Mühendislikte Optimizasyon

Optimizasyon Nedir?

 

Matematikte ya da matematiksel programlamada optimizasyon terimi; bir gerçel fonksiyonu minimize ya da maksimize etmek amacı ile gerçek ya da tamsayı değerlerini tanımlı bir aralıkta seçip fonksiyona yerleştirerek sistematik olarak bir problemi incelemek veya çözmek işlemlerini ifade eder.

 

Mühendislikte ise optimizasyon, bir sistemde var olan kaynakların (işgücü, zaman, kapital, süreçler, hammaddeler, kapasite, ekipman gibi) en verimli şekilde kullanılarak belirli amaçlara (maliyet en azaltılması, kâr en çoklanması, kapasite kullanımının en yükseltilmesi ve verimliliğin en çoklanması gibi) ulaşmayı sağlayan bir teknoloji olarak tanımlanmaktadır

 

Optimizasyonla mevcut parka boyutunu değiştirmeden üzerine gelen yükü ve ağırlığı azaltılarak çalışma şartları iyileştirilerek yapılmış tasarımda optimizasyon örneği

►İlginizi Çekebilir: Yapay Zeka Optimizasyon Algoritmaları

Optimizasyonda modelleme ve çözümleme iki önemli bileşen olarak nitelendirilmektedir. Modelleme gerçek yaşamda karşılaşılan problemin matematiksel olarak ifade edilmesi; çözümleme ise bu modeli sağlayan en iyi çözümün elde edilmesini kapsamaktadır. Optimizasyon teknolojisinin gelişiminde araştırmacılar öncelikli olarak modellemeyle ilgilenmişlerdir. Bu alandaki ilk çalışmalar Leontief tarafından Amerika Birleşik Devletleri’nin dış ticaretini ve ekonomik yapısını modellemek amacıyla yaptığı yayınlardır.

 

 

Optimizasyonun Aşamaları

 

Bir sistem tasarlanırken önce sorun gözlemlenerek ihtiyaçlar belirlenir. Daha sonra bu ihtiyaçlar doğrultusunda sistem tasarımı yapılarak denemelerle iyileştirilir. İhtiyaçlar belirlendikten sonra tüm aşamalarda ki buna sistemin çalıştığı zamanda dahildir, optimizasyon devreye girer. 

 

Bir sistemin tasarım aşamaları

Bir tahta parçası kesen bir makinada kesilecek olan tahtanın sabitleştirilmesi ya da sonradan eklenen bir sistemle tahtayı kendi alması ya da işi bitmiş parçaların üzerine kendi bırakması zaman tasarrufu sağlar ve bir optimizasyon olarak değerlendirilebilir. Bu durum aynı zamanda işçi sayısını azaltarak maliyetini de amorti edebilir ve çalışma süresine bağlı olarak kar dahi getirebilir. 

 

 

Optimizasyon Tasarımının Aşamaları

 

Optimizasyonda Esas Alınacak Unsur

 

Mühendisliğin yaygın tanımı istenen işi en kısa sürede istenen kalitede ve istenen süre boyunca yapabilecek sistemi en az maliyetle tasarlamaktır. Ancak tüm bu kısıtlamalar aynı anda tek bir sistem üzerine uygulanamayacağından optimizasyona başvurulur. İş hassasiyeti düşük ve önemsizse maliyet birinci planda olurken bazı sistemlerde tüm bir iş akışını ve zamanı etkileyecek sistemlerde sistem kendini zamanla amorti edeceğinden kalite bazlı optimizasyon yapılır.

 

 

Bir kargo uçağında yapılan iş baz alınarak yapılmış bir optimizasyon
 

Optimizasyonda bir diğer önemli nokta ise tasarım ve modellemedeki uç noktaları yuvarlamaktır. Bir işlem çok büyük maliyetler ya da çok uzun zaman gerektiriyorsa optimizasyona gidilerek işlemde meydana gelme olasılığı düşük olan ihtimalleri ihmal ederek yapmak istenen iş sınırlarını daraltmaktır. Bu tasarımcıya daha net bir bakış açısı sağlayarak maliyet ve zaman unsurlarını dengeleyebilir.

 

 

Yukarıdaki resimde bor atıklarından lityum üretilen bir tesis görülmektedir. Bor atıklardan lityum elde etmek çok maliyetlidir. Ancak atık ve diğer girdileri standartlaştırmadan yüksek verim, düşük değişkenlik ve düşük maliyetle lityum elde edilebilmiştir.

 

Sonuçta satın alınan üründen üstün kalite isteniyorsa maliyeti artacaktır. Ancak gerekli işte uç ihtimaller ihmal edilerek oluşturulan sistemler daha ucuz olabilir. Her aşamada uygulanabilir olan optimizasyonun sistem tasarlanırken uygulanması daha faydalı olacaktır. Tekniklerini araştırarak herkes bir sistem kurabilir ama sadece bir mühendis bir sistemi optimize ederek istenen işe en kısa zamanda en ucuz çözümü üretir.


Kaynak:

►Wikipedia
►polen.itü
►ODTÜ

Yazar: Özge Başdaş