Aksiyomlarla Tasarım Esaslı Bulanık Karar Destek Sistemi Geliştirme Ve Bir Uygulama

Tam metin

(1)İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ  FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ. AKSİYOMLARLA TASARIM ESASLI BULANIK KARAR DESTEK SİSTEMİ GELİŞTİRME ve BİR UYGULAMA. DOKTORA TEZİ Selçuk ÇEBİ. Anabilim Dalı : Endüstri Mühendisliği Programı : Endüstri Mühendisliği. Nisan 2010.

(2) İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ  FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ. AKSİYOMLARLA TASARIM ESASLI BULANIK KARAR DESTEK SİSTEMİ GELİŞTİRME ve BİR UYGULAMA. DOKTORA TEZİ Selçuk ÇEBİ (507052107). Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 29 Ocak 2010 Tezin Savunulduğu Tarih : 5 Nisan 2010. Tez Danışmanı : Prof.Dr. Cengiz KAHRAMAN (İTÜ) Jüri Üyeleri : Prof.Dr. M.Bülent DURMUŞOĞLU (İTÜ) Doç.Dr. Tufan Vehbi KOÇ (İTÜ) Doç.Dr. Osman KULAK (PAÜ) Yrd.Doç.Dr. Tufan DEMİREL (YTÜ). Nisan 2010.

(3) Doktora eğitimim sırasında dünyaya gelerek bana akademik hayatın dışında bir hayat olduğunu hatırlatan, hayatta çok farklı duygu ve sorumlulukların olduğunu öğreten ve her şeyden önemlisi anne ve babamın üzerimdeki emeklerini ve endişelerini anlamamı sağlayan, oyun saatlerinden çaldığım sevgili kızım Nisan’a…. Sevgili Eşim Aslıhan’a…. Doktora tez çalışması sırasında farklı trafik kazalarında zamansız kaybettiğim sevgili kardeşim Okan’a, hem kardeşim hem de can dostum Gökhan’a, ve mesai arkadaşım Erdal’a…. iii.

(4) iv.

(5) ÖNSÖZ Bu çalışmada, son zamanlarda literatürde geniş ilgi uyandıran Aksiyomlarla Tasarım yöntemin bulanıklaştırılması amaçlanmış ve bu yönteminin aksiyomlarını içeren bir karar destek sistemi önerilmiştir. Doktora tez çalışması kürekle tünel kazmaya benzer. Bu kazı sırasında bazen yumuşak toprak bazen de sert kayalarla karşılaşırsınız ve karşı noktada bir aydınlığa ne zaman ulaşacağınızı bilmeden kazıya devam edersiniz. Bazen ümitsizliğe düşersiniz, bazen yaptığınızı beğenmezsiniz, bazen yolunuzdan sapar kaybolursunuz, bazen de her şeyi siler yeniden başlarsınız. Aydınlığa ulaştığınızda ise yapılacak iş tünelin içerisini süslemektir. Yüksek motivasyon ve azim isteyen bu kazı sırasında maddi ve manevi olmak üzere çeşitli kaynaklara ihtiyacınız vardır. Bu nedenle, doktora tez çalışması süresince bilgi ve tecrübelerini benimle paylaşan, çalışmalarımda bana destek olan ve bugünlere gelmemde katkısı olan herkese teşekkür ederim. Doktora eğitimim süresince bilgi ve deneyimleriyle bana yol gösteren, çalışmalarım sırasında beni motive eden ve akademik hayatımda model olarak aldığım değerli hocam sayın Prof. Dr. Cengiz KAHRAMAN’a en içten teşekkürlerimi sunarım. Düşünce ve önerileriyle tez çalışmama katkıda bulunan sayın hocalarım Prof. Dr. M. Bülent DURMUŞOĞLU’na, Doç. Dr. Osman KULAK’a ve Doç. Dr. Mahmut EKŞİOĞLU’na teşekkür ederim. Tez çalışması süresince benden manevi desteğini esirgemeyen ve aile yaşantımla ilgili bir takım sorumluklarımı üstlenerek yükümü hafifleten sevgili eşim Aslıhan’a, manevi desteklerinden dolayı kardeşlerime ve özellikle, ellerindeki maddi ve manevi tüm imkânları bana sunarak bu noktada bulunmamda büyük katkıları olan anneme ve babama candan teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca, doktora tez çalışması süresince bana karşılıksız burs sağlayan TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı’na ve çalışanlarına teşekkür ederim. Yoğun emek ve özveriyle hazırladığım “Aksiyomlarla Tasarım Esaslı Bulanık Karar Destek Sistemi Geliştirme ve Bir Uygulama” adlı tez çalışmamın ülkeme maddi ve manevi açıdan katma değer sağlaması dileğimle…. Nisan 2010. Selçuk ÇEBİ Makina Yüksek Mühendisi. v.

(6)

(7) İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ ........................................................................................................................ v İÇİNDEKİLER ........................................................................................................ vii KISALTMALAR ...................................................................................................... ix ÇİZELGE LİSTESİ .................................................................................................. xi ŞEKİL LİSTESİ ...................................................................................................... xiii ÖZET......................................................................................................................... xv SUMMARY ............................................................................................................ xvii 1. GİRİŞ ................................................................................................................... 1 2. YAYIN TARAMASI, AMAÇ VE KAPSAM ................................................... 5 2.1 Giriş ............................................................................................................... 5 2.2 Sistem Tasarımı ............................................................................................. 8 2.3 Ürün Tasarımı .............................................................................................. 10 2.4 Yazılım Tasarımı ......................................................................................... 13 2.5 Üretim Sistemi Tasarımı.............................................................................. 16 2.6 Karar Verme ................................................................................................ 17 2.7 Diğer Çalışmalar .......................................................................................... 19 2.8 Yayın Taramasının Analizi ve Değerlendirmesi ......................................... 20 2.9 Tez Çalışmasının Amacı ve Kapsamı.......................................................... 23 3. KARAR DESTEK SİSTEMLERİ VE AKSİYOMLARLA TASARIM...... 27 3.1 Giriş ............................................................................................................. 27 3.2 Karar Destek Sistemleri............................................................................... 27 3.2.1 Karar destek sistemlerinin tanımı......................................................... 27 3.2.2 Karar destek sisteminin bileşenleri ...................................................... 29 3.2.3 Karar destek sistem türleri ................................................................... 30 3.2.4 Karar destek sisteminin faydaları ......................................................... 31 3.3 Aksiyomlarla Tasarım ................................................................................. 32 3.3.1 Aksiyomlarla tasarımın amacı ............................................................. 33 3.3.2 Bilgi sahaları ve haritalandırma ........................................................... 33 3.3.3 Tasarım hiyerarşisi ............................................................................... 34 4. TASARIM AKSİYOMLARI ........................................................................... 37 4.1 Giriş ............................................................................................................. 37 4.2 Bağımsızlık Aksiyomu ................................................................................ 37 4.2.1 Tasarım türleri ve matematiksel ifadeleri ............................................ 38 4.2.2 Fonksiyonel bağımsızlık ...................................................................... 40 4.3 Bilgi Aksiyomu ........................................................................................... 44 4.4 Bağımsızlık ve Bilgi Aksiyomları Arasındaki İlişki ................................... 46 5. BULANIK ORTAMDA TASARIM AKSİYOMLARI ................................. 49 5.1 Giriş ............................................................................................................. 49 5.2 Bulanık Mantık ............................................................................................ 49 5.2.1 Bulanık kümeler ve üyelik fonksiyonları ............................................. 50 5.2.2 Dilsel değişkenler ................................................................................. 52 vii.

(8) 5.2.3 Bulanık kümelerde aritmetik işlemler .................................................. 54 5.3 Bulanık Bağımsızlık Aksiyomu................................................................... 55 5.3.1 Bulanık fonksiyonel bağımsızlığın hesaplanması ................................ 57 5.3.2 Tasarım hiyerarşisi için fonksiyonel bağımsızlığın hesaplanması ....... 61 5.3.3 Tasarım matrisinin oluşturulması ......................................................... 62 5.3.4 Fonksiyonel bağımsızlığın yorumlanması ........................................... 65 5.4 Bulanık Bilgi Aksiyomu .............................................................................. 66 5.4.1 Kesin değer problemleri ....................................................................... 67 5.4.2 Beklenen değer problemleri ................................................................. 68 5.4.3 Sıralama problemleri ............................................................................ 69 5.4.4 Eşik değer problemleri ......................................................................... 70 5.4.5 Karma problemler ................................................................................ 71 5.4.6 Tasarımların bilgi aksiyomuna dayalı değerlendirilmesi ..................... 72 5.4.7 Hiyerarşik bilgi aksiyomu .................................................................... 73 6. BULANIK AKSİYOMLARA DAYALI GRUP KARAR DESTEK SİSTEMİ GELİŞTİRME ................................................................................. 75 6.1 Giriş ............................................................................................................. 75 6.2 Tasarım ve Karar Algoritması ..................................................................... 76 6.2.1 Hazırlık aşaması ................................................................................... 76 6.2.2 Tasarım aşaması ................................................................................... 78 6.2.3 Karar aşaması ....................................................................................... 83 6.3 Kullanıcı Arayüzleri .................................................................................... 87 7. UYGULAMA: BİNEK OTOMOBİLLER İÇİN SÜRÜCÜ KOLTUĞU ve GÖSTERGE PANELİ TASARIMI ................................................................. 91 7.1 Giriş ............................................................................................................. 91 7.2 Koltuk Tasarımı ........................................................................................... 92 7.2.1 Hazırlık aşaması ................................................................................... 93 7.2.2 Tasarım aşaması ................................................................................... 93 7.2.3 Karar safhası: En iyi koltuk tasarımının seçimi ................................. 104 7.2.4 Tasarım parametrelerinin analizi ........................................................ 112 7.3 Binek Otomobiller için Gösterge Tasarımı ............................................... 121 7.3.1 Gösterge tasarımı için hazırlık aşaması .............................................. 122 7.3.2 Gösterge tasarım aşaması ................................................................... 122 7.3.3 Karar aşaması: En iyi gösterge tasarımının seçimi ............................ 128 7.3.4 Tasarım parametrelerinin analizi ........................................................ 132 7.4 Uygulama Sonuçları .................................................................................. 134 8. SONUÇLAR .................................................................................................... 137 KAYNAKLAR ........................................................................................................ 141 EKLER .................................................................................................................... 149 ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................ 167 . viii.

(9) KISALTMALAR. AHS: Analitik Hiyerarşi Süreci AT: Aksiyomlarla Tasarım DP: Tasarım parametresi FR: Fonksiyonel gereksinim GKDS: Grup Karar Destek Sistemi KDS: Karar Destek Sistemi QFD: Kalite Fonksiyonu Yayılımı TOPSIS: Technique for Order Performance by Similarity to Ideal Solution WKDS: Web Tabanlı Grup Karar Destek Sistemi. ix.

(10)

(11) ÇİZELGE LİSTESİ Sayfa Çizelge 2.1: Yayın taramasının sınıflandırılması (1990-2009 yılları arası). ............... 6 Çizelge 4.1: Çeşitli boyutlardaki tasarım matrisine ait R ve S değerleri. .................. 43 Çizelge 5.1: Çeşitli dilsel değişkenler ve dilsel değişkenlere karşılık gelen bulanık sayılar. ................................................................................................... 53 Çizelge 5.2: Dilsel ifadelerin üyelik fonksiyonlarıyla gösterimi. .............................. 54 Çizelge 5.3: Farklı boyutlardaki tasarım matrislerine ait bağımsızlık dereceleri. ..... 59 Çizelge 5.4:10x10 boyutundaki çeşitli matrislere ait fonksiyonel bağımsızlık değerleri. .............................................................................................. 60 Çizelge 5.5: İkili karşılaştırma matrisi için dilsel ölçek. ........................................... 64 Çizelge 7.1: Bir sürücü koltuğundan ana beklentiler................................................. 94 Çizelge 7.2: Fonksiyonel gereksinimlerin önemi. ................................................... 103 Çizelge 7.3: Tasarım parametrelerinin ağırlıkları.................................................... 103 Çizelge 7.4: Katılımcılara ait özellikler. .................................................................. 106 Çizelge 7.5: Koltuk boyutları. ................................................................................. 108 Çizelge 7.6: Değerlendirmede kullanılan dilsel değişkenler ve tasarım aralıkları .. 110 Çizelge 7.7: Değerlendirmelere ait bulanık sayılar ................................................. 110 Çizelge 7.8: Bilgi içerikleri...................................................................................... 111 Çizelge 7.9: Ağırlıklandırılmış bilgi içerikleri ........................................................ 111 Çizelge 7.10: Koltuk tasarım parametrelerine ait başarım değerleri (%rd). ............ 112 Çizelge 7.11: Tasarım matrisi. ................................................................................. 126 Çizelge 7.12: FR’lerin önem derecelerinin değerlendirilmesi. ................................ 126 Çizelge 7.13: Karşılaştırma matrisinde kullanılan dilsel ölçek. .............................. 127 Çizelge 7.14: Fonksiyonel gereksinimlerin ağırlıkları. ........................................... 127 Çizelge 7.15: Tasarım parametrelerine ait ağırlıklar. .............................................. 127 Çizelge 7.16: Gösterge tasarımı için dilsel değerlendirme. ..................................... 129 Çizelge 7.17: Gösterge tasarımına ilişki uzman değerlendirmeleri. ........................ 130 Çizelge 7.18: Gösterge tasarımına ait bilgi içerikleri (I). ........................................ 131 Çizelge 7.19: Ağırlıklandırılmış bilgi içerik değerleri (Iw)...................................... 131 Ek Çizelge E.1: Koltuk anketi (Porter ve Porter, 2002’den uyarlandı). ................. 164 Ek Çizelge F.1: Katılımcılara ait değerlendirmeler. ............................................... 166 . xi.

(12)

(13) ŞEKİL LİSTESİ Sayfa Şekil 1.1: Tasarım sürecinin şematik gösterimi. .......................................................... 2 Şekil 2.1: Tasarım aksiyomlarının literatürde kullanım yüzdesi. .............................. 21 Şekil 2.2: AT yönteminin kullanıldığı uygulama alanları. ........................................ 21 Şekil 2.3: Çalışmalarda kullanılan yöntemler............................................................ 22 Şekil 2.4: Çalışmalarda kullanılan değerlendirme türleri. ......................................... 22 Şekil 2.5: Çalışmaların yıllara göre dağılımı. ............................................................ 23 Şekil 3.1: Bir KDS'nin bileşenleri. ............................................................................ 29 Şekil 3.2: GKDS ve WKDS benzerlikleri ve farkları. ............................................... 31 Şekil 3.3: AT yönteminde tasarıma ait bilgi sahaları. ............................................... 34 Şekil 3.4: Zikzak ile ayrıştırma.................................................................................. 35 Şekil 4.1: Denklem 15’in grafiksel gösterimi (Suh, 1990). ....................................... 41 Şekil 4.2: Tasarım aralığı, sistem aralığı, kesişim aralığı ve sistemin olasılık yoğunluk fonksiyonu (OYF). .................................................................... 45 Şekil 4.3: Bağımsızlık aksiyomu ile bilgi aksiyomu arasındaki ilişki. ...................... 47 Şekil 5.1: Üçgensel bulanık sayının grafiksel gösterimi. .......................................... 51 Şekil 5.2: Yamuk bulanık sayının grafiksel gösterimi............................................... 52 Şekil 5.3: Dilsel ifadeler ve bulanık değerleri. .......................................................... 57 Şekil 5.4: Hiyerarşik yapı içeren tasarım örneği. ...................................................... 61 Şekil 5.5: Üçgensel bulanık sayı yardımıyla tasarım aralıklarının tanımı. ................ 67 Şekil 5.6: Beklenen değer problemleri için tasarım aralığı. ...................................... 69 Şekil 5.7: İdeal FR. .................................................................................................... 70 Şekil 5.8: Kesin değer ve tasarım aralığı. .................................................................. 71 Şekil 5.9: Ölçütlere ait hiyerarşi örneği. .................................................................... 74 Şekil 6.1: Geliştirilen karar destek sisteminin ana yapısı. ......................................... 75 Şekil 6.2: KDS'nin çıkarım mekanizması. ................................................................. 76 Şekil 6.3: Hazırlık safhasının akış diyagramı. ........................................................... 78 Şekil 6.4: Tasarım algoritmasına ait akış diyagramı. ................................................ 84 Şekil 6.5: Karar safhasına ait akış diyagramı. ........................................................... 86 Şekil 6.6: Ana ekran görüntüsü. ................................................................................ 87 Şekil 6.7: Dilsel ifadeleri tanımlama ekranı. ............................................................. 88 Şekil 6.8: Uzman tanımlama ekranı........................................................................... 89 Şekil 6.9: Alternatif tanımlama ekranı....................................................................... 89 Şekil 6.10: Ölçüt tanımlama ekranı. .......................................................................... 90 Şekil 7.1: Binek otomobil sürücü kabini. .................................................................. 92 Şekil 7.2: Binek otomobiller için sürücü koltuğu. ..................................................... 94 Şekil 7.3: Koltuk hareket yolu. .................................................................................. 95 Şekil 7.4: FR’nin açılımı. .......................................................................................... 95 Şekil 7.5: Pedallara erişim (SAE J1100). .................................................................. 96 Şekil 7.6: Sürüş pozisyonundaki vücut açıları (SAE J1100). .................................... 96 Şekil 7.7: Araç sürüş pozisyonunda konfor bölgelerinin şematik gösterimi. ............ 97 Şekil 7.8: FR4’ün ayrıştırılıması. .............................................................................. 98 xiii.

(14) Şekil 7.9: Antropometrik boyutlar. .......................................................................... 104 Şekil 7.10: Katılımcıların antropometrik özellikleri. ............................................... 105 Şekil 7.11: Test parkuru (Ekşioğlu ve Çebi, 2009).................................................. 107 Şekil 7.12: Görüş rahatlığının sağlanması. .............................................................. 113 Şekil 7.13: Kontrollere erişim. ................................................................................. 114 Şekil 7.14: Sırasıyla A, B, C tasarımlarına ait sırtlık açısı ayar mekanizmaları ...... 114 Şekil 7.15: Sırtlık açısı ayarının rahat yapılması ..................................................... 115 Şekil 7.16: Sırasıyla A, B, C tasarımlarına ait yükseklik ayar mekanizmaları. ....... 115 Şekil 7.17: Yükseklik ayarının rahat yapılması. ...................................................... 115 Şekil 7.18: İleri-geri ayarının rahat yapılması. ........................................................ 116 Şekil 7.19: Başlık ayarının rahat yapılması. ............................................................ 116 Şekil 7.20: Sırasıyla A, B, C tasarımlarına ait başlık ayar mekanizmaları .............. 117 Şekil 7.21: Minder derinliği. .................................................................................... 117 Şekil 7.22: Minder genişliği..................................................................................... 118 Şekil 7.23: Bel desteği. ............................................................................................ 119 Şekil 7.24: Sırtlık genişliği. ..................................................................................... 119 Şekil 7.25: Sırtlık yüksekliği. .................................................................................. 120 Şekil 7.26: Başlık yüksekliği. .................................................................................. 121 Şekil 7.27: Gösterge tasarım hiyerarşisi. ................................................................. 124 Şekil 7.28: Çeşitli gösterge tasarımları. ................................................................... 128 Şekil 7.29: Gösterge tasarımında kullanılan dilsel ölçek. ........................................ 130 Şekil 7.30: Ağırlıklı ve ağırlıksız durum için sıralama ............................................ 132 Şekil 7.31: FR21, FR22, FR23 için tasarım başarı değerleri ................................... 133 Şekil 7.32: FR24, FR25 ve FR3 için tasarım başarı değerleri ................................. 134 Ek Şekil B.1: Alt Modül I’ e ait akış diyagramı. ..................................................... 155 Ek Şekil B.2: Alt Modül II’ye ait akış diyagramı. .................................................. 155 Ek Şekil B.3: Alt Modül III’ e ait akış diyagramı. .................................................. 156 Ek Şekil B.4: Alt Modül IV’ e ait akış diyagramı. .................................................. 156 Ek Şekil D.1: Test süreci akış diyagramı. ............................................................... 161 . xiv.

(15) AKSİYOMLARLA TASARIM ESASLI BULANIK SİSTEMİ GELİŞTİRME VE BİR UYGULAMA. KARAR. DESTEK. ÖZET Aksiyomlarla Tasarım (AT) yöntemi ürün ve sistem tasarımı için Nam Pyo Suh (1990) tarafından geliştirilmiş bilimsel bir yöntemdir. Yöntemin ana amacı; tasarımcıları daha yaratıcı yapmak, rastsal tarama süreçlerini azaltmak, deneme yanılma süreçlerini minimize etmek ve en iyi tasarımın seçimine yardımcı olmaktır (Suh, 2001). Yöntemin temelindeki felsefe, “Tasarımcı ya da müşteri NE yapmak istiyor? – İstediğini NASIL başarabilir?” soruları arasındaki sürekli etkileşime dayalıdır. Aksiyomlarla tasarım yaklaşımının, “bağımsızlık aksiyomu” ve “bilgi aksiyomu” olmak üzere iki aksiyomu vardır. Bağımsızlık aksiyomu olarak adlandırılan yöntemin ilk aksiyomu, fonksiyonel gereksinimler arasında bağımsızlığın sağlanması kuralını gerekli kılar. İkinci aksiyom olan bilgi aksiyomu ise, bağımsızlık aksiyomunu sağlayan alternatiflerin arasından bilgi içeriği en küçük olan alternatifin seçilmesini gerektirir. Aksiyomlarla tasarım yöntemi, literatüre önerildiği günden beri farklı çalışma alanlarına uygulanmıştır. Sistem geliştirme, ürün geliştirme, yazılım geliştirme, üretim sistemi tasarımı ve karar verme çalışmaları göze çarpan başlıca uygulama alanlarıdır. Literatürde, uygulama çalışmalarının yanı sıra az da olsa teoriyi geliştirmeyi amaçlayan çalışmalar da mevcuttur. Tez çalışması kapsamında ele alınan konular şu şekildedir; (i) bağımsızlık ve bilgi aksiyomuna çeşitli katkılar yaparak yöntemi geliştirmek; (ii) geliştirilen yöntemi içeren bir karar destek sistemi oluşturmak; (iii) geliştirilen yöntemi binek otomobillerin sürücü koltuğu tasarımına ve gösterge tasarımına uygulamaktır. Tez çalışmasının literatüre katkıları şu şekildedir; İlk olarak, bağımsızlık aksiyomunda yer alan fonksiyonel gereksinimlerle tasarım parametreleri arasındaki ilişki, ilişkinin derecesine göre tanımlanmıştır. Klasik aksiyomlarla tasarım yönteminde fonksiyonel gereksinimlerle tasarım parametreleri arasındaki ilişkiler, ilişki var ve ilişki yok şeklinde tanımlanırken önerilen yöntemle ilişkiler ilişkinin derecesine bağlı olarak tanımlanmıştır. Bu nedenle klasik yöntemde zayıf ilişkiler ya göz ardı edilip yokmuş gibi davranılıyordu ya da zayıf ilişkilerden dolayı tasarım, bağlı tasarım olarak kabul ediliyordu. Geliştirilen yöntemde ilişki derecelendirildiğinden, yöntem tasarımcıların zayıf ilişkilerden kaynaklanan tasarım problemlerini önceden fark etmesine yardım etmektedir. Böylece tasarım parametreleri ile fonksiyonel gereksinimler arasındaki ilişkinin kuvvetinden tasarımın çalışıp çalışmayacağı yorumlanabilmektedir. Çalışmada ayrıca bağımsızlık aksiyomundan faydalanılarak tasarım parametrelerinin önem dereceleri ortaya konulmuştur. Böylece, tasarım esnasında tasarımdan beklentiyi en fazla etkileyen tasarım parametreleri belirlenerek, beklentilerin en iyi şekilde karşılanabilmesi amaçlanmıştır. Bir diğer katkı ise tasarım matrisine ait bağlılık ve bağımsızlık katsayıları hesaplanarak tasarımın kalitesi yorumlanabilmektedir. Böylece bu xv.

(16) katsayılar kullanılarak farklı tasarım parametreleriyle oluşturulan tasarımların karşılaştırılması yapılabilmektedir. Çalışma kapsamında sunulan ikinci katkı ise; daha önce bulanıklaştırılan bilgi aksiyomu yöntemi çeşitli karar verme problemlerinin çözümünü içerecek şekilde geliştirilmiştir. Karar verme problemleri beklenen değer, kesin değer ve sıralama problemleri olarak çeşitli sınıflara ayrılmış ve bilgi aksiyomunun kullanımı için problem türlerine göre fonksiyonel gereksinim tanımları yapılmıştır. Geliştirilen bilgi aksiyomu, karar vericinin beklentisini dikkate alan ve çeşitli karar problemlerine uygulanabilen etkin bir karar verme aracı haline dönüştürülmüştür. Ayrıca yöntem, aynı problemde yer alan rasyonel değerlendirmeleri de dikkate alarak çözüm sunabilecek şekilde geliştirilmiştir. Bir diğer iyileştirme ise; sadece kıyaslama aracı olarak kullanılan tasarıma ait bilgi içeriği değeri çalışma kapsamında geliştirilerek tasarıma ait başarım oranı tanımı yapılmıştır. Böylece, önerilen tasarımın beklentileri karşılama durumu yorumlanabilmiştir. Çalışmamızın üçüncü katkısı ise; geliştirilen aksiyomları içeren bir karar destek sistemi önerilmesidir (Design and Decision ; d2). Geliştirilen karar destek sistemi, tasarımın fonksiyonel bağlılık derecesini ölçer, tasarım parametrelerine dair önem derecelerini hesaplar ve en iyi alternatifin seçiminde karar vericiye destek olur. Tezin dördüncü özgün yönü ise; geliştirilen yöntem, ilk kez ergonomik açıdan binek otomobillerin koltuk ve gösterge tasarımına uygulanmıştır. Uygulamada, binek otomobiller için koltuk tasarımına ve gösterge tasarımına ait tasarım parametrelerinin neler olduğu belirlenmiş ve bu tasarım parametrelerinin önem dereceleri hesaplanmıştır. Ayrıca yapılan test çalışmasıyla Türk sürücüler için koltuk ve gösterge tasarım parametrelerine ait karakteristik özellikler ortaya koyulmuştur. Gelecek çalışmalarda elde edilen tasarım parametreleri önem dereceleri kullanılarak bir tasarıma ait boyutların optimizasyonu yapılabilir. Örneğin, bir otomobilin orta konsol üzerinde bulunan kontrol düğmeleri ve hava kanallarının konumlarına ait değerlendirme yapılabilir. Bunun için geliştirilen bağımsızlık aksiyomundan elde edilecek önem derecelerine bağlı ve kontrol düğmelerinin bulunacağı noktaya bağlı fayda fonksiyonu oluşturulabilir ve bu fonksiyonların optimzasyonuyla kontrol düğmelerine ait ideal konumlar belirlenebilir. Ayrıca önerilen karar destek sisteminin bilgisayar programcılarından oluşan uzman bir ekip yardımıyla bir paket programına dönüştürülerek ticari bir programa dönüştürülebilir.. xvi.

(17) DEVELOPING A FUZZY DECISION SUPPORT SYSTEM BASED ON AXIOMATIC DESIGN PRINCIPLES SUMMARY Axiomatic Design (AD) is a method which has been developed by Nam Pyo Suh (1990) as a scientific and systematic basis providing structures to design processes for engineers. The primarily goal of axiomatic design is to make designers more creative, to reduce the random search process, to minimize the iterative trial-anderror process, and to determine the best designs among the proposed designs. The essence of the axiomatic design involves a continuous interplay between what designers/customers want to achieve and how they want to achieve it. The axiomatic approach uses two axioms named as “independence axiom” and “information axiom” to improve a design. The first axiom, independence axiom, states that the independence of functional requirements (FRs) must always be maintained, where FRs are defined as the minimum set of independent requirements that characterizes the design goals. Then, the second axiom, information axiom, states that the design having the smallest information content is the best design among those designs that satisfy the independence axiom (Suh, 2001). Axiomatic design methodology has been applied to various application areas since it was proposed to literature. Some successful applications of AD methodology are as follows: Software Design, System Design, Manufacturing System Design, and Product Design. Besides of these application studies, there are some other studies including theoretical developments in the literature. In the scope of this study, following topics have been taken into consideration; (i) to improve both axioms of the axiomatic design methodology; (ii) to develop a decision support system including proposed improvements; (iii) to apply the proposed algorithm for the seat and display design of passenger cars. Following contributions are presented in this study; The first contribution of the study is that the relation between functional requirements and design parameters in the independence axiom has been defined by the degree of the relation. However, in the conventional axiomatic design, the relation between functional requirements and design parameters is symbolized by 0 or 1 such that 1 represents a relation and 0 represents no relation. Therefore, the conventional axiomatic design methodology does not take into consideration the weak relations or the design is accepted as coupled design because of weak relations. The grading of the relations helps designers to recognize design problems caused by weak relations since the developed methodology can take into consideration even weak relations. Hence, it is easily determined whether a design works properly. Moreover, the importances of the design parameters are put forward by using the developed independence axiom. Thus, the design parameters which mostly satisfy functional requirements are determined. Furthermore, the quality of a design is defined by the functional independences and dependences belonging to design. xvii.

(18) matrix. Thus, the comparison of the design matrices which consist of different design parameters can be done. The second contribution of the study is that the fuzzy information axiom has been improved to be used for the solution of all types of multiciriteria decision making problems. In this perspective, multicriteria decision making problems have been classified as exact value problems, expect value problems, and ranking problems. The definition of functional requirements has been also defined based on the problem types. Hence, the developed information axiom has been used an as effective decision making tool which takes into consideration decision makers’ expectations and can be used for the solution of all multicriteria decision making problems. Moreover, the information axiom has been developed to present a solution for the crisp evaluation symbolized by a real number. Furthermore, the definition of design satisfaction ratio has been proposed based on information content to explain the satisfaction level of a design while information content values obtained from information axiom have been used only as a comparison and selection tool. The third contribution of the study is that a decision support system has been developed, which is called as design and decision (d2). The system calculates the functional independences and dependences of the design matrix and gives decision aid for the multicriteria decision making problems. The forth contribution of the study is that the proposed algorithm is applied to seat and display design of passenger cars in terms of ergonomics issues. In the application, the design parameters for seat and display design are determined and importances of the design parameters are defined. Moreover, the characteristics for the seat and display designs have been presented for Turkish people by test study. As a further aspect, the scope of the developed algorithm can be extended by using importances of the design parameters to optimize design dimensions. For instance, control buttons and air passages on the center of the dashboard can be evaluated based on their locations. A utility function can be derived based on the importances of the buttons obtained from developed independence axiom and locations of the buttons. And the ideal locations of the buttons can be determined by optimizing of the utility function. Moreover, the proposed decision support systems can be structured as software package by software engineers.. xviii.

(19) 1.. GİRİŞ. Tasarım en kaba tanımıyla müşteri beklentileriyle şirket karlılığını optimize etme süreci olarak tanımlanır (Cooper ve Press, 1995). Tasarım, çeşitli süreçleri, bilgi ve deneyim alt yapısını içeren karmaşık bir süreçtir. Bir tasarım içerik olarak dört farklı şekilde ele alınır (Pahl ve Beitz, 1996).. •. Orjinal tasarım; belirlenen bir ihtiyacı karşılamak için yaratıcı ve yeni fikir olarak sunulan uygulamadır.. •. Adapte edilen tasarım; Mevcut bir sisteme çözüm prensipleri aynı kalmak şartıyla farklı bir göreve adapte edilmesidir.. •. Geçiş tasarımı; Mevcut ürünü iyileştirme ve geliştirmedir.. •. Değişken tasarım; seçilen sistemin fonksiyon ve çözüm prensipleri sabit kalmak şartıyla, malzeme veya bazı boyutlarının değiştirilmesidir.. Bir ürüne ait tasarım süreci Şekil 1.1’de verilmiştir (Benhabib, 2003). Şekil 1.1’de belirtildiği gibi tasarım sıralı olarak gerçekleştirilebilecek basit bir süreç değildir. Bir ürün tasarımında tasarım ekibi, güvenlik, kalite, maliyet, atık gibi birçok faktörü içeren ürün çevrim sürecini göz önünde bulundurmalıdır. Bu nedenle tasarım farklı deneyimlere sahip disiplinler arası üyesi olan bir takım işidir ve tasarım süreci pazar ya da müşteri beklentilerinin tanımlanmasıyla başlar. Müşteri açısından endüstriyel bir ürün tasarımında görünüş, insan faktörü ve bakım önemli tasarım unsurlarıdır. Görünüş, ürünün çekiciliğini arttıran şekil ve renk tasarımını içerir. İnsan faktörü, ürünle insan arasındaki arayüzün ürünün güvenli ve fonksiyonel bir şekilde kullanılmasını gerekli kılar. Bakım ise ürünün arızalanması durumunda tamiratının rahat yapılabilecek bir şekilde tasarlanması gerekliliğini vurgular. Firma açısından ürün tasarımında en önemli unsur ise ürünün en uygun maliyette, en kolay ve en kaliteli şekilde üretilmesidir (Benhabib, 2003; Norman, 2002).. 1.

(20) Kullanıcı İhtiyaçlarını. Kavramsal Tasarım. Tanımla. Sentez. Optimizasyon. Analiz. Prototip. Değerlendirme. Üretim sürecinin planlanması. Şekil 1.1: Tasarım sürecinin şematik gösterimi. Son yıllarda tasarım verimliliğini artırmak ve kaliteyi iyileştirmek için dört farklı tasarım. yöntemi. geliştirilmiştir.. Bu. yöntemler;. Aksiyomlarla. tasarım,. Üretim/Montaj/Çevre için tasarım, Deney tasarımı ve Taguchi yöntemi, Grup teknolojisi tabanlı tasarımdır. Bu tasarımlardan Grup teknolojisi tabanlı tasarım ve Aksiyomlarla tarsım kavramsal tasarımda, Üretim/Montaj/Çevre için tasarım detay tasarımda ve Taguchi yöntemi parametrik tasarımda tasarımcıya destek olan yöntemlerdir (Benhabib, 2003). Orijinal bir tasarımın ortaya konulması zordur ve süreç analizi gerektirir. Endüstride ortaya konulan yeni ürün zaman içerinde olgunlaşır ve belirlenen yeni ihtiyaçlara göre geliştirilir. Kısaca, ürün tasarımı deneyim ve tecrübeye bağlı olarak geliştirilen ve deneme yanılma yönteminin hâkim olduğu süreçtir. Deneme yanılmaya bağlı olarak ürün geliştirme süreci, zaman alan ve maliyetli bir iştir. Bu nedenle, Suh (1990) ürün ve sistem tasarımı için sistematik bir yöntem sunan, tasarımları daha yaratıcı kılan, deme yanılma sürecini en küçükleyen ve amaca uygun en iyi sistemin seçimini sağlayan aksiyomlarla tasarım yöntemini geliştirmiştir. Böylece, tasarım oluşturulmadan önce muhtemel sorunlar önceden fark edilir ve çözüm önerileri geliştirilir. Bu şekilde tasarım süreci hızlı ve düşük maliyetle gerçekleştirilir. Bu çalışma kapsamında Aksiyomlarla tasarım yöntemi bulanık ortamda ele alınacaktır. Bu bağlamda, bağımsızlık aksiyomunun bulanıklaştırılması ve bulanık bilgi aksiyomu yönteminin geliştirilmesi planlanmaktadır. 2.

(21) Tez çalışmasının içeriği şu şekilde belirlenmiştir; İkinci Bölüm, aksiyomlarla tasarım yöntemi kullanılarak uluslararası dergilerde yayımlanan çalışmaları içeren yayın taramasını içermektedir. Yöntemin kullanıldığı bilimsel çalışmalar incelenerek çeşitli sınıflara ayrılmıştır. Yayın taramasından yola çıkarak yöntemin eksik yönleri vurgulanmış ve tezin amacı ortaya konmuştur. Üçüncü Bölüm, tezde kullanılan çeşitli kavramların tanımlarını içermektedir. Bu bölümde aksiyomlarla tasarım yöntemi ve karar destek sistemleri hakkında genel kavram ve tanımlar verilmiştir. Dördüncü Bölüm, tasarım aksiyomlarının teorik alt yapısını ve birbirleriyle olan ilişkisini içermektedir. Bu bölümde, bağımsızlık aksiyomu ve bilgi aksiyomu tanımlanarak fonksiyonel bağımsızlık kavramı üzerine durulmuştur. Beşinci Bölüm, bulanık mantığa giriş, bağımsızlık aksiyomunun bulanıklaştırılması ve bulanık bilgi aksiyomunun geliştirilmesi ana konularını içermektedir. Bağımsızlık aksiyomuna bağlı olarak tasarımların sınıflandırılması yeniden yapılmış ve tasarım matrisinin bulanıklaştırılması için bir algoritma sunulmuştur. Ayrıca, karar verme problemleri gruplandırılarak bulanık bilgi aksiyomu yönteminin çok ölçütlü karar verme problemlerinin çözümünde kullanımı detaylandırılarak geliştirilmiştir. Altıncı Bölüm, bulanık bağımsızlık ve bulanık bilgi aksiyomlarını kullanan bir karar destek sistemi önerisini içermektedir. Yedinci Bölüm, geliştirilen yöntemin ergonomik açıdan bir ürün tasarımına uygulanmasını içermektedir. Bu amaçla binek otomobiller için koltuk ve gösterge tasarımları ele alınmıştır. Bağımsızlık aksiyomu kullanılarak tasarımlara ait tasarım parametreleri ve tasarım parametrelerinin önem dereceleri belirlenmiş ve Bilgi Aksiyomuyla tasarım parametrelerinin karakteristik özellikleri vurgulanmıştır. Sekizinci Bölüm ise, yapılan tez çalışmasının sonuçlarını ve gelecekte yapılabilecek çalışma önerilerini içermektedir.. 3.

(22)

(23) 2. 2.1. YAYIN TARAMASI, AMAÇ VE KAPSAM Giriş. Aksiyomlarla Tasarım (AT) Yöntemi, akademik literatüre önerildiği günden beri birçok çalışma alanına uygulanmıştır. Sistem geliştirme, ürün geliştirme, yazılım geliştirme, üretim sistemi tasarımı ve karar verme göze çarpan başlıca uygulama çalışmalarıdır. Literatürde uygulama çalışmalarının yanı sıra az da olsa teoriyi geliştirmeyi amaçlayan çalışmalar da mevcuttur. Bu bölümde AT yönteminin kullanıldığı çalışmalar ele alınmaktadır. İncelenen çalışmalar Çizelge 2.1’ de verilmiştir. Bu çizelgede çalışmalar dört ana grupta incelenmiştir. Bunlar; 1. Aksiyom Türü: Çalışmada kullanılan aksiyomun türü belirtilmektedir. 2. Uygulama Türü: Bu bölümde çalışmanın uygulama türü vurgulanmaktadır. Uygulama türlerini ürün tasarımı, sistem tasarımı, üretim sistemi tasarımı, yazılım geliştirme ve karar verme oluşturmaktadır. Tanımlanan sınıflandırma dışında kalan ve AT’nin yeni bir alanda uygulanabilirliğini gösteren çalışmalar da literatürde mevcuttur. Bu çalışmalar çizelgede Diğer olarak adlandırılan sütunda verilmektedir. 3. Yöntem:. Çalışmada. kullanılan. yöntem. tanımlanmaktadır.. İncelenen. çalışmalar arasında, AT yönteminin literatüre önerildiği şekilde kullanan, bir başka yöntemle birlikte kullanan ve teoriyi geliştirmeyi amaçlayan çalışmalar mevcuttur. 4. Değerlendirme Türü: Değerlendirme türü sütununda, çalışmalarda kullanılan matematiksel işlemin tipi vurgulamaktadır.. 5.

(24) Çizelge 2.1: Yayın taramasının sınıflandırılması (1990-2009 yılları arası).. Suh (1990b) Kim ve diğ. (1991) Gunasekera ve Ali (1995) Suh (1995a) Suh (1995b) Harutunian ve diğ. (1996) Gazdik (1996) Suh (1997) Tseng ve Jıao (1997) Suh ve diğ.. (1998) Goel ve Singh (1998) Cochran ve diğ. (1998) Cha ve Cho (1999) Babic (1999) Cochran ve diğ. (2000) Suh ve Do (2000) Chen ve diğ. (2001) Donnarumma ve diğ..(2002) Bae ve diğ. (2002) Huang (2002) Jang ve diğ. (2002) Huang ve Jiang (2002) Melvin ve Suh (2002) Lee ve diğ. (2003 ) Kim ve diğ. (2003) Su ve diğ. (2003) Chen ve diğ. (2003) Lindkvist ve Söderberk (2003) Deo ve Suh (2004) Chen ve Feng (2004) Ngai, ve Jiao (2004) Suh (2004). 6. Bulanık Kümeler. Teori Geliştirme. Entegre Yöntem. AT Uygulaması. Klasik Kümeler. Değer. Türü. Yöntem. Diğer. Karar Verme. Yazılım Tasarımı. Üretim Sistemi Tasarımı. Sistem Tasarımı. Uygulama Türü. Ürün Tasarımı. Bilgi. Bağımsızlık. Aksiyom Türü.

(25) Çizelge 2.1: (Devam)Yayın taramasının sınıflandırılması.. Thilman ve diğ. (2005) Hirrani ve Suh (2005) Yi ve Park (2005) Kulak ve diğ. (2005) Kulak ve diğ (2005) Kulak (2005) Pappalardo ve Naddeo (2005) Kulak ve Kahraman (2005a) Kulak ve Kahraman (2005b) Housmand ve Jamshidnezhad (2006). Thielman ve Ge (2006) Heo ve Lee (2007) Liang (2007) Schnetzler ve diğ. (2007) Nakao ve diğ. (2007) Coelho ve Mourão (2007) Halender (2007) Lo ve Helander (2007) Bang ve Heo (2009) Shin ve diğ. (2008) Ferrer ve diğ. (2008) Togay ve diğ. (2008) Lee ve Shin (2008) Durmuşoğlu ve Kulak (2008) Gümüş ve diğ. (2008) Tang ve diğ. (2008) Kahraman ve Çebi (2009) Çelik ve diğ (2009) Çelik ve diğ. (2009) Çelik ve diğ (2009) Çelik (2009a) Çelik (2009b) Çelik (2009c). 7. Bulanık Küme. Değer. Türü. Klasik Küme. Teori Geliştirme. Entegre Yöntem. AT Uygulaması. Yöntem. Diğer. Karar Verme. Yazılım Tasarımı. Üret,m Sistemi tasarımı. Sistem Tasarımı. Uygulama Türü. Ürün Tasarımı. Bilgi. Bağımsızlık. Aksiyo m Türü.

(26) 2.2. Sistem Tasarımı. Belirli beklentileri karşılamak amacıyla sistemin yapısını, bileşenlerini, arayüzlerini ve veri türlerini tanımlanma sürecine sistem tasarımı denir. Literatürde AT yöntemine dayalı sistem tasarımı çalışmaları şunlardır; Suh (1995a), çalışmasında büyük sistemlerin tasarımı için AT yöntemine dayalı kavramsal bir temel sunmuştur. AT yaklaşımına göre büyük bir sistem, ömrü boyunca karşılaşabileceği bir dizi tahmin edilen ve tahmin edilemeyen fonksiyonel gereksinimleri karşılamak zorunda olan bir sistem olarak tanımlanmaktadır. Çalışmada, bu tür sistemler için bağımsızlık ve bilgi aksiyomuna dayalı bir takım teoremler sunulmuştur. Bu teoremlere ait ayrıntılar, organizasyon ve zeki üretim sistemlerinin tasarım süreçlerine uygulanmıştır. Suh (1997) çalışmasında, sistemleri tanımlayan, sınıflandıran ve sistem tasarımı için kavramsal tasarı önerileri sunmuştur. Çalışmada sistemler, fonksiyonel gereksinim miktarına göre büyük ve küçük sistemler olarak ikiye ayrılmıştır. Küçük sistemler, zamanın bir fonksiyonu olarak değişmeyen ve sınırlı sayıda fonksiyonel ihtiyaçlara sahip olan sistemler olarak tanımlanırken büyük sistemler yüksek seviyedeki fonksiyonel gereksinim sayısı fazla olan sistemler olarak tanımlanmaktadır. Çalışmada büyük sistemler kendi içinde sabit ve esnek sistemler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Literatürde sistem tasarımları için kullanılan deneme-yanılma ve tecrübeye dayalı tasarım yöntemlerine alternatif olarak, AT yöntemi önerilmektedir. Böylece,. tasarım. kalitesinin. iyileştirilmesiyle. sistem. performanslarının. da. geliştirileceği vurgulanmıştır. Bae ve diğ. (2002) çalışmalarında, aksiyomlarla tasarım prensiplerini kullanarak süspansiyon sisteminin sıralı kinematik tasarımını ele almıştır. Çalışma kapsamında bağımsızlık aksiyomunu kullanarak yeni bir tasarım için gerekli fonksiyonel ihtiyaçlar kümesini ve bunları karşılayacak tasarım parametrelerini ortaya koymuş ve üç farklı süspansiyon tasarımını (McPherson, Doupble Wishbone, Multilink) belirlenen tasarım parametreleri altında incelemişlerdir. Bağımsızlık aksiyomuna göre yapılan inceleme sonucunda, McPherson ve Double Whisbone tasarımlarının bağlı tasarımlar ve Multilink tasarımın ise ayrılmış tasarım olduğu kanıtlandığından Multilink tasarımının diğer iki tasarımdan daha iyi olduğu sonucuna varmışlardır.. 8.

(27) Deo ve Suh (2004) çalışmalarında bağlı ya da ayrışmış tasarımı ayrık tasarıma dönüştüren, bilgi dönüşümü yöntemini önermişlerdir. Önerilen çalışma otomobil süspansiyon sistemine uygulanmıştır. Thielman ve diğ. (2005) çalışmalarında, AT prensiplerinden birinci aksiyomu kullanarak General Atomics’ Gas Turbine-Modular Helium Reactor’ ün reaktör kovuğu soğutma sistemi tasarımını ele almışlar ve sistem tasarımının bağımsızlık aksiyomunu sağlayıp sağlamadığını araştırmışlardır. Çalışmada mevcut tasarımın uygunluğunun değerlendirilmesi için hem nitel hem de nicel ölçüm yöntemleri geliştirmişlerdir. Ayrıca çalışmalarında, Suh (1990) tarafından önerilen doğrusallık ve açısallık değerlerini dikkate alarak bağlılığı minimize etmeye çalışan optimizasyon modeli geliştirilmiştir. Yöntemin daha modüler, daha sağlıklı, daha güvenli ve daha düşük maliyetli nükleer reaktör tasarımı oluşturmada etkili bir araç olduğuna işaret edilmiştir. Thielman ve Ge (2006) çalışmasında büyük sistemlerin değerlendirmesi ve optimizasyonu için AT yöntemine dayalı sistematik bir yöntem sunmuştur. İlk olarak bağımsızlık aksiyomu kullanılarak sistem hiyerarşisi elde edilmiş ve fonksiyonel gereksinimlerle tasarım parametreleri tanımlanmıştır. Daha sonra açısallık (R: ing. Reangularity) ve doğrusallık (S: ing. semangularity) tanımlarından elde edilen oran yardımıyla analiz gerçekleştirilmiştir. Çalışmada en az fonksiyonel bağlı tasarım elde etmek için R/S optimizasyonunun kullanılması önerilmektedir. Önerilen yaklaşım nükleer reaktör sistem tasarımına uygulanmıştır. Heo ve Lee (2007) çalışmalarında Aksiyomlarla Tasarım (AT) yöntemini kullanarak, nükleer elektrik santralinin acil çekirdek soğutma sistemi tasarımını yeniden ele almışlardır.. Çalışmada AT yöntemi nükleer elektrik santrallerinde güvenliğin. iyileştirilmesi amacıyla kullanılmıştır. Bu amaçla iki farklı tasarım birinci aksiyoma göre ele alınmış ve tasarımlardan hangisinin daha iyi olduğu araştırılmıştır. Halender (2007) çalışmasında AT yöntemine dayalı sistem analizleri için Tasarım Eşitlikleri adlı bir yaklaşım önermiştir. Yöntemin amacı tasarım bağlılığını gerektiren durumların tespit edilmesi ve bağlı tasarımı ortadan kaldıracak yeni tasarım parametrelerinin tanımlanmasıdır. Çalışmada her iki aksiyomdan da faydalanılmıştır. Bağımsızlık aksiyomu insan-makine etkileşimi arasındaki tasarım bağlılığını ve kompresliği ortadan kaldırmak amacıyla kullanılırken bilgi aksiyomu. 9.

(28) insan karakteristiğinin değişkenliğini hesaba katan insan faktörü tasarımında kullanmıştır. Bang ve Heo (2009) yeni bir soğutucu sistem geliştirmek maksadıyla bağımsızlık aksiyomunu kullanarak nano-akışkan soğutucu sistem tasarımını ele almışlardır. Nano-akışkan soğutucu sistem tasarımı her ne kadar bağlı bir tasarım oluştursa da, AT yöntemi kullanılarak tasarımın bağlılık derecesi elemine edilmiştir. 2.3. Ürün Tasarımı. Tüketicilerin işlev, dayanım, hizmet, estetik ve ergonomi açısından beklentilerini karşılayan yeni bir ürünün oluşturulma sürecine ürün tasarımı denir. Ürün tasarımı üzerine AT yönteminin uygulamaları şu şekildedir; Suh (1990) çalışmasında, AT yöntemini kullanarak yaratıcı tasarımları ortaya çıkaran makinelerin tasarlanması için kavramsal bir model sunmuştur. Çalışmada geliştirilen makine, doğru karar verme yeteneğine ve yaratıcı tasarımların sentezi için zengin bir bilgi tabanına sahip düşünen makine olarak tanımlanmaktadır. Geliştirilen model, fonksiyonel ihtiyaçların tanımlanması, tasarım parametrelerinin oluşturulması, tasarım çözümlerinin analizi ve nihai çözümün kontrolü olmak üzere dört ana adımdan. oluşmaktadır.. Çalışmada. bağımsızlık. aksiyomu. önerilen. tasarım. çözümlerinin analizi için kullanılırken, uygun tasarım alternatiflerinin arasından en uygununun seçimi için bilgi aksiyomunu kullanılmıştır. Suh (1995b) çalışmasında, ürün kalitesi ve süreç verimliliğini etkileyen ürünün ve sürecin tasarımı aşamasında alınan kararlara yardımcı olması amacıyla kavramsal bir model geliştirilmiştir. Kaliteyi geliştirmek için önerilen yöntem, kullanılan istatistiksel süreç kontrol ve diğer yöntemlerin, AT yönteminin bağımsızlık ve bilgi aksiyomları ile tutarlı olmasını gerektirmektedir. Çalışmada, geliştirilen ürünlerin kalitelerinin kontrolü için, bağımsızlık aksiyomu ve bazı teoremlere dayandırılarak tasarım ölçütleri ileri sürülmüş ve tartışılmıştır. Bu ölçütler, bazı kalite kontrol yöntemlerinin geçerliliği ile sınırlandırılmıştır. Çalışmada ayrıca, birden fazla kabul edilebilir ürün veya süreç tasarımı olduğunda en iyi tasarımın seçimi için bilgi aksiyomunun kullanılması önerilmektedir. Tseng ve Jiao (1997) çalışmalarında, bağımsızlık aksiyomunu kullanarak elektronik ürünlerin tasarımı sırasında modüllerin tanımlanması ve oluşturulması sorununu 10.

(29) çözümleyen bir yöntem önermişlerdir. Önerilen yöntem çok sayıda modül içeren güç kaynağının tasarımında uygulanmıştır.. Ürün modüllerinin oluşturulmasındaki. zorluk, elde edilen tasarım matrisinin bağımsızlık aksiyomunu sağlamamasından kaynaklandığından çalışmada, kümelendirme yöntemi (ROC: ing. Rank Order Clustering)kullanılarak. bağlı. tasarım. ayrık. ya. da. ayrılmış. tasarıma. dönüştürülmektedir. Bu yöntemin kullanımı sonucunda aynı grupta toplanan fonksiyonel ihtiyaçlar ve tasarım parametreleri yardımıyla ürün modülleri oluşturulmaktadır. Goel ve Singh (1998) çalışmalarında, ürün geliştirme safhasında dayanıklı ürün tasarımı için yaratıcılık ve yenilik kavramlarını AT yöntemiyle birleştiren bir model önermişlerdir.. Çalışmada. yaratıcılık. ve. yenilik. içeren. çeşitli. yöntemler. değerlendirilmiş ve kavramsal ürün tasarımına katkı sağlayan yeni bir yaklaşım oluşturulmuştur. Çalışmada, bir ürünün tasarlanma süreci için bilgi toplama ve analiz, kapsam ve gereksinimlerin tanımlanması, konseptin seçimi ve geliştirilmesi, tasarımın detaylandırılması ve optimizasyon, geçerlilik ve doğrulama aşamaları önerilmektedir. Cha ve Cho (1999) çalışmalarında AT yöntemi kullanarak mevcut bir DVD tasarımını ele alarak mevcut tasarımın performansını iyileştiren bir yol haritası ortaya koymuşlardır. Çalışmada, bağımsızlık aksiyomundan faydalanılarak tanımlanan fonksiyonel gereksinimleri karşılayacak tasarım parametreleri belirlenmiştir. Jang ve diğ. (2002) çalışmalarında gemi tasarımı alanında AT prensiplerinin uygulanabilirliğini araştırmışlar ve hem bağımsızlık hem de bilgi aksiyomunun uygulamasını anlatan örnekler vermişlerdir. Kim ve diğ. (2003) sürgü başlığı ve disk arasındaki yüzey aşınmasını en aza indirmek amacıyla bağımsızlık aksiyomundan faydalanmışlardır. Çalışmada, gerekli fonksiyonel ihtiyaçlar tanımlanmış ve fonksiyonel ihtiyaçları karşılayacak tasarım parametreleri tanımlanarak tribolojik bir tasarım geliştirmişlerdir. Lee ve diğ. (2003) sundukları çalışmada bir otomobilin şasisini yeniden analiz etmişler ve yeni ürün tasarlamışlardır. Çalışmada analiz işlemi için sonlu elemanlar yöntemi kullanılırken ana şasi alt parça kalınlıklarının tayini için bağımsızlık aksiyomundan faydalanmışlardır. Ayrıca çalışmada şasi kalınlığını otomatik arttıran bir sonlu elemanlar yöntemine dayalı bir program geliştirilmiştir.. 11.

(30) Hirrani ve Suh (2005) çalışmalarında mil yatağı çalışma karakteristiklerine uygun optimum tasarım yöntemi sunmuşlardır. Çalışmada yağ sızıntısının ve güç kaybının en aza indirgenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla çalışmada genetik algoritma ve AT yöntemlerinden faydalanılmıştır. Genetik algoritma çok amaçlı optimizasyon probleminin çözümünde kullanılırken bağımsızlık aksiyomu problemin anlaşılması ve analiz edilmesi amacıyla kullanılmıştır. Bağımsızlık aksiyomu kullanılarak tasarımda var olan fazlalıklar ve bağlılıklar tanımlanmış ve daha sonra fazlalıklar duyarlılık analiziyle indirgenmiştir. Liang (2007) bilgisayar programlarında kullanılan grafiksel arayüzlerdeki simgelerin (ikon) tasarımlarının nasıl olması gerektiğini AT yönteminin bağımsızlık aksiyomunu kullanarak ele almıştır. İkon tasarımı için tasarımcıların izleyeceği sistematik bir yöntemin olmaması, ikon tasarımının deneme yanılma süreci içermesi, tasarım sürecinin zaman alması ve ayrıca maliyetli olması nedeniyle çalışmada ikon tasarımcıları için AT yöntemi önerilmektedir. Liang (2007) çalışmasında çeşitli ikon tasarımlarını bağımsızlık ve bilgi aksiyomu ilkelerine göre incelenmiş ve uygunluklarını araştırmıştır. Ayrıca çalışmasında operatör arayüz tasarımı için alarm özet ekranında yer alan ikonların tasarımı için bağımsızlık aksiyomundan nasıl faydalanılacağını göstermiştir. Çalışmada ayırt edilebilir ve anlamlı ikon tasarımı için AT prensiplerinin etkin kullanılabileceği vurgulanmaktadır. Lo ve Helander (2007) çalışmalarında AT yöntemini kullanarak tasarım bağlılıklarını tanımlayan ve tasarım bağlılığını giderecek çözümleri sunan bir yöntem geliştirmişlerdir. Geliştirilen model, amaç (ing. goal), fonksiyonel (ing. functional), fiziksel (ing. physical) ve eylem (ing. action) alanlarından oluşmaktadır. Tanımlanan alanlar arasındaki haritalandırma tasarım eşitlikleri tarafından sağlanmaktadır. Önerilen çalışma ayarlanabilir mikroskop iş istasyonu tasarımına, tek lensli manuel fotoğraf makinası tasarımına, video kamera tasarımına ve çift rezervuar sistemine uygulanmıştır. Ferrer ve diğ. (2008) çalışmalarında AT yöntemine, sayısal metotlara bağlı üretim sürecinin seçimine ve özel tasarım parametrelerine bağlı, üretim bilgi ve dokümantasyonunu birleştiren bir yöntem ortaya koymuşlardır. Çalışmanın ana amacı, üretim bilgi yapısını tanımlamak ve tasarımlar için bilgi tabanlı uygulama geliştirmektir. Metodun uygulaması olarak çalışmada bir biyel parçasının tasarımı ve üretim bilgisi sunulmaktadır. 12.

(31) Gümüş ve diğ. (2008) AT tabanlı yeni ürün geliştirme süreci için yeni bir model geliştirmişler, geliştirilen model tasarım kalitesini, yönetim gereksinimlerini, proje yönetimini ve paydaşlar arasındaki iletişimi koordine edebilmişlerdir. Model, yeni tasarımın ana ve detay hatlarıyla sergilenmesinde ve geliştirilmesinde tasarımcılara yardımcı olmaktadır. Lee ve Shin (2008) çalışmalarında TFT ve LCD ekranların temizlenmesinde kullanılan su jeti nozulu tasarımı için AT yöntemini kullanmışlardır. Temizleme işleminin en iyi şekilde yapılabilmesi için bir dizi fonksiyonel gereksinimler tanımlanmış ve bağımsızlık aksiyomu kullanılarak ayrılmış bir tasarım elde edilmiştir. Çalışmada bağımsızlık aksiyomu ve deney tasarımı yöntemleri kullanılmıştır. Shin ve diğ. (2008) nükleer yakıt kovanı grid yay tasarımı için bağımsızlık aksiyomundan faydalanmışlardır. Yakıt çubuğu, kovan içerisine sürterek girmesi nedeniyle bölgesel olarak hasar gören kısımdan radyasyonun yayılması, kovan yayı ile yakıt çubuğunun temas bölgesini artıracak yeni bir tasarım gerekli kılmıştır. Shin ve diğ. (2008) çalışmalarında geliştirilen yeni ürün için tasarım bölgesinin tanımında bağımsızlık aksiyomundan faydalanmışlardır. Tang ve diğ. (2008) çalışmalarında aksiyomlarla tasarım ve tasarım matrisi yöntemlerinin üstün ve zayıf yönlerini ele almışlardır. Çalışmaya göre, AT yöntemi tasarımcılara. fonksiyonel. gereksinimleri. karşılamaya. yarayan. tasarım. parametrelerinin tayininde yol gösterirken, tasarım parametrelerinin geometrik şekli, yüzey kalitesi gibi tasarım parametrelerinin karakteristikleri hakkında bir bilgi sunamamaktadır. 2.4. Yazılım Tasarımı. Yazılım tasarımı, bir problemi çözme süreci ve bir yazılım çözümü için planlamadır (Suh, 2001). Yazılım tasarımında ilk adım amacı ve yazılım karakteristiklerini tanımlamaktır. Bir sonraki adım ise, yazılım geliştirilen plana göre oluşturulur. Aşağıda yazılım geliştirme ile ilgili AT yönteminin uygulandığı çalışmalar verilmiştir; Kim ve diğ. (1991) çalışmalarında AT yönteminin bağımsızlık aksiyomunu kullanarak her alanda ihtiyaç duyulan bilgisayar yazılımların kullanılabilirliğini ve 13.

(32) güvenilirliğini artıran kavramsal bir model önermişlerdir. Yazarlar çalışmasında deneme yanılma ve tecrübe ürünü olan yüksek maliyetli ve güvenilirliği düşük yazılımların yerine düşük maliyetli ve yüksek güvenilirlikli yazılım geliştirme için AT yöntemine dayalı tasarım sorunlarını en aza indiren ve müşteri beklentilerini karşılayan sistematik bir model önermişlerdir. Çalışmada geliştirilen model kullanılarak iki yazılım örneği sunulmuştur. İlk yazılım örneği, veri tabanını güncelleme, aranan kitabı bulma gibi işlevleri gerçekleştiren bir kütüphane yazılımıdır. İkinci örnek ise plastik parçalara enjeksiyonla şekil vermede kullanılan yazılım örneğidir. Gunasekera ve Ali (1995) AT yöntemini kullanarak metal şekil verme süreci için üç aşamadan oluşan bir model geliştirmişlerdir. Çalışmada, geliştirilen modelin çeşitli kısıtları analiz edebilen ve optimuma ulaşılabilecek parametrelere karar vererek kaynak ve zaman kullanımını azaltabildiği vurgulanmıştır. Harutunian ve diğ. (1996), çalışmalarında bir sistemin AT yöntemiyle tasarlanma sürecinde bilgi yönetimini sağlayan bir yazılımı yine AT yöntemini kullanarak tasarlamışlardır. Çalışmada bağımsızlık aksiyomu, tasarım kararların değerlendirmek ve doğru tasarım geliştirme sürecini sağlamak amacıyla kullanılmıştır. Suh ve Do (2000) büyük bir yazılım sisteminin tasarımı için nesnel programlama ile AT yöntemini birleştiren yeni bir model sunmuşlardır. Çalışmada AT yönteminin kullanımı yazılım geliştirme süresinin kısalmasına, güvenilirliğin artmasına, maliyetlerin düşmesine ve üretkenliğin artmasına katkı sağlamıştır.. Çalışmada. önerilen yöntem kullanılarak ticari bir yazılım geliştirilmiştir. Chen ve diğ. (2001) çalışmalarında üretim hücrelerinin performansını artırmak amacıyla AT yöntemini kullanarak benzetim yöntemini de içeren bilgi tabanlı bir karar destek sistemi geliştirdiler. Çalışmada karar verme sürecini sağlayan hiyerarşik bir bilgi tabanı bağımsızlık aksiyomu kullanılarak inşa edilmiştir. Geliştirilen model, hücrelerdeki darboğaz noktalarının tespitini kolaylaştırır ve söz konusu darboğazın giderilmesi için çözüm önerileri sunar. Huang (2002) ürün tasarımı için bağımsızlık aksiyomunu temel alan web tabanlı CyberReview adlı merkezi bir portal geliştirmiştir. Geliştirilen portal tasarım ve denetim alanlarını içeren iki ana bölümden oluşmaktadır. Tasarım alanında tasarımcı ya da tasarım ekibi tasarımını önerir ve denetim alanında önerilen tasarım, tasarım. 14.

(33) metotlarına ve teorilerine bağlı olarak incelenir. Geliştirilen modelin tasarım alanı, tasarım ihtiyaçları, tasarım kısıtları ve tasarım parametrelerinden oluşurken, denetim alanı tasarım yeterliliği ve tasarım ölçütlerinden oluşmuştur. Çalışmada Cyber Review olarak adlandırılan model tekerlekli kızak tasarımıyla örneklendirilmiştir. Huang ve Jiang (2002) daha önce Huang (2002) tarafından geliştirilen web tabanlı modeli bulanık ortamlarda kullanılmaya elverişli hale getirmişlerdir. Modelde tasarım parametreleri ve değerlendirme ölçütleri arasında daha önceden kazanılan deneyimler üyelik fonksiyonu olarak ifade edilebilmektedir. Lindkvist ve Söderberk (2003) çalışmalarında geometrik bağlılık ve sağlamlık açısından montaj tasarımlarının analizi ve değerlendirilmeleri için AT yöntemine bağlı bir yöntem önermişler ve önerilen yöntemi içeren bir yazılım sunmuşlardır. Bu amaçla, robust tasarım ve bağımsızlık aksiyomundan faydalanılmıştır. Geliştirilen model iki farklı araç zemin montajı ve içten yanmalı motor montaj tasarımına uygulanmıştır. Chen ve diğ. (2003) AT yöntemi yardımıyla bilgisayar destekli bir tasarım yöntemi sunmuşlardır. Yazılım modüllerindeki değişikliğin diğer modülleri ve fonksiyonları etkilemesini önlemek amacıyla bağımsızlık aksiyomundan faydalanmışlardır. Geliştirilen yöntem, modüler makine parçaları, soğutucu ve aside dayanıklı pompa tasarımlarına uygulanmıştır. Chen ve Feng (2004) çalışmalarında AT yöntemini kullanarak bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) yazılımının tüm fonksiyonlarını uygulayabilen bir model önermişlerdir. Geliştirilen tasarım modeli rezistans tasarımı için kullanılmıştır Yi ve Park (2005) çalışmalarında tasarımcılara geliştirdikleri tasarımlarda kolaylık sağlamak maksadıyla tasarım geliştirme yazılımı sunmaktadır. Bağımsızlık aksiyomunu temel alarak geliştirilen yazılım yeni bir monitör için genişletilmiş polisiterin kap tasarım sürecine uygulanmıştır. Yazılım için nesneye dayalı programlamadan faydalanılmıştır. Gerilim analizi için ise, yazılım sonlu elemanlar yöntemi prensibine göre çalışan sistemle ilişkilendirilmiştir. Togay ve diğ. (2008) çalışmalarında AT yöntemini kullanarak Bileşen Merkezli Aksiyomlarla Tasarım (ing. Axiomatic Design with Component-Orientation) adlı bileşen merkezli bir yaklaşım önermişlerdir. Çalışmada Suh and Do (2000) 15.

(34) tarafından önerilen modelin bileşen seviyesi dikkate alınmadığından model geliştirilmiştir. Çalışmada bilgi aksiyomu bileşen merkezli bir modelin nasıl kurulacağını göstermiştir. 2.5. Üretim Sistemi Tasarımı. Üretim sistemi tasarımı, üretimde kullanılan araç, yöntem ve süreçleri kapsayan genel bir çatıdır. Bir üretim sistemi olarak üretim hücresinden başlayıp çeşitli makine ve üretim yöntemlerini içeren büyük bir fabrikaya kadar değişen birçok sistem ele alınabilir (Suh, 2001). AT yöntemi kullanılarak literatürde yer alan üretim sistemi tasarım uygulamaları şu şekildedir; Suh ve diğerleri (1998) çalışmalarında müşteri beklentilerini karşılamak amacıyla AT yöntemini ve yalın üretim prensipleri kullanan bir yol haritası sunmuşlardır. Tasarım aşamasında kalite, maliyet ve teslim zamanı ölçütleri dikkate alınmaktadır. Çalışma, bağımsızlık aksiyomunu kullanarak bir üretim sisteminin tasarımını bilimsel açıdan ele alan ilk çalışmadır. Cochran ve diğ. (2000) daha etkin yönetilebilen bir üretim sistemi tasarımı için AT yöntemini ve yalın üretim prensiplerini kullanarak mevcut üretim sistemini küçük esnek ve merkezi olmayan üretim birimlerine dönüştüren bir yaklaşım önermişlerdir. Kulak (2003) tarafından yapılan doktora tez çalışmasında hücresel üretim sistemlerinin tasarımı AT yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca Kulak ve diğ. (2005) fonksiyonel yerleşimden hücresel yerleşime dönüşüm süreci için bağımsızlık aksiyomuna dayalı bir yöntem önermiş ve önerilen sistem merdiven ve rampa üreten bir firmaya uygulanmıştır. Çalışmada hücresel üretim sistemleri için bir dizi fonksiyonel ihtiyaçlar ve çeşitli tasarım parametreleri sunulmuştur. Housmand ve Jamshidnezhad (2006) çalışmalarında yalın üretim sistemi tasarımı için AT ilkelerini kullanmışlar, önerilen modelde hem fonksiyonel bilgi sahası ile fiziksel bilgi sahası hem de fiziksel bilgi sahası ile süreç bilgi sahası arasındaki ilişkiler üzerinde durmuşlardır. Nakao ve diğ. (2007) çalışmasında özel sipariş ürünlerine ait temin sürelerini kısaltmak için bağımsızlık aksiyomu tabanlı bir yöntem geliştirmiştir. Geliştirilen yöntem gerçek bir uygulamada kullanılmış ve temin süresinin 44 günden 7,7 güne indirgendiği görülmüştür. 16.