Bulanık CPM ile doğrusal programlama: Türkiye inşaat endüstrisinde bir vaka çalışması

Abstract

Türkiye ve dünya ekonomisine bakıldığında inşaat sektörünün pazar payının diğer birçok sektöre göre daha fazla olduğu görülmektedir. Firmalar ulusal ve uluslararası arenada bu pazarda var olabilmek için zorlu bir rekabet ortamıyla başa çıkmak zorundadır. Oluşan rekabet ortamı, firmaları gelişen teknolojiyle birlikte projelerinde farklılaşmaya ve kapsam artışına yöneltmiştir. Kapsam artışıyla birlikte daha kompleks projeler ortaya çıkmıştır. İnşaat projelerinde karşılaşılan maliyet-zaman-kalite kısıtları artan kapsamla birlikte daha çok yönetilmeye ihtiyaç duymuştur. Özellikle zaman parametresinin yönetimi, önceden değerlendirilmesi gereken durumların bilinememesi veya gerçekçi bir yaklaşım sergilenmemesi yönetim sürecini zorlaştırmakta ve firmaların zorlayıcı finansal durumlarla karşılaşmasına neden olmaktadır. Proje yönetimi için mevcutta var olan klasik planlama yöntemlerden yararlanılıyor oluşu yönetim sürecinde bilgi kayıplarına sebep olmaktadır. İnşaat projelerinin, insan gücüne bağlı faaliyetler barındırıyor olması, iş kalemlerinin kesin faaliyet sürelerinin belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Bu durum faaliyet sürelerinde dolayısıyla da proje tamamlanma süresinde "belirsizlik" olarak tanımlanan kavramı ortaya çıkarmaktadır. Bu bağlamda firmalar gelişebilecek durumları değerlendirebilecekleri planlama yöntemlerine ihtiyaç duymaktadır. Bu nedenle proje planlamasında belirsizliğin göz önünde bulundurulduğu yöntemlere olan ilgi artmıştır. Bu yöntemlerden biri olan bulanık küme teorisinin klasik yöntemlere genişletilmesi ve yeni geliştirilen tekniklerle belirsiz durumlarla ilgili daha fazla bilgi sağlanabilmiştir. 1965 yılında Lotfi Aliasker Zadeh tarafından ortaya çıkarılmış olan bulanık küme teorisi, bulanık yani belirsiz durumların sayısal olarak ifade edilebileceği üzerine geliştirilmiştir. Determinist yapının aksine belirsiz yapı korunarak daha fazla bilgi elde edilebileceği görülmüştür. Bu bağlamda bulanık küme teorisi, mevcut olan klasik CPM ve PERT yöntemlerine genişletilerek bulanık CPM ve bulanık PERT (FCPM ve FPERT) yöntemlerinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bu çalışma; birçok inşaat projesinde tercih edilmekte olan klasik kritik yol metodunun (CPM) örnek bir proje üzerinde bulanık mantık çerçevesinde önerilen iki farklı çözüm algoritmasıyla incelenmesini içermektedir. Çalışma, bulanıklık ile net değer dönüşüme imkân veren yöntemler ve doğrusal programlama (LP) formülasyonuna dayanmaktadır. Yapılan inceleme ve araştırmalar sonucunda, belirsizliğin oldukça fazla olduğu inşaat proje süresinin hesaplanması problemi, çalışma konusu olarak belirlenmiş ve proje süresinin hesaplanması probleminde yer alan belirsizlikler için bulanık mantık ve bulanık küme teorisinden faydalanılmıştır. Çalışma kapsamında incelenen ve değerlendirilen bulanık yöntemlerle iki farklı çözüm algoritması oluşturulmuştur. Örnek bir inşaat projesinin kritik yolu ve proje süresi, proje faaliyetlerine bulanık süreler verilerek ve doğrusal programlama modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Çözümde ilk olarak klasik çözüm algoritması kullanılarak klasik CPM-LP çözümü yapılmıştır. Daha sonra proje faaliyet süreleri, üçgen bulanık sayılarla temsil edilmiştir. Birinci bulanık çözüm algoritmasıyla bulanık CPM-LP modeli ile bulanık proje süresi ve kritik yolu hesaplanmış sonrasında Yager sıralama yöntemi-LP (Ranking Method) modeli ile bulanık proje süresi ile kritik yolun net değer dönüşümleri yapılmıştır. İkinci bulanık çözüm algoritmasıyla Alfa kesim metodu (α-Cutting Method) ile bulanık proje süresi ve kritik yolu hesaplanmış sonrasında Alanların merkezi yöntemi (COA- Center of Area) ile durulaştırılarak proje süresi ve kritik yolun net değer dönüşümleri yapılarak net α kesim aralığı belirlenmiştir. Daha sonra her iki çözüm algoritmasıyla yapılan proje çözümlerinden elde edilen bulanık ve net sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca klasik ve bulanık CPM çözümleri ile yöntemlerin anlaşılması, yöntemler arasındaki benzerlikler ve farklılıkların ortaya konulmuştur. Çalışmanın özgünlüğü incelenen projenin gerçek bir proje olması, kritik yolu ve bitiş süresinin önceden bilinmesi ve kullanılan bulanık yöntemlerin bu inşaat projesinde kıyaslanmasına olanak vermesi ile sağlanmıştır. Yapılan uygulama çalışması sonucunda önerilen yöntemlerin inşaat projelerinde uygulanabilirliği desteklenmiş, bulanık ve net proje süresi hesaplama yöntemlerine ait yaklaşımlar ortaya koyularak bulanık ve net süre farklılıkları üzerinde durulmuştur. Her iki çözüm algoritmasıyla yapılan analizler neticesinde proje süresinin net bir değerdense bulanık olarak hesaplanmasının proje yönetim sürecinde daha fazla bilgi sağlar nitelikte olduğu görülmüştür. Bulanık proje zaman planlamasında kullanılan bulanık faaliyet süresinin üyelik fonksiyonunun derecesinin proje kritik yolu ve süresini değiştirerek projenin her hangi bir aşamasındaki değişim durumunu ve belirsizliği ortaya koyabileceği tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Bulanık mantık, İnşaat, Proje yönetimi, Lineer programlama