Hidroelektrik Santrallarda Bakım Strateji Optimizasyonu için Hiyerarşik Bir Karar Modeli Önerisi

Yıl 2022, , 933 - 945, 01.10.2022

Emre Yazıcı , Evrencan Özcan , Hacı Mehmet Alakaş , Tamer Eren

https://doi.org/10.2339/politeknik.862024

Cited By: 2

Öz

Günümüzde enerji talebi her geçen gün artmaktadır. Enerji arzını sağlayan tesisler artan bu talebe kesintisiz bir şekilde cevap verecek politikalar ve uygulamalar geliştirmektedirler. Enerjide sürekliliği sağlamakta etkili olan unsurlardan biri de enerjinin üretildiği santralların bakım stratejilerini arzı kesintiye uğratmayacak şekilde belirlemektir. Bu çalışmada, bir hidroelektrik santralda en kritik elektriksel ekipmanın bulunması ve bu ekipman için bakım stratejisinin seçimi amaçlanmıştır. Bu çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. İlk olarak en kritik elektriksel ekipman belirlenmiştir. Ekipmanların sıralanmasında kullanılan kriterlerin ağırlıklarının belirlenmesinde Pisagor Bulanık Analitik Hiyerarşi Prosesi (PBAHP) kullanılmıştır. Alternatiflerin sıralanmasında ise, PBAHP yöntemi ile TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) yöntemi entegre edilmiştir. En kritik elektriksel ekipman olarak belirlenen generatör ekipmanı için en uygun bakım stratejisi revizyon bakım olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Bakım strateji seçimi, TOPSIS, pisagor bulanık AHP, hidroelektrik santral

A Hierarchical Decision Model Proposal for Maintenance Strategy Selection in the Hydroelectric Power Plants

Öz

Today, energy demand is increasing day by day. It develops policies and practices that will continuously respond to this increasing demand of the institutions that provide energy supply. Various factors are effective in ensuring continuity in energy. One of these elements is to determine the power plants' maintenance strategies where energy generation is carried out in accordance with the targets. In this study, the selection of maintenance strategy for the most critical electrical equipment in hydroelectric power plants is examined. The study was carried out in two stages. First, the most critical electrical equipment for which the maintenance strategy will be selected was determined. Then, the selection of the maintenance strategy for this equipment was made. Pythagorean Fuzzy Analytical Hierarchy Process (PFAHP) method was used to calculate the criterion weights in the study. In the ranking, the alternatives were obtained by integrating the PFAHP method and the TOPSIS method. The most appropriate maintenance strategy for Generator equipment, which is determined as the most critical electrical equipment, has been selected as revision maintenance.

Anahtar Kelimeler

Maintenance strategy selection, TOPSIS, pythagorean fuzzy AHP, hydroelectric power plant

Kaynakça

• [1] Özcan E., Ünlüsoy S. and Eren T., “A combined goal programming – AHP approach supported with TOPSIS for maintenance strategy selection in hydroelectric power plants”, Renewable Sustainable Energy Reviews, 78: 1410–1423, (2017).
• [2] Özcan E., Ünlüsoy S. ve Eren T., “ANP ve TOPSIS Yöntemleriyle Türkiye’de Yenilenebilir Enerji Yatırım Alternatiflerinin Değerlendirilmesi”, Selçuk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 5(2): 204–219, (2017).
• [3] www.enerjiatlasi.com.tr, “Hidroelektrik Santralleri”, (2020).
• [4] TSKB, “TSKB Ekonomik Araştırmalar Aylık Enerji Bülteni”, (2020).
• [5] Özcan E., Gür Ş. and Eren T., “A Hybrid Model to Optimize the Maintenance Policies in the Hydroelectric Power Plants”, Journal of Polytechnic, 24(1): 75–86, (2021).
• [6] Özcan E., Danışan T. ve Eren T., “Hidroelektrik Santralların En Kritik Elektriksel Ekipman Gruplarının Bakım Stratejilerinin Optimizasyonu İçin Matematiksel Bir Model Önerisi”, Pamukkale Univiversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(4): 498–506, (2019).
• [7] Bevilacqua M. and Braglia M., “The analytic hierarchy process applied to maintenance strategy selection”, Reliability Engineering and System Safety, 70(1): 71–83, (2000).
• [8] Wang L, Chu J. and Wu J., “Selection optimum maintenance strategies based on a fuzzy analytic hierarchy process”, International Journal of Production Econics, 107(1): 151–163, (2007).
• [9] Borjalilu N. and Ghambari M., “Optimal maintenance strategy selection based on a fuzzy analytical network process: A case study on a 5-MW powerhouse”, International Journal of Engineering Business Management, 10: 1–10, (2018).
• [10] Yumuşak R., Özcan E., Danışan T., ve Eren T., “AHP-TOPSIS-Tam Sayılı Programlama Entegrasyonu ile Hidroelektrik Santrallarda Bakım Strateji Optimizasyonu”, Uluslararası GAP Yenilebilir Enerji ve Enerji Verimliliği Kongresi, Şanlıurfa, 81-84, (2018).
• [11] Mathews I, Mathews E. H., van Laar J. H., Hamer W. and Kleingeld M., “A simulation-based prediction model for coal-fired power plant condenser maintenance”, Applied Thermal Engineering, 174: 115294, (2020).
• [12] Panchal D. and Kumar D., “Maintenance decision-making for power generating unit in thermal power plant using combined fuzzy AHP-TOPSIS approach”, International Journal of Operation Research, 29(2), (2017).
• [13] Carnero M.C. and Gómez A., “Maintenance strategy selection in electric power distribution systems”, Energy, 129: 255–272, (2017).
• [14] Fouladgar M. M., Yazdani-Chamzini A., Lashgari A., Zavadskas E. K., and Turskis Z., “Maintanance Strategy Selection Using AHP and COPRAS under Fuzzy Environment”, International Journal of Strategic Property Management, 16(1): 85–104, (2012).
• [15] Sadeghi A. and Manesh R. A., “The Application of Fuzzy Group Analytic Network Process to Selection of Best Maintenance Strategy- A Case Study in Mobarakeh Steel Company, Iran”, Procedia - Socical and Behavioral Sciences, 62:1378–1383, (2012).
• [16] Görener A., “Bakım stratejilerinin bulanık karar ortamında seçimi için WSA ve TOPSIS yöntemlerinin uygulanması”, Sournal of Engineering and Natural Sciences, 31(2): 159–177, (2013).
• [17] Nezami F. G. and Yildirim M. B., “A sustainability approach for selecting maintenance strategy”, International Journal of Sustainable Engineering, 6(4): 332–343, (2013).
• [18] Ben Houria Z., Besbes M., Elaoud B., Masmoudi M., and Masmoudi F., “Maintenance Strategy Selection for Medical Equipments Using Fuzzy Multiple”, CIE45 Proceedings, 28–30, (2015).
• [19] Kirubakaran B. and Ilangkumaran M., “Selection of optimum maintenance strategy based on FAHP integrated with GRA-TOPSIS”, Annals of Operation Research, 245(1–2): 285–313, (2016).
• [20] Vishnu C.R. and Regikumar V., “Reliability Based Maintenance Strategy Selection in Process Plants: A Case Study”, Procedia Technology, 25: 1080–1087, (2016).
• [21] Shafiee M., “Maintenance strategy selection problem: An MCDM overview”, Journal of Quality in Maintenance Engineering, 21(4): 378–402, (2015).
• [22] Ding S. H. and Kamaruddin S., “Maintenance policy optimization literature review and directions”, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76(5–8): 1263–1283, (2015).
• [23] Asuquo M.P., Wang J., Zhang L., and Phylip-Jones G., “Application of a multiple attribute group decision making (MAGDM) model for selecting appropriate maintenance strategy for marine and offshore machinery operations”, Ocean Engineering, 179: 246–260, (2019).
• [24] Ighravwe D. E. and Oke S. A., “A two-stage fuzzy multi-criteria approach proactive maintenance strategy selection for manufacturing systems”, SN Applied Sciences, 2(10): 1–19, (2020).
• [25] Şenol M.B., Adem A., and Dağdeviren M., “A Fuzzy MCDM Approach to Determine the Most Influential Logistic Factors”, Journal of Polytechnic, 22(3): 793–800, (2019). [26] Ersoy M., “Mermer Blokların AHP Destekli TOPSIS ve GİA Yöntemleri ile Sınıflandırılması”, Journal of Polytechnic., 22(2): 303–317, (2019).
• [27] Alakaş H.M., Bucak M.Y. ve Kızıltaş Ş., “AHP-TOPSIS ve AHP-VIKOR Yöntemleri ile Ambulans Tedarikçisi Seçimi”, Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 4(1): 93–101, (2019).
• [28] Hamurcu M. and Eren T., “Selection of Monorail Technology by Using Multicriteria Decision Making‏”, Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 8(4): 303–314, (2017).
• [29] Alagöz İ, Özcan N.A., Küçükyarar U. and Özcan E., “Etkin Portföy Yönetimi Açısından Doğalgaz Kombine Çevrim Santrallarının Bakım Önceliklendirmesi”, Journal of Polytechnic, Basım Aşamasında (2021).
• [30] Saaty T.L., “How to make a decision: The Analytic Hierarchy Process”, Eur. J. Oper. Res., 48: 9–26, (1990).
• [31] Chang D.Y., “Applications of the extent analysis method on fuzzy AHP”, Eur. J. Oper. Res., 95(3): 649–655, (1996).
• [32] Dinç S., Hamurcu M., and Eren T., “Kentsel Ulaşım İçin Alternatif Tramvay Araçlarının Çok Kriterli Seçimi”, Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 4(2): 124–135, (2018).
• [33] Bellman R.E. and Zadeh L.A., “Decision-Making in a Fuzzy Environment”, Management Science, 17(4): 141–164, (1970).
• [34] Alkan N., “Yalın Tedarik Zinciri Kapsamında Sanayi 4.0 İçin Sektörel Önceliklendirmenin Bulanık Çok Kriterli Karar Verme Yaklaşımıyla Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2019).
• [35] Zadeh L.A., “Fuzzy sets as a basis for a theory of possibility”, Fuzzy Sets Syst., 1(1): 3–28, (1978).
• [36] Gürsoy Z., “Türkiye’de Yaşayan Bireylerin Yaşam Memnuniyeti Düzeylerinni Bulanık Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleriyle Belirlenmesi”, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, (2016).
• [37] Atanassov K.T., “Intuitionistic fuzzy sets”, Fuzzy Sets Systems, 20(1): 87–96, (1986).
• [38] Yildirim B.F., “Kredi Kartı Platformlarının Sezgisel Bulanık TOPSIS Yöntemi Kullanılarak Değerlendirilmesi”, BDDK Bankacılık ve Finansal Piyasalar, 13(1): 37–58, (2019).
• [39] Yager R. R., “Pythagorean membership grades in multicriteria decision making”, IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 22(4): 958–965, (2014).
• [40] Mohd and Abdullah L., “Pythagorean fuzzy analytic hierarchy process to multi-criteria decision making”, AIP Conference Proceeding 1905, (2017).
• [41] Ak M. F. and Gul M., “AHP-TOPSIS integration extended with Pythagorean fuzzy sets for information security risk analysis”, Complex & Intelligent Systems, 5(2): 113–126, (2019).
• [42] Yucesan M. and Kahraman G., “Risk evaluation and prevention in hydropower plant operations: A model based on Pythagorean fuzzy AHP”, Energy Policy, 126: 343–351, (2019).
• [43] Gökdalay M. H. ve Evren G., “Havalanlarının Performans Analizinde Bulanık Çok Ölçütlü Karar Verme Yaklaşımı”, İtü Dergisi, 8(6): 157–168, (2009).
• [44] Ilbahar E., Karaşan A., Cebi S. and Kahraman C., “A novel approach to risk assessment for occupational health and safety using Pythagorean fuzzy AHP & fuzzy inference system”, Safety Science, 103: 124–136, (2018).
• [45] Hwang and Yoon K., “Multiple attribute decision making: methods and applications”, New York Springer-Verlag, (1981).
• [46] Olson D.L., “Comparison of Weights in TOPSIS Modesl”, Mathematical Computer Modelling, 40: 721–727, (2004).
• [47] Abalı Y.A., Kutlu B.S., ve Eren T., “Çok Ölçütlü Karar Verme Yöntemleri İle Bursiyet Seçimi: Bir Öğretim Kurumunda Uygulama”, Atatürk Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 26(3–4): 259–272, (2012).
• [48] Alakaş H. M.,Yazıcı E., Cebeci S., Yılmaz E. E., ve Eren T., “Toplu Ulaşım Sistemlerinde Araç Tipi Seçimi: Kırıkkale Kampüs Hattı Örneği”, Kırıkkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 11(1): 269–287, (2021).
• [49] Cihan Ş., Ayan E., Eren T., Topal T., ve Yıldırım E. K., “Çok Ölçütlü Karar Verme Yöntemleri ile Ekokardiyografi Cihazı Seçiminin Yapılması”, Sağlık Bilimleri ve Meslekleri Dergisi, 4(1), (2017).
• [50] Taş C., Bedir N., Eren T., Alağaş, H.M., ve Çetin S., “AHP-TOPSIS Yöntemleri Entegrasyonu İle Poliklinikleri Değerlendirilmesi: Ankara’da Bir Uygulama”, Sağlık Yönetimi Dergisi, 2(1): 1–17, (2018).
• [51] Yıldız A., Ayyıldız E., Gümüş A. T., ve Özkan C., “Ülkelerin Yaşam Kalitelerine Göre Değerlendirilmesi İçin Hibrit Pisagor Bulanık Ahp-Topsis Metodolojisi: Avrupa Birliği Örneği”, European Journal of Science Technology, (17): 1383–1391, (2019).
• [52] Özcan E., “Bakım Yönetim Sistemi: İşletme ve Kurulum Esasları”, Elektrik Üretim A.Ş.-Araştırma Planlama ve Koordinasyon Başkanlığı, (2016).
• [53] Mousavi S. S., Nezami F. G., Heydar M., and Aryanejad M. B., “A hybrid fuzzy group decision making and factor analysis for selectingmaintenance strategy”, 2009 Int. Conf. Comput. Ind. Eng. CIE 2009, 1204–1209, (2009).
• [54] Bashiri M., Badri H., and Hejazi T. H., “Selecting optimum maintenance strategy by fuzzy interactive linear assignment method”, Applied Mathematical Modelling, 35: 152–164, (2011).
• [55] Mathew M., Chakrabortty R. K., and Ryan M. J., “Selection of an Optimal Maintenance Strategy Under Uncertain Conditions: An Interval Type-2 Fuzzy AHP-TOPSIS Method”, IEEE Transaction on Engineering Management, 1–14, (2020).