki verileri kullanılarak yüksek hızlı trenlerin Ankara-İstanbul, İstanbul-Ankara güzergâhı arası hareket eden trenlerinin "business plus" ve "ekonomi plus" vagonlarında seyahat eden yolcu sayılarının çoklu regresyon modeliyle tahmin edilme konusu çalışılmıştır. Yolcu sayılarının iyi tahmini günlük yemek siparişlerinin daha doğru yapılmasını sağlayacak ve firmanın finansal kazancına dönüşecektir. Çalışmamızda veri gruplama ve regresyon model değişkenlerinin seçimlerinin farklı şekilde yapılmasına dayalı olarak çok sayıda tahmin modeli denenmiştir. Denenen modeller arasından seçilen en iyi üçü için ortalama mutlak hata hesaplanarak sonuçta yolcu sayıları için oldukça etkin tahmin model alternatifleri geliştirilmiştir. İkinci aşamada ise yine aynı tren verileri kullanılarak haftalık yemek siparişinin verildiği durumlarda kullanılmak üzere haftalık yemek tüketim miktarlarının tahmini için Winters üstel düzeltme modeli üzerine çalışılmış ve tahminlerin güvenirliği mutlak hata ortalama yöntemi ile test edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Talep tahmini, Çoklu doğrusal regresyon, Tren yolcu sayısı tahmini, Winters üstel düzeltme
Üçüncü parti lojistik (3PL) servisi kullanan bir perakende dağıtım merkezi için taşıma planlama problemi optimizasyon modeli ve sezgisel çözüm yaklaşımı
İşletmeler mevcuttaki rekabet ortamında geride kalmamak amacıyla dağıtım süreci yönetimi ve planlaması üzerine çalışmalar yapmaktadırlar. Bu çalışmalardan en önemlisi merkezden müşterilere gerçekleşecek olan taşıma işlemi için en etkin ve verimli araç rotasının oluşturulmasıdır. Araç Rotalama Problemi (ARP), müşteri taleplerini karşılamak amacıyla araç filosu ile en küçük maliyet oluşturan rotaların kararlaştırılması işlemidir. Tez kapsamında, Çok Turlu ve Zaman Pencereli ARP üzerinde çalışılmıştır.. Literatür kapsamında Çok Turlu ve Zaman Pencereli ARP ile genellikle kısa ömürlü olup tedarik süresi kritik olan ürünlerde karşılaşılmaktadır. Tez kapsamında üçüncü parti lojistik servisi kullanan bir depodan belirli kapasitelerdeki araçlardan oluşan filo ile zaman penceresi kısıtı altında şubelere ürünlerin günlük olarak dağıtımının yapıldığı bir taşıma problemi ele alınmıştır. Ele aldığımız problemin önemli farkı amacı itibariyle klasik rota uzunluğu minimizasyonu yerine, deponun bir 3pl şirketine ödediği ve toplam tur sayısına bağlı olan dağıtım maliyetinin en azlanmasının hedeflenmiş olmasıdır. Dağıtımda heterojen kapasiteli bir filo kullanılmaktadır ve farklı araçlar için tur başına ödenen tutar farklıdır. Araç kapasiteleri ve şube talepleri farklılık göstermektedir. Araçların şubelere en erken varış zamanı ve şubelerden en geç ayrılma zamanı problem kapsamında sınırlandırılmıştır. Bununla birlikte şubenin bulunduğu lokasyona bağlı kısıtlar nedeniyle her aracın her şubeye taşıma yapabilmesi mümkün olmamaktadır. Araçlar gün içinde gerekirse ve süre kısıtı elverirse birden fazla tur yapabilmektedir. Problem çözümü için ilk olarak bir tamsayılı programlama modeli formüle edilmiştir. Buna ek olarak pratikte rastlanacak büyük problemlerin çözümü için aç gözlü arama sınıfında sayılabilecek bir sezgisel çözüm yaklaşımı geliştirilmiştir. Önerilen sezgiselin etkinliğini doğrulamak için sayısal deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, önerdiğimiz algoritmamızın en iyiye yakın çözüm elde edebileceğini göstermektedir.
Rassal kaynak gereksinimli paralel proje çizelgeleme ve insan kaynağı atama problemi için kaynak maliyet minimizasyonu modeli geliştirilmesi ve analizi
Etkili proje yönetimi, günümüzde neredeyse tüm şirketler için önemli bir konudur. Proje yönetiminin en önemli iki aşaması da proje çizelgeleme ve insan kaynağının bu çizelgeye göre atanmasıdır. Bu çalışma kapsamında, paralel proje çizelgeleme ve kaynak atama problemlerini içeren iki aşamalı bir stokastik optimizasyon problemi ele alınmıştır. İlk aşamada, gerektireceği iş gücü stokastik kabul edilen proje aktivitelerinin, proje planlama ufku boyunca çizelgelenmesi yapılırken ikinci aşamada ise bu aktivitelere insan kaynağı atamaları gerçekleştirilmektedir. Oluşturulan matematiksel model ile, iç kaynakların atamalarının yetersiz kaldığı durumlarda gereken yeteneklere bağlı olarak dışarıdan alınan kaynakların maliyetinin minimizasyonu hedeflenmektedir. Problem kapsamında, ilk senaryoda proje aktivitelerinin kısmi atanmasına, yani aktivitelerin birden fazla periyoda bölünmesine izin verilmezken incelenen ikinci senaryoda ise kısmi atamaya izin verilmektedir. Bu sebeple, proje aktivitelerinin belirli bir periyotta atanıp atanmadığını kontrol eden karar değişkeni, hem ikili hem de sürekli tipte karar değişkeni olarak kabul edilerek iki ayrı ek kaynak maliyet minimizasyon modeli geliştirilmiştir. Her iki senaryo için de proje aktivitelerinin gerektireceği iş miktarları rassal olarak kabul edilmekte ve bu parametrenin dağılımı hem düzgün hem de üçgen dağılım olarak kabul edilmektedir. MATLAB ile oluşturulan veri setleri, IBM CPLEX OPL CP Optimizer (Kısıt Programlama Motoru) kullanılarak oluşturulan matematiksel model ile test edilmiştir ve iki modelle ilgili farklı hassasiyet analizleri yapılarak çıkarımlar yapılmıştır.
Optimization models and heuristic solution methods for the integrated fleet sizing and replenishment planning problem with candidate delivery patterns
In this thesis work, two mathematical models were developed to formulate two basic and extended versions the integrated fleet sizing and replenishment planning problem, and various solution methods were proposed. In the first section of the thesis, a model was created for replenishment planning and fleet size determination under pre-defined replenishment frequencies and vendor management policy. For solving the mentioned model, two different metaheuristic solution techniques, namely Approximate Dynamic Programming, and Problem Space Search, were proposed and tested on datasets inspired by real-life data. In the second section, a more generalized version of the model in the first section is considered, and a mathematical model is developed from a new perspective, with intuitive solution methods proposed. Replenishment patterns were considered instead of pre-defined recurring replenishment frequencies. Additionally, demand seasonality and vehicle renting options were taken into account. To solve the problem, three different versions of the Fix and Optimize heuristic were designed and tested on generated data. The quality of the results and solution times demonstrated the effectiveness of the proposed solution techniques.
Kompozit malzeme üretiminde kullanılan paralel fırınların çizelgelenmesi için bir optimizasyon modeli ve sezgisel çözüm yaklaşımı geliştirilmesi
Bu çalışma kapsamında havacılık ve uzay sanayine yönelik çalışan ve kompozit parçalar üreten gerçek bir üretim departmanında karşılaşılan bir çizelgeleme problemi ele alınmaktadır. Kompozit parçaların üretim sürecindeki iki ana adım, kompozit parçaların kalıplara montesi ve ardından parçaların kalıplar içerisinde otoklav adı verilen basınçlı paralel fırınlarda ısıl işlem görmesidir. Parçalar, ısı seviyesi, basınç ve süre açısından farklı işlem gereksinimlerine sahiptirler. Yalnızca bu özelliklere göre uyumlu parçalar bir arada aynı partiye girebilir. Çizelgeleme problemi, sürecin ikinci adımı ile ilgilidir ve parçaların birlikte gruplandırılıp partilerin oluşturulmasını ve ardından otoklav adlı fırınlara giren partilerin fırınlarda çizelgelenmesini içerir. Problemin otoklavların alan ve termocouple kapasiteleri, süreçte kullanılan kalıp sayısı, parçaların teslim tarihi, en erken ve en geç işleme alınabilecekleri zaman, ardışıklık durumu gibi pek çok kısıtları vardır. Otoklavlar yüksek düzeyde elektrik tükettiği için problemin amacı kullanılan parti sayısını en azlayarak enerji tüketiminin en aza indirilmesidir. Problem literatürde uyumsuz iş aileleri ile parti çizelgeleme olarak geçmektedir. Tez kapsamında problemin matematiksel modeli geliştirilmiş ve farklı senaryolar altında ön çözümler elde edilmiştir. Problem NP-zor kategoride olduğundan yüksek boyutlu problemler için makul sürede çözüm elde edilememektedir. Bu sebeple problem için K-ortalama algoritması ile işleri partilere bölen, sonra partileri fırınlara çizelgeleyip ilk olurlu çözümü elde eden ve değişken komşu arama (DKA) algoritması ile elde edilen çizelgeleri iyileştiren bir sezgisel algoritma geliştirilmiştir. Problem farklı senaryolarda denenerek oluşturulan matematiksel modelin parametre hassasiyet analizi ve geliştirilen sezgiselin performansı test edilmiştir. Yapılan testler sonucu sezgisel algoritmanın ortalamada optimalden %5,12732 saptığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Parti çizelgeleme, Uyumsuz iş aileleri, Matematiksel modelleme, Sezgisel algoritma
Kompozit malzeme üretiminde kullanılan paralel fırınların çizelgelenmesi için bir optimizasyon modeli ve sezgisel çözüm yaklaşımı geliştirilmesi
Bu çalışma kapsamında havacılık ve uzay sanayine yönelik çalışan ve kompozit parçalar üreten gerçek bir üretim departmanında karşılaşılan bir çizelgeleme problemi ele alınmaktadır. Kompozit parçaların üretim sürecindeki iki ana adım, kompozit parçaların kalıplara montesi ve ardından parçaların kalıplar içerisinde otoklav adı verilen basınçlı paralel fırınlarda ısıl işlem görmesidir. Parçalar, ısı seviyesi, basınç ve süre açısından farklı işlem gereksinimlerine sahiptirler. Yalnızca bu özelliklere göre uyumlu parçalar bir arada aynı partiye girebilir. Çizelgeleme problemi, sürecin ikinci adımı ile ilgilidir ve parçaların birlikte gruplandırılıp partilerin oluşturulmasını ve ardından otoklav adlı fırınlara giren partilerin fırınlarda çizelgelenmesini içerir. Problemin otoklavların alan ve termocouple kapasiteleri, süreçte kullanılan kalıp sayısı, parçaların teslim tarihi, en erken ve en geç işleme alınabilecekleri zaman, ardışıklık durumu gibi pek çok kısıtları vardır. Otoklavlar yüksek düzeyde elektrik tükettiği için problemin amacı kullanılan parti sayısını en azlayarak enerji tüketiminin en aza indirilmesidir. Problem literatürde uyumsuz iş aileleri ile parti çizelgeleme olarak geçmektedir. Tez kapsamında problemin matematiksel modeli geliştirilmiş ve farklı senaryolar altında ön çözümler elde edilmiştir. Problem NP-zor kategoride olduğundan yüksek boyutlu problemler için makul sürede çözüm elde edilememektedir. Bu sebeple problem için K-ortalama algoritması ile işleri partilere bölen, sonra partileri fırınlara çizelgeleyip ilk olurlu çözümü elde eden ve değişken komşu arama (DKA) algoritması ile elde edilen çizelgeleri iyileştiren bir sezgisel algoritma geliştirilmiştir. Problem farklı senaryolarda denenerek oluşturulan matematiksel modelin parametre hassasiyet analizi ve geliştirilen sezgiselin performansı test edilmiştir. Yapılan testler sonucu sezgisel algoritmanın ortalamada optimalden %5,12732 saptığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Parti çizelgeleme, Uyumsuz iş aileleri, Matematiksel modelleme, Sezgisel algoritma
Kompozit malzeme üretiminde kullanılan paralel fırınların çizelgelenmesi için bir optimizasyon modeli ve sezgisel çözüm yaklaşımı geliştirilmesi
Bu çalışma kapsamında havacılık ve uzay sanayine yönelik çalışan ve kompozit parçalar üreten gerçek bir üretim departmanında karşılaşılan bir çizelgeleme problemi ele alınmaktadır. Kompozit parçaların üretim sürecindeki iki ana adım, kompozit parçaların kalıplara montesi ve ardından parçaların kalıplar içerisinde otoklav adı verilen basınçlı paralel fırınlarda ısıl işlem görmesidir. Parçalar, ısı seviyesi, basınç ve süre açısından farklı işlem gereksinimlerine sahiptirler. Yalnızca bu özelliklere göre uyumlu parçalar bir arada aynı partiye girebilir. Çizelgeleme problemi, sürecin ikinci adımı ile ilgilidir ve parçaların birlikte gruplandırılıp partilerin oluşturulmasını ve ardından otoklav adlı fırınlara giren partilerin fırınlarda çizelgelenmesini içerir. Problemin otoklavların alan ve termocouple kapasiteleri, süreçte kullanılan kalıp sayısı, parçaların teslim tarihi, en erken ve en geç işleme alınabilecekleri zaman, ardışıklık durumu gibi pek çok kısıtları vardır. Otoklavlar yüksek düzeyde elektrik tükettiği için problemin amacı kullanılan parti sayısını en azlayarak enerji tüketiminin en aza indirilmesidir. Problem literatürde uyumsuz iş aileleri ile parti çizelgeleme olarak geçmektedir. Tez kapsamında problemin matematiksel modeli geliştirilmiş ve farklı senaryolar altında ön çözümler elde edilmiştir. Problem NP-zor kategoride olduğundan yüksek boyutlu problemler için makul sürede çözüm elde edilememektedir. Bu sebeple problem için K-ortalama algoritması ile işleri partilere bölen, sonra partileri fırınlara çizelgeleyip ilk olurlu çözümü elde eden ve değişken komşu arama (DKA) algoritması ile elde edilen çizelgeleri iyileştiren bir sezgisel algoritma geliştirilmiştir. Problem farklı senaryolarda denenerek oluşturulan matematiksel modelin parametre hassasiyet analizi ve geliştirilen sezgiselin performansı test edilmiştir. Yapılan testler sonucu sezgisel algoritmanın ortalamada optimalden %5,12732 saptığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Parti çizelgeleme, Uyumsuz iş aileleri, Matematiksel modelleme, Sezgisel algoritma
Kombine doğal gaz çevrim santralleri için entegre üretim planlama ve gün öncesi elektrik piyasası teklif optimizasyonu
Elektrik icat edildiği tarihten itibaren yeryüzündeki en önemli buluşlardan biri olarak kabul edilmektedir. Zamanla elektrik üretim kaynakları çeşitlendirilse de dünyada içinde bulunduğumuz yüzyılda hala en önemli elektrik üretim kaynaklarından biri doğal gazdır. Ülkemizde de durum benzer şekilde evrilmiş ve elektrik üretim kaynaklarına bakıldığı zaman en büyük yüzdeye doğal gazın sahip olduğu görülmektedir. Doğal gaz elektrik santrallerinin kurulumları görece olarak ucuz ve hızlıdır. Aynı zamanda diğer elektrik santralleriyle kıyaslandığında termodinamik verimliliği daha yüksektir. Elektrik doğası gereği yüksek miktarlar için depolanabilen bir enerji türü değildir. Dolayısıyla, bütün elektrik santrallerinde olduğu gibi doğal gaz santrallerinde de üretimin doğru zamanda doğru miktarda yapılması üretici için önem kazanmaktadır. Bu çalışma kapsamında kombine doğal gaz çevrim santraline sahip bir üretici için üretim planlama modeli ve gün öncesi elektrik piyasasında teklif modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan bu iki model literatürde daha önce rastlanmadığı şekilde entegre olarak çözülmüş ve üreticiye hem üretim çizelgesi hem de gün öncesi elektrik piyasasında piyasa takas fiyatı (PTF) belirsizliği altında teklif kararlarıyla ilgili sonuçlar sunmaktadır. Gün öncesi elektrik piyasası, piyasa yapısı gereği gerçek zamanlı eşleşmelerden bir gün önce teklifleri toplamaktadır. Çalışmada PTF ile ilgili belirsizliği göz önüne almak için senaryo bazlı bir teklif oluşturma modeli önerilmektedir. PTF belirsizliğini gidermek için sunulan senaryo bazlı modelde bir tahmin modeli sonucu elde edilen beklenen değer ve hataya göre senaryolar üretilmiştir. Üretim modelinde üretim maliyetleri, santralin farklı üretim seviyelerine geçme maliyeti ve bakım onarım ve işçilik maiyetlerini en azlamak amaçlanmaktadır. Modelde bir önceki günden santralin çalışma durumları, sekonder frekans kontrol (SFK) yükümlülükleri, üretim kapasiteleri ve santralin çalışmaya başlayacağı kalkış durumları göz önüne alınmıştır. Teklif modelinde ise gelirlerin en çoklanması amaçlanırken, teklif sayıları, tekliflerin verilme durumları, PTF'ler ve teklif fiyatları göz önünde bulundurulmaktadır. Nümerik analiz kısmında belirli bir tarih için model çalıştırılarak senaryo bazlı entegre çözümler elde edilmiş ve bu çözümlerin sadece beklenen değerle bulunacak çözümlere göre önemli bir üstünlüğü gösterilmiştir.
Kombine doğal gaz çevrim santralleri için entegre üretim planlama ve gün öncesi elektrik piyasası teklif optimizasyonu
Elektrik icat edildiği tarihten itibaren yeryüzündeki en önemli buluşlardan biri olarak kabul edilmektedir. Zamanla elektrik üretim kaynakları çeşitlendirilse de dünyada içinde bulunduğumuz yüzyılda hala en önemli elektrik üretim kaynaklarından biri doğal gazdır. Ülkemizde de durum benzer şekilde evrilmiş ve elektrik üretim kaynaklarına bakıldığı zaman en büyük yüzdeye doğal gazın sahip olduğu görülmektedir. Doğal gaz elektrik santrallerinin kurulumları görece olarak ucuz ve hızlıdır. Aynı zamanda diğer elektrik santralleriyle kıyaslandığında termodinamik verimliliği daha yüksektir. Elektrik doğası gereği yüksek miktarlar için depolanabilen bir enerji türü değildir. Dolayısıyla, bütün elektrik santrallerinde olduğu gibi doğal gaz santrallerinde de üretimin doğru zamanda doğru miktarda yapılması üretici için önem kazanmaktadır. Bu çalışma kapsamında kombine doğal gaz çevrim santraline sahip bir üretici için üretim planlama modeli ve gün öncesi elektrik piyasasında teklif modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan bu iki model literatürde daha önce rastlanmadığı şekilde entegre olarak çözülmüş ve üreticiye hem üretim çizelgesi hem de gün öncesi elektrik piyasasında piyasa takas fiyatı (PTF) belirsizliği altında teklif kararlarıyla ilgili sonuçlar sunmaktadır. Gün öncesi elektrik piyasası, piyasa yapısı gereği gerçek zamanlı eşleşmelerden bir gün önce teklifleri toplamaktadır. Çalışmada PTF ile ilgili belirsizliği göz önüne almak için senaryo bazlı bir teklif oluşturma modeli önerilmektedir. PTF belirsizliğini gidermek için sunulan senaryo bazlı modelde bir tahmin modeli sonucu elde edilen beklenen değer ve hataya göre senaryolar üretilmiştir. Üretim modelinde üretim maliyetleri, santralin farklı üretim seviyelerine geçme maliyeti ve bakım onarım ve işçilik maiyetlerini en azlamak amaçlanmaktadır. Modelde bir önceki günden santralin çalışma durumları, sekonder frekans kontrol (SFK) yükümlülükleri, üretim kapasiteleri ve santralin çalışmaya başlayacağı kalkış durumları göz önüne alınmıştır. Teklif modelinde ise gelirlerin en çoklanması amaçlanırken, teklif sayıları, tekliflerin verilme durumları, PTF'ler ve teklif fiyatları göz önünde bulundurulmaktadır. Nümerik analiz kısmında belirli bir tarih için model çalıştırılarak senaryo bazlı entegre çözümler elde edilmiş ve bu çözümlerin sadece beklenen değerle bulunacak çözümlere göre önemli bir üstünlüğü gösterilmiştir.
Kombine doğal gaz çevrim santralleri için entegre üretim planlama ve gün öncesi elektrik piyasası teklif optimizasyonu
Elektrik icat edildiği tarihten itibaren yeryüzündeki en önemli buluşlardan biri olarak kabul edilmektedir. Zamanla elektrik üretim kaynakları çeşitlendirilse de dünyada içinde bulunduğumuz yüzyılda hala en önemli elektrik üretim kaynaklarından biri doğal gazdır. Ülkemizde de durum benzer şekilde evrilmiş ve elektrik üretim kaynaklarına bakıldığı zaman en büyük yüzdeye doğal gazın sahip olduğu görülmektedir. Doğal gaz elektrik santrallerinin kurulumları görece olarak ucuz ve hızlıdır. Aynı zamanda diğer elektrik santralleriyle kıyaslandığında termodinamik verimliliği daha yüksektir. Elektrik doğası gereği yüksek miktarlar için depolanabilen bir enerji türü değildir. Dolayısıyla, bütün elektrik santrallerinde olduğu gibi doğal gaz santrallerinde de üretimin doğru zamanda doğru miktarda yapılması üretici için önem kazanmaktadır. Bu çalışma kapsamında kombine doğal gaz çevrim santraline sahip bir üretici için üretim planlama modeli ve gün öncesi elektrik piyasasında teklif modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan bu iki model literatürde daha önce rastlanmadığı şekilde entegre olarak çözülmüş ve üreticiye hem üretim çizelgesi hem de gün öncesi elektrik piyasasında piyasa takas fiyatı (PTF) belirsizliği altında teklif kararlarıyla ilgili sonuçlar sunmaktadır. Gün öncesi elektrik piyasası, piyasa yapısı gereği gerçek zamanlı eşleşmelerden bir gün önce teklifleri toplamaktadır. Çalışmada PTF ile ilgili belirsizliği göz önüne almak için senaryo bazlı bir teklif oluşturma modeli önerilmektedir. PTF belirsizliğini gidermek için sunulan senaryo bazlı modelde bir tahmin modeli sonucu elde edilen beklenen değer ve hataya göre senaryolar üretilmiştir. Üretim modelinde üretim maliyetleri, santralin farklı üretim seviyelerine geçme maliyeti ve bakım onarım ve işçilik maiyetlerini en azlamak amaçlanmaktadır. Modelde bir önceki günden santralin çalışma durumları, sekonder frekans kontrol (SFK) yükümlülükleri, üretim kapasiteleri ve santralin çalışmaya başlayacağı kalkış durumları göz önüne alınmıştır. Teklif modelinde ise gelirlerin en çoklanması amaçlanırken, teklif sayıları, tekliflerin verilme durumları, PTF'ler ve teklif fiyatları göz önünde bulundurulmaktadır. Nümerik analiz kısmında belirli bir tarih için model çalıştırılarak senaryo bazlı entegre çözümler elde edilmiş ve bu çözümlerin sadece beklenen değerle bulunacak çözümlere göre önemli bir üstünlüğü gösterilmiştir.
İkmal frekanslı, depo ve taşıma maliyetinde ölçek ekonomisi içeren bir tedarik zinciri tasarım modeli ve çözüm yaklaşımı
Bu çalışmada, bir tedarikçi, çok sayıda depo ve çok sayıda perakendeciden oluşan üç katmanlı bir tedarik zinciri tasarım modeli ele alınmaktadır. Problemde, açılacak depoların sayısına ve kapasitesine, hangi perakendecinin hangi depoya atanacağına ve her depo ve perakendeci için ikmal sıklıklarına karar verilmektedir. Model, bu kararlar verilirken depoların açma ve işletme maliyetlerini, depolardaki ve perakendecilerdeki envanter maliyetlerini ve hem tedarikçiden depolara hem de depolardan perakendecilere taşıma maliyetlerini içeren toplam sistem maliyetleri en azlanmasını amaçlamaktadır. Tüm kademeler arasında hesaplanan taşıma maliyetlerinde miktar indirimi ve depo maliyetlerinde skala ekonomisi olduğu göz önüne alınmaktadır. Optimale yakın bir çözüme ulaşmak için, depolardaki gelen ve giden partiler arasında çapraz sevkiyatı kolaylaştırmak için depolarda ve perakendecilerde 2 üssü katları ikmal frekansı politikasına sahip periyodik envanter kontrol politikası kullanılmaktadır. Önerilen modelin ayırt edici özelliği, stratejik depo açma kararının ve taktiksel kararlar olan depo-perakendeci atama ve ikmal frekansı belirleme kararlarıyla bütünleşik olarak alınmasıdır. Bu kararlar alınırken depolardaki çapraz sevkiyatın envanter ve nakliye maliyetleri üzerindeki etkileri açıkça modellenmekte, taşıma maliyetinde ve depo açma ve işletme maliyetlerinde miktara bağımlılık göz önüne alınmaktadır. Problem, doğrusal olmayan bir karma tamsayı programlama modeli olarak formüle edilerek çözümü için sezgisel arama tabanlı bir yaklaşım önerilmektedir. Önerilen yaklaşımın ikmal frekanslarını göz önüne almadan bulunacak çözüme göre üstünlüğü nümerik analizlerde gösterilmiştir.
İkmal frekanslı, depo ve taşıma maliyetinde ölçek ekonomisi içeren bir tedarik zinciri tasarım modeli ve çözüm yaklaşımı
Bu çalışmada, bir tedarikçi, çok sayıda depo ve çok sayıda perakendeciden oluşan üç katmanlı bir tedarik zinciri tasarım modeli ele alınmaktadır. Problemde, açılacak depoların sayısına ve kapasitesine, hangi perakendecinin hangi depoya atanacağına ve her depo ve perakendeci için ikmal sıklıklarına karar verilmektedir. Model, bu kararlar verilirken depoların açma ve işletme maliyetlerini, depolardaki ve perakendecilerdeki envanter maliyetlerini ve hem tedarikçiden depolara hem de depolardan perakendecilere taşıma maliyetlerini içeren toplam sistem maliyetleri en azlanmasını amaçlamaktadır. Tüm kademeler arasında hesaplanan taşıma maliyetlerinde miktar indirimi ve depo maliyetlerinde skala ekonomisi olduğu göz önüne alınmaktadır. Optimale yakın bir çözüme ulaşmak için, depolardaki gelen ve giden partiler arasında çapraz sevkiyatı kolaylaştırmak için depolarda ve perakendecilerde 2 üssü katları ikmal frekansı politikasına sahip periyodik envanter kontrol politikası kullanılmaktadır. Önerilen modelin ayırt edici özelliği, stratejik depo açma kararının ve taktiksel kararlar olan depo-perakendeci atama ve ikmal frekansı belirleme kararlarıyla bütünleşik olarak alınmasıdır. Bu kararlar alınırken depolardaki çapraz sevkiyatın envanter ve nakliye maliyetleri üzerindeki etkileri açıkça modellenmekte, taşıma maliyetinde ve depo açma ve işletme maliyetlerinde miktara bağımlılık göz önüne alınmaktadır. Problem, doğrusal olmayan bir karma tamsayı programlama modeli olarak formüle edilerek çözümü için sezgisel arama tabanlı bir yaklaşım önerilmektedir. Önerilen yaklaşımın ikmal frekanslarını göz önüne almadan bulunacak çözüme göre üstünlüğü nümerik analizlerde gösterilmiştir.
İkmal frekanslı, depo ve taşıma maliyetinde ölçek ekonomisi içeren bir tedarik zinciri tasarım modeli ve çözüm yaklaşımı
Bu çalışmada, bir tedarikçi, çok sayıda depo ve çok sayıda perakendeciden oluşan üç katmanlı bir tedarik zinciri tasarım modeli ele alınmaktadır. Problemde, açılacak depoların sayısına ve kapasitesine, hangi perakendecinin hangi depoya atanacağına ve her depo ve perakendeci için ikmal sıklıklarına karar verilmektedir. Model, bu kararlar verilirken depoların açma ve işletme maliyetlerini, depolardaki ve perakendecilerdeki envanter maliyetlerini ve hem tedarikçiden depolara hem de depolardan perakendecilere taşıma maliyetlerini içeren toplam sistem maliyetleri en azlanmasını amaçlamaktadır. Tüm kademeler arasında hesaplanan taşıma maliyetlerinde miktar indirimi ve depo maliyetlerinde skala ekonomisi olduğu göz önüne alınmaktadır. Optimale yakın bir çözüme ulaşmak için, depolardaki gelen ve giden partiler arasında çapraz sevkiyatı kolaylaştırmak için depolarda ve perakendecilerde 2 üssü katları ikmal frekansı politikasına sahip periyodik envanter kontrol politikası kullanılmaktadır. Önerilen modelin ayırt edici özelliği, stratejik depo açma kararının ve taktiksel kararlar olan depo-perakendeci atama ve ikmal frekansı belirleme kararlarıyla bütünleşik olarak alınmasıdır. Bu kararlar alınırken depolardaki çapraz sevkiyatın envanter ve nakliye maliyetleri üzerindeki etkileri açıkça modellenmekte, taşıma maliyetinde ve depo açma ve işletme maliyetlerinde miktara bağımlılık göz önüne alınmaktadır. Problem, doğrusal olmayan bir karma tamsayı programlama modeli olarak formüle edilerek çözümü için sezgisel arama tabanlı bir yaklaşım önerilmektedir. Önerilen yaklaşımın ikmal frekanslarını göz önüne almadan bulunacak çözüme göre üstünlüğü nümerik analizlerde gösterilmiştir.
Ardışık hidroelektrik santrallerden oluşan bir sistemde üretim planlama ve gün öncesi enerji piyasasında teklif oluşturmak için entegre bir optimizasyon modeli ve analizi
Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de elektriğe olan talep gün geçtikçe artmaktadır, bunun bir sonucu olarak yenilenebilir enerjiye olan ilgi ve yatırımlar da artmıştır. Türkiye'nin önemli enerji kaynaklarından biri olan hidroelektrik enerji, diğer enerji kaynakları ile karşılaştırıldığında daha kolay başlatılıp durdurulabilir bir yapıya sahiptir. Esnek ve kontrol edilebilir olduğundan üreticilere doğru zamanda üretim yapma fırsatı sağlamaktadır. Bu nedenle, Hidroelektrik Santraline sahip bir şirket sistemin durumunu göz önünde bulundurarak elektrik üretmek için en iyi zamana karar vererek gelirini artırabilir. Bu çalışmada, birden fazla enerji santraline sahip ardışık HES'lerden oluşan bir sistem için üretim çizelgeleme ve gün öncesi piyasasında teklif kararlarının verilmesi probleminin modellenip çözülmesi amaçlanmıştır. Matematiksel model, üretim modeli ve teklif modeli olarak iki ana kısmı içeren entegre bir modeldir. Literatürdeki diğer çalışmalardan farklı olarak bu entegre model üretim planlamada planlama ufkunu gün alıp saatlik bazda üretim miktarlarına karar verirken aynı zamanda gün öncesi enerji piyasasında yine saatlik miktar ve fiyat teklifleri de oluşturmaktadır. Üretim modeli kısmında santralin çalışabilme kapasiteleri ve rezervuardaki su miktarları dengesi dikkate alınmıştır. Teklif modelinde kullanılan piyasa takas fiyatları, fiziksel elektrik ticaretinin yapıldığı gün öncesi piyasasında günlük olarak saatlik bazda belirlenir. Piyasa katılımcıları için doğru teklif miktarı vermek önemlidir, çünkü piyasa fiyatının üzerinde olan teklifler kabul edilmez. Piyasa takas fiyatları (PTF) teklifler verildikten sonra belirlendiği için modelin PTF belirsizliği altında çözülmesi gerekmektedir. Bu yüzden, modelde kullanılmak üzere PTF tahminleri yapmak için bir tahmin modeli geliştirilmiştir. Bu tahmin modelinin hata payına dayalı olarak PTF'ler için senaryo bazlı bir çözüm elde edilmesi amaçlanmıştır. Gün içerisinde değişkenlik gösteren PTF değerleri için saatlik bazda olacak şekilde regresyon analizi yapılmıştır ve bulunan beklenen değer ve standart sapmaya göre farklı senaryolar üretilmiştir. Geliştirilen senaryo bazlı entegre modelin performansı sadece beklenen PTF değerleriyle çalışan entegre modelle ve problemin ilk önce üretim çizelgesine karar verilip sonra teklif optimizasyonu yapıldığı çözümleri ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca tahmin hatasındaki artışın entegre optimizasyon modelinin performansına etkisini gösteren bir numerik çalışma yapılmıştır. Ek olarak seçilen parametrelerin değişiminin entegre modelin amaç fonksiyon değerini nasıl etkilediğini görmek için duyarlılık analizi yapılmıştır.
Ardışık hidroelektrik santrallerden oluşan bir sistemde üretim planlama ve gün öncesi enerji piyasasında teklif oluşturmak için entegre bir optimizasyon modeli ve analizi
Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de elektriğe olan talep gün geçtikçe artmaktadır, bunun bir sonucu olarak yenilenebilir enerjiye olan ilgi ve yatırımlar da artmıştır. Türkiye'nin önemli enerji kaynaklarından biri olan hidroelektrik enerji, diğer enerji kaynakları ile karşılaştırıldığında daha kolay başlatılıp durdurulabilir bir yapıya sahiptir. Esnek ve kontrol edilebilir olduğundan üreticilere doğru zamanda üretim yapma fırsatı sağlamaktadır. Bu nedenle, Hidroelektrik Santraline sahip bir şirket sistemin durumunu göz önünde bulundurarak elektrik üretmek için en iyi zamana karar vererek gelirini artırabilir. Bu çalışmada, birden fazla enerji santraline sahip ardışık HES'lerden oluşan bir sistem için üretim çizelgeleme ve gün öncesi piyasasında teklif kararlarının verilmesi probleminin modellenip çözülmesi amaçlanmıştır. Matematiksel model, üretim modeli ve teklif modeli olarak iki ana kısmı içeren entegre bir modeldir. Literatürdeki diğer çalışmalardan farklı olarak bu entegre model üretim planlamada planlama ufkunu gün alıp saatlik bazda üretim miktarlarına karar verirken aynı zamanda gün öncesi enerji piyasasında yine saatlik miktar ve fiyat teklifleri de oluşturmaktadır. Üretim modeli kısmında santralin çalışabilme kapasiteleri ve rezervuardaki su miktarları dengesi dikkate alınmıştır. Teklif modelinde kullanılan piyasa takas fiyatları, fiziksel elektrik ticaretinin yapıldığı gün öncesi piyasasında günlük olarak saatlik bazda belirlenir. Piyasa katılımcıları için doğru teklif miktarı vermek önemlidir, çünkü piyasa fiyatının üzerinde olan teklifler kabul edilmez. Piyasa takas fiyatları (PTF) teklifler verildikten sonra belirlendiği için modelin PTF belirsizliği altında çözülmesi gerekmektedir. Bu yüzden, modelde kullanılmak üzere PTF tahminleri yapmak için bir tahmin modeli geliştirilmiştir. Bu tahmin modelinin hata payına dayalı olarak PTF'ler için senaryo bazlı bir çözüm elde edilmesi amaçlanmıştır. Gün içerisinde değişkenlik gösteren PTF değerleri için saatlik bazda olacak şekilde regresyon analizi yapılmıştır ve bulunan beklenen değer ve standart sapmaya göre farklı senaryolar üretilmiştir. Geliştirilen senaryo bazlı entegre modelin performansı sadece beklenen PTF değerleriyle çalışan entegre modelle ve problemin ilk önce üretim çizelgesine karar verilip sonra teklif optimizasyonu yapıldığı çözümleri ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca tahmin hatasındaki artışın entegre optimizasyon modelinin performansına etkisini gösteren bir numerik çalışma yapılmıştır. Ek olarak seçilen parametrelerin değişiminin entegre modelin amaç fonksiyon değerini nasıl etkilediğini görmek için duyarlılık analizi yapılmıştır.
Çok tipli devinimli stok içeren havayolları bakım onarım servislerinde entegre üretim çizelgeleme ve kapasite planlama: Sabitle ve optimize et sezgisel yaklaşımı
Havayolu sektörü için bakım onarım (BO) faaliyetleri uçuşların güvenliğini ve sürekliliğini sağlamak için genel düzenlemelere tabidir. Uçak üzerindeki kritik ekipmanlar, kullanım izninin sürmesi için düzenli aralıklarla bakım onarımdan geçmelidir. Katı son teslim tarihleri revizyon (overhaul) aktivitelerinin planlanmasında önemli kısıtlardan biridir. BO sistemlerini klasik üretim sistemlerinden ayıran önemli bir faktör pahalı modüllerin devinimli (rotable) envanter şeklinde kullanılmasıdır. Bu pahalı devinimli modüller BO şirketleri tarafından revizyon edilir ve tekrar kullanılır. BO şirketleri genellikle pahalı devinimli modüller için ilgili müşteri havayolları ile takas programları gerçekleştirir. Bir uçak, devinimli modülü için bir BO servisine geldiğinde, BO şirketinin envanterinden kullanıma hazır bir modül, uçaktan çıkarılan devinimli modül ile değiştirilir ve böylece uçak için BO hizmet süresi en aza indirilir. Çıkarılan modül, sınırlı işgücü kapasitesi ile revizyon sürecinden geçirilip gelecekteki talepler için envantere eklenir. Bu çalışmada, BO şirketlerinin revizyon ve takas planlaması sorunu işgücü kapasitesi planlaması da ele alınarak, hızlandırılmış ve normal revizyon opsiyonlarıyla birlikte çözülmektedir. Bu bağlamda, sonlu planlama ufkunda, çok tipli devinimli envanter içeren havayolu BO firması için envanterde tutma ve işgücü ile ilgili maliyetlerin toplamını en küçükleyen karma tamsayılı programlama modeli geliştirilmiştir. Modelin göze çarpan bir özelliği de maliyet açısından mantıklı olduğu taktirde belirli bir erken teslim edebilme limitine kadar, takasların teslim tarihinden önce gerçekleştirilmesine izin vermesidir. Model, BO çizelgeleme ve işgücü planlaması için küçük (gün) ve büyük (çeyrek yıl) olmak üzere iki tip zaman kümesi kullanmaktadır. Literatürde yeni olan problem ve modelinin NP-Zor olduğu gösterilmiştir. Kapsamlı sayısal testler rastgele oluşturulmuş problemler setleri üzerinde gerçekleştirilmiştir ve elde edilen sonuçlara göre bazı yönetimsel analizler yapılmıştır. Problemin çözümü için literatürdeki sabitle ve optimize et sezgisel metodu uyarlanarak kullanılmıştır. Sezgisel metodun matematiksel modele göre performansı rassal olarak üretilen problem setleri üzerinde farklı parametrelerle değerlendirilmiştir.
Çok tipli devinimli stok içeren havayolları bakım onarım servislerinde entegre üretim çizelgeleme ve kapasite planlama: Sabitle ve optimize et sezgisel yaklaşımı
Havayolu sektörü için bakım onarım (BO) faaliyetleri uçuşların güvenliğini ve sürekliliğini sağlamak için genel düzenlemelere tabidir. Uçak üzerindeki kritik ekipmanlar, kullanım izninin sürmesi için düzenli aralıklarla bakım onarımdan geçmelidir. Katı son teslim tarihleri revizyon (overhaul) aktivitelerinin planlanmasında önemli kısıtlardan biridir. BO sistemlerini klasik üretim sistemlerinden ayıran önemli bir faktör pahalı modüllerin devinimli (rotable) envanter şeklinde kullanılmasıdır. Bu pahalı devinimli modüller BO şirketleri tarafından revizyon edilir ve tekrar kullanılır. BO şirketleri genellikle pahalı devinimli modüller için ilgili müşteri havayolları ile takas programları gerçekleştirir. Bir uçak, devinimli modülü için bir BO servisine geldiğinde, BO şirketinin envanterinden kullanıma hazır bir modül, uçaktan çıkarılan devinimli modül ile değiştirilir ve böylece uçak için BO hizmet süresi en aza indirilir. Çıkarılan modül, sınırlı işgücü kapasitesi ile revizyon sürecinden geçirilip gelecekteki talepler için envantere eklenir. Bu çalışmada, BO şirketlerinin revizyon ve takas planlaması sorunu işgücü kapasitesi planlaması da ele alınarak, hızlandırılmış ve normal revizyon opsiyonlarıyla birlikte çözülmektedir. Bu bağlamda, sonlu planlama ufkunda, çok tipli devinimli envanter içeren havayolu BO firması için envanterde tutma ve işgücü ile ilgili maliyetlerin toplamını en küçükleyen karma tamsayılı programlama modeli geliştirilmiştir. Modelin göze çarpan bir özelliği de maliyet açısından mantıklı olduğu taktirde belirli bir erken teslim edebilme limitine kadar, takasların teslim tarihinden önce gerçekleştirilmesine izin vermesidir. Model, BO çizelgeleme ve işgücü planlaması için küçük (gün) ve büyük (çeyrek yıl) olmak üzere iki tip zaman kümesi kullanmaktadır. Literatürde yeni olan problem ve modelinin NP-Zor olduğu gösterilmiştir. Kapsamlı sayısal testler rastgele oluşturulmuş problemler setleri üzerinde gerçekleştirilmiştir ve elde edilen sonuçlara göre bazı yönetimsel analizler yapılmıştır. Problemin çözümü için literatürdeki sabitle ve optimize et sezgisel metodu uyarlanarak kullanılmıştır. Sezgisel metodun matematiksel modele göre performansı rassal olarak üretilen problem setleri üzerinde farklı parametrelerle değerlendirilmiştir.
Çok tipli devinimli stok içeren havayolları bakım onarım servislerinde entegre üretim çizelgeleme ve kapasite planlama: Sabitle ve optimize et sezgisel yaklaşımı
Havayolu sektörü için bakım onarım (BO) faaliyetleri uçuşların güvenliğini ve sürekliliğini sağlamak için genel düzenlemelere tabidir. Uçak üzerindeki kritik ekipmanlar, kullanım izninin sürmesi için düzenli aralıklarla bakım onarımdan geçmelidir. Katı son teslim tarihleri revizyon (overhaul) aktivitelerinin planlanmasında önemli kısıtlardan biridir. BO sistemlerini klasik üretim sistemlerinden ayıran önemli bir faktör pahalı modüllerin devinimli (rotable) envanter şeklinde kullanılmasıdır. Bu pahalı devinimli modüller BO şirketleri tarafından revizyon edilir ve tekrar kullanılır. BO şirketleri genellikle pahalı devinimli modüller için ilgili müşteri havayolları ile takas programları gerçekleştirir. Bir uçak, devinimli modülü için bir BO servisine geldiğinde, BO şirketinin envanterinden kullanıma hazır bir modül, uçaktan çıkarılan devinimli modül ile değiştirilir ve böylece uçak için BO hizmet süresi en aza indirilir. Çıkarılan modül, sınırlı işgücü kapasitesi ile revizyon sürecinden geçirilip gelecekteki talepler için envantere eklenir. Bu çalışmada, BO şirketlerinin revizyon ve takas planlaması sorunu işgücü kapasitesi planlaması da ele alınarak, hızlandırılmış ve normal revizyon opsiyonlarıyla birlikte çözülmektedir. Bu bağlamda, sonlu planlama ufkunda, çok tipli devinimli envanter içeren havayolu BO firması için envanterde tutma ve işgücü ile ilgili maliyetlerin toplamını en küçükleyen karma tamsayılı programlama modeli geliştirilmiştir. Modelin göze çarpan bir özelliği de maliyet açısından mantıklı olduğu taktirde belirli bir erken teslim edebilme limitine kadar, takasların teslim tarihinden önce gerçekleştirilmesine izin vermesidir. Model, BO çizelgeleme ve işgücü planlaması için küçük (gün) ve büyük (çeyrek yıl) olmak üzere iki tip zaman kümesi kullanmaktadır. Literatürde yeni olan problem ve modelinin NP-Zor olduğu gösterilmiştir. Kapsamlı sayısal testler rastgele oluşturulmuş problemler setleri üzerinde gerçekleştirilmiştir ve elde edilen sonuçlara göre bazı yönetimsel analizler yapılmıştır. Problemin çözümü için literatürdeki sabitle ve optimize et sezgisel metodu uyarlanarak kullanılmıştır. Sezgisel metodun matematiksel modele göre performansı rassal olarak üretilen problem setleri üzerinde farklı parametrelerle değerlendirilmiştir.
Türkiye rüzgar enerjisi kurulu güç bölgesel dağılım optimizasyonu
Tez çalışmasında rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretiminde, rüzgarın süreksiz yapısı nedeni ile iletim sistemi üzerinde oluşan negatif etkilerin azaltılması amacı ile sistemin dengede kalmasını sağlayan sıcak rezerv ihtiyacını en küçükleyecek stokastik doğrusal olmayan karma tam sayılı bir matematiksel programlama modeli geliştirilmiştir. Çözüm yaklaşımı olarak, geliştirilen matematiksel modelde yer alan doğrusal olmayan kısıtları basitleştiren ve amaç fonksiyonunun yakınsamasını sağlayan bir sezgisel algoritma önerilmiştir. Çalışma kapsamında literatür için yeni bir problem ele alınmıştır, aynı zamanda geliştirilen matematiksel model ve sezgisel yaklaşım da literatürde yer almamaktadır. Geliştirilen çözüm yaklaşımında kullanılan parametreler, Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden, Enerji Piyasaları İşletme A.Ş.'den, Türkiye Elektrik İletim A.Ş.'den ve Yenilenebilir Enerji genel Müdürlüğü'nden temin edilen gerçek veri setleri ile oluşturulmuştur. Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilen 357 adet meteoroloji ölçüm istasyonunun 10 yıllık veri seti düzenlenerek rüzgar enerjisinden elektrik üretimi tahmini yapılmıştır. Tahmin değerlerinden korelasyon katsayılarının hesaplanabilmesi için bir benzetim algoritması oluşturulmuş ve korelasyon katsayıları tahmin edilmiştir. Ayrıca Türkiye'yi temsil etmesi için homojen olarak dağılmış 47 meteoroloji ölçüm istasyonu seçilerek korelasyon analizi yapılmıştır. Korelasyon analizinin sonucunda Türkiye'de pozitif korelasyon yapısının varlığı ve negatif korelasyon yapısının olmadığı gözlenmiştir. Geliştirilen çözüm yaklaşımı ile 2016 yılı için ve 2023 yılı için kurulu güç dağılımları elde edilmiştir. 2016 yılı için elde edilen kurulu güç dağılımı ile mevcut kurulu rüzgar gücü yapısı karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda iki kurulu güç dağılımı arasındaki benzerlikler ve farklar belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar incelendiğinde geliştirilen çözüm yaklaşımı ile belirlenen ve mevcut durumda devrede olan kurulu rüzgar gücünün büyük bir kısmının Türkiye'nin coğrafi olarak küçük bir kısmında yer aldığı gözlenmiştir. 2023 yılı için biri literatürde yer alan, diğeri T.C. Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı tarafından hazırlanan raporlardan alınan 2 farklı talep tahmin senaryosu altında kurulu güç dağılımları elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ve 2023 yılına kadar tamamlanması öngörülen rüzgar kurulu gücü göz önünde bulundurularak, süreksizliğin negatif etkilerini azaltacak, yatırım potansiyeli yüksek olan iletim bölgeleri belirlenmiştir. Yatırımcıların çalışma kapsamında belirlenen iletim bölgeleri için teşvik edilmesi rüzgar enerjisinden elektrik üretiminin negatif etkilerinin azaltılmasına yardımcı olacaktır.
Üçüncü parti lojistik (3PL) servisi kullanan bir perakende dağıtım merkezi için taşıma planlama problemi optimizasyon modeli ve sezgisel çözüm yaklaşımı
İşletmeler mevcuttaki rekabet ortamında geride kalmamak amacıyla dağıtım süreci yönetimi ve planlaması üzerine çalışmalar yapmaktadırlar. Bu çalışmalardan en önemlisi merkezden müşterilere gerçekleşecek olan taşıma işlemi için en etkin ve verimli araç rotasının oluşturulmasıdır. Araç Rotalama Problemi (ARP), müşteri taleplerini karşılamak amacıyla araç filosu ile en küçük maliyet oluşturan rotaların kararlaştırılması işlemidir. Tez kapsamında, Çok Turlu ve Zaman Pencereli ARP üzerinde çalışılmıştır.. Literatür kapsamında Çok Turlu ve Zaman Pencereli ARP ile genellikle kısa ömürlü olup tedarik süresi kritik olan ürünlerde karşılaşılmaktadır. Tez kapsamında üçüncü parti lojistik servisi kullanan bir depodan belirli kapasitelerdeki araçlardan oluşan filo ile zaman penceresi kısıtı altında şubelere ürünlerin günlük olarak dağıtımının yapıldığı bir taşıma problemi ele alınmıştır. Ele aldığımız problemin önemli farkı amacı itibariyle klasik rota uzunluğu minimizasyonu yerine, deponun bir 3pl şirketine ödediği ve toplam tur sayısına bağlı olan dağıtım maliyetinin en azlanmasının hedeflenmiş olmasıdır. Dağıtımda heterojen kapasiteli bir filo kullanılmaktadır ve farklı araçlar için tur başına ödenen tutar farklıdır. Araç kapasiteleri ve şube talepleri farklılık göstermektedir. Araçların şubelere en erken varış zamanı ve şubelerden en geç ayrılma zamanı problem kapsamında sınırlandırılmıştır. Bununla birlikte şubenin bulunduğu lokasyona bağlı kısıtlar nedeniyle her aracın her şubeye taşıma yapabilmesi mümkün olmamaktadır. Araçlar gün içinde gerekirse ve süre kısıtı elverirse birden fazla tur yapabilmektedir. Problem çözümü için ilk olarak bir tamsayılı programlama modeli formüle edilmiştir. Buna ek olarak pratikte rastlanacak büyük problemlerin çözümü için aç gözlü arama sınıfında sayılabilecek bir sezgisel çözüm yaklaşımı geliştirilmiştir. Önerilen sezgiselin etkinliğini doğrulamak için sayısal deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, önerdiğimiz algoritmamızın en iyiye yakın çözüm elde edebileceğini göstermektedir.
Bir yüksek hızlı tren hattında yolcu sayısı tahmin modelleri geliştirilmesi
Doğru ve güvenilir talep tahminleri firmaların etkinliğini artırmasında önemli rol oynamaktadır. Her sektörde olduğu gibi gıda sektöründe de talep tahminleri konusu büyük önem arz etmektedir. Özellikle raf ömrü bir günlük olan gıdalarda fazla atık oluşmasını önlemek doğru sipariş tahminlerinin yapılması şarttır. Çalışmamızda Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demir Yolları'nın alt yüklenicisi olarak çalışan, yüksek Hızlı Trenlere yemek servisi sağlayan bir firma için yemek siparişlerinde belirleyici olan yolcu sayılarının tahmini için bir yaklaşım geliştirilmiştir. İlk aşama olarak günlük sipariş sisteminin kurulması amaçlanmış ve firmanın 2016 ve 2019 yılları arasındaki verileri kullanılarak yüksek hızlı trenlerin Ankara-İstanbul, İstanbul-Ankara güzergâhı arası hareket eden trenlerinin "business plus" ve "ekonomi plus" vagonlarında seyahat eden yolcu sayılarının çoklu regresyon modeliyle tahmin edilme konusu çalışılmıştır. Yolcu sayılarının iyi tahmini günlük yemek siparişlerinin daha doğru yapılmasını sağlayacak ve firmanın finansal kazancına dönüşecektir. Çalışmamızda veri gruplama ve regresyon model değişkenlerinin seçimlerinin farklı şekilde yapılmasına dayalı olarak çok sayıda tahmin modeli denenmiştir. Denenen modeller arasından seçilen en iyi üçü için ortalama mutlak hata hesaplanarak sonuçta yolcu sayıları için oldukça etkin tahmin model alternatifleri geliştirilmiştir. İkinci aşamada ise yine aynı tren verileri kullanılarak haftalık yemek siparişinin verildiği durumlarda kullanılmak üzere haftalık yemek tüketim miktarlarının tahmini için Winters üstel düzeltme modeli üzerine çalışılmış ve tahminlerin güvenirliği mutlak hata ortalama yöntemi ile test edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Talep tahmini, Çoklu doğrusal regresyon, Tren yolcu sayısı tahmini, Winters üstel düzeltme
Moda türü ürünler için Bass Yayılım Modeli ve veri kümeleme tabanlı bir talep tahmin metodu geliştirilmesi: Bir vaka uygulaması
Yeni ürünlerin pazara sunumlarında talep tahmini söz konusu olduğunda başarımı kabul edilmiş modellerden birisi Bass Yayılım Modeli'dir (Bass diffusion model, BDM). Bu çalışmada gerçek büyük bir satış verisi kullanılarak, BDM'nin moda türü ürünlerin satış eğrisini yansıtmadaki başarımı incelenmiş ve sezon başında gözlemlenen kısmi veri ile sezon sonuna kadarki toplam talep tahmin edilmeye çalışılmıştır. Çalışma temelde iki ana kısımdan oluşur; ilk kısımda BDM modelinin performansı ve davranışı tüm ve kısmi veri kullanıldığı durumlarda incelenmiştir. İkinci ksımda ise kısmi veriye dayalı BDM ve geçmiş verinin kümelenip BDM uygulaması yaklaşımının entegre şekilde kullanılmasına dayalı talep tahmin yöntemleri geliştirilip, bu yöntemlerin performans analizi yapılmıştır. BDM'nin başarımı parametrelerin doğru tahminiyle büyük orantıda ilintilidir. Literatürde üç ana parametre tahmin yöntemi kabul görmektedir. Bunlar; en küçük kareler toplamı yöntemi, doğrusal olmayan en küçük kareler toplamı yöntemi ve en çok olabilirlik yöntemidir. Bu yöntemler çalışmamızın ilk kısmında kullanılmış olup performansları değerlendirilmiştir. Yine ilk kısımda bu parametre tahmin yöntemlerine ek olarak yeni bir yöntem olarak, rastgele çizgisel arama yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem literatürde kabul gören diğer yöntemlerle kıyaslanabilir sonuçlar vermiştir. İlk kısımda yapılan çalışmalar sonucunda BDM'nin yeterince iyi parametre tahminleri ile sezon içinde kalan talep tahmininde tatmin edici tahminler oluşturabildiği gözlemlenmiştir. Ancak sezon başında elde edilen kısmi veri söz konusu olduğunda BDM'nin tatmin edici sonuçlar verememesi sebebiyle çalışmamızın ikinci kısmında geçmiş ürünlerden elde edilen bilgilerin değerlendirildiği bir tahmin modeli oluşturulmuştur. Bu tahmin modeli geçmiş ürünler ile yeni ürünün kısmi verisi arasında bir bağlantı kurmaya dayanır. Geçmiş ürünlerin sergiledikleri satış eğrileri karşılaştırılarak kümelenir. Her bir küme farklı bir genel taelp desenini temsil eder. Yeni ürünün pazara girişinden itibaren oluşan kısmi verisi ile geçmiş ürünler karşılaştırılır. Kısmi verisi itibariyle yeni ürüne en çok benzeyen ürün bilgisi, bu ürünün ait olduğu kümeye ait bilgiler ve parametre bilgileri kullanılarak tahmin oluşturulur. Bu şekilde ürünün kısmi verisi ile gelecekte sergileme ihtimali en çok olan desen arasında bir ilişki kurulur. Kurulan bu ilişkiye dayalı olarak farklı tahmin yöntemleri önerilmiş ve bu yöntemlerin tahmin hatası açısından performans değerlendirmesi yapılmıştır. Çalışmada ürünün sadece kısmi verisi kullanılarak ve geliştirilen model ile elde edilen tahminler kıyaslanmıştır. Önerilen yöntemlerin bazılarının oldukça tatmin edici bir tahmin performansına sahip oldukları gösterilmiştir.
A fix-and-optimize heuristic for the integrated fleet sizing and replenishment planning problem with predetermined delivery frequencies
We tackled an integrated fleet sizing and replenishment planning problem in a vendor managed inventory system. There is a set of customers which must be replenished based on a given set of predetermined frequencies. The vehicle fleet consists of multiple types of heterogeneous vehicles which differ in carrying capacity, cost per kilometer, and ownership costs. Customer demands are taken as deterministic values. The main decision we make in this problem is the triple assignment of vehicle-frequency-customer. As a result of these assignment decisions, we obtain an annual costs consisting of vehicle ownership cost, routing cost, inventory holding and fixed replenishment costs. A key simplification in the model is the use of linear approximation for the routing cost based on the number of customers visited in a tour. The developed model, which is new in the literature, integrates fleet sizing and replenishment planning decisions. Our problem is NP-hard since it can be shown that a special case of our problem is a bin packing problem. In order to solve large problems efficiently, we suggested and applied a fix and optimize heuristic as a solution procedure. This fix and optimize heuristic divides the problem into smaller problems in which some variables are binaries and the others are linearly relaxed, and it fixes the linear decision variable iteratively. We also showed the effectiveness of the suggested heuristic solution procedure on a large set of randomly generated problems.