Modern Sezgisel Teknikler ve Uygulamaları

Dr. Tunçhan CURA

ISBN: 978-975-6797-79-2

Türkçe, 2008, 173 sayfa

(16,5x24 cm2), 80 gr 1. hamur kağıt.

Bu kitap, ekonomi ve mühendislik alanında çalışan araştırmacı ve öğrencileri hedeflemekte olup amacı, sezgisel tekniklerin yöneylem araştırması problemlerinde çözüm aracı olarak kullanılmasını göstermektedir. Bu kitapta, en güncel yaklaşımlar da dâhil olmak üzere altı farklı sezgisel teknik ele alınmıştır. Konular, ilgili tekniğin ortaya çıkış tarihine göre kronolojik olarak sıralanmıştır.

Çeşitli araştırmacılar tarafından çözümü aranan yöneylem araştırması problemlerinden bazıları, kitapta sunulan teknikler yardımıyla çözülmüş ve sonuçları tartışılmıştır.

Kitabın herbir bölümü bağımsız olup sonuna çalışma soruları eklenmiştir. Kitapta, yöneylem araştırmalarında ve bilgisayar biliminde adı çok bilinen “Gezgin Satıcı Problemi”, “Finansal Portföy Optimizasyonu” gibi birçok problem ayrıntısıyla incelenmiş ve çözülmüştür.

Bu kitabın hedef kitlesi işletme, ekonomi, endüstri mühendisliği, bilgisayar mühendisliği, yönetim bilişim sistemleri gibi birçok disiplindeki araştırmacılar ve öğrencilerdir. Kitap, aynı zamanda üniversitelerde ders kitabı olma niteliğini taşımaktadır.

İÇİNDEKİLER

Önsöz

Bölüm 1. Giriş  

1.1. Yerel ve Global Optimum 

1.2. Sezgisel Teknikler

     1.2.1. Sürekli Optimizasyon ve Sezgisel Teknikler

     1.2.2. Ayrık Optimizasyon ve Sezgisel Teknikler

     1.2.3. Problem, Model ve Sezgisel Teknik

1.3. Özet

1.4. Sorular

Bölüm 2. Yapay Sinir Ağları (YSA) ve Kredi Talebi Değerlendirme Problemi

2.1. YSA’ların Temel Kavramları

2.1.1. Lojistik Dönüştürme Fonksiyonu

2.1.2. Hiperbolik Tanjant Dönüştürme Fonksiyonu

2.1.3. Gauss Dönüştürme Fonksiyonu

2.1.4. Hiperbolik Secant Dönüştürme Fonksiyonu

2.2. İleri Beslemeli YSA

2.2.1. YSA’nın Eğitilmesi

2.2.1.1. Eğitimde Hata Geriye Yayılım Yöntemi 

2.2.1.2. Eğitimde Sezgisel Tekniklerin Kullanılması

2.2.2. Geçerlilik Analizi    

2.2.3. İleri Beslemeli YSA’larının Uygulama Alanları   

2.2.3.1. Fonksiyon Kestirme    

2.2.3.2. Zaman Serisi Analizi

2.2.3.3. Regresyon  

2.2.3.4. Sınıflandırma

2.3. Geri Beslemeli YSA

2.3.1. Optimizasyonda Temel GBYSA: İkili Durum   

2.3.2. Potts Sinir Ağları ile Optimizasyon    

2.4. Bazı YSA Uygulamaları

2.5. Kredi Talebi Değerlendirme Problemi 

2.6. Özet     

2.7. Sorular

Bölüm 3. Benzetilmiş Tavlama (BT) ve Kümeleme Analizi Giriş

3.1. Yerel Arama Algoritması

3.2. Eşik Algoritmaları

3.3. Tavlama ile Benzerlik 

3.3.1. Teori için Kısa Bir Özet  

3.4. Tavlama Algoritması  

3.4.1. BT Algoritmasında Komşu Kabul Etme Olasılık Fonksiyonu    

3.4.2. BT Algoritmasında Soğuma Programı

3.5. Açıklayıcı Basit Örnekler

3.6. Bazı BT Uygulamaları

3.7. Kümeleme Analizi    

3.7.1. BT Yapısının Problem için Tasarlanması    

3.7.2. Enerji Fonksiyonu    

3.7.3. Hızlandırıcı Algoritma

3.7.4. BT Kümeleme Algoritması    

3.8. Özet     

3.9. Sorular

Bölüm 4. Tabu Arama ve Kapasite Kısıtsız Tedarikçi Seçme Problemi

4.1. Komşu Arama Algoritması  

4.2. Temel Tabu Arama (TA) Algoritması  

4.3. Tabu Arama (TA) Hafıza Yapıları   

4.3.1. Yakın Geçmişe Dayalı Hafıza Yapısı

4.3.2. Sıklığa Dayalı Hafıza Yapısı

4.3.3. Karma Hafıza Yapısı      

4.4. Tabu Aramanın Etkinliği  

4.5. Açıklayıcı Basit Örnekler

4.6. Bazı Tabu Arama (TA) Uygulamaları

4.7. Kapasite Kısıtsız Tedarikçi Seçme Problemi    

4.7.1. TA Yapısının Problem için Tasarlanması    

4.7.2. TS Problemi için TA Çözüm Arama Algoritması    

4.8. Özet     

4.9. Sorular

Bölüm 5. Genetik Algoritmalar ve Üç Boyutlu Cisimlerin Kısıtlı Yük Taşıma Dayanıklılığına Göre Yüklenmesi Problemi   

5.1. Terminoloji    

5.2. Evrimsel Algoritmalar 

5.3. Dolaylı Paralellik ve Şema Teoremi

5.4. Temel Genetik Algoritma (GA) Operatörleri 

5.4.1. Tek-nokta Çaprazlama    

5.4.2. Çift-nokta Çaprazlama

5.4.3. Tekdüze Çaprazlama    

5.4.4. Sıralı Kromozomlar için Çaprazlama     

5.5. Açıklayıcı Basit Örnekler

5.6. Bazı GA Uygulamaları

5.7. Üç Boyutlu Cisimlerin Kısıtlı Yük Taşıma Dayanıklılığına Göre Yüklenmesi Problemi           

5.7.1. GA Yapısının ÜBYDGYP için Tasarlanması    

5.7.2. ÜBYDGYP için GA Çaprazlama Operatörü    

5.7.3. ÜBYDGYP için GA Çözüm Arama Algoritması    

5.8. Özet          

5.9. Sorular

Bölüm 6. Karınca Kolonileri Optimizasyonu ve Tek Makine Toplam Ağırlıklı Gecikme Problemi 

6.1. Karınca Sistemi   

6.1.1. Gezen Satıcı Problemi ve Karınca Sistemi (KS)    

6.2. Max-Min KS

6.2.1. GSP ve MMKS    

6.3. Karınca Koloni Sistemi     

6.3.1. GSP ve KKS   

6.4. Popülâsyon Temelli Karınca Kolonileri Optimizasyonu    

6.4.1. GSP ve P-KKO    

6.5. Sürekli Global Optimizasyon ve KKO  

6.6. Bazı KKO Uygulamaları    

6.7. Tek Makine Toplam Ağırlıklı Gecikme Problemi 

6.7.1. KKO Yapısının Problem için Tasarlanması    

6.7.2. Amaç Fonksiyonunun Temsil Edilmesi    

6.7.3. TMTAG Probleminde Komşu Sınırlandırılması

6.7.4. TMTAG Problemi KKO Çözüm Algoritması    

6.8. Özet          

6.9. Sorular

Bölüm 7. Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ve Finansal Portföy Optimizasyonu

7.1. Komşuluk Topolojileri    

7.2. Temel PSO Algoritması    

7.2.1. En Yakın Komşu Hızıyla Karşılaştırma ve Anlamsız Hareket Etme    

7.2.2. Mısır Tarlası Vektörü     

7.2.3. Sürekli PSO  

7.2.4. İkili(Bir-Sıfır) PSO  

7.2.5. Açıklayıcı Bir Örnek

7.3. Darwin PSO Algoritması    

7.3.1. PSO’nda Doğal Seleksiyon    

7.3.2. Algoritma    

7.3.3. Bir Sürünün Silinmesi    

7.3.4. Bir Parçacığın Silinmesi    

7.3.5. Yeni Parçacık ve Sürülerin Oluşturulması   

7.4. Bazı PSO Uygulamaları    

7.5. Finansal Portföy Optimizasyonu    

7.5.1. PSO Yapısının Problem için Tasarlanması    

7.5.2. Uygunluk Fonksiyonu    

7.5.3. Parçacıkların Hareket Etmesi    

7.5.4. Kısıtların Sağlanması    

7.5.4. PSO Çözüm Algoritması    

7.6. Özet          

7.7. Sorular

Kaynakça

Dizin 

ÖNSÖZ

Yöneylem Araştırması (YA) artık disiplinlerarası bir alan haline gelmiştir. Böylece birçok farklı disiplindeki araştırmacı çeşitli YA tekniklerini çalışmalarında araç olarak kullanmaktadır. Bu kitabın her bölümünde yer alan literatür taramasında da başta mühendislik ve ekonomi olmak üzere çok sayıda YA uygulama alanına değinilmiştir. Bunun yanı sıra özellikle bilgisayar teknolojisindeki hızlı gelişmeyle birlikte, literatürde yer alan YA çalışmalarının çok önemli bir kısmında sezgisel tekniklerden yararlanıldığı gözlenmektedir.

Bu kitabın oluşumu aslında 2000 yılına kadar gitmektedir. O tarihte sayın hocam Prof.Dr. Öner ESEN’in bana hediye etmiş olduğu bir kitap, benim en önemli ilgi alanımı da belirlemiş oldu. Söz konusu kitapta sezgisel teknikler ayrı bölümlerde incelenmekteydi. Fakat böyle bir kitabın yabancı literatürde dahi çok fazla örneği halen yoktur. Türkçe literatürde ise henüz böyle bir çalışmaya rastlamamış bulunmaktayım. Bununla beraber yerli ve yabancı çalışmaların hemen hepsi bu kitaptaki sezgisel tekniklerin bir veya bir kaçını daha ayrıntılı olarak ele almaktadır. Burada ise en güncel yaklaşımlar da dahil olmak üzere altı farklı sezgisel teknik incelenmiştir. Bölümler, ilgili tekniğin ortaya çıkış tarihine göre kronolojik olarak sıralanmıştır.

Bu kitabın bir başka katkısı ise her bir bölümde yer alan tekniğin bir uygulamayla desteklenmiş olmasıdır. Çeşitli araştırmacılar tarafından çözümü aranan YA problemlerinden bazılarını, anlatılan teknik yardımıyla çözmüş ve sonuçları okuyucuya sunmuş bulunmaktayım.

Şunu da ilave etmek gerekir ki bu kitabın her bir bölümü bir diğerinden bağımsızdır. Başka bir ifadeyle okuyucu istediği bölümü istediği sırada okuyabilir. Dolayısıyla bu yaklaşım bazı tekrarlara neden olmuştur. Örneğin bir YA problemi olan "Gezen Satıcı Problemi"nin tanımı birden çok bölümde yapılmıştır.

Bu kitabın hedef kitlesi işletme, endüstri mühendisliği, işletme mühendisliği ve diğer tüm mühendislik dallarında YA’nın önemle üzerinde durulduğu bölümlerdeki araştırmacı ve öğrencilerdir. Çalışmanın giriş kısmında bir YA probleminin matematiksel modelini kurmak için gerekli temel açıklamalar verildiğinden, okuyucunun konunun uzmanı olması beklenmemektedir. Herhangi bir programlama dili kullanılarak algoritma geliştirme yeteneğini kazanmış herkes bu kitabın okuyucusu olabilir.

Bilindiği gibi programlama dillerinin hemen hepsi İngilizce terimlerden oluşmaktadır; dolayısıyla bu kitapta algoritmalar kaba-kod (pseudo code) şeklinde verilmiştir. Kitapta yer alan uygulamalar Java programlama diliyle sınanmıştır. - Dr. Tunçhan CURA