An intuitionistic fuzzy rule-based approach to FMEA
Hata türleri ve etkileri analizine kural tabanlı sezgisel bulanık mantık yaklaşımı
- Tez No: 558982
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UMUT ASAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mühendislik Yönetimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Gelişen teknoloji ile sistemler daha karmaşık hale geliyor. Hangi sektörde olursa olsun istenen performans ölçütlerini ve operasyonlarını engelleyecek ve gerekli işlevselliği durduracak hatalar ve türevleri buluncaktır. Hata Türü ve Etkileri Analizi (HTEA), sistemdeki potansiyel hataları değerlendirmek ve analiz etmek için geliştirilmiştir ve zamanla, çoğu endüstri tarafından sıklıkla kullanılan yöntem haline gelmiştir. Hata Türü, bir sistemin çalışma davranışı ve müşterileri üzerinde etkisi olan olası bir hata veya hata türevidir. Etki analizi, bu başarısızlıkların sonuçlarını ve etkilerini inceler. Hata Türü ve Etkileri Analizi, her bir potansiyel hata türü için üç önemli faktörü göz önünde bulundurur. Bunlar, hatanın etkisi ve şiddeti (Ş), hatanın tespit edilebilirliği (T) ve hatanın meydana gelme olasılığıdır (O). Bu faktörlerin ilgili uzmanlar tarafından atanan dereceleri kullanılarak her potansiyel hata türü için Risk Öncelik Puanı (RÖP) hesaplanır ve bu puan potansiyel hata türlerinin ne kadar risk teşkil edildiğini belirlemek ve hata türlerini kendi aralarında önceliklendirmek için kullanılır. RÖP'nın yüksekliği hata türünün riskinin yüksekliğini gösterir. Hata Türü ve Etkileri Analizinin temelleri 1940'larda ABD savunma endüstrisi tarafından sistem ve ekipman hata türlerini değerlendirmek için atılmış ve Amerikan ordusu bu tekniği ordu standartlarına MIL-STD-1629 prosedürü ile eklemiştir Daha sonra NASA'da (The National Aeronautics and Space Administration), 1963'te ve 1973'te Apollo'yu geliştirirken uzay sistemlerini olduğundan daha güvenilir hale getirebilmek için Hata Türü ve Etkileri Analizini kullanmıştır. 1970'lerde Ford Motor Company, otomotiv endüstrisinde Hata Türü ve Etkileri Analizi tekniğinin uygulanmasına öncülük etmiştir. Bu metodoloji sayesinde medikal, havacılık, savunma vb. endüstriler de kendi güvenilirlik standartlarını geliştirmiş ve methodun evrenselleşmesini sağlamıştır. Hata Türü ve Etkileri Analizi, Sistem Hata Türü ve Etkileri Analizi, Tasarım Hata Türü ve Etkileri Analizi, Süreç Hata Türü ve Etkileri Analizi ve Hizmet Hata Türü ve Etkileri Analizi olmak üzere dört tipte sınıflandırılabilir. Günümüz dünyasında HTEA, kuruluşlar için kalitelerini, güvenilirliklerini ve emniyetlerini artırmaya yönelik bir çok avantaj sağlar. Bu avantajlar aşağıda ki gibi sıralanabilir; • Bir ürünün veya hizmetin her bir alt sistemi üzerinde farklı bilgi ve disipline sahip farklı uzmanlar arasındaki iletişimi arttırır. Müşterilerin ihtiyaçlarını analiz etmek ve tanımlamak için çeşitli bilgilere sahip tedarikçilerin bir araya getirilmesini sağlar. • Her türlü uzman yardımıyla, karmaşık sistem hatalarına daha basit çözümler bulabilir. • Tüm olası hata türlerini, bunların ilişkilerini, sebeplerini ve tüm sistem üzerindeki etkilerini ele almak için çok etkili bir araçtır. • Gerçekçi ve güvenilir hata türlerinin tanımlanması, güvenilir hizmet ve ürünlerin oluşturululmasını, garanti ve geliştirme süreçlerinin iyileşmesini sağlar. Böylece artan kalite ile müşteri memnuniyeti de arttırılır. • Anlamayı kolaylaştırması ve görselleştirmesi sayesinde verimli araçtır. • Kullanıcı odaklı olduğu için etkili bir eğitim aracıdır. Buna ek olarak, literatürdeki çeşitli çalışmalarda geleneksel Hata Türü ve Etkileri Analizi için bazı eksiklikler dezavantajlar mevcuttur. Bu çalışmanın odaklandığı sorunlar aşağıdaki gibi sıralanabilir. • Geleneksel HTEA'da, her hata türü için Ş, T ve O faktörleri uzmanlar tarafından doğal insan davranışları, düşünme biçimi ve sözsel ifadeleştirmesi ile derecelendirilir ve bu sistemde belirsizlik oluşturur. Sözsel ifadeler ile derecelendirilmesine rağmen net matematiksel değerleri olan geleneksel Risk Öncelik Puanı hesaplama yöntemini kullanmak, risk değerlendirme sürecinde oluşan belirsizliği temsil edemez. Diğer yandan bu aşamada uzmanlar tam, yeterli, doğru ve kesin bilgiye de genellikle sahip değildir, bu da bir kararsızlık ve tereddüt oluşturur. Bu noktada, Hata Türü ve Etkileri Analizinin uzmanların kararsızlığını ve sistemde ki belirsizliği hesaba katmadan mevcut ve olası hata türleri hakkında risk ve kalite analizi yapmaya çalıştığını belirtmekte fayda var. Tam, yeterli ve kesin bilgiyi elde edebilmek bazen mümkün olsada, bunu başarabilmek çok fazla kaynak gerektirir. Bu kaynaklar sadece maliyet ve zaman değil aynı zamanda işlem kabiliyeti ve donanım yeterliliği ile de sınırlıdır. Ve çoğu zaman, tam ve kesin bilgiye sahip olmanın getireceği katma değer harcanacak kaynak için yeterli değildir. • Her faktörü basitçe çarpmak, bu faktörler arasındaki bağımlılığı görmezden gelir. Ş, T ve O farklı ortamlarda farklı önem veya ağırlıklara sahip olabilir. • İlk bakışta, RÖP'ün 1'den 1000'e kadar bütün değerleri alabildiği zannedilebilir. Ancak, 1 ila 10 arasında sadece tam sayı değerleri alabilen 3 tam sayının, Ş, T ve O'nun, çarpımı, 1000 değerden yalnızca 120sini üretebiliyor. Bu, kalan 880 değerinin ölçekte üretilemediğini gösterir. RÖP değerleri sürekli değildir. Alınabilen değerlerin %94'ü 500'ün altındadır. Ve alınabilen değerlerin ortalaması zannedilebileceği gibi 500 değil, 166'dır. • Ş, T ve O'nun çarpımı ile üretilebilen 120 RÖP değerinden sadece 6 tanesi Ş, T ve O faktörlerinin tek bir çarpım kombinasyonu ile üretilebilir. Kalan 114 değer, en az Ş, T ve O faktörlerinin 3 farklı kombinasyonu ile üretilebiliyor. Bu, her bir faktörün farklı etkilerinin göz ardı edilmesine yol açar. Örnek olarak, 60 değeri, Ş, T ve O faktörlerinin 24 farklı kombinasyonu ile hesaplanabilir. • Normalde, sıralı ölçekler arasında matematiksel işlemler gerçekleştirilemez, çünkü sıralı ölçekteki her bir sıra arasındaki fark miktarı subjektiftir. Bu fark ölçülemez ve her bir sıra arasındaki fark aynı değildir. Ancak geleneksel HTEA'da Ş, T ve O faktörleri sıralı ölçekler kullanıyor ve bu 3 sıralı ölçekle RÖP'ı matematiksel işlemlerle hesaplanıyor. • Ayrıca, çarpma işleminin kendisi Ş, T ve O değerlerinde artış ve azalmaya karşı çok hassastır. Ayrıca, potansiyel RÖP değerlerinin sadece % 6'sı ile 500'ün üzerindedir (normalde 500, 1 ila 1000 arasında medyandır). Bu yüzden faktörler arasındaki ilişkiyi göstermek için çarpımın kullanılması sorgulanmalıdır. • Ş, T ve O faktörleri arasında dolaylı bir ilişkiyi olabilir ve geleneksel HTEA bunu görmezden gelir. Bu tezde, Hata Türü ve Etkileri Analizinde ki risk öncelik puanı hesaplamasına bir sezgisel bulanık mantık yaklaşımı öneriliyor. Önerilen yaklaşım, HTEA uzmanlarının bilgilerini, deneyimlerini ve davranışlarını gerçek hayatta nasıl ifade ettiklerini taklit etmektedir. HTEA'da Kural Tabanlı Sezgisel Bulanık Mantık yaklaşımı, normal bulanık mantıktan farklı olarak elemanın bir kümeye ait olma derecesini hesaba kattığı gibi bir elemanın kümeye ait olmama derecesini de hesaba kattığından, bir tereddüt derecesi hesaplar. Bu sayede belirsizliği, kesin olmayan, yanlış ve eksik bilgiyi daha tutarlı ve kapsamlı bir şekilde temsil edebilir. Sezgisel Bulanık Mantığın üç temel bileşeni vardır. Bunlar Bulanıklaştırma, kural tabanlı anlamlaştırma ve durulaştırmadır. 1 ile 10 arasında doğal sayı değeri alabilen Ş, T ve O'nun çarpımı yerine bulanıklaştırma, kural tabanlı anlamlaştırma ve durulaştırma sayesinde yukarıda bahsedilen diğer dezavantajlar kaldırılmış olur. Bulanıklaştırma işlemi, ait olma ve ait olmama fonksiyonlarını kullanarak kullanıcının bilgilerini, deneyimini ve gözlemlenen verilerini bulanık hale çevirir. Bu aşamada Ş, T ve O'ya ait olma ve ait olmama fonksiyonlarının ve buna bağlı dilsel değişkenlerin tanımlanması gerekir. Bu fonksiyonlar sayesinde Ş, T ve O'ya atanan net değerler bulanıklaştırılır. Sonrasında anlamlaştırma aşamasında kullanılacak olan“Eğer-O zaman”anlaştırma kuralları, dilsel değişkenlere göre türetilebilir, dolayısıyla, sistemin girdileri ve çıktıları arasındaki ilişki belirlenir.“Eğer-O zaman”kuralı“Eğer x1 A ise, o zaman x2 B'dir”olarak örneklenebilir. Buna göre, A ve B dilsel değişkenlerdir ve“Eğer x1 A ise”şart ve“O zaman x2 B'dir”sonuçtur. Dolayısıyla, bulanık bir kural, bir koşulu ve bununla ilgili sonucu içerir. HTEA için Ş, T ve O girdi, RÖP çıktısıdır. Anlamlaştırma kurallarından elde edilen çıktılar seçilecek methodalarla birleştirilir ve bir çıktı elde edilir. Anlamlaştırma aşamasında türetilen sonuçlar hala bulanık bir değerdir. Net bir çıktı elde etmek için durulaştırılması gerekir. Bu amaç için, çıktıların ait olma fonksiyonu ve ait olmama fonksiyonu tersten kullanılır. Bu işleme durulaştırma denir. Bu işlem sonrasında net bir RÖP çıktısı elde edilir. Bu yöntemle HTEA daha iyi bir genel performans sergileyecek ve uyumlu bir şekilde bilgi eksikliği, bilgi kısıtı, belirsizlik ve kararsızlıktan kaynaklanan problemleri çözecektir.
Özet (Çeviri)
With the advancing technology, systems are getting more complex. Regardless of the industry, failures will hinder the demanded performance criteria and operations and cease the required functionality. Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) is developed in order to evaluate, assess and analyze potential failures in the system and in time it has become state of the art methodology, which is now vastly used in most of the industries. FMEA considers three important factors, which are the severity of the failure, likelihood of detection and probability of occurrence for each potential failure mode. Even though traditional FMEA is being used extensively in many areas for evaluating failure modes and risks, FMEA usually involves human judgments and linguistic expression in real life combining with lack of information and imprecise data available in the systems, which in return creates uncertainty and vagueness in the system. Using traditional risk priority number (RPN) calculation method with crisp values cannot represent the uncertainty in risk assessment. In addition to that, several other shortcomings of the traditional FMEA is reported by several studies in the literature. To deal with these problems, an intuitionistic fuzzy rule-based approach (IFRB) for assessing risk prioritization in FMEA with Takagi Sugeno method is proposed in this thesis. IFRB takes account of non-membership degree as well as membership degree which in allows considering a degree of hesitancy to represent indeterminacy and uncertainty in a more consistent and comprehensive way. IFRB has three basic components. These components are; fuzzification of Severity (S), Detection (D) and Occurrence (O) inputs, rule-based inference engine and defuzzification to risk priority number replacing traditional multiplication of S, D and O factors. The proposed approach mimics how FMEA experts express their knowledge, experiences, and behavior in real life. Result of this study showed that an intuitionistic fuzzy rule-based approach to FMEA can solve several critiques, it can put a better overall performance and represent ambiguity and uncertainty in a more extensive and compatible way compared to traditional RPN method and classical fuzzy inference system.
Benzer Tezler
- Çok ölçütlü oy değerleri üzerinde en iyi-N öneri sistemi ve şilin atakların etkisi
Top-N recommender system and effect of shilling attack onmulti-criteria rating values
TUĞBA KAYA
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEskişehir Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CİHAN KALELİ
- Türkiye'de yenilenebilir enerji kaynaklarının bölgesel yatırımlarının sezgisel bulanık mantık yöntemi ile incelenmesi
Examination with an intuitionistic fuzzy method by region of renewable energy investments in Turkey
PINAR DARENDE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR HANALİOĞLU
DOÇ. DR. BABEK ERDEBİLLİ
- Tedarikçi seçimi için bütünleşik SBTİ-SMAA-2 metodu uygulaması
Integrated intuitionistic fuzzy preference relation (IFPR) - stochastic multi criteria acceptability analysis (SMAA-2) method for supplier selection
AHMET İLBAŞ
Doktora
Türkçe
2023
İşletmeGazi ÜniversitesiTedarik ve Lojistik Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH EMRE BORAN
- Sezgisel bulanık küme tabanlı derin öğrenme modelleriyle haploid ve diploid mısırların sınıflandırılması
Classification of haploid and diploid maizes with intuitionistic fuzzy set-based deep learning models
İBRAHİM AYAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiYapay Zeka ve Robotik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH KUTLU
DOÇ. DR. ZAFER CÖMERT
- Sezgisel bulanık tercih ilişkisi ve tedarikçi seçimine uygulanması
Intuitionistic fuzzy preference relations and their application in supplier selection
SERKAN GENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KURT