Aksiyomlarla tasarım esaslı bulanık karar destek sistemi geliştirme ve bir uygulama
Developing a fuzzy decision support system based on axiomatic design principles
- Tez No: 293680
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ KAHRAMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 189
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 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.
Özet (Çeviri)
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-and-error 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 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.
Benzer Tezler
- CONWIP esaslı üretim sistemlerinin tasarımı ve yönetimi
Design and management of CONWIP production control systems
ÖZGÜR KABADURMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. M. BÜLENT DURMUŞOĞLU
- Yalın dönüşümde bilgi yönetim sistemi
Knowledge management system at lean conversion
GÖKSU KAYA
Doktora
Türkçe
2011
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. BÜLENT DURMUŞOĞLU
- A framework for innovation management based on axiomatic design: Innovation oriented organization
Aksiyomlarla tasarım yöntemi ile geliştirilmiş yenilikçilik yönetim modeli: Yenilikçilik odaklı organizasyon
BURAK KUZUCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
İşletmeİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ GÜNGÖR
- Aksiyomlarla tasarım ilkelerine göre bilgi yönetim sistemlerinin tasarımı
Design of knowledge management system based on axiomatic design
AYŞE EVRİM YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BÜLENT DURMUŞOĞLU
- Aksiyomlarla tasarım yöntemi ile ISO 9001 belge alma sürecinin modellenmesi
Modeling of the attainment of ISO 9001 certificate process with axiomatic design
MAHMUT MURAT TOPALFAKIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Ticaret ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA BİRGÜN