Robust optimization through response surface methodology

Özet : Optimizasyon metodları özellikle üretim ve ilgili endüstrilerde, birçok mühendis, tasarımcı ve araştırmacı tarafından kullanılan önemli çalışma alanlarından birisidir.Klasik yaklaşımların çoğunda girdiler bilinir durumda olsa da, gerçek hayattaki birçok problemde (envanter yönetimi, portfolio seçim, tedarik zinciri ve üretim planlama problemleri gibi) girdi verilerinin bilinir olmaması, araştırmacıları farklı optimizasyon tekniklerinin geliştirilmesine yönlendirmiştir.Gerçek hayattaki birçok problemin çözüm yaklaşımında kısıt ve geçerlilikleri kesin olan matematiksel formüllerin kullanımı sınırlayıcı olduğundan, bu tip problemlerde simülasyon-optimizasyon metodlarının kullanılması daha geçerli hale gelmektedir. Bu tip problemlerde matematiksel formüller kullanarak analitik bir çözüm elde etmek oldukça zordur. Bu yüzden, simülasyon-optimizasyon yaklaşımı gerçek hayatta karşılaşılan, büyük ölçekli karar verme problemlerinde sayısal sonuçlar için yol gösterici olabilmektedir.Düşük maliyetli, yüksek kaliteli ve güvenilir ürünler üretmek ya da bu ölçülerde hizmet sağlamak amacıyla uygulanan Sağlamcı Parametre Tasarımı (Robust Parameter Design - RPD) tekniği, değişkenliği en aza indirerek optimum operasyon koşullarını elde etmeyi amaçlamaktadır.Tepki Yüzeyi Metodolojisi (Response Surface Methodology - RSM), Sağlamcı Parametre Tasarımı tekniğinin bir uzantısı ve bir simülasyon-optimizasyon metodu olarak, problem analizi ve modellemede matematiksel ve istatistiksel tekniklerin biraraya gelmesiyle oluşturulmuş bir yöntemdir.Simülasyon optimizasyon problemlerinde kullanılan klasik yaklaşımların risk-nötr olması problemi ve bu problemlerin raslantısal çevrelerde çözümlenebilmeleri çift tepki yüzeyi yaklaşımı ve bu yaklaşımın Taguchi'nin Sağlamcı Parametre Tasarımı ile birleştirilmesi ile çözümlenebilmektedir.Bu çalışmada, Tepki Yüzeyi Metodolojisi yöntemi; raslantısal çevrelerde riskten kaçınma yöntemi ile incelenerek, yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Çalışmanın temel katkısı, önerilen yöntemin ayrık olaylı simülasyon örneklerine uygulanmasıdır.Çalışmanın genelinde, bu yaklaşımın adımları belirtilmiş ve bu adımlar bir envanter optimizasyon problemine uygulanarak sonuçları analiz edilmiştir. İlgili bilgisayar programı Matlab 7.6.'da yazılmış, optimizasyon da Matlab'ın fmincon fonksiyonu ile uygulanmıştır.Daha sonra, sözkonusu metod daha kompleks bir örnek olan ve Arena programı üzerinde modellenen çağrı merkezi problemine iki farklı durumda uygulanmıştır. Modelin çalışması sonucu elde edilen sonuçlar Matlab'da yazılan optimizasyon algoritmasında kullanılmıştır.Örnekteki karar değişkelerinin sayısını arttırmak uygulama için faydalı olacaktır. Ancak simülasyon çalışması için kullanılan Arena programının öğrenci versiyonu, bu artırımı kısıtladığından, örneği geliştirmek için çevresel faktör eklenmiştir. Bu durum, ileriki bir uygulama olarak bırakılmıştır.Çalışma sonucunda, önerilen bir kerelik yaklaşımın yinelemeli bir yaklaşıma dönüştürülebileceği, ya da çoklu raslantısal tepki problemleri için geliştirilebileceği belirtilmiştir.Anahtar Sözcükler : Sağlam parametre tasarımı, Ayrık olaylı benzetim, Çift tepki yüzeyi metodu