Energy-efficient loading and scheduling of autoclaves in aerospace composite manufacturing

Enerji, ülkelerin ekonomik kalkınması için kritik bir faktördür. Enerji ihtiyacını karşılayan kaynakların azalmasıyla birlikte enerji maliyetleri artmaya başlamıştır. Bu nedenle enerji tüketimini azaltmak ve enerjiyi verimli kullanmak hayati önem taşımaktadır. Havacılık ve uzay endüstrisinde kullanımı giderek artan kompozit malzemelerin kürlenme işlemleri, enerji tüketiminin yoğun olduğu otoklavlarda yapılmaktadır. Bu tezde, otoklavlarda enerji tasarruflu yükleme ve çizelgeleme ele alınmıştır. Artan enerji maliyetleri göz önünde bulundurularak yapılacak çalışmada maliyet tasarrufu sağlanması da amaçlanmaktadır. Çalışmada, otoklavların enerji tüketimlerinin belirlenmesi için Endüstri 4.0 uygulamaları da kullanılmıştır. Literatürde benzer çalışmalar olmasına rağmen enerji maliyetlerinin modele dahil edildiği bir çalışmaya rastlanmamıştır. Problemi çözmek için iki model önerilmiştir. Model 1, kürlenecek malzemelerin parça teslim tarihlerini ve malzeme tüketim tarihlerini dikkate alarak kürlenmeyi tamamlama süresini en aza indirir. Model 2 ise, ilk modelin çıktılarını girdi olarak kullanır ve otoklavlara atanan reçetelerde ve parçalarda değişiklik yapmadan enerji maliyetlerini en aza indirmek için işlerin kürlenme saatlerini yeniden planlar. Oluşturulan veri setleri ile yapılan deneylerde, önerilen modeller ile enerji maliyetlerinin ortalama %12,38 oranında azaltılabileceği tespit edilmiştir. Önerilen modellerle gerçek hayattaki örnek kürleme planlarının yeniden planlanması sonucunda maksimum %62 oranında enerji tasarrufu sağlanmıştır. Gün içerisinde enerji maliyetinde standart sapma arttığında, o gün için enerji maliyetinden elde edilen tasarruf da artmaktadır.