YAPAY ZEKA DESTEKL SSTEMATK TASARIM N BLG YNETM SSTEM MMARS


ZET 
Bu almada, mekanik sistemlerin tasarm iin bir kavramsal tasarm modeli gelitirilmitir. Bu tasarm modeli takm tezgahlarnn kavramsal tasarmna uygulanmtr. Tasarm ilem modelinin artname aamasnda fonksiyon temsilleriyle problem tarifi yaplr. artname aamasnda belirlenen tasarm snrlandrmalar, ihtiyafonksiyon grafiiyle karm bileenlerine dnr. Hazrlanan tasarm ilem modelinin torna tezgahuygulamas olan TASTA programnda,  klasik torna tezgah tasarmve CNC torna tezgahlarnn seimini yapabilen iki ayr bilgi tabanna sahip uzman sistem karar mekanizmas gelitirilmitir. Gelitirilen model ile gerekli tasarm sresi ksaltlarak  ve tasarm maliyeti drlmektedir.  

1. GR tasarm kavramnda  klasik tasarm ve modern 
tasarm teknikleri ayrm yaplmtr. Sistematik tasa-Problemlerin optimum zm olarak zetlenebilen rmn deiik aamalarnda bilgisayar teknolojisi ve tasarm kavramnn uygulanmasna ynelik kullanlan zellikle yapay zeka uygulamalarnn kullanmyla yntem ve metotlarnda, teknolojik geliim sreci birlikte zellikle kullanlan bilgi temsil teknikleri ve ierisinde srekli yenilikler meydana gelmektedir. bu bilgilerin paylambyk nem kazanmaktadr [1]. Belirli bir dnem tasarm ilemi srasnda esas olarak kullanlan ssleme ve sanatsal anlaylarn yerine, Karmak mekanik sistemlerin banda yer alan takm bilimsel yntem ve tasarm tekniklerinin kullanlmaya tezgahlarnn sistematik tasarmnn yaplmas ilebalanm olmas bu gelimeler ierisinde nemlidir. minde, tasarm dorudan etkileyen ok sayda alt rn veya sistemlerin tasarm srasnda kullanlan sistemler ve bu sistemler arasnda karmak ilikiler yeni teknikler ile mevcut tasarm tekniklerinin ayna bulunduu bilinmektedir.  Mterinin yaplacak trden tasarm problemine ait tanmlama ve zm tasarmla ilgili istekleri, mevcut sistem ilikileri yaklamlarnn belirgin olarak farkllamas sonrasn-asndan deerlendirilip en uygun zm ekline 
M. Bozdemir ve F. Mendi Yapay Zeka Destekli Sistematik Tasarm in Bilgi Ynetim Sistem Mimarisi 
karar verilebilmesi iin, bilgisayar destekli sistematik tasarmda alternatif zmler retilmesi ve bunlarn artname ihtiyalar ynnden deerlendirilmesi gerekmektedir. Yaplan sistematik tasarm uygulamassonrasnda, tasarm sresi, kalitesi, maliyeti gibi faktrlerde olumlu gelimeler gzlemlenmektedir. Kullanc ihtiyalar dikkate alnarak yaplacak iyi bir sistematik tasarm uygulamas sonrasnda, tasarlanan sistem maliyetlerinde d salanmaktadr. Yanluygulanan bir tasarm sreci sonrasndaki retim aamalarnda, geriye dn imkansz veya ok pahalya mal olabilecek etkilerle karlalabil-mektedir. Karmak mekanik yapya sahip olan makinelerin, sistematik tasarm teknikleri kullanlarak alternatif tasarm biimleriyle zlmesi ve alt fonksiyon yaplaryla uyumlu fiziksel sistemlerin seimi bilgisayar destekli karar verme sistemiyle yaplabilir. Sistematik tasarm uygulamas iin gelitirilecek bu ekildeki ilem modelleri daha verimli kullanm iin hazrlanacak tasarm kataloglaryla desteklenmelidir.   
TOSTA (Torna tezgah sistematik tasarm) adverilen program sayesinde takm tezgahlarnn yapay zeka destekli sistematik tasarm yaplmtr. Karar verme ilemi srasnda  sistem bileenlerine ait zm nerilerini ieren tasarm katalog bilgilerinin  ykl olduu tasarm veri tabanve kural taban bilgileri kullanlmtr. ekil 1de mekanik sistemler iin bilgisayar destekli sistematik tasarm uygulamasyaplmasnda kullanlan TOSTA programna ait akdiyagram grlmektedir. Programn artname aamasnda elde edilen tm bilgiler, tasarm uygulamasnn sonuna kadar geen sreteki aamalarda farklbiimlerde kullanlmaktadr. Sistematik tasarm uygulamalarnda, artname ve karar verme aamalararasndaki kuvvetli iliki program ierisinde geri beslemeyle desteklenerek gerektii zaman bilgi deiikliklerini sisteme yeniden salayabilmektedir.  

2. BLG TEMSL TPLER
Sistematik tasarm teknii kullanlarak yaplacak tasarm uygulamas iin balang noktasn tm fonksiyon ve alt fonksiyon yaplarnn belirlendii, problemin tarifi aamas oluturur. Sistematik olarak yaplacak torna tezgah tasarmnda, fonksiyonel hiyerari ve fiziksel paralarn ilikileri belirlenerek, hiyerarik dzen iinde artname aamasnda ihtiyalar ve snrlamalar yaplandrlr [2]. 

Mekanik sistemlerin sistematik tasarm ierisinde elde edilen tm bilgiler; fonksiyonlar, formller, izimler, grafikler, kat modeller vb. ekillerde temsil edilebilir. Tasarm esnasnda problemin yapsna uygun seilmeyen bir temsil biimi kullanlacak olur ise,  elde edilecek zmn gerekletirilme baarsnetkileyecektir. Bu nedenle bilgi temsillerinin seiminde tasarm ilemi merkezinde bulunan bilgisayar veya insan karar vericinin durumuna gre ekil 2de grlen temsillerden uygun bir seim yaplmaldr. Temsil biimi listesinin en stnde programlama dilleri yer alrken, en altta ise grnt temsilleri yer almaktadr. Bilgisayar merkezli bilgi temsillerinin en nemli zellii olarak, verilerin ok hzlekilde ilenmesi ve uygun zm iin muhakeme etmesi sylenebilir. nsana ynelik olan bilgi temsillerinde ise, ilgili temsil yntemlerini kullanarak  problemin zmnde etkin rol oynayan tasarmc insan olmaktadr [3]. 
Gramer/dil temsil biimi kullanlarak tasarm bilgilerinin anlatlmasnda en etkili olarak kullanlan yntemlerdendir. Bilgisayar destekli sistematik tasarm almalarn ounda, bilgilerin temsili dil/gramer kullanlarak salanmaktadr. Sistematik tasarm ierisinde artname hazrlama aamasnda istenilen davranlar salayan bileenler arasnda etkileimin tanmlanmasnda graf tabanl dil kullanm nerilmektedir. Mekanik sistemlerde sabit akslarn hareketlerinin tanmnda kullanlan n bilgiler ve cebirsel  ilikiler kullanlarak her bileene ait hareket ve pozisyonlar tanmlanmtr. Baz aratrmalar ise, simgesel tabanlmodeller kullanarak hazrlanlan gramer temsilini, tasarm bilgisi verilerine uygun olarak objelere uygulanabileceini ileri srmektedir. Bu gramer temsiline benzeyen bir dile rnek olarak  CANDLE gsterilebilir. CANDLE ile mhendislik alanlarndaki 


ekil 1. Sistematik tasarmda bilgi akekil 2. Bilgi temsil modelleri [3] 
deiik yntemler ile maniplatr sistemler ve mekanizma tasarmna ait zm yntemlerinde yenilikler elde edilebilmitir [3-7]. 
Geometrik modeller, bir rnn yapsal ynden temsili zerine odaklanmtr. Bilgisayar kullanlarak yaplan temsillerde, nesneler  2 boyutlu ve 3 boyutlu olarak ifade edilmektedir.  Gnmzde yaplan en popler geometrik ekil temsilleri olarak; B-rep, CSG, Deiken geometri ve Unsur temsili gsterilebilir. B-rep, bir eklin snr bilgileri olan yzey, kenar ve ke noktalaryla temsilidir. Fonksiyonlarn B-rep olarak temsil yaplarnn oluturulmasndan sonra matris ilikileri kurulabilir. Deiken modellemeyle 3 boyutlu uzayda geometrik bir modelin karakteristik tanm noktalarn dorudan oluturmak yerine, bu noktalarn konumlarnn kstlamal snr denklemi yardmyla bulunmasna izin verilir. Geometrik model bilgileri ve temsil yntemleri zerinde srekli yaplan aratrmalar sonrasnda, geometrik modellemeye elverili tanmlama ve modifikasyonu salanabilmektedir [3,8-11]. 
Unsur kullanlarak yaplan temsillerde ilkel olarak oluturulan nesneler kullanlarak imalat istenilen model oluturulur. Unsur tabanl bir tasarm yaklamnn kullanlabilmesi iin, tasarmc hazrlad unsurlar bir unsur ktphanesine yerletirir. Deiken tasarm temsillerinin kullanm sonucunda, oluturulan unsurlardan birinin dieriyle etkileimi sonucunda ortaya kacak yeni unsurlarn tanmlanmas, karmak bir analiz ilemine neden olmaktadr. EDISON isimli bir unsur tabanl modelleme almasnda, bilinen mekanizmalarn veri tabanbilgileri, sistem yaplar ve konum bilgileri kullanlabilecek biimde dzenlemitir. Unsur temelli olarak yaplan aratrmalardan bazlar ise, tasarmyaplan rnlerin ilenmesi iin gerekli tezgahta ileme ve unsurlara ayrtrmayla ilgilidir [12-15]. 
Graflar ve aa yaplar, kavramsal  tasarm aamasnda sk olarak kullanlan temsillerdir. Graflardaki dmler unsur kmeleridir ve farkl fiziksel zelliklerle ilikilendirilmi olabilirler. Bu dm noktalarizgilerle birbirine balanrken, bu balar g ve hz gibi zellikleri temsil edebilirler. Graflar ve aa yaplar, modellerin fiziksel bileenlerinin temsil ve planlanmasnda kullanlrlar. Kullanlan graflardaki her bir paray bamsz fiziki paralar olarak inceleyebilmek amacyla bond grafa dayal yntemler tercih edilmitir. Bond graf yntemler genellikle dinamik harekete sahip sistemlerin temsili iin uygundur. Fonksiyonlarn bond graf temsil edilmesi almalarnda fiziksel paralarn davranlarnn temsilinde zorluklarla karlalr. Kulland aa modeller sayesinde Kusiak, kavramsal tasarmn artname aamas ierisinde mekanik sistemlerinin ihtiya ve fonksiyon ilikisini salamada matris denklemler kullanmtr [3,16-21]. 
Kolb ve Bailey nesneye ynelik kavramsal tasarm model tekniklerini uak tasarm alannda kullanmtr. Kusiak, melez bir objeye ynelik temsil ve rn kurallarnbirlikte ele alarak, kendisine ait CONDES sisteminde kullanmtr. Bu sistemde, modelin tasarm sentezinde objeye ynelik temsil kullanlrken, ileme klavuzluk iin retim kurallaroluturmutur [22,23]. 


3. UZMAN SSTEMN YAPISI 
Belirli bir problemin zmnde uzman gibi davranan programlara uzman sistem denilir. Uzman sistemler veri ilemeye gerek kalmadan, bilgi ilemeye geiolarak anlatlr. Geleneksel programlar ile uzman sistemlerde algoritma ve karm mekanizmalar yer deitirmitir. Uzman sistemler, bilgi tabanl sistemler olup, problemleri daha geni bir perspektifte inceleyip, zmnde insan zekasn taklit etmeyi hedefleyen yapay zekann bir uygulama alandr. Uzman sistem; zel takm problemlerinin zmnde, uzman bilgisini ve karm ilemini taklit etmeyi amalayan danman programlardr [24-26]. 
ekil 3de TOSTA program karar verme mekanizmasna ait ilem yaps grlmektedir. Uzman sistem karar mekanizmasnn almas srasnda ilk olarak, kullancyla iletiimin salayan arayz sayesinde artname bilgileri elde edilmektedir. lgili bilgiler karm mekanizmas araclyla, bilgi taban ve veri taban kaytlarn deerlendirir. Kural bilgi tabanve tasarm veri taban klavuzunda hangi torna tezgahtipi ve elemanlarnn seileceine karm mekanizmas tarafndan karar verilir. Genel olarak uzman sistemlerde bulunmasgereken  ana modl ekil 3de grlmektedir. Bunlar [27]; 
1. 
Bilgi taban, 

2. 
Sonu karma mekanizmas, 

3. 
Kullancara yz. 


Bilgi Taban, uzmanlardan, yaynlanm veya yaynlanmam kaynaklardan, kitaplardan ve dier literatrden elde edilen bilginin bulunduu, saklandve kullanlmas gerektiinde kolaylkla eriilebilen bir 

ekil 3. Uzman sistemin yaps

M. Bozdemir ve F. Mendi Yapay Zeka Destekli Sistematik Tasarm in Bilgi Ynetim Sistem Mimarisi 
yapdr. Bilgi taban kurallar, gerekler, ebekeler ve erevelerden oluur. Sistem yaps ayn kalmak kouluyla konu kapsam geniletilmek istenildiinde kolayca gncelletirilebilmeli ve eklemeler yaplabilmelidir. karm mekanizmas, bilgi tabanndaki kurallar, gerekleri ve dier tm bilgileri kullanarak hem ileriye hem de geriye doru zincirleme metodu ile sonuca varabilen mekanizmadr. Kullanc ara yz, uzman sistemi kullanan ve onunla srekli etkileimde bulunan nemli bir bileendir. Bu etkileim doal dil etkileimi, grafik etkileimi, sorucevap etkileimi olarak gerekletirilebilir.  
Uzman kiinin bilgi ve deneyimlerinin elde edilerek, bilgisayar ortamna tanmas uzman sistem hazrlamadaki zor aamalardandr. Uzman sistemler  tasarm ilemlerine bu nedenle bilgi mhendislii olarak da isimlendirilir.  Uzman sistem tasarmnda, zerinde allan konu bilgilerinden baka, ilgili bilgilerin bilgisayara uyarlanmasna ihtiya duyulur. 
TOSTA program ierisindeki uzman sistem yapsna ait bilgilerin, kullanlma yerlerine gre temsil biimleri ekil 4de grlmektedir. Uzman sistem karm mekanizma yapsna ait bilgiler, biim, tip, yap, model ve sunumlarna ait zelliklerine gre deiik balklarda incelenebilmektedir.  


4. BLG TABANI YNETM
Takm tezgahlarnn bilgisayar destekli sistematik tasarm amacyla hazrlanan TOSTA programnn karar verme modlnde uzman sistem kullanlmtr. Uzman sistem ierisinde kullanlan bilgi tabanierisinde tasarm kural tabanve sistem veri tabanbulunmaktadr. Karar verme aamasnda karm mekanizmasartname bilgilerini deerlendirirken bu iki bilgi tabannn klavuzunda sonuca ulamaktadr. Bilgi tabanlarnn srekli gncellenmesi ve dzeni programn uygun tasarmlar yapabilmesi nemlidir. Tasarm bilgi kurallarnn oluturulmas, dzenlenmesi ve grntlenmesini salamak amacyla program ierisinde, kural oluturma, dzenleme ve kayt grntleme menleri eklenmitir. 

ekil 5.ada kullancnn tasarm bilgi tabanna ulaabilmesi iin yetki kontrol mens grlmektedir. TOSTA program iin hazrlanan tasarm bilgi taban, tasarm uzmanveya yetkili kullanclarn dnda sisteme yanl bilgi kuralgirilmesini engellemek amacyla, kullanc yetki kontrol snrlandrmas yaplmtr. 
ekil 5.bde kullancnn giri yetkisine sahip olmasdurumunda, bilgi tabanna kural ekleme, dzenleme ve kural grntlemesini salamak iin kulland, tasarm bilgi taban kural oluturma mens grlmektedir. Bu men ile torna tezgah tasarmna ait model tanmlaycbilgiler seilerek  tezgah model adbelirlenir. Yeni kural ret dmesi kullanlarak bir sonraki kural tanmlamas geilebilir. retilen yeni tezgah modellerine ait kural bilgilerinin, tasarm veri tabanna kalc olarak eklenmesi iin Kural kaydet dmesi kullanlr. Tasarm bilgi taban ierisinde yaplacak tm kayt ekleme ilemlerinde, kullancya onay ve bilgilendirme amacyla uyarmesajlar gnderilmektedir. 
ekil 6da bilgi tabanna ait kural kaytlarnn grntlendii arayz grlmektedir. Kural kayd gsterme arayzndeki, leri-Geri butonuna baslarak, ilk kaytla son kayt bilgisi arasndaki tm kaytlara ulam salanabilir.  




ekil 6. Bilgi taban kural grntleme 
Kayt grme ileminde tasarm bilgi tabanna en son eklenen kural kaytlarna ait detay ayrntlar, kural bilgi tabanierisinde mevcut ykl kural says, ykl kural dosyas  ad, kayt konumu, oluturma tarihi ve saati gibi tm bilgililere ulalabilir. 
Kural oluturma arayznde bulunan Kural editr butonu yardmyla ekil 7deki editr destei salanmtr. 
Editr kullanlarak program tarafndan kullanlan tm bilgi tabanierikleri grntlenebilir ve gerekli deiiklikler yapldktan sonra kaydedilebilir. Editre yklenmi bilgi taban zerinde, yeni kural eklemeleri, gncelliini kaybetmi kurallarn silinmesi ve mevcut kural ieriklerinin deitirilmesi salanabilir. 
TOSTA programnda kullanlan sistem veri tabanbilgilerinin dzenlenmesi amacyla, veri taban listeleme ve veri taban editrleri eklenmitir. Veri taban dzenleme ilemleri ierisinde, Veri taban listesi ve Veri taban editr ilemleri bulunmaktadr. Veri taban bilgileri ierisinde sistematik tasarm ilemi srasnda kullanlan tm alt fonksiyon yaplarna ait sistem bileenlerine ait yapsal zellik bilgileri bulunmaktadr. 

ekil 8deki veri taban listesinde program ierisinde kullanlmbulunan alt fonksiyon yaplar ve bu fonksiyonlara bal elemanlarn tm zellikleri grlmektedir. 
Veri taban listesi iindeki elemanlara ait herhangi bir dzelme gerektii durumda ekil 9daki Access tabanl ekleme-dzeltme arayz kullanlr. Veri taban ekleme-dzeltme mens ierisinde, yeni bilgi ekleme, bilgi dzeltilmesi veya silinmesi gibi tm kayt ilemleri yaplabilmektedir. 



M. Bozdemir ve F. Mendi Yapay Zeka Destekli Sistematik Tasarm in Bilgi Ynetim Sistem Mimarisi 

Veri taban sistem elemanlarnn, alt sistem ad, katalog numaras, alma prensibi zellii, ekonomi, kontrol tipi gibi zelliklere ait bilgiler bu menler sayesinde dzenlenebilir. Program ierisinde artname bilgileri karm kurallarna dntrlerek, sistem kural taban ve veri taban klavuzunda karar verme iin kullanlmaktadr. 
TOSTA programnda karar verme ilemi sonrasnda uygun torna tezgah yaps ve buna bal alt sistem elemanlar seilmektedir. ekil 10da program tarafndan yaplmdeiik tasarm uygulamalar grlmektedir. 
Bu aamada fonksiyonlar arasnda fiziksel ilikiler kurularak, uzman sistem tarafndan tasarm yaplan sisteme veri tabanndan uygun nesneler eklenebilir. Sistematik tasarm uygulamalarnda yaplan en son bilgi ilemi ise, tasarm srasnda elde edilen tm bilgilerin dokman haline dntrlmesidir. TOSTA program kullanm srasnda artname, karar verme, ekillendirme tasarm ve n hesaplama aamalarnda yaplan tm ilemler kaydedilebilmekte ve gerektiinde kullanlmak zere sonu raporu halinde dzenlenebilmektedir. TOSTA program tarafndan yaplmtasarm ilemi sonrasnda kullancya sunulan bir tasarm sonu raporu ekil 11de grlmektedir. 
Rapor bilgisinde artname aamasndan en son ekillendirme aamasna kadar sren tm ilemler ile uzman sistem karar mekanizmasna ait seim kuralbilgileri yer almaktadr. 


5. SONU 
Yaplan almada, karmak mekanik sistemlerin sistematik tasarm srasnda  kullanlacak bir tasarm ilem modeline ait TOSTA isimli bu programda kullanlan bilgi akve ynetim biimleri gsterilmitir. Program ierisinde uzman sistem destekli artname hazrlama, karar verme, ekillendirme ve dokman hazrlama aamalarnda kullanlan tasarm bilgilerinin ileniine ait uygulama rnekleri gsterilmitir. 
Karar verme aamasnda yapay zeka tekniklerinden biri olan uzman sistemler kullanlm ve karar aamasnda bilgi tabanlarndan Eer-O Halde karmyla deerlendirilmitir. TOSTA program ierisinde kullanlan bu bilgi ynetim sistemi sayesinde; 

artname bilgilerine karar aamasnda geri ulaabilme ve yeniden dzenleme, 


Tasarm veri taban ve bilgi tabanna dinamik ulam salama ve bilgi gncellemeleri yapabilme, 


artname bilgilerinin yapay zeka tarafndan n kontrolnn yaplmas, 


 Karar verme sresinde ksalma, 


Tasarm ilemi sonunda tm bilgilere ait dokmantasyonun yaplabilmesi, gibi sistematik tasarm ilemlerinde nemli grlen avantajlar salanmtr. 









