Theses supervised by Prof. Dr. Berna Dengiz
18 theses · Gazi University, Başkent University
Stokastik işlem zamanlı montaj hattı dengeleme için tavlama benzetimi algoritması
Montaj hattı dengeleme, toplam işin öğelerinin, öncelik ilişkileri dikkatealınarak, bir veya daha fazla performans ölçütünü eniyileyecek biçimde işistasyonlara atanması ile ilgili problem olarak tanımlanabilir. Montajhatlarında işler için tanımlanan zamanlar, insan unsuruna bağlı olarakdeğişkenlik göstermektedir. Bu tip montaj hatlarında, stokastik bir dengelemeyapmak, zaten zor olan problemi daha da karmaşık hale getirmektedir. Çünküher istasyonun, tanımlanan çevrim zamanını aşma olasılığı söz konusudur. Sonzamanlarda yapılan araştırmalarda, modern sezgisel algoritmaların buproblemler üzerinde iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Bu çalışmada, stokastikişlem zamanlı, tek modelli montaj hatlarında, paralel istasyonların kurulmasınaizin veren tek ve çok amaçlı iki tavlama benzetimi algoritması geliştirilmşitir.Çok amaçlı algoritma içerisinde, amaçlar değerlendirilirken, ?eşitağırlıklandırma?, ?rassal ağırlıklandırma? ve multinomial? olarak adlandırılanüç yaklaşım önerilmiş ve bu yaklaşımların etkinlikleri, literatürdeki testproblemleri üzerinde karşılaştırılmıştır.Bilim Kodu : 906.1.141Anahtar Kelimeler :Stokastik Montaj Hattı, Paralel Hatlar, Tavlama BenzetimiSayfa Adedi : 93Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Berna DENGİZ
Kent içi trafik ağlarında trafik akışı için benzetim modeli
Bu çalışmada, kent içi trafik ağlarında oluşan trafik sıkışıklıklarının önlenmesi için araç sürücülerine yollarla ilgili trafik bilgilerinin verilmesini sağlayacak bir trafik akış benzetim modeli ARENA 21 yazılımı ile modellenerek sonuçları İrdelenmiştir, ilk olarak, trafik sistemi hakkında genel bilgiler verilmiş ve literatürdeki trafik akış benzetimi çalışmalarından örnekler verilmiştir. Daha sonra, hipotetik olarak oluşturulan iki başlangıç iki varış noktası olan bir kent içi trafik ağının benzetim modeli kurulmuştur. Model önce, araçların yol uzunluğuna göre en kısa rotalı yolları seçmesi kriterine göre çalıştırılmış, daha sonra en kısa süreli seyahat rotaları seçerek çalıştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, trafik akış benzetim modeli ile toplam seyahat süresini en aza indirecek rotaların trafik akış benzetimi gibi yöntemlerle önceden belirlenerek araçlara bildirildiğinde trafik sıkışıklıklarının önemli ölçüde azaltıldığını belirlenmiş ve buna bağlı olarak da seyahat için harcanan zamandan ve yakıttan tasaaruf sağlanabileceği saptanmıştır. Bilim Kodu : 6050204 Anahtar Kelimeler : Trafik akış benzetimi, trafik atama, trafik ağları Sayfa Adedi: 120 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Berna DENGİZ
Elektrikli araç şarj ağı tasarımı
Son yıllarda artan fosil yakıt kullanımı ve buna bağlı olarak atmosfere karışan sera gazlarının sebep olduğu çevre kirliliği, araştırmacılar tarafından dikkatle incelenen ve çözüm aranan önemli bir sorun haline gelmiştir. Çevre kirliliğinde farklı sektörlerin payı bulunmakta olup, bu sektörlerin başında Ulaşım sektörü gelmektedir. Elektrikli Araçlar (EA) çevre dostu özellikleri nedeniyle dünyada benimsenen önemli çözümlerden biridir. Dünyada ve ülkemizde her geçen gün hızla artan EA sayıları, şarj hizmeti sağlayıcıları için mevcut altyapının uygun bir yatırım planı ile kapasitesinin artırılması ve/veya genişletilmesi gerekliliğini gündeme getirmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında, EA'ların şarj gereksinimini mümkün olduğunca yakın bölgelerden karşılayabilecek ve şarj istasyonu kurulum ve işletim maliyetini enküçükleyecek şekilde hangi dönemde, nerede şarj istasyonu kapasitesinin ne kadar artırılacağı ve/veya nerede hangi kapasitede yeni istasyon kurulacağı kararının verilmesi problemi, Çok Amaçlı Çok Dönemli Elektrikli Araç Şarj İstasyonu Yer Seçim ve Boyutlandırma Problemi (ÇAÇD-EAŞİYSBP), ele alınmıştır. Ele alınan problem ile, mevcut şarj istasyonları da göz önünde bulundurularak; artan yeni talebi karşılayacak şekilde kapasite artışı ve/veya yeni istasyon kurulum kararı verilecektir. Problem için çok amaçlı bir karma tamsayılı doğrusal programlama modeli (ÇA-KTDPM) geliştirilmiştir. Geliştirilen modelin performansı, rassal olarak üretilen 25 farklı test problemi üzerinde incelenmiştir. Hesaplamalı analiz sonuçlarına göre, küçük boyutlu test problemlerinin bir kısmı için en iyi çözüm elde edilebilirken, problem boyutu büyüdükçe en iyi çözümlere ulaşmak zorlaşmaktadır. Geliştirilen modelin çözümü için, Çok Amaçlı Eniyileme (ÇAE) yöntemlerinden Öncelikli Eniyileme Yöntemi (ÖEY) ve Artırılmış Epsilon Kısıt Yöntemi 2 (AEKY 2) kullanılmıştır. ÖEY kullanılarak 86400 saniyelik bir zaman sınırı ile her bir amaç için ideal ve nadir değerler; ardından AEKY 2 kullanılarak ayrı yatırım planlarını temsil eden Pareto Çözümler (PÇ) elde edilmiştir. Böylece, karar vericiye amaç fonksiyonlarının farklı düzeyleri için ödünleşim bilgisi sunulmakta ve uygun yatırım planı kararının verilmesi sağlanmaktadır.
Personel atama problemi: Bir kamu kurumu uygulaması
Personel atama problemi genel olarak m tane personelin n adet görev eşleştirilmesi olarak tanımlanabilir. Atama problemi 1950'li yıllardan günümüze kadar birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Atama maliyetleri, personel tercihleri, hizmet puanları, personel ve görev nitelikleri gibi kurumdan kuruma değişen atama kriterlerine göre personel atamaları yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında; Türkiye'de güvenlik hizmeti veren bir kamu kurumunun atama sistemini dikkate alan atama problemi tanımlanmıştır. Çalışma; sosyal gelişmişlik, mesafe, okul/eğitim durumu vb. birçok sebeple personelce tercih edilmeyen görev kadrolarına hakkaniyetli bir şekilde personelin atanması için, yeni ve dengeli bir atama modelini hedeflemiştir. Küçük ve tercih edilmeyen yerleşim yerlerindeki görevlerde çalışan personelin gelişmiş ve çok tercih edilen yerleşim yerlerindeki görevlere, gelişmiş ve çok tercih edilen yerleşim yerlerindeki görevlerde çalışan personelin ise küçük ve tercih edilmeyen yerleşim yerlerindeki görevlere atanması için bölgeler arası rotasyonu sağlayan, bir atama modeli önerilmiştir. Literatürdeki çalışmalarda kullanılan "birikimli hizmet puanı" yerine "ortalama hizmet puanları" ile "görev yeri puanları" birlikte kullanılmıştır. Hizmet puanı ve görev puanlarında oluşan denge ile kritik olup tercih edilmeyen görevlere tecrübeli personelin atanması sağlanacaktır. Ayrıca bu model ile karar vericiye toplam atama maliyetinde ve personelin öncelikli tercihlerine atanması konusunda alternatif seçenekler sunulmaktadır. Önerilen model, Dev-C++ 5.11 ortamında C++ ile kodlanarak küçük, orta ve büyük ölçekli test problemleri oluşturulmuştur. Küçük ve orta ölçekli problemler kesin sonuçlu çözüm teknikleri ile çözülerek elde edilen sonuçların sayısal analizleri yapılmıştır. Atanacak personel sayısının artması ile önerilen atama modelinin parametre sayısı faktöriyel olarak arttığından oluşturulan büyük ölçekli test problemleri analitik çözüm teknikleri ile çözülememiştir. Bu nedenle tezin izleyen aşamasında, kesin sonuçlu çözüm teknikleri ile çözülemeyen büyük ölçekli test problemlerine için bir Tavlama Benzetimi (TB) algoritması önerilmiştir. Geliştirilen TB algoritmasının etkinliği küçük ve orta ölçekli problemler üzerinde test edildikten sonra büyük ölçekli test problemlerinin çözümünde kullanılmıştır. Büyük ölçekli test problemleri çözümünde elde edilen sonuçlar kullanılarak algoritmanın etkinliği için sayısal analizler yapılmıştır.
Derin öğrenme yöntemleri ile akciğer grafilerinde patoloji sınıflandırılması
Akciğerler, solunum sisteminin temel organları olup yapısal bozukluklar, enfeksiyonlar veya çevresel etkenler nedeniyle işlev kaybına uğrayabilmektedir. COVID-19, tüberküloz, pnömoni, pulmoner fibröz, atelektazi, kardiyomegali ve pnömotoraks gibi akciğer hastalıkları erken evrede teşhis edilmediğinde ölümcül sonuçlara yol açabilmektedir. Bu nedenle akciğer hastalıklarının erken ve doğru şekilde teşhis edilmesi büyük önem taşımaktadır. Akciğer grafileri, düşük maliyet ve hızlı uygulanabilirlik gibi avantajlarıyla bu amaçla yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak örtüşen anatomik yapılar, sınırlı uzman sayısı ve yüksek görüntü hacmi gibi etkenler, bu görüntülerin yorumlanmasını zorlaştırmakta, günlük yaklaşık %3-5 oranında hata yapılmasına yol açmaktadır. Bu doğrultuda akciğer grafilerinin yorumlanabilmesi için radyologlara yardımcı olacak otomatik ve güvenilir teşhis sistemlerine duyulan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Bu tez çalışmasında akciğer grafilerinin yüksek performansla sınıflandırılması amacıyla uçtan uca bir derin öğrenme modeli geliştirilmiş ve bu modelin başarısını artıracak özgün kayıp fonksiyonlarını önerilmiştir. Modelin omurgası olarak önceden eğitilmiş DenseNet201 mimarisi kullanılmıştır. DenseNet201'den çıkarılan öznitelik haritalarından daha zengin uzamsal bilgiler elde etmek amacıyla evrişimsel uzun kısa süreli bellek (Convolutional Long Short-Term Memory (ConvLSTM)) katmanı, kanal bazında özniteliklerin vurgulanması için sıkma-bırakma bloğu (Squeeze and Excitation (SE)) ve uzun menzilli bağımlılıkları yakalayan görü dönüştürücüler (Vision Transformer (ViT)) modele entegre edilmiştir. Ayrıca, küresel ortalama havuzlama (Global Average Pooling (GAP)) katmanı ile sınıflandırma için önemli uzamsal bilgilerin korunması sağlanmıştır. Bu bileşenlerin kombinasyonu ile önerilen model, yüksek sınıflandırma performansı sunmuştur. Çalışmada ayrıca, sınıflandırma başarısında önemli etkisi olan kayıp fonksiyonları derinlemesine incelenmiştir. Standart fonksiyonlara ek olarak hibrit ve dinamik yapılarda fonksiyonlar tasarlanmış, sınıflandırma eğilimlerine karşı ceza terimi içeren özgün bir fonksiyon önerilmiştir. Önerilen kayıp fonksiyonlarının avantajlarını bir araya getirerek sınıflandırma performansını artıracak farklı topluluk yaklaşımları uygulanmıştır. Bu fonksiyonların performansları sistematik olarak analiz edilmiş ve farklı modellerle de test edilerek modelden bağımsız başarı sağladığı gösterilmiştir. Başkent Üniversitesi Ankara Hastanesi Radyoloji Bölümü'nden elde edilen klinik veriler ile açık erişimli veri kümeleri birleştirilerek 7, 8, 9, 10, 12, 14 ve 15 sınıflı alt veri kümeleri oluşturulmuş ve her bir alt kümede önerilen model ve kayıp fonksiyonları detaylı şekilde test edilmiştir. Böylece hem veri kümesinden hem de sınıf sayısından bağımsız olarak modelin ve kayıp fonksiyonunun başarısı ortaya konmuştur. Elde edilen deneysel sonuçlar, önerilen yöntemin literatürdeki yaklaşımların çoğunu geride bıraktığını ve doğruluk, F1-skoru, AUC gibi performans metriklerinde yüksek başarı sergilediğini ortaya koymaktadır. Ayrıca modelin farklı senaryolarda tutarlı ve yüksek performans sergilemesi, güçlü bir genelleme yeteneğine sahip olduğunu kanıtlamaktadır. Sonuç olarak, bu tez kapsamında, akciğer grafilerinin otomatik olarak sınıflandırılmasını sağlayan yüksek performanslı ve tekrarlanabilir sonuçlar üreten yenilikçi bir model ve özgün kayıp fonksiyonları geliştirilmiştir.
Türkiye'de endüstri 4.0: Orta yüksek ve yüksek teknoloji düzeyinde faaliyet gösteren imalatçı Kobi'ler için bir yol haritası
Günümüz dijital dönüşüm çağında teknolojik gelişmelerin sağlık, eğlence, tarım, eğitim gibi hayatın her alanında etkinliği artmakta ve yeni bir dönüşüm meydana gelmektedir. Son yıllarda Endüstri 4.0 adı ile anılan bu gelişmeler, işletmelere verimlilikten esnek üretime, maliyetlerin azaltılmasından kapasitenin arttırılmasına kadar çeşitli alanlarda fayda sağlamaktadır. Ülkemizdeki işletmelerin %99'unu oluşturan küçük ve orta büyüklükte işletme (KOBİ)'ler, gelecekte Endüstri 4.0'ın teknolojilerinden ve uygulamalarından en büyük faydalanıcı olmaya adaydır. Bu nedenle çalışma kapsamında ülkemizdeki orta-yüksek ve yüksek teknoloji düzeyinde ve imalat sektöründe faaliyet gösteren KOBİ'lerin endüstri 4.0 farkındalık ve bilgi seviyesi araştırılmıştır. Ayrıca; dördüncü sanayi devrimi kapsamında işletmelerin karşılaştığı zorluklar, endüstri 4.0 olgunluk seviyeleri, endüstri 4.0'a ait teknolojilerin ve uygulamaların kullanım düzeyleri, yeni sanayi devriminden beklentileri ve uygulama yapan KOBİ'lerin elde etmiş olduğu katkılar ortaya konmuştur. Buna ek olarak, ilişki analizleri ile araştırmanın amaçlarına etki eden hususlar istatistiki açıdan ele alınmış ve ortaya çıkan ilişkiler yorumlanmıştır. Türkiye'yi kapsayan araştırma çerçevesinde anket yöntemiyle 391 işletmeye ulaşılmıştır. Sonuçlara göre, KOBİ'lerin endüstri 4.0 farkındalık ve bilgi seviyesinin orta veya zayıf derecede olduğu belirlenmiştir. İşletmenin teknolojik alt yapısı ile çalışan bilgi ve yetenek eksikliği, yüksek uygulama maliyetleri ile ekonomik faydanın tam olarak net olmayışı ve çekinceler işletmelerin dördüncü sanayi devrimi konusunda karşılaştığı zorlukların başında gelmektedir. Ayrıca, ülkemizdeki söz konusu teknoloji düzeyindeki KOBİ'lerin endüstri 4.0 olgunluk seviyesi 5 üzerinden yaklaşık 2,5 olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada, araştırma kapsamında elde edilen sonuçlar ile kaynak taramasından elde edilen sonuçlar bir arada analiz edilerek politika yapıcılara, üniversitelere ve sanayi sektörüne öneriler sunulmuştur.
Kaynak kısıtlı çok modlu çoklu stokastik proje çizelgeleme
Günümüzde, havacılık, inşaat, savunma sanayi gibi alanlarda işletmeler, kıt kaynakların kullanımını dikkate alarak aynı anda birçok büyük projeyi birlikte yürütmektedir. Kaynak Kısıtlı Proje Çizelgeleme Problemi (KKPÇP), birden çok projenin çizelgelenmesine uyarlanarak alan yazında Kaynak Kısıtlı Çoklu Proje Çizelgeleme Problemi (KKÇPÇP) olarak adlandırılmıştır. Birden çok projenin ve her bir projenin birden çok faaliyetinin olduğu bir durumda, öncüllük ilişkileri ve kaynak kısıtları dikkate alınarak tüm faaliyetlerin planlanması, önemli bir işletme yönetimi problemidir. Öte yandan, işletmeler yıllar içinde aynı iş için kullandıkları farklı makine ve donanımlara sahip olurlar. Bu makine ve donanımlar yeni/eski/farklı teknolojiye sahip olabileceğinden aynı işi farklı maliyetlerle farklı zamanlarda tamamlayabilmektedirler. Bilindiği üzere gerçek hayatta yürütülen projelerin faaliyet süreleri belirli değildir. Bu nedenle bu tezde, faaliyet sürelerinin stokastik olduğu, Kaynak Kısıtlı Çok Modlu Çoklu Projeli Çizelgeleme Problemi (KKÇMÇPÇP), KKPÇP'nin özel bir durumu olarak ele alınarak Şans Kısıtlı Programlama (ŞKP) yaklaşımı ile modellenmiştir. Amaç, her bir projenin bilinen teslim tarihinden sapmasını en aza indirecek şekilde tüm projeleri oluşturan faaliyetlerin, kaynak tahsis (KT) politikası altında, öncüllük ilişkilerini ve kaynak kısıtı şartlarını sağlayarak, sırasını ve çizelgesini belirlemek şeklinde tanımlanabilir. KKÇMÇPÇP NP-zor bir problemdir. Bu nedenle, çözüm üretilemeyen büyük boyutlu problemler için probleme özgü bir Tavlama Benzetimi (TB) algoritması önerilmiştir. TB algoritması, eniyileme problemleri için iyi çözümler sunan olasılıklı arama yöntemidir. Sıralama kuralı tabanlı sezgisellerden, En Kısa İşlem Süresi kuralı ile TB için başlangıç çözümü üretilmiştir. Ayrıca, KT probleminin çözümü için Kombinatoryal Mezat (KM) yöntemi uygulanmıştır. Çözüm yaklaşımlarının etkinliği sayısal analizlerle incelenmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.
Bir fizik tedavi biriminde hasta çizelgeleme problemi için karar destek sistemi
Hızlı nüfus artışı ve beraberinde sağlık problemleri, sağlık kurum ve kuruluşlarına olan taleplerdeki artış yoğunluğa sebep olmaktadır. Bu nedenle sağlık kuruluşlarında güvenli ortamların oluşturulması ve en iyi hizmetin sunulması iyi bir planlama ve bu planlamanın uygulanmasının sürdürülebilir olması ile sağlanabilir. Son yıllarda sağlık bakım hizmetleri sunan (sağlık hizmeti üreten) kuruluşlar da üretim sistemlerine benzer şekilde yalın sağlık bakım anlayışını kullanarak daha çok hastaya daha iyi hizmet vermek amacıyla çalışmalar yapmaktadır. Yalın sağlık anlayışı, değer katmayan faaliyetlerin elimine edilmesi anlamına gelmektedir. Dolayısıyla değer katmayan faaliyetlerin saptanarak azaltılması için yönetim ve işleyişte iyileştirmelere ihtiyaç duyulmaktadır. Çalışan nüfusun, yaşlı nüfusunun giderek arttığı ülkemizde fizik tedavi gerektiren hastalıklar da doğal olarak artmaktadır. Bu nedenle fizyoterapi birimlerine olan talep artmakta, endüstri mühendisliği yaklaşımlarının kullanılmadığı bu tür işletmelerde yönetim ve işleyişte problemler ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, İstanbul'da hizmet veren bir fizik tedavi merkezi ele alınarak sistemde var olan randevu çizelgeleme probleminden kaynaklı hasta ve maliyet kayıplarının en azlanmış (elimine edilmiş) sağlıkta yalın anlayışı ile çalışacak bir Karar Destek Sistemi (KDS) geliştirilmiştir. Önerilen KDS için randevu çizelgeleme problemini çözen hasta hareketine göre (fizyoterapi merkezine yeni başvuran, tedavisi devam etmekte olan ve ayrılan (tedavisi biten veya tedaviyi bırakan)) mevcut kapasiteyi, işletmenin stratejik ve özel kısıtlarını ve Sosyal Güvenlik Kurumunun (SGK) yönetmeliklerini dikkate alan matematiksel model kurulmuş, veri alt yapısı oluşturulmuştur. Böylece yalın sağlık hizmeti sunmak amacıyla günlük hasta oranını en çok yapan en uygun randevu ve tedavi planları oluşturulabilecektir.
Elektrik şebekelerinde dağıtık üretim tabanlı genişleme tasarımı için yeni modeller
Teknolojik gelişmeler, dünya nüfusunun artması ve elektrifikasyon çalışmalarına bağlı olarak elektrik enerjisine olan talep artmaktadır. Artan talebin kesintisiz bir şekilde karşılanması elektrik dağıtımından sorumlu kurumların karşılaştığı temel zorluklardan biridir. Bu zorlukla başa çıkabilmek için mevcut şebekenin uygun yatırım planıyla düzenli olarak genişletilmesi ve kapasitesinin artırılması gerekir. Burada en uygun yatırım planının bulunması stratejik bir tasarım problemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Tasarlanan dağıtım şebekelerinin artan talebi karşılamasının yanı sıra güvenilir, maliyet etkin ve temiz enerji kullanan şebekeler olması da beklenmektedir. Bu amaçlara ulaşabilmek için şebekenin dağıtık üretim (DÜ) yapısında planlanması son yıllarda ön plana çıkmaktadır. DÜ, güneş, rüzgâr türbinleri, hidroelektrik santraller, jeotermal enerji ve kombine ısı ve güç sistemleri gibi, kullanılacağı yerde veya yakınında elektrik üreten bir sistemi tanımlar. Bu tez çalışması kapsamında, dağıtık üretim içeren elektrik dağıtım şebekesi genişleme problemi (DŞGP_DÜ) ele alınmıştır. DŞGP_DÜ, temelde mevcut şebekenin güçlendirilmesini ya da hat, trafo merkezi, dağıtık üretim kaynağı gibi yeni şebeke bileşenlerinin eklenmesini içerir. Elektrik dağıtım şebekelerinde genellikle radyal yapılar kullanılmaktadır. Çok kullanılan bir şebeke türüdür ve şekli bir ağacın dallarına benzediği için bu tür şebekeye dallı şebeke de denilmektedir. Bu çalışmada, DŞGP_DÜ probleminin çok dönemli genişleme planını yapmak üzere aşağıda tanımlı ilgili alanlar için üç adet model önerilmiştir: i) Yatırım, bakım, üretim ve emisyon maliyetlerinden oluşan toplam maliyetin en küçüklendiği en iyi şebeke tasarımı için karma-tamsayılı yeni bir matematiksel model önerilmiştir. Modelde radyal yapıyı oluşturacak gerekli kısıt yayılan ağaç alt tur eleme kısıtlarına dayalı olarak geliştirilmiştir. Deneysel hesaplama analizi sonucunda alan yazındaki mevcut kısıt yapısı yerine bu tezde önerilen radyallik kısıtlarını içeren yeni modelin ilgili problemin çözüm zamanını azalttığı gösterilmiştir. ii) Bu modelin bir uzantısı olarak tüketicilerin kullandığı elektriğin yenilenebilir kaynaklardan üretildiğini garanti eden, yenilenebilir enerji kaynak garanti (YEK-G) sistemini dikkate alan DŞGP_DÜ için yeni bir matematiksel model geliştirilmiştir. Bu model ile yenilenebilir enerji kullanmak isteyen müşterilerin taleplerini karşılamayı garanti eden en uygun genişleme planının yapılması amaçlanmaktadır. iii) Son olarak, radyal şebekelerin güvenilirliği düşük olduğundan tasarlanan şebekenin güvenilirliğine odaklanılmıştır. Elektrik dağıtım şebekelerinde güvenilirlik, müşteriye kesintisiz hizmet verebilme yeteneği olarak tanımlanmakta olup sürdürülebilir hizmetin sağlanması için önemlidir. Kesinti maliyetleri ve kesintinin etkisi düşünüldüğünde, tüketici özelinde, farklı güvenilirlik düzeylerinin dikkate alınması gerekmektedir. Örneğin hastanelerin bulunduğu bir bölgeye hizmet veren trafonun güvenilirliğinin sadece yerleşim bölgesine hizmet veren bir trafoya göre daha yüksek olması beklenmektedir. Bu nedenle bu tezde önerilen üçüncü model, her bir tüketicinin gereksinimiyle bağlantılı bir güvenilirlik düzeyinde hizmet almasını garanti etmektedir. Dolayısıyla dağıtık üretimi ve güvenilirliği dikkate alan, şebeke genişleme problemi için doğrusal olmayan karma tamsayılı matematiksel bir model geliştirilmiştir. Önerilen matematiksel modeller 14 düğümlü örnek bir test şebekesi için uygulanmış ve elde edilen şebeke genişleme tasarımı üç dönem için verilmiştir. Ayrıca, modellerin hesaplamalı analiz sonuçları 9, 14, 24, 30 ve 40 düğümlü test problemleri üzerinde gösterilmiştir. Geliştirilen modeller ile makul sürelerde en iyi sonuca ulaşıldığı görülmüştür. Bu tez kapsamında geliştirilen matematiksel modeller ile yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonunu dikkate alan en iyi dağıtım şebekesi genişleme tasarımının oluşturulması amaçlanmıştır.
Kalite kontrol sistemi için derin öğrenme tabanlı bir model önerisi
Ahşap hammaddeler günümüzde birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Ahşap hammadde üzerinde olan ve gözden kaçan istenmeyen görüntüler elde edilen ürünü görsel ve dayanıklılık açısından negatif etkilemekte, satışını engellemektedir. Bu nedenle bu tür hammaddelerin üretim sürecine girmeden belirlenmesi veya üretim hattına kurulacak bir otomasyon sistemi ile hatalı hammaddelerin belirlenerek üretim dışında bırakılması istenir. Kusurlu hammaddenin elle ve gözle kontrolü zor ve yanıltıcıdır. Sürekli gelişen dijital teknoloji ve sistemler sayesinde bu tür kontroller için otomasyon sistemleri geliştirilmektedir. Son yıllarda araştırmacılar görüntü işleme tabanlı denetim sistemlerini kullanarak kalite kontrol uygulamaları geliştirmektedirler. Bu teknolojiler sayesinde hammadde üzerinde olan kusurlar üretimin erken aşamalarında fark edilerek oluşacak son ürünün kusurlu veya hatalı olması engellenebilir. Böylece işgücü ve malzeme kayıpları nedeniyle oluşacak maliyetler ve harcanan zaman azaltılabilmektedir. Bu çalışmada, üretim hattı üzerinde kurulacak özel bir kamera sistemi ile elde edilen görüntüler üzerindeki kusurları belirleyecek model derin öğrenme yöntemleri ile elde edilmiş ve kusurlu kusursuz ayrımı yapan sistem önerisi geliştirilmiştir. Kusurların tespiti için görüntü işlemede ayrım tabanlı bir yöntem olan Evrişimsel Sinir Ağı (ESA), en uygun yöntemlerden biri olması nedeniyle tercih edilmiştir. Ayrıca ShuffleNet, AlexNet, GoogleNet gibi farklı ESA mimarileri ve parametreleri denenerek probleme en uygun olan mimari belirlenmeye çalışılmıştır. Ahşap ürünlerinde kusurlu ve kusursuz ayrımı yapan kalite kontrol sistemleri için çalışmada dikkate alınan ESA yönteminde, MobileNet, DenseNet ve Inception mimarileri umut verici sonuçlar vermektedir. Ayrıca ESA yöntemi denemelerine görüntü çoğaltma ve görüntü iyileştirme yöntemleri hem ayrı ayrı hem de bir arada eklenerek bu yöntemlerin performans metriklerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Yapılan her denemede parametreler değiştirilmiş performans metrikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Böylece en iyi performansı veren parametre seti ile ESA mimarisine karar verilmiştir.
Havayolu ekip eşleme problemi: Genetik ve karma algoritmalar
Havayolu endüstrisi; uçuş çizelgeleme, filo atama, uçak rotalama ve ekip atama gibi birçok eniyileme problemi ile ilgilenmektedir. Literatürde, bu problemler arasından en çok ekip planlama problemi çalışılmıştır. Çünkü ekip maliyetleri havayolu şirketleri tarafından kontrol edilebilir en büyük gider kalemini oluşturmaktadır. Etkin ve düşük maliyetli ekip çizelgeleri oluşturmak için literatürde birçok model önerilmektedir. Bu modellerin çoğu, problemi ekip eşleme ve ekip atama olmak üzere iki farklı probleme ayırarak çözmektedir.Bu tezde, uçuş çizelgesindeki tüm uçuşları kapsayan ve en düşük maliyete sahip ekip eşlemeleri kümesini seçmeyi amaçlayan ekip eşleme problemi çözülmektedir. Bu problemi çözmek için, rassal üretimli eniyileme algoritması, genetik tabanlı algoritma ve karma sütun üretme yaklaşımı olmak üzere üç farklı yaklaşım geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritmaların performansını karşılaştırabilmek amacı ile bu problemin çözümünde literatürde en çok kullanılan teknik olan Sütun Üretme Yaklaşımı kullanılmıştır. Yaklaşımların performansları iki ayrı problem seti için incelenmiş ve sonuçlar elde edilmiştir.
Karınca kolonisi algoritması ile bilgisayar ağlarının topolojik en iyilenmesi
Bilgisayarların ve bilgisayar ağlarının yaygınlaştığı günümüzde düşük maliyetli ve güvenilirliği yüksek bilgisayar ağlarının kurulumunun önemi giderek artmaktadır. Teknolojinin hızla gelişmesinden dolayı büyük boyutlu problemlerin çözülmesi üstel olarak artan hesaplama karmaşıklığı gerektirmekte ve tam sonucun hesaplanması imkansız hale gelmektedir. Bu problem için bugüne kadar Genetik Algoritma, Tabu Arama, Tavlama Benzetimi, Yapay Sinir Ağları gibi çeşitli sezgisel algoritmalar geliştirilerek kullanılmıştır. Bu çalışmada NP-zor bir problem olan bilgisayar ağlarının güvenilirlik kısıtı altında topolojik en iyilenmesi ele alınarak bu problemin çözümü için bilgiye dayalı melez bir karınca kolonisi algoritması geliştirilmiş ve algoritmanın etkinliği çalışma zamanı ve çözüm kalitesi açısından incelenmiştir.
Stokastik eşzamanlı topla-dağıt araç rotalama problemi için melez yaklaşım: Diferensiyel evrim algoritması
Lojistik yönetimi ve tedarik zinciri yönetiminde en önemli işlemsel (operasyonel) kararlardan birisi toplam seyahat süresini enküçükleyecek şekilde tüm müşterilere servis sağlayacak araç rotalarının belirlenmesidir. Klasik araç rotalama problemi, bir depodan müşterilerin dağıtım ya da toplama taleplerini karşılayacak en uygun rotaların belirlenmesi olarak tanımlanır. Uygulamada karşılaşılan kısıtlamalara dayalı olarak ilgili kaynaklarda farklı araç rotalama problemleri tanımlanmaktadır. Bu problemlerden birisi Eşzamanlı Topla-Dağıt Araç Rotalama Problemidir (ETD_ARP). ETD_ARP depodan müşterilere ürün dağıtımının yanı sıra müşterilerden de depoya geri dönecek ürünlerin toplanması işlemlerinin eşzamanlı gerçekleştirildiği bir araç rotalama problemidir. Bu tür problemlerde müşterilerden toplanan ve dağıtılan miktarların sabit olmadığı durum göz önüne alındığında problem stokastik eşzamanlı topla-dağıt araç rotalama problemi (SETD_ARP) olmaktadır. Bu tez kapsamında, SETD_ARP çözümü için kesikli diferansiyel evrim algoritması (KDEA) ve KDEA ve yerel aramanın avantajlarını kullanan melez algoritma (m_KDEA) geliştirilmiştir. Bu iki algoritma ve rassal arama(RA) algoritması bir grup test problemleri üzerinde karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları m_KDEA `nın çözüm kalitesi açısından daha başarılı bir algoritma olduğunu göstermiştir.
Bir işletmede güvenilirlik analizlerine dayalı sistem tasarımı
Bu çalışmada, Yiğit Akü A.Ş. akü üretim sisteminde, belli bir tip akünün üretildiği üretim hattında var olan problemler belirlenmiş ve verimlilik artışı sağlayacak yeni tasarım(lar) önerilmiştir. Sistemin ve sistem bileşenlerinin nitelikli çalışma zamanları ve oranlarını analiz etmek için kullanılabilecek yöntemlerden biri güvenilirliktir. Güvenilirlik kavramı, ürünlerin ve sistemlerin güvenilirliği olmak üzere iki ana başlık altında incelenebilir. Ürün güvenilirliği, nihai ürünün amacına uygun olarak çalışmasını ifade etmek için kullanılırken, sistem güvenilirliği ise bir sistemin amacına uygun olarak çalışmasını ifade etmektedir. Ürünlerin güvenilirliklerinin yüksek olabilmesi için üretim sistemlerinin güvenilirlik tahminleri önem kazanmaktadır. Sistem tasarımının güvenilirlik değerlendirmesine dayalı olarak yapılması üretim sistemlerinde son yıllarda kullanılmakta olan bir yaklaşımdır. Bu tez kapsamında; sistemi oluşturan bileşenlerin güvenilirlikleri ayrı ayrı hesaplanmış ve sistemin güvenilirlik eşitliği güvenilirlik blok diyagramları kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen güvenilirlik eşitliği kullanılarak daha güvenilir dolayısıyla kullanılabilirliği daha yüksek bir tasarım elde edilmiş ve sistemin bu yolla iyileştirilmesi sağlanmıştır. Ele alınan sistemde hammadde kısıtı olmaması nedeniyle kullanılabilirlik değerine bağlı olarak haftalık üretim miktarı tahmin edilemeyeceği için bu aşamada benzetim yönteminden yararlanılmıştır. Benzetim modeli, mevcut ve önerilen yeni tasarımlardan üretilebilecek ürün sayılarını önceden tahmin edebilmek amacıyla kullanılmıştır. Ayrıca, kullanılması önerilen yöntemlerle üretim sisteminin genel kullanılabilirliği ve üretim planlaması dikkate alınarak üretim planının hangi oranda gerçekleşebileceği bilgisi de elde edilebilmektedir. Bu sayede, uygulamada, firmanın üretim bölümü ile planlama bölümü arasındaki koordinasyonun yürütülmesine yardımcı olacak bilgi sağlanabilmektedir.
The redundancy allocation problem: a taxonomic literature review
Reliability, which can be described as the probability that a system operates on a continuous basis without failure for a pretedetermined mission time, is an important measure of system performance. Being parallel to the increasing complexity of systems, the results of the system's unreliability have become severe in terms of cost, effort, lives, etc., therefore the need for developing more reliable systems have become very important. In this content, reliability optimization problem is an important type of optimization problems because of its wide practical applications in real-world such as manufacturing systems, telecommunication systems, transportation systems and electrical power systems. In this study, a special type of reliability optimization problems which is called as the redundancy allocation problem is discussed, and a comprehensive literature survey in this field is presented based on a novel classification methodology. To analyze the latest trends in this area, the main focus is especially on papers which are presented in the last decade.
Demiryolu araçları temini için teknoloji yönetimi
Günümüzde Teknoloji Yönetimi (TY) faaliyetleri ve araçları karar vericiler için giderek önem kazanmaktadır. Teknolojilerin temini ve kullanımı sürecinde TY faaliyet ve araçlarının doğru bir şekilde yönetilmesi karmaşık ve zor gibi görünen faaliyetleri kolaylaştırmakta ve sistemleri daha iyi organize etmektedir. Büyük kamu alımlarında ülke ekonomisine, sanayisine ve Araştırma – Geliştirme faaliyetlerine olumlu katkıda bulunması amacıyla sivil bir offset programı olan Sanayi İşbirliği Programı (SİP) yürürlüğe girmiştir. Bahsedildiği üzere SİP sözleşmesinde geçen yatırım, ihracat ve teknolojik işbirliği kategorileri gereksinimlerin karmaşıklığı, bu çalışmada ayrıntılı bir şekilde aktarılan teknoloji yönetimi faaliyetleri ve demiryolu sektöründeki örnek olaylar ile anlaşılır bir zemine oturtulmuştur. Çalışmanın konusu olarak ülkemizde son yıllarda artan demiryolu araçları teminlerinde teknolojileri tanımlamak, seçmek, kullanmak ve paydaşlar arasındaki iş birliklerini artırmak için ekonomik, teknik, işletme kriterleri ile sözleşmelerdeki fiyat dışı unsurları için önerilerde bulunulmuş ve örnek olaylardan yola çıkarak belirleyici başka kriterler tespit edilmiştir. Son olarak büyük çaplı kamu alımlarında teknolojilerin belirlenmesinden başlayarak seçimi, edinimi, kullanımı, korunması ve ihale sürecinin daha etkin ve verimli yürütülmesi amacıyla demiryolu araçları temin etmek isteyen İdareler için referans alınabilecek bir teknoloji yönetimi modeli akış diyagramı şeklinde geliştirilmiştir.
Environmental pollution and cost efficient equipment selection in cement factories
In this study, it is aimed to be able to select the technological equipment to minimize the dust particles and various harmful gases released during the cement production process. "TOPSIS Method" is used as a method to carry out the work. The data used in the method are taken from the dust removal system reports of 6 different cement factories active in Turkey. The clinker production capacities of the factories are identical to each other; but the dust removal systems that they use are technically different. There are two types of dust elimination systems that are commonly used. These; electro static and dust (bag) filter. The working principles of both filters are different from dust holding capacities, environmentally harmful gas emissions and investment costs. With the result of the topsis method used in this study, the cement factory aimed to reach investors in terms of cost and environmental sensitivity while making technological equipment selection.
Kesirli üniversal kriging meta-modeli ve benzetim eniyilemesi
Kriging meta-modelleri, özellikle jeolojide enterpolasyon yöntemi olarak geliştirilmiş olmasına karşın 1990'lı yıllardan bu yana belirli benzetim eniyilemesi (BE) problemleri için başarıyla kullanılmıştır. Son zamanlarda ise kriging meta-modellerinin, olasılıklı sistemlerin BE amacıyla bazı çalışmalarda kullanıldığı görülmektedir. Bu tez çalışmasında "kesirli üniversal kriging (KÜK) meta-modeli" önerilmiştir. KÜK meta-modeli girdi değişkenleri ile çıktı değişkenleri arasındaki ilişkinin her zaman doğrusal veya karesel drift fonksiyonları ile tanımlanamayabileceği, daha yüksek dereceli drift fonksiyonlarına ihtiyaç duyulabileceği durumlarda kullanılmak üzere ilk kez önerilmiş bir üniversal kriging (ÜK) meta-modelidir. Bu meta-model esnek yapıya sahip olup diğer kriging meta-modellerine göre daha basit hesaplama ile elde edilebilmektedir. Önerilen KÜK meta-modelinin geçerliliği literatürde mevcut olan karmaşık yapılı iki ve üç değişkenli toplam 12 fonksiyon üzerinde gösterilmiştir. Bu fonksiyonlardan iki değişkenli olanlar sırasıyla Adjiman, Deckkers-Aarts, Altı hörgüçlü deve sırtı, 2 boyutlu Styblinski–Tang, Zettl ve Shubert, üç değişkenli olanlar ise sırasıyla 3 boyutlu Styblinski–Tang, Michaelwicz, Rosenbrock, Schwefel, Isıgami ve Perm fonksiyonlarıdır. Bu tezde yapılan tüm analizlerde ve literatürde var olan kriging meta-modelleri ile yapılan karşılaştırmalarda başarım ölçütü olarak ortalama hata karesi (OHK) ve en büyük hata karesi (EHK) kullanılmıştır. Bu karşılaştırma sonuçlarına göre; OHK ve EHK dikkate alındığında önerilen "KÜK meta-modelinin", kullanılan fonksiyonların %75'inde ordinary kriging (OK) ve ÜK meta-modellerine göre daha iyi tahmin verdiği, %25'inde ise benzer sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Bu sonuçlara dayanarak, KÜK meta-modellerinin özellikle karmaşık sistemlerin benzetim modelleri yerine meta-model olarak kullanılması bu tezde önerilmiştir. Ayrıca, bu tez kapsamında önerilen KÜK meta-modeli "bir iletişim ağında rassal gelen mesajların işlem yapma maliyetini en küçükleyecek yönlendirilme olasılıklarının bulunması problemine" uygulanmış ve OK meta-modeline göre daha iyi tahmin elde edildiği gösterilmiştir.