ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TERBİYE İŞLETMELERİ GERME MAKİNELERİNDE PROSES OPTİMİZASYONU ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ TERBİYE İŞLETMELERİ GERME MAKİNELERİNDE PROSES OPTİMİZASYONU ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ TERBİYE İŞLETMELERİ GERME MAKİNELERİNDE PROSES OPTİMİZASYONU ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010

3 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TERBİYE İŞLETMELERİ GERME MAKİNELERİNDE PROSES OPTİMİZASYONU YÜKSEK LİSANS TEZİ ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez 08/02/2010 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir. İmza... İmza... İmza... Doç. Dr. Ali KOKANGÜL Prof. Dr. Rızvan EROL Yrd. Doç. Dr. Nihat ÇELİK DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

4 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ TERBİYE İŞLETMELERİ GERME MAKİNELERİNDE PROSES OPTİMİZASYONU BARIŞ ERDOĞAN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Doç. Dr. Ali KOKANGÜL Yıl: 2010, Sayfa: 156 Jüri: Doç. Dr. Ali KOKANGÜL Prof. Dr. Rızvan EROL Yrd. Doç. Dr. Nihat ÇELİK Bu çalışmada dokunmuş kumaşlara terbiye işletmeleri germe makinelerinde uygulanan apre ve kurutma prosesleri için, işçilik ve enerji maliyetlerinin minimize edilmesi amacıyla optimizasyon modelleri oluşturulması hedeflenmiştir. Apre ve kurutma proseslerinin maliyetlerini minimize ederken önemli bir proses çıktısı olan kumaş nem değerini hedef değerler içerisinde tutacak şekilde proses parametreleri optimize edilmeye çalışılmıştır. Bu doğrultuda kumaş nem değeri üzerinde etkisi olduğu düşünülen girdi parametreleri için deney tasarımı ve regresyon modelleri geliştirilmiştir. Bu amaçla BOSSA T.A.Ş işletmelerinde germe makinelerinde üretimi yapılan benzer kumaşlarda her iki proses için de girdi ve çıktı değerleri ölçülmüş ve kayıt altına alınmıştır. Elde edilen veriler için istatistiksel analizler yapılarak kumaş nem değeri üzerinde etkisi olan girdi parametreleri tespit edilmiş ve kumaş nem değeri için matematiksel eşitlikler ortaya konulmuştur. Daha sonra her iki proses için de bu eşitliklerin kısıt olarak kullanıldığı ve oluşturulan maliyet ifadesinin amaç fonksiyonu olarak kabul edildiği bir maliyet minimizasyonu modeli kurulmuştur. Kurulan matematiksel model için optimum sonuçlar bir optimizasyon yazılımı kullanılarak belirlenmiş ve sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Germe makinesi, Deney tasarımı, Proses optimizasyonu, Apre ve kurutma prosesleri I

5 ABSTRACT MSc THESIS THE OPTIMIZATION OF THE PROCESS FOR THE FINISHING MACHINES IN THE FINISHING MILLS. BARIŞ ERDOĞAN INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF SCIENCES DEPARTMENT OF INDUSTRIAL ENGINEERING Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ali KOKANGÜL Year: 2010, Page: 156 Jury: Assoc. Prof. Dr. Ali KOKANGÜL Prof. Dr. Rızvan EROL Asst. Prof. Dr. Nihat ÇELİK In this study, it is aimed to form optimization models to minimize the labor and the energy costs for the finishing and drying processes that are applied to weaven fabrics at finishing machines in finishing mill. While minimizing the costs of finishing and the drying processes, the process parameters are tried to be optimized, to keep the humidity of the fabric which is an important process output, between the target values. Further to this, an experimental design and regression models are evolved for the input parameters which are effective for the humidity value of the fabric. For this purpose, the input and the output values are measured and fettered for both processes for the similar fabrics wich are produced at the finishing machines of BOSSA T.A.Ş. fabric mills. By applying the statistical analysis for the gained data, input parameters are determined that are effective on the humidity of the fabric and mathematical equations are displayed. After, a cost minimization model is formed for both of the processes that these equations are used as constraint and the cost statement is accepted as objective function. The optimum results for the formed mathematical model are determined by using an optimization sofware and the results are examined. Key Words: Finishing machine, Design of experiments, Process optimization, Finishing and drying processes. II

6 TEŞEKKÜR Yüksek lisans tezimin başlangıcından bu yana, bilgi ve tecrübeleriyle bana yol gösteren ve ufkumu genişleten, çok yoğun temposuna rağmen değerli zamanını ayırarak projeme katkıda bulunan çok değerli danışman hocam sayın Doç. Dr. Ali KOKANGÜL e teşekkürlerimi ve saygılarımı sunarım. Çalışmalarım sırasında laboratuvar imkanlarından faydalanmamı sağlayan bölüm başkanımız sayın Prof. Dr. Rızvan EROL başta olmak üzere tüm Endüstri Mühendisliği Bölümü çalışanlarına teşekkür ederim. Yüksek lisans tezimin temelini oluşturan verilerin toplanması sırasında desteklerini ve yardımlarını esirgemeyen Bossa Gömleklik İşletmeleri terbiye şefi sayın Mustafa GÖÇEN e, terbiye uzmanı sayın C. İlter GÖÇENER e ve makine enerji şefi sayın A. Timuçin AKTAŞ a teşekkür ederim. III

7 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ.I ABSTRACT II TEŞEKKÜR...III İÇİNDEKİLER..IV SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ.... VIII ÇİZELGELER DİZİNİ... IX ŞEKİLLER DİZİNİ.....XIII 1. GİRİŞ Problemin Tanımı Çalışmanın Amacı Çalışmanın Kapsamı Çalışmanın Adımları Tezin Organizasyonu ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METOT Materyal Metod Sistemin Tanımı Sistemin Analizi Ölçüm Sistemleri Analizi Normal Dağılım Analizleri Varyans Analizleri İki Örneklem Student t Hipotez Testi Man-Whitney Hipotez Testi Deney Tasarımı Modeli Regresyon Analizi Modeli BULGULAR VE TARTIŞMA Verilerin Toplanması Ve Derlenmesi Verilerin Doğruluğunun Test Edilmesi...31 IV

8 4.3. Verilerin Toplanması Ve Analiz Edilmesi Apre Prosesi İçin Verilerin Toplanması Ve Analiz Edilmesi Apre Prosesi Parametrelerine Ait Ana Etkiler Grafikleri (1). Apre Prosesi Hız Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği (2). Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği (3). Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği (4). Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği Apre Prosesi Parametrelerine Ait Hipotez Testleri (1). Apre Prosesi Hız Parametresi İçin Hipotez Testi (2). Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi İçin Hipotez Testi (3). Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi İçin Hipotez Testi (4). Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi İçin Hipotez Testi Kurutma Prosesi İçin Verilerin Toplanması Ve Analiz Edilmesi Kurutma Prosesi Parametrelerine Ait Ana Etkiler Grafikleri (1). Kurutma Prosesi Hız Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği (2). Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği (3). Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği (4). Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi İçin Ana Etkiler Grafiği 81 V

9 Kurutma Prosesi Parametrelerine Ait Hipotez Testleri (1). Kurutma Prosesi Hız Parametresi İçin Hipotez Testi (2). Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresin İçin Hipotez Testi (3). Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi İçin Hipotez Testi (4). Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi İçin Hipotez Testi Girdi Değişkenleri Ve Çıktı Değişkeni Arasındaki Eşitliğin Tespit Edilmesi Deney Tasarımı Modeli Geliştirilme Apre Prosesi İçin Deney Tasarımı Modeli Geliştirilmesi Kurutma Prosesi İçin Deney Tasarımı Modeli Geliştirilmesi Regresyon Modeli Geliştirilmesi Apre Prosesi İçin Regresyon Modeli Geliştirilmesi (1). Apre Prosesi İçin Regresyon Modeli Geliştirilmesi (Val Baskı Değişkeni=2) (2). Apre Prosesi İçin Regresyon Modeli Geliştirilmesi (Val Baskı Değişkeni=4) Kurutma Prosesi İçin Regresyon Modeli Geliştirilmesi (1). Kurutma Prosesi İçin Regresyon Modeli Geliştirilmesi (Val Baskı Değişkeni=2) (2). Kurutma Prosesi İçin Regresyon Modeli Geliştirilmesi (Val Baskı Değişkeni=4) Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarını Saptanması Apre Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması..132 VI

10 Apre Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması ( Deney Tasarımı Sonucu Elde Edilen Model ) Apre Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması ( Regresyon Modeli Sonucu Elde Edilen Model Val Baskısı =2 ) Apre Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması ( Regresyon Modeli Sonucu Elde Edilen Model Val Baskısı =4 ) Kurutma Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması Kurutma Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması ( Deney Tasarımı Sonucu Elde Edilen Model ) Kurutma Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması ( Regresyon Modeli Sonucu Elde Edilen Model Val Baskısı =2 ) Kurutma Prosesi İçin Maliyetleri Minimize Edecek Optimum Çalışma Şartlarının Saptanması ( Regresyon Modeli Sonucu Elde Edilen Model Val Baskısı =4 ) SONUÇLAR VE ÖNERİLER Sonuçlar Öneriler.152 KAYNAKLAR 153 ÖZGEÇMİŞ. 156 VII

11 SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ σ 2 PARÇA σ 2 ÖLÇÜM : Parçaya ait varyasyon değeri : Ölçüm sistemine ait varyasyon değeri σ 2 TEKRARLANABİLİRLİK : Tekrarlı ölçümlere ait varyasyon değeri σ 2 ÜRETİLEBİLİRLİK σ 2 OPERATOR σ 2 OPER * PARÇA σ 2 TOPLAM SS A SS B SS C SS AB SS AC SS BC SS ABC N Y ALT Y ÜST Y SS TOPLAM N ALT ve ÜST N MERKEZ NOKTA SS BLOK DEĞİŞKENİ x y z : Farklı parçalara ait ölçümler sonucu elde edilen varyasyon : Operatörler arası varyasyon değeri : Operatör ve parça arasındaki etkileşime ait varyasyon değeri : Toplam varyasyon değeri : A değişkeni için kareler toplamı : B değişkeni için kareler toplamı : C değişkeni için kareler toplamı : A*B değişkeni için kareler toplamı : A*C değişkeni için kareler toplamı : B*C değişkeni için kareler toplamı : A*B*C değişkeni için kareler toplamı : Her bir değişken grubunun toplam veri sayısı : -1 değerine karşılık gelen tepki değerlerinin ortalaması : +1 değerine karşılık gelen tepki değerlerinin ortalaması :Her bir değişkenin tepki değerlerinin genel ortalaması : Toplam kareler toplamı : Alt ve Üst seviyelere ait toplam veri sayısı : Merkez noktaya ait toplam veri sayısı : Blok değişkenine ait kareler toplamı : Makine devri : Makine sıcaklığı : Val baskı değeri VIII

12 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 3.1. Zıtlık Tablosu Değerleri. 25 Çizelge 4.1. Ölçüm Sistemleri Analizi İçin Elde Edilen Veriler Çizelge 4.2. Ölçüm Sistemi Analizi Sonucunda Elde Edilen Veriler Çizelge 4.3. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =2 ) Çizelge 4.4. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =4 ) Çizelge 4.5. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =2 ) Çizelge 4.6. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =4 ).. 41 Çizelge 4.7. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =2 ).. 42 Çizelge 4.8. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =4 ) Çizelge 4.9. Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =2 ).. 44 Çizelge Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =4 ) Çizelge Apre Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 55 mt/dk; Sıcaklık = 115 C; Val Baskısı =3 ). 46 Çizelge Apre Prosesi Hız Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu.. 55 Çizelge Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu.. 59 Çizelge Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu.. 63 Çizelge Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu.. 67 IX

13 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =2 ) Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =4 ). 70 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =2 ). 71 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 40 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =4 ).. 72 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =2 ). 73 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt7dk; Sıcaklık = 130 C; Val Baskısı =4 ).. 74 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =2 ). 75 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 70 mt/dk; Sıcaklık = 100 C; Val Baskısı =4 ).. 76 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nem Ölçüm Değerleri ( Hız = 55 mt/dk; Sıcaklık = 115 C; Val Baskısı =3 ). 77 Çizelge Kurutma Prosesi Hız Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu.. 86 Çizelge Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu.. 90 Çizelge Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu. 94 Çizelge Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi İçin Hipotez Testi Sonucu Çizelge Apre Prosesi İçin Blok Ve Merkez Noktalı Deney Tasarımı Çıktısı Çizelge Apre Prosesi İçin Merkez Noktalı Deney Tasarımı Çıktısı Çizelge Apre Prosesi İçin Nihai Deney Tasarımı Çıktısı X

14 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Blok Ve Merkez Noktalı Deney Tasarımı Çıktısı Çizelge Kurutma Prosesi İçin Merkez Noktalı Deney Tasarımı Çıktısı Çizelge Kurutma Prosesi İçin Nihai Deney Tasarımı Çıktısı Çizelge Apre Prosesi Val Baskı Değişkeninin 2 Olduğu Nokta İçin Genel Lineer Modeli Çizelge Apre Prosesi Val Baskı Değişkeninin 2 Olduğu Nokta İçin Regresyon Analizi 118 Çizelge Apre Prosesi Val Baskı Değişkeninin 4 Olduğu Nokta İçin Genel Lineer Modeli Çizelge Apre Prosesi Val Baskı Değişkeninin 4 Olduğu Nokta İçin Regresyon Analizi 120 Çizelge Kurutma Prosesi Val Baskı Değişkeninin 2 Olduğu Nokta İçin Genel Lineer Modeli Çizelge Kurutma Prosesi Val Baskı Değişkeninin 2 Olduğu Nokta İçin Regresyon Analizi 122 Çizelge Kurutma Prosesi Val Baskı Değişkeninin 4 Olduğu Nokta İçin Genel Lineer Modeli Çizelge Kurutma Prosesi Val Baskı Değişkeninin 4 Olduğu Nokta İçin Regresyon Analizi 124 Çizelge Makine Devirleri Bazında Makine Randımanları. 126 Çizelge Makine Devirleri Bazında Elektrik Tüketimleri Çizelge Makine Sıcaklıkları Bazında Doğalgaz Tüketimleri Çizelge Apre Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları ( Deney Tasarımı Modeli ) Çizelge Apre Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları ( Regresyon Modeli Val Baskısı = 2 ) Çizelge Apre Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları ( Regresyon Modeli Val Baskısı = 4 ) XI

15 Çizelge Kurutma Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları ( Deney Tasarımı Modeli ) Çizelge Kurutma Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları ( Regresyon Modeli Val Baskısı = 2 ) Çizelge Kurutma Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları ( Regresyon Modeli Val Baskısı = 4 ) Çizelge 5.1. Apre Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları İçin Elde Edilen Nem Ölçüm Değerleri Çizelge 5.2. Apre Prosesi İçin Hipotez Testi Sonucu Çizelge 5.3. Kurutma Prosesi İçin Optimum Çalışma Şartları İçin Elde Edilen Nem Ölçüm Değerleri Çizelge 5.4. Kurutma Prosesi İçin Hipotez Testi Sonucu XII

16 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 3.1. Girdi Değişkenine Ait Ana Etkiler Grafiği Şekil 4.1. Nem Değeri Ölçüm Analizlerine Ait Grafiksel Gösterim Şekil 4.2. Apre Prosesi Hız Parametresi Ana Etkiler Grafiği. 48 Şekil 4.3. Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi Ana Etkiler Grafiği.. 49 Şekil 4.4. Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi Ana Etkiler Grafiği 50 Şekil 4.5. Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi Ana Etkiler Grafiği. 51 Şekil 4.6. Apre Prosesi Hız Parametresi Normal Dağılım Grafiği ( Hız=40) Şekil 4.7. Apre Prosesi Hız Parametresi Normal Dağılım Grafiği ( Hız=70) Şekil 4.8. Apre Prosesi Hız Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil 4.9. Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Sıcaklık=100 C) Şekil Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Sıcaklık=130 C) Şekil Apre Prosesi Sıcaklık Parametresi Varyans Analiz Grafiği.. 58 Şekil Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Val Baskısı=2). 60 Şekil Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Val Baskısı=4) Şekil Apre Prosesi Val Baskısı Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Normal Dağılım Grafiği (Kumaş Ağırlık Grubu=1). 64 Şekil Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Normal Dağılım Grafiği (Kumaş Ağırlık Grubu=2). 65 Şekil Apre Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil Kurutma Prosesi Hız Parametresi Ana Etkiler Grafiği.. 79 Şekil Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresi Ana Etkiler Grafiği.. 80 XIII

17 Şekil Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi Ana Etkiler Grafiği Şekil Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi Ana Etkiler Grafiği Şekil Kurutma Prosesi Hız Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Hız=40) Şekil Kurutma Prosesi Hız Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Hız=70) Şekil Kurutma Prosesi Hız Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Sıcaklık=100 C) Şekil Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Sıcaklık=130 C) Şekil Kurutma Prosesi Sıcaklık Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Val Baskısı=2).. 91 Şekil Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi Normal Dağılım Grafiği (Val Baskısı=4).. 92 Şekil Kurutma Prosesi Val Baskısı Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Normal Dağılım Grafiği (Kumaş Ağırlık Grubu=1) Şekil Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Normal Dağılım Grafiği (Kumaş Ağırlık Grubu=2) Şekil Kurutma Prosesi Kumaş Ağırlığı Parametresi Varyans Analiz Grafiği Şekil Apre Prosesi İçin Merkez Noktalı Ana Etkiler Grafiği Şekil Apre Prosesi İçin Merkez Noktalı Ve Blok Değişkenli Pareto Grafiği Şekil Apre Prosesi İçin Merkez Noktalı Pareto Grafiği 106 Şekil Apre Prosesi İçin Nihai Pareto Grafiği. 106 XIV

18 Şekil Apre Prosesi İçin Hız Ve Sıcaklık Değişkenlerine Ait Etkileşim Grafiği Şekil Kurutma Prosesi İçin Merkez Noktalı Ana Etkiler Grafiği Şekil Kurutma Prosesi İçin Merkez Noktalı Ve Blok Değişkenli Pareto Grafiği Şekil Kurutma Prosesi İçin Merkez Noktalı Pareto Grafiği Şekil Kurutma Prosesi İçin Nihai Pareto Grafiği Şekil Kurutma Prosesi İçin Hız,Sıcaklık Ve Val Baskı Değişkenleri İçin Etkileşim Grafiği Şekil Kurutma Prosesi İçin Sıcaklık Ve Val Baskı Değişkenleri İçin Etkileşim Grafiği Şekil Makine Devri ile Makine Randımanı İçin Regresyon Grafiği Şekil Makine Devri ile Elektrik Tüketimi İçin Regresyon Grafiği Şekil Makine Sıcaklığı ile Doğalgaz Tüketimi İçin Regresyon Grafiği Şekil 5.1. Apre Prosesi İçin Val Baskısı Değerleri Bazında Birim Üretim Maliyetleri. 149 Şekil 5.2. Kurutma Prosesi İçin Val Baskısı Değerleri Bazında Birim Üretim Maliyetleri. 149 XV

19 1.GİRİŞ 1. GİRİŞ 1.1. Problemin Tanımı Her sektörde olduğu gibi tekstil sektöründe de üretilen bir ürünün kaliteli ve hızlı bir şekilde üretilmesi büyük önem taşımaktadır. Kalite ve hız kadar önemli olan bir diğer konu ise maliyetlerdir. Firmalar arasında kalite ve ürün teslimat sürelerinin birbirine yaklaştığı günümüzde, üretmiş olduğunuz ürünün maliyeti artık daha çok ön plana çıkmaktadır. Tekstil sektörü bilindiği üzere iplik, iplik boya, ihzarat, dokuma ve terbiye bölümlerinden oluşmakta olup her adımda düşük maliyetle üretim yapabilmek ancak kaynakların verimli kullanımları ile mümkün olabilmektedir. Maliyet kalemlerinin önemli bir kısmını oluşturan hammadde, işçilik, enerji gibi kaynakların verimli kullanılmaları ancak doğru bir planlama ve doğru saptanmış proses şartlarıyla mümkün olabilir. Kaynakların verimli kullanılmaları ve üretilen ürünün hedeflenen çıktı değerlerine ulaşılmasında uygulanan proses çalışma şartlarının çok büyük önemi vardır. Bu değerlerin gerek üretim kalitesini karşılamaları, gerekse de maliyetleri minimize etmeleri açısından optimum değerlerinin saptanması ve bu değerlerde çalışılmaları büyük önem taşımaktadır. Optimum çalışma şartlarının sağlanması sadece ilgili proses için maliyet azalması sağlamakla kalmaz, diğer proseslerde de kaliteli çıktı elde edilme olasılığını artıracağı için bu aşamalarda da maliyet azalması sağlayacaktır. Optimum çalışma şartları belirlenirken işletmenin mevcut proses ve makine için güncel hedef değerleri de önem arz etmektedir. Optimum değerleri veren bazı parametreler direkt olarak kapasiteyi etkileyebildiği gibi, bazı parametreler direkt ürün kalitesini, bazıları ise direkt olarak maliyet kalemlerini etkileyebilmektedir. Elde edilebilecek alternatif çözümlerden optimum nokta seçilirken bu strateji doğrultusunda karar verilmesi işletme açısından fayda sağlayacaktır. Bu doğrultuda proje kapsamında tekstil işletmelerinde gömleklik kumaş üretimleri ele alınmış ve ürüne nihai özelliklerin kazandırıldığı terbiye işletmelerinde 1

20 1.GİRİŞ yer alan germe makineleri incelenmiştir. Germe makinelerinde gömleklik kumaşlara uygulanan apre ve kurutma prosesleri için işlem sonrasında kumaş üzerinde oluşan nem değerlerinin istenilen değer aralıklarında minimum işçilik ve enerji maliyetleriyle elde edilmesi için proses parametreleri optimize edilmeye çalışılmıştır. Çalışma kapsamında ele alınan gömleklik kumaşlar farklı örgü ve sıklık değerlerinde incelenmiş olup, örgü yapıları olarak bezayağı, dimi ve panama örgüleri incelenmiştir. Kumaş sıklıkları olarak da atkı sıklık değeri 25 ile 35 değerleri arasında, çözgü sıklık değeri ise 50 ile 60 değerleri arasında ele alınmıştır. Ayrıca çalışma bahar aylarında yapılmış olup veriler bu kapsamda değerlendirilmiştir. Terbiye işletmelerinde kumaşlara uygulanan apre ve kurutma prosesleri sonucunda kumaşların işlem sonrası nem değerlerinin hedeflenen değer aralığında çıkması kumaş kalitesi ve sonraki proses adımları açısından son derece önemlidir. Germe makinelerinde kumaşlara uygulanan bu proseslerde kumaşın nem değerini etkileyen birçok parametre vardır. Bu parametrelerin uygun değerlerde kumaşlara uygulanıyor olması hedef değerlere ulaşılması açısından son derece önemlidir. Hedeflenen nem değerlerinin altında kalınması durumunda sonraki adımlarda kumaşlarda sararma görülme riski artacaktır. Bu da kumaşların kalitesi açısından hiç istenmeyen durumlardan bir tanesidir. Ayrıca hedeflenen nem değerlerinin altında kalınması durumu kumaşların tuşesini de etkileyebilmektedir. Hedeflenen nem değerlerinin üstünde kalınması durumunda ise kumaşlarda sararma ve tuşe kadar kumaşların çekme değerlerinde de sapmalar görülebilmektedir. Bu tür aksamalar kumaşlarda reproses yapılmasını gerektirmektedir. Bu işlemlerde ekstra maliyet yükü getirmekte, bazen de kalıcı hasarlar bırakmakla beraber kumaş kalitesi kötü çıkabilmektedir. Apre prosesi, tekstil terbiye proseslerinin son basamağını oluşturan bir proses olup kumaşın tutum ve görünüm özelliklerini etkileyen ve kumaşa yeni özellikler kazandıran bir prosestir. Apre, beyaz olarak kullanılacak kumaşlarda ağartma, renkli olarak kullanılacak kumaşlarda ise boyama veya baskı işlemlerinden sonra uygulanan bir 2

21 1.GİRİŞ prosestir. Apre prosesleri kimyasal apre ve mekanik apre işlemleri olmak üzere 2 farklı grupta sınıflandırılabilir. Kimyasal apre işlemlerine örnek olarak yumuşatma apresi, dolgunlaştırma apresi, dökümlülük kazandırma apresi, dikiş kolaylaştırıcı apre, buruşmazlık apresi, kolay bakım apresi, ütü istemez apre, çekmezlik apresi, kalıcı ütü apresi, su iticilik apresi, kir iticilik apresi, yağ iticilik apresi, su geçirmezlik apresi, güç tutuşurluk apresi, küflenmezlik ve çürümezlik apresi gibi apre çeşitlerini örnek olarak verebiliriz. Mekanik apre işlemlerine ise şardonlama ve zımparalama işlemlerini örnek olarak verebiliriz. Kurutma prosesi, üretim süresi boyunca bir takım yaş işlemlere maruz kalmış kumaşlara uygulanan bir prosestir. Kurutma prosesi kumaşın üzerinden nemin alınış biçimlerine göre ön kurutma ve esas kurutma olarak sınıflandırılabilir. Ön kurutma işlemi, mekanik yöntemlerle kurutma olup ilk yatırım ve işletme giderleri bakımından ekonomik olmakta ancak ürün üzerindeki nemin tamamı bu yöntemlerle giderilememektedir. Esas kurutma işlemi ise ısı enerjisiyle yapılan bir kurutma şekli olup, nemli tekstil ürünlerinin ısı transferiyle kurutulmalarında kurutma işlemleri süresince ısı transferi ile beraber kumaştan ortam havasına kütle transferi gerçekleşmektedir. Esas kurutma ısı transferinin oluş biçimine göre taşınımla kurutma, iletimle kurutma, ışınımla kurutma ve yüksek frekansla kurutma olmak üzere dört farklı şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Taşınımla kurutma, ısıtılmış ve nem içeriği az olan havanın kurutulacak nemli tekstil ürünü ile çeşitli şekilde irtibatlandırılması ile gerçekleştirilmektedir. İletimle kurutma, kumaşın buhar veya kızgın yağ ile ısıtılmış silindir veya levhalarla irtibatının sağlanması yoluyla gerçekleştirilmektedir. Işınımla kurutma, yüksek sıcaklıkta bulunan yüzeyden nemli kumaşa ısının elektromanyetik dalgalar şeklinde transferi ile gerçekleştirilmektedir. Yüksek frekanslı kurutma, nemli kumaşın yüksek frekanslı alternatif akıma bağlı iki kondansatör levhası arasından geçirilmesi ile gerçekleştirilmektedir. 3

22 1.GİRİŞ 1.2. Çalışmanın Amacı Germe makinelerinde uygulanan apre ve kurutma prosesleri sonucunda elde edilen kumaş nem değerlerinin hedeflenen değerlerde elde edilmesi ve bu değerler elde edilirken maliyetlerin minimize ediliyor olması çalışmanın temel amaçları arasında yer almaktadır. Yapılacak olan çalışmada maliyet kalemlerinden işçilik maliyeti ve enerji maliyetleri incelenecektir. Hedeflenen nem değerine ulaşılırken bu maliyet değerlerini minimize eden çalışma şartları elde edilmeye çalışılacaktır. İlk defe da kaliteli kumaş üretmek kadar, düşük maliyetlerde kumaş üretmekte günümüzde çok büyük önem kazanmıştır. Rakiplerle rekabet edebilmenin bir yolu da aynı kalitedeki benzer kumaşı daha düşük maliyetle üretebilmektir. Bunun içinde elimizdeki mevcut kaynakları optimum şekilde kullanabiliyor olmak çok büyük önem arz etmektedir. Germe makinelerinde kumaş nem değerini etkileyen birçok parametre vardır. Bu parametrelerden bazıları Hız Sıcaklık Val baskısı Kumaş ağırlığı gibi parametrelerdir. Bu parametrelerin her biri veya etkileşimleri kumaşın nem değeri üzerinde etkili olabilmektedir. Hedeflenen nem değerlerine ulaşılırken elde edilen optimum parametre değerlerinin makinenin üretim kapasitesini de olumsuz yönde etkilememesine özellikle dikkat edilmelidir Çalışmanın Kapsamı Germe makinelerinde apre ve kurutma prosesleri sonucunda elde edilen kumaş nem değerlerinin hedef değerlerde elde edilebilmesi için her iki proses içinde nem değeri üzerinde etkili olabilecek parametreler belirlenmiş ve bu parametrelerin 4

23 1.GİRİŞ belirli değerleri için germe makinesinde gözlemler yapılmış ve bu değerler kayıt altına alınmıştır. Kayıt altına alınan bu verilerin istatistiksel analiz programları kullanılarak dağılım tahminleri gerçekleştirilmiştir. Dağılım tahminleri yapıldıktan sonra çıktı üzerinde etkilerinin olup olmadıkları yine istatistiksel analiz programlarında analiz edilmiştir. Etkili olduğu saptanan parametreler içinde yine istatistiksel program kullanılarak girdi parametreleri ile çıktı parametreleri arasındaki matematiksel formüller elde edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen formüller yardımıyla kumaş nem değerlerini hedeflenen aralıklarda tutacak şekilde işçilik ve enerji maliyetlerini minimum kılacak proses çalışma şartlarının optimum noktalarının belirlenebilmesi amacıyla matematiksel modeller kurulmuştur. Kurulan modellerin optimum çözümleri bir optimizasyon paket programı yardımıyla elde edilmiştir. Böylece nem değerinin hedeflenen aralıklarda çıkmasını sağlayacak alternatif çözümler elde edilmeye çalışılmıştır Çalışmanın Adımları 1 ) Apre ve kurutma proseslerinin uygulandığı germe makinesinin belirlenmesi. 2 ) Nem değeri üzerinde etkili olduğu düşünülen parametrelerin belirlenmesi. 3) Belirlenen her bir parametre için, bu parametre değerlerinin hangi noktalarında gözlemler yapılacağına ve veri toplanacağına karar verilmesi. 4) Kumaş nem değerlerini hedeflenen aralıkta tutacak şekilde işçilik ve enerji maliyetlerini minimum kılacak proses çalışma şartlarının belirlenmesi amacıyla gözlemler yapılması ve verilerin toplanması. 5 ) Elde edilen verilerin istatistiksel programda analiz edilmesi ve etkili olduğu düşünülen parametrelerin etkinliklerinin araştırılması. 6 ) Etkili olduğu düşünülen parametrelerin çıktı üzerinde ne kadar etkili olduklarının tespit edilmesi. 7 ) Etkili olduğu saptanan parametreler ile çıktı değeri arasında anlamlı formüllerin elde edilmesi. 8 ) Elde edilen formüller ile matematiksel modelin kurulması. 5

24 1.GİRİŞ 9 ) Kurulan modelin optimum çözümünün bir optimizasyon paket programı yardımıyla elde edilmesi. 10 ) Elde edilen sonuçların geçerliliğinin test edilmesi Tezin Organizasyonu Tezin bundan sonraki bölümlerinde şu açıklamalara yer verilmiştir. İkinci bölümde, daha önce buna benzer konularda yapılmış çalışmalara yer verilmiştir. Üçüncü bölümde bu çalışmada kullanılan verilerin belirlenmesi, toplanması ve uygulanan metotlardan bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde toplanan verilerin analizlerinin yapılması, kumaş nem değerinin girdi parametrelerinin bir fonksiyonu şeklinde tanımlanması için yapılan analizler, işçilik ve enerji maliyetlerini minimum kılmak amacıyla matematiksel bir modelin kurulması, matematiksel modelin çözülmesi ve elde edilen sonuçların geçerliliklerinin test edilmesinden bahsedilmiştir. Son bölümde ise elde edilen sonuçlardan ve önerilerden bahsedilmiştir. 6

25 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Özgan (1995), çalışmasında bir pamuklu dokuma fabrikasında dokuma üretim maliyetlerini etkileyen faktörleri incelemiştir. Çalışma kapsamında hammadde, işçilik ve genel üretim giderlerini ele almıştır. Pamuklu dokuma fabrikasında üretilen 2 kumaş örnek olarak alınmış, bu kumaşların üretimde geçtiği tüm adımlar ortaya konularak maliyet analizleri yapılmıştır. Maliyet analizleri yapılırken tüm aşamalarda işletme verimliklerinin maliyet üzerine etkileri de incelenmiştir. Yapılan analizlerde hammadde maliyetinin tüm maliyetler içerisinde en yüksek orana sahip olduğu tespit edilmiştir. Dokuma üretiminde kullanılan atkı ve çözgü ipliklerinin ürün yapısını bozmayacak şekilde uygun iplik seçiminin yapılması ve her aşamada üretim verimliliğinin yükseltilmesinin önemli olduğu belirtilmiştir. Yang ve Tarng (1997), çalışmalarında dönme işlemlerinde kesme performanslarının kalitesini yüksek kılmak amacıyla kesme parametrelerinin optimal seviyelerini tespit etmeye çalışmışlardır. Bu çalışma içinde kalitenin optimizasyon tasarımlarında kullanılan en uygun yöntemlerden birisi olan Taguchi metodolojisini baz almışlardır. Oluşturmuş oldukları modelde çıktı değişkeni olarak kullanılan malzemenin ömrü ve yüzey sertlikleri ele alınmıştır. Çıktı üzerinde etkisi olduğu düşünülen kesme parametreleri olarak da kesme hızı, besleme oranı ve kesme derinliği ele alınmıştır. Yapılan çalışmada sadece kesme parametrelerinin optimum seviyeleri tespit edilmemiş, çıktı üzerinde hangi kesme parametrelerinin de etkili olduğu tespit edilmeye çalışılmıştır. Analizler sonucunda kesme parametrelerinin optimum seviyelerinin tespit edilmesi ile birlikte malzemenin ömrünün ve yüzey sertliğinin ilk duruma göre %250 oranında bir iyileşme gösterdiği tespit edilmiştir. Demir ve Mutlu (2002), çalışmalarında tekstil işletmeleri boyahanelerinde yıkama işlemi sonrası renk haslığı değişimini incelemişlerdir. Yapılan çalışma için deney tasarımı geliştirmişlerdir. Deney tasarımı çalışmalarında çıktı değişkeni olarak renk haslığı değerini, girdi değişkeni olarak da yumuşatıcı, fiksatör, kaynatma ve sabunlama parametrelerini ele almışlardır. Yapılan analizler sonucunda her dört faktöründe renk haslığı üzerinde önemli derecede bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. 7

26 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Güral (2003), çalışmasında iyi bir kaynak dikişi elde edebilmek amacıyla prosesi etkileyen parametrelerin optimizasyonunu hedeflemiştir. Bu çalışma kapsamında deney tasarımı geliştirilmiştir. Yapılan çalışmada çıktı değeri olarak dikiş üst yüksekliği, dikiş üst genişliği ve dikiş alt genişliği değerleri ölçülmüştür. Girdi parametreleri olarak ise akım şiddeti, kaynak gerilimi, kaynak hızı ve serbest tel uzunluğu belirlenmiştir. Yapılan analizler sonucunda parametre değerlerinin optimum noktaları saptanmıştır. Bu sayede de elektrod kullanımında ve enerji tüketiminde tasarruf sağlanmıştır. İşlem sürelerinde de kısalma sağlandığı için diğer maliyet kalemlerinde de maliyet avantajı sağlanmıştır. Karaoğul (2003), çalışmasında parça boyama ve yıkama işlemlerinde yapılan üretimsel hataların ürün maliyetine olan yansımalarını incelemiştir. Çalışmalarında reaktif boyama ve denim yıkama proseslerini ele almış, bu prosesler esnasında yapılan muhtemel hataları ortaya koymuş ve bu hataların ürün maliyetine olan yansımalarını incelemiştir. Hataların azaltılması ile birlikte ürün maliyetlerinde azalmalar meydana geleceği ve işletme kazançlarının artacağı yapılan hesaplamalarla ortaya konulmuştur. Özdemir, Kıpçak ve Öztürk (2003), çalışmalarında bor üretimi sırasında oluşan katı atıkların neden olduğu çevresel problemleri ortadan kaldırmayı hedeflemişlerdir. Bor üretimi sırasında meydana gelen katı atık maddelerinden olan boraksın maddesinin su ile katı-sıvı özütlemesi yapılarak geri kazanılması hedeflenmiştir. Deney tasarımı geliştirilmiş olup, girdi değişkenleri olarak katı-sıvı oranı, reaksiyon süresi ve reaksiyon sıcaklıkları ele alınmıştır. Yapılan analizler sonucunda girdi değişkenlerinin geri kazanım için optimum sonuçlarına ulaşılmıştır. Savaşkan, Taptık ve Ürgen (2004), matkap uçlarının performanslarını arttırmak amacıyla bazı çalışmalar gerçekleştirmişlerdir. Çalışmalarında ince, sert seramik kaplı ( TIA1N ve TIN) matkap uçlarının performanslarının kaplamasız uçlara göre nasıl değişkenlik gösterdiklerini ele almışlar ve bunun için deney tasarımı çalışmaları geliştirmişlerdir. Çalışmalarında önemli girdi faktörleri olarak kesme hızı, kaplama türü ve ilerleme hızını, çıktı değişkeni olarak ise S/N (sinyal ve gürültü) değerini belirlemişler ve bu doğrultuda deney tasarımını dizayn etmişlerdir. Metal işleme sanayisinde delme işleminin önemli bir yer tutması ve bu noktada 8

27 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR sağlanılacak performans artışları ( proses parametrelerinin optimizasyonu ve matkap uçlarının ömrünün artırılması) maliyetlere ve kaliteye önemli katkılar sağlayacaktır. Yapılan analizler sonucunda ince, sert ve seramik kaplamalı uçların kullanılması sonucu elde edilen çıktı değerlerinin, kaplamasız matkap uçlarına göre çok daha verimli olduğu sonucuna varılmıştır. Bayramov ve Taşdemir (2005), çalışmalarında çelik tel narinliğinin ve içeriğinin eğilme halinde çelik tel donatılı betonun kırılma parametrelerine etkisini araştırmışlardır. Araştırmalarında hedeflenen amaç daha sünek ve daha düşük maliyetli beton yapısı elde edilmesidir. Bu doğrultuda deney tasarımı geliştirmişlerdir. Girdi değişkenleri olarak çelik telin tipi, içeriği, narinliği (uzunluk / çap), çekme dayanımı, beton içindeki dağılımı ve matris özellikleri ele alınmıştır. Yapılan analizler sonucunda daha sünek ve daha düşük maliyetli beton değerlerinin elde edilebileceği optimum değerler elde edilmiştir. Lindler ve Hitzmann (2005), çalışmalarında Fischer bilgi matrisine dayalı olarak enzim kinetiği prosesinin optimum parametre tahminleri için deney tasarımı düzenlemişlerdir. Enzim kinetiğinde etkili maddelerin bulunması ve hücre içi davranışların tespit edilmesinin önemine odaklanmışlardır. Yapılan analizlerde enzim beslemesinin parametre tahmininde etkin olmadığı, enzimin kimyasal değişimini kolaylaştıran maddenin beslemesinin daha etkin olduğu tespit edilmiştir. Sakarya ve Göloğlu (2005), çalışmalarında plastik hacim kalıp imalatında cep yüzey işleme uygulamalarında farklı takım yolu hareketleri ile kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerini incelemişlerdir. Çalışma için deney tasarımı modeli tasarlanmıştır. Takım yolu hareketleri olarak tek yönlü, zigzag ve spiral hareketler belirlenmiştir. Kesme hızı, ilerleme, talaş derinliği ve kesici yanal adımı değerleri de diğer girdi parametreleri olarak belirlenmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde cep işleme için en uygun takım yolunun spiral takım yolu olduğuna karar verilmiştir. Şayan (2005), çalışmasında toz aktif karbon ve ultrases parametrelerini birlikte kullanarak HE4R boyar maddesi ihtiva eden sentetik olarak hazırlanmış atık sudan en iyi renk ve kimyasal oksijen ihtiyacının giderimi için boya konsantrasyonu, süre, ultra ses gücü, sıcaklık, toz aktif karbon konsantrasyonu ve ph parametrelerinin 9

28 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR etkilerini incelemiş ve deney tasarımı geliştirmiştir. Yapılan analizler sonucunda optimum değerler saptanmaya çalışılmıştır. Şayan ve Bayramoğlu (2005), çalışmalarında atık kırmızı çamurdan TiO2 maddesinin ultrases ve sülfirik asit yardımıyla seçimli liçingini yapmaya çalışmışlardır. Düzenlenen deney tasarımında girdi değişkeni olarak sıcaklık, asit konsantrasyonu, ultrases gücü, katı-sıvı oranı ve proses süresi gibi parametreleri ele almışlardır. Yapılan analizler neticesinde girdi değişkenlerinin optimum değerleri saptanmaya çalışılmıştır. Demir (2006), ısı transferlerinde yüzey ile onu çevreleyen akışkan arasında kullanılan kanatların ısı transferini daha verimli bir şekilde gerçekleştirebilmesi amacıyla deney tasarımı gerçekleştirmiştir. Çalışmasında kare ve dairesel kesitlere sahip iğne kanatlarını delikli ve deliksiz olmak üzere gruplamıştır. Sıcaklık üzerinde etkili olduğunu düşündüğü diğer parametreler olan kanat yüksekliği, reynold katsayısı ve kanatlar arası mesafe değerleri için çalışmalarını yapmıştır. Çalışmaların sonucunda her bir alternatif kanat şekli için optimum değerler saptanmıştır. Havuz (2007), çalışmasında ham anod çamuru içerisindeki kurşun maddesini gidermek için deneysel çalışmalar yapmıştır. Çalışmasında kurşun maddesinin anod çamurundan giderilebilmesi için reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, katı-sıvı oranı, konsantrasyon parametrelerinin optimum değerlerini belirlemeye çalışmıştır. Erler, Akçayöz ve Tuncer (2008), çalışmalarında %12,5 kalınlığa sahip bir eliptik profil ve NACA 0015 kanat kesidi üzerine yerleştirilen sentetik jetlerin akış üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Çalışmalarında deney tasarımı geliştirmişler ve girdi değişkeni olarak da jetin hızı, yeri, açısı ve frekansını incelemişlerdir. Eliptik profil için sürükleme kuvveti, kanat kesidi için ise kaldırma ve sürükleme kuvvetleri oranı çıktı değişkeni olarak ölçülmüştür. Yapılan analizlerde optimum değerler saptanılmaya çalışılmıştır. Öztürk ve Kaya (2008), çalışmalarında %40 ofsetli çarpışmaya maruz kalan otomobil ön tampon ve darbe emici sisteminin absorbsiyonunu incelemişlerdir. Çalışma için deney tasarımı oluşturulmuştur. Çalışmada araçlarda güvenlik elemanlarından birisi olan tampon ve darbe emici modeli üzerinde çarpışma analizleri yapılmış ve darbe emiciler üzerinde burkulma başlatıcı bölgelerin etkisi 10

29 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR incelenmiştir. % 40 ofsetli bir çarpışma modeli için burkulma başlatıcı bölge sayısının absorbe edilen enerji miktarına önemli derecede etkisi görülmemiş ancak maksimum tepki kuvvetini azalttığı sonucuna varılmıştır. Ayrıca düşük araç ağırlıkları için minimum ağırlık için optimum sac et kalınlığı belirlenmiştir. Yang, Chuang ve Lin ( 2008), çalışmalarında torna tezgahların da delme işlemlerinde yüksek saflıkta grafit elde edebilmek için makine parametrelerini optimize etmek için deney tasarımı yöntemi uygulamışlardır. Çalışmada yiv genişliklerindeki farklılıklar ve yiv içerisindeki alt düzlemin sertlik değerleri incelenmiştir. Girdi değişkeni olarak da kesme hızı, besleme oranı ve kesme derinliği ele alınmıştır. Yapılan analizler sonucunda besleme oranı parametresinin yiv genişliğindeki farklılıklarda ve yiv içerisindeki alt düzlemin sertlik değeri üzerinde en önemli faktör olduğu kanısına varılmıştır. Kasman (2009), çalışmasında lazer oyma tekniği parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerini incelemiştir. Bu çalışma için deney tasarımı modellenmiştir. Çıktı değişkeni olarak yüzey pürüzlülüğü ele alınmıştır. Girdi değişkeni olarak da ışın tarama hızı ve güç değerleri ele alınmıştır. Yapılan analizler neticesinde yüzey pürüzlülüğü değerlerini en iyi kılacak girdi değişkeni değerleri bulunmuştur. Kurt, Kaynak ve Bakır (2009), çalışmalarında alüminyum veya alüminyum alaşımlı malzemelerin karbon kaplanmış matkaplarla delinmesi esnasında kesme parametrelerinin ve matkap çapındaki değişimin delme sıcaklığı, kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğüne etkilerini araştırmışlardır. Aytaç, Yılmaz ve Deniz ( 2008 ), çalışmalarında kord bezi üretimi esnasında tek katlı bükümlerde ve çift katlı bükümlerde kullanılan büküm tekniklerinin birbirleri arasında fark olup olmadığını araştırmışlardır. Çalışma için deney tasarımı modellenmiştir. Yapılan analizler sonucunda tek katlı bükümlerde ve çift katlı bükümlerde uygulanan her iki büküm değerinin de sonucunda elde edilen kopma değerlerinin benzer olduğu görülmüştür. 11

30 3.MATERYAL VE METOD 3. MATERYAL VE METOD 3.1. Materyal Germe makinelerinde üretilen kumaşlara uygulanan apre ve kurutma prosesleri sonucunda çıktı değeri olarak elde edilen kumaş nem ölçüm değerlerinin minimum maliyetlerle hedeflenen seviyelerde elde edilebilmesinin amaçlandığı bu projede MINITAB istatistiksel paket programı ve LINGO modelleme paket programları kullanılmıştır. Daha öncede belirtildiği üzere kumaş nem değerlerini etkilediği düşünülen temel parametreler Hız Sıcaklık Val Baskısı Kumaş Ağırlığı olarak belirlenmişti. Bu parametrelerin çeşitli noktalarında kumaşlar hem apre prosesi için, hem de kurutma prosesi için ayrı ayrı üretilmiş ve kumaşlara ait nem değerleri ölçülerek kaydedilmiştir. Her bir proses için toplam 80 adet veri gözlemlenmiştir. Her bir gözlem için de nem değerleri 2 şer defa ölçülerek bu değerlerin ortalamaları alınaraktan hesaplamalar yapılmıştır. Gözlemler 1 adet 1996 model Monforts germe makinesi kullanılarak elde edilmiştir. 12

31 3.MATERYAL VE METOD 3.2. Metod Sistemin Tanımı Çalışmanın yapıldığı sistemde germe makinesine 1 adet operatör tahsis edilmiştir. Her bir proses için 8 farklı çalışma kombinasyonu mevcut olup her bir kombinasyon için 10 ar adet gözlem yapılmıştır. Makine üzerinde gerekli ayarlamalar yapıldıktan sonra nem değeri ölçülecek olan kumaş makineye yerleştirilmiş ve çeşitli zaman aralıklarıyla her bir kumaş için 2 adet gözlem değeri ölçülerek kayıt altına alınmıştır Sistemin Analizi Gözlemler sonucu elde edilecek verilerin güvenirliliklerinin test edilmesi amacıyla ölçüm sistemlerinin analizi tekniği metodu uygulanmıştır. Verilerin güvenirlilikleri test edildikten sonra girdi değişkenleri ile çıktı değişkeni olan nem değeri arasında ilişki olup olmadığının test edilmesi amacıyla hipotez testleri uygulanmıştır. Hipotez testleri yapılırken verilerin dağılım fonksiyonları ve varyans analizleri de incelenmiştir. Girdi ve çıktı değişkenleri arasındaki ilişki incelendikten sonra çıktı değişkenini, girdi değişkeninin bir fonksiyonu olarak ifade edebilmek için deney tasarımı ve regresyon analizleri yapılmıştır. Son olarak da elde edilen fonksiyon yardımıyla işçilik ve enerji maliyetlerini minimum kılacak optimum çalışma şartlarının tespit edilebilmesi amacıyla matematiksel bir model oluşturulmuş ve bir optimizasyon paket programı yardımıyla çözülmeye çalışılmıştır. 13

32 3.MATERYAL VE METOD Ölçüm Sistemleri Analizi Ölçüm sistemleri analizi gözlemlenen herhangi bir proses için toplanan verilerde ölçüm kaynaklı bir varyasyonun olup olmadığını test etmek için uygulanan bir yöntemdir. Bir veri grubu analiz edildiğinde elde edilecek varyasyon değeri parça kaynaklı ve ölçüm kaynaklı olmak üzere iki varyasyon değerinden oluşur. Bu noktada prosesten kaynaklanan gerçek varyasyon değerinin saptanabilmesi için ölçüm kaynaklı hataların ortadan kaldırılması veya minimize edilmesi gerekmektedir. Apre ve kurutma prosesleri için elde edilen kumaş nem değerleri için ölçüm kaynaklı herhangi bir varyasyon olup olmadığını test etmek amacıyla ölçüm sistemleri analizi uygulanmıştır. Germe makinelerinde uygulanan apre ve kurutma prosesleri sonucunda elde edilen kumaş üzerindeki nem değerleri ölçümü içerisinde ölçüm kaynaklı herhangi bir hatanın olup olmadığını test etmek için uygulanan yöntemde aşağıdaki adımlar izlenmiştir. 1) Ölçüm yapacak operatörlerin belirlenmesi 2) Ölçüm yapılacak kumaşların belirlenmesi 3) Her bir kumaş için kaç tekrar yapılacağının belirlenmesi Ölçüm sistemlerinin analiz edilmesi kapsamında, 3 farklı operatör ve 3 kumaş parçası için 3 er adet ölçüm yapılmasına karar verilmiştir. Ölçümler sonucunda toplanan çıktı verilerinin analizlerinden elde edilen varyasyonların toplamının parça kaynaklı ve ölçüm sistemi kaynaklı olduğunu belirtmiştik. Burada çıktı verilerinin analizlerinden elde edilen toplam varyasyon değeri σ 2 TOPLAM ifadesiyle, parça kaynaklı varyasyon değeri σ 2 PARÇA ifadesiyle ve ölçüm kaynaklı varyasyon değeri ise σ 2 ÖLÇÜM SİSTEMİ ifadesi ile gösterilmektedir. 14

33 3.MATERYAL VE METOD Ölçüm sistemleri analizlerinde ölçüm sistemi kaynaklı hataların detay analizlerini yapabilmek için, ölçüm sistemini tekrarlanabilirlik ve üretilebilirlik adı altında incelememiz gerekmektedir. σ 2 PARÇA + σ 2 ÖLÇÜM = σ 2 TOPLAM σ 2 PARÇA + σ 2 TEKRARLANABİLİRLİK + σ 2 ÜRETİLEBİLİRLİK = σ 2 TOPLAM σ 2 PARÇA + σ 2 TEKRARLANABİLİRLİK + σ 2 OPERATOR + σ 2 OPER * PARÇA = σ 2 TOPLAM Yukarıda yer alan açılımlardan da görüleceği üzere üretilebilirlik parametresine ait varyasyon değeri operatör ve operatör ile parça etkileşimleri olmak üzere iki değerden oluşmaktadır. Böylece toplam varyasyon değerini elde edilen son denklem ile detaylı bir şekilde açıklamak mümkündür. σ 2 TEKRARLANABİLİRLİK : Operatörlerin aynı parçayı tekrarlı ölçümleri sonucunda elde edilen veri grubuna ait varyasyondur. σ 2 OPERATOR : Operatörlerin yapmış oldukları gözlemler sonucunda operatörler arasındaki değişkenliği gösteren varyasyon değeridir. σ 2 PARÇA : Operatör gözetmeksizin her bir parça için elde edilen tüm gözlemler sonucunda elde edilen verilere ait varyasyondur. σ 2 OPER * PARÇA : Aynı parça için farklı operatörlerin ölçmüş olduğu değerler sonucu elde edilen varyasyondur. Ölçüm sistemleri analizi sonucunda elde edilen parça, tekrarlanabilirlik, operatör ve operatör ile parça etkileşimlerine ait varyasyonlar hesaplandıktan sonra elde edilen verilerin yorumlanması için bazı indikatörler belirlenmiştir. % Katkı oranı % Çalışma varyasyonu % Tolerans Farklı kategori sayısı % Katkı oranı, her bir parametre için hesaplanan varyasyon değerinin toplam varyasyona oranlanması sonucunda elde edilen değerdir. Ölçüm sistemi için elde edilen % Katkı oranının ideal değerinin ise % 0 ile % 9 arasında olması beklenilir (Anonim, 2008, Matris Danışmanlık). 15

34 3.MATERYAL VE METOD σ 2 ÖLÇÜM SİSTEMİ % Katkı Oranı ( Ölçüm Sistemi ) = (3.1) σ 2 TOPLAM % Çalışma varyasyonu, her bir parametre için hesaplanan Std. sapma değerinin toplam Std. Sapma değerine oranlanması sonucunda elde edilen değerdir. Ölçüm sistemi için elde edilen % Çalışma varyasyonun ideal değerinin % 0 ile % 30 arasında olması beklenilir (Anonim, 2008, Matris Danışmanlık). σ ÖLÇÜM SİSTEMİ % Çalışma Varyasyonu ( Ölçüm Sistemi ) = (3.2) σ TOPLAM % Tolerans, her bir parametre için hesaplanan Std. Sapma değerinin 6 katının belirlenen tolerans değerine oranlanması sonucunda elde edilen değerdir. Ölçüm sistemi için elde edilen % Toleransın ideal değerinin % 0 ile % 30 arasında olması beklenilir (Anonim, 2008, Matris Danışmanlık). 6 * σ ÖLÇÜM SİSTEMİ % Tolerans ( Ölçüm Sistemi ) = (3.3) Tolerans Aralığı Farklı kategori sayısı olarak adlandırdığımız değer ise ölçüm sisteminin süreç verisinden ayırt edebileceği farklı kategori sayısıdır. Farklı kategori sayısı değerinin kabul edilebilir değerleri ise 3 ve 3 den daha yüksek olan değerlerdir (Anonim, 2008, Matris Danışmanlık) Normal Dağılım Analizleri Yapılan gözlemler sonucunda elde edilen verilerin çıktı üzerlerinde etkili olup olmadıklarını test edebilmemiz için hipotez testleri ile girdi parametrelerinin seviyeleri arasında farklılık olup olmadığını anlamamız gerekmektedir. Bu testleri yapabilmemiz içinde ilgili parametrelerin seviyelerinin dağılımlarını bilmemiz 16

35 3.MATERYAL VE METOD gerekmektedir. Bu dağılımlar için kullanılacak yöntemlerden bir tanesi normal dağılım eğrileridir. Normal dağılım eğrileri X ~ N ( µ, σ 2 ) notasyonuyla gösterilirler. µ dağılım ortalamasını, σ 2 dağılım varyasyonu gösterir. Normal dağılım eğrileri sürekli veriler için oluşturulan simetrik dağılımlardır. Normal dağılım olasılık yoğunluk fonksiyonu aşağıdaki şekildedir. f(x) = 1 σ 2π e σ ( μ) σ > 0, e = 2,7182, - µ - X, π = 3,1416 Toplanan veriler için normallik testleri yapıldığında Anderson Darling normallik testi uygulanır ve yapılan analizler sonucunda elde edilen p-value değerine bakılır. Elde edilen p-value değeri 0,05 den büyük ise dağılımın normal dağıldığı kanaatine varılır (Ünver ve Gamgam, 1999) Varyans Analizleri Toplanılan verilerin dağılımları incelendikten sonra hipotez testlerine geçilmeden önce her bir parametrenin seviyelerinin varyasyonlarının birbirlerine eşit olup olmadıklarının test edilmeleri için analizler yapılır. Bu analizlere iki örneklem varyans analizi denilmektedir. Varyans için hipotez testi şu şekilde kurulur. Ho : σ 1 2 σ 2 2 = 0 Ha : σ 1 2 σ 2 2 > 0 17