dc.contributor.advisor | Tezcaner Öztürk , Diclehan | |
dc.contributor.author | Kırdar , Gözdenur | |
dc.date.accessioned | 2020-09-17T10:30:11Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.date.submitted | 2020-08-13 | |
dc.identifier.citation | IEEE | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/22703 | |
dc.description.abstract | In the production of composite parts, usually multiple parts are loaded into the autoclave in one batch. A typical autoclave curing cycle has three main phases and proceeds as follows: all parts are heated until they reach the curing temperature during the heat-up phase, they are then held at this temperature for a certain period of time during the dwell period, and then they are cooled in the cooling phase. The main goal in a curing cycle is the complete curing of all parts. In an ideal curing cycle, all parts reach the curing temperature at the same time, avoiding any over-curing. However, due to some factors such as part positions, geometries, total mass in the load, it is often not possible to realize this requirement without any delays between parts. The parts that reach the curing temperature earlier than the others are over-cured as much as it takes for the last part (the lagging part) to reach the curing temperature. This time delay can be monitored via thermocouples on all parts during the curing cycle and it affects the product quality to a great extent. If these delays are minimized, higher quality products can be produced. Another consideration is minimization of the total process duration by shortening the heat-up phase. This way, time and energy savings can be obtained.
In this work, we develop a two-stage approach to minimize both the time delay between parts and the duration of the heat-up phase. In the first stage, we determine the factors affecting the time to reach the curing temperature. We divide the autoclave charge floor to 18 regions, evaluate different parameters and their interactions that are assumed to affect the curing process. Then, regression models that relate the curing duration of each area with those parameters are developed. In the second stage, we determine the placement of the products in the autoclave using the regression models of the first stage. We develop a multi-objective nonlinear mixed integer programming model that minimizes the two objectives mentioned above. We linearize this model using additional variables and use ε-constraint method to generate the nondominated frontier. To obtain solutions in shorter durations, we employed one of the well-known multi-objective evolutionary algorithms, Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II). The validity of the practical use of the model is tested on real cases in a composite factory in Turkey. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Composite | tr_TR |
dc.subject | Autoclave | tr_TR |
dc.subject | Regression | tr_TR |
dc.subject | Multi-objective layout optimization | tr_TR |
dc.subject | NSGA-II | tr_TR |
dc.title | Optımızatıon Of Composıte Parts Placement
In Autoclave | tr_en |
dc.title.alternative | Otoklav İçerisinde Kompozit Parça
Yerleşimi Optimizasyonu | |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Kompozit parça üretiminde çoğu zaman birden fazla parça tek bir parti halinde otoklava yüklenir. Tipik bir otoklav kür döngüsünün üç ana fazı vardır ve şu şekilde gerçekleşir; ısıtma fazında tüm parçalar kür sıcaklığına ulaşana dek ısıtılır, ardından bekleme fazında parçalar belirli ve sabit bir süre bu sıcaklıkta bekletilir ve son olarak soğuma aşamasında parçalar soğutularak kür döngüsü tamamlanır. Bir kür döngüsünde ana hedef tüm parçaların tam olarak kürlenmesidir. İdeal bir kür döngüsünde, tüm parçalar aşırı kürlenmeden kaçınarak aynı zamanda kür sıcaklığına ulaşır. Fakat bu şartı sağlamak parça konumlarına, geometrilerine, yüklemedeki toplam kütleye, vb. faktörlere bağlı olarak çoğu zaman mümkün olmamaktadır. Kür sıcaklığına ulaşan ilk parça (önden giden), son parçanın (geciken) kür sıcaklığına ulaşması için gereken süre farkı kadar fazla kürlenir. Bu zaman farkı, kür döngüsü sırasında tüm parçalar üzerindeki termokuplar ile izlenebilir ve ürün kalitesini büyük ölçüde etkiler. Bu gecikme en aza indirilirse, daha kaliteli ürünler üretilebilir. Bir diğer husus, ısıtma aşamasını kısaltarak toplam proses süresinin en aza indirilmesidir. Bu şekilde zaman ve enerji tasarrufu elde edilebilir.
Bu çalışmada hem parçalar arasındaki zaman gecikmesini hem de ısıtma fazının süresini en aza indirmek için iki aşamalı bir yaklaşım geliştirdik. İlk aşamada, kür sıcaklığına ulaşma süresini etkileyen faktörleri belirledik. Otoklav şarj tabanını 18 bölgeye ayırdık ve kürleme sürecini etkilediği varsayılan farklı parametreleri ve bunların etkileşimlerini değerlendirdik. Ardından her bir alanın kürlenme süresini bu parametrelerle ilişkilendiren regresyon modelleri geliştirdik. İkinci aşamada, ürünlerin ilk aşamadaki regresyon modellerini kullanarak otoklavdaki yerleşimini belirledik. Yukarıda belirtilen iki hedefi en aza indiren doğrusal olmayan karma bir tamsayılı programlama modeli geliştirdik. Bu modeli ek değişkenler kullanarak doğrusallaştırdık ve etkin çözümleri ε-kısıt yöntemi ile bulduk. Daha kısa sürelerde çözüm elde etmek için yaygın kullanılan çok amaçlı evrimsel algoritmalardan birini, Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II), kullandık. Modelin pratik kullanımının geçerliliğini Türkiye'deki bir kompozit fabrikadaki gerçek durumlarda test ettik. | tr_TR |
dc.contributor.department | Endüstri Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2020-09-17T10:30:11Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |