BİLDİRİ DETAY

Akif TAŞATAN, Kasım BAYNAL
HİYERARŞİK KÜMELEME TEKNİKLERİ İLE EŞİT SAYIDA ELEMAN İÇEREN KÜMELER OLUŞTURULMASINA YÖNELİK BİR YAKLAŞIM VE KARAYOLU UZAKLIK VERİLERİNE DAYALI KÜMELEME
 
Giriş: Endüstri alanında son yıllarda kaydedilen ilerlemeler hız, verimlilik ve kazanç kavramlarını daha da önemli hale getirmiştir. Bu kavramların odak noktasına bakıldığında ise temel unsurun kaynakların etkin kullanımı olduğu görülmektedir. Gerek başarılı iş sonuçları gerekse ekonomik istikrar açısından işgücü, malzeme ve zaman gibi kaynakların itinalı kullanımı zaruret haline gelmiştir. İletişim olanaklarının artması ve yoğun internet kullanımı ticaretin şeklini değiştirmiş, küresel rekabeti de güçlü bir şekilde ön plana itmiştir. Teknolojik gelişmeler insanların ihtiyaçlarının karşılanmasında şüphesiz önemli rol oynamaktadır. İçinde bulunduğumuz zaman diliminde özellikle planlama ve optimizasyon konularında yoğun olarak bilgi teknolojilerinden faydalanıldığına şahit olunmaktadır. Doğru yapılmayan iş planları projelerin gecikmesine ve kaynak israfına neden olmaktadır. Bu durum da başarısız iş sonuçları olarak neticelenmektedir. Bu noktada özellikle sahada ekipler tarafından günlük iş planları doğrultusunda yapılması gereken işlerde ciddi bir optimizasyon gereksinimi ortaya çıkmaktadır. Belirli bir zaman diliminde tamamlanması gereken geniş bir bölgeye yayılmış proje bazlı işlerde plansız hareket edildiğinde veya doğru planlama yapılmadığında projelerin gecikmesine neden olan en büyük unsurun ekiplerin uygulama noktaları arasında karayolu ulaşımında kaybettikleri zaman olduğu görülmektedir. Bu bağlamda saha ekiplerinin uygulama noktaları arasındaki ulaşım sürelerini minimize edecek şekilde günlük iş planları oluşturmaya yönelik yöntemler üzerinde çalışma yapılması, başarılı iş sonuçları elde edilmesi ve kaynakların etkin kullanımı yönleriyle tüm paydaşlara fayda sağlayacaktır. Amaç: Bu çalışma, saha ekiplerinin günlük iş planlarını hazırlamak için işlem gerçekleştirecekleri uygulama noktalarının eşit sayıda eleman içeren kümelere ayrılması, ancak bunu yaparken uygulama noktaları arasında karayolu üzerinde katedilen toplam mesafenin minimizasyonunu da sağlayacak bir yöntemin geliştirilmesi amacıyla yürütülmüştür. Kapsam: Bu araştırma Marmara Bölgesi’nde bulunan Kocaeli, Sakarya, Bolu ve Düzce illerini kapsayan bir alanda 8168 noktada gerçekleştirilen bir saha montaj işinin lokasyon verileri çerçevesinde yürütülmüştür. Yöntem: Yeryüzünde iki nokta arası ulaşım alternatif farklı yollardan yapılabilmektedir. Çalışmanın amacı katedilen mesafenin minimizasyonu olduğu için uygulama noktalarının koordinat verileri bir Coğrafi Bilgi Sistemi operatörü sistemine yüklenmiş ve her bir uygulama noktasının diğer tüm uygulama noktaları ile arasındaki en kısa karayolu ile ulaşım mesafeleri tespit edilmiştir. Veri madenciliği başlığı altında yer alan hiyerarşik kümeleme analizi tekniklerinden En Yakın Komşuluk Algoritması (Single Link Clustering) ve En Uzak Komşuluk Algoritması (Complete Link Clustering) yöntemleri kullanılarak, uygulama noktaları birbirlerine olan karayolu uzaklıkları dikkate alınarak kümelere ayrılmıştır. Ancak bu yöntemler temelde bir grup verinin eşit sayıda eleman içerecek şekilde kümelere ayrılmasına olanak sağlamamaktadır. Ayrıca bu teknikler, uzaklık verisi olarak noktalar arasındaki öklit uzaklığını kullandığından dolayı çalışmaya esas olan karayolu uzaklık verilerini içeren matrisi girdi olarak kullanma konusunda yetersiz kalmışlardır. Bu nedenden ötürü her iki teknik üzerinde bir takım geliştirmeler yapılarak karayolu uzaklıkları üzerinden kümeleme yapılmasını ve bu kümelerin de eşit sayıda eleman içermesini mümkün kılacak bir algoritma kurgulanmıştır. Kısıtlar: Toplam uygulama noktası sayısı ve küme eleman sayısı (ekiplerin bir günde ziyaret edebileceği uygulama noktası sayısı) araştırmadaki kısıtları oluşturmaktadır. Araştırmanın Problemi: Araştırmanın problemi geniş sahaya yayılmış işlerde uygulama noktalarını birbirleri arasındaki karayolu uzaklıklarını dikkate alarak eşit sayıda eleman içerecek şekilde kümelere ayırmaktır. Araştırmanın Sınırlılıkları: Yüksek boyutlu verinin bilgisayar üzerinde kümeleme işlemi uzun zaman gerektirmektedir. Bu nedenle geliştirilen yöntem 8168 uygulama noktası içerisinden rassal olarak alınan 500 tanesi üzerinde uygulanmıştır. Bulgular: 500 elemanlı veri kümesi üzerinde gerçekleştirilen çalışmada saha ekibinin bir günde 20 farklı noktada uygulama yapma kapasitesi ile 25 günlük iş planı alternatifleri araştırılmıştır. En Yakın Komşuluk Algoritması ile küme eleman sayısı sınırlandırılmadan yapılan kümeleme çalışması sonucunda toplam kadetilen mesafe 937 km, en küçük küme eleman sayısı 1, en büyük küme eleman sayısı 176 olarak elde edilmiştir. Aynı şekilde En Uzak Komşuluk Algoritması ile yapılan kümeleme çalışması sonucunda toplam kadetilen mesafe 926 km, en küçük küme eleman sayısı 2, en büyük küme eleman sayısı 85 olarak elde edilmiştir. Çalışmanın amacı doğrultusunda küme eleman sayısı 20 ile sınırlandırılarak yapılan kümeleme çalışması sonucunda toplam katedilen mesafe En Yakın Komşuluk Algoritması ile 1264 km, En Uzak Komşuluk Algoritması ile 1269 km olarak olarak ölçülmüştür. Her bir küme içi toplam katedilen yolun standart sapması ise En Yakın Komşuluk Algoritması’nda 36.6 km, En Uzak Komşuluk Algoritması’nda 34.0 km olmuştur. Sonuç: Geliştirilen yöntemlerle oluşturulan eşit sayıda eleman içeren küme elemanlarının koordinatları, harita üzerinde işaretlenerek incelenmiş ve oluşturulan kümelerin birbirine yakın noktaları içerdiği, çalışmanın beklenen çözümü ortaya koyduğu gözlenmiştir. Ayrıca elde edilen toplam katedilen mesafe ve standart sapma değerlerinin de anlamlı ve tutarlı olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Hiyerarşik Kümeleme, Karayolu Uzaklık, Metrik Uzaklık, Saha Projeleri, Optimizasyon



 


Keywords: