A Fuzzy Based Decision Support Model for Non ... - Semantic Scholar

1 downloads 0 Views 338KB Size Report
PAM and Oxy-Fuel Machining seem to be on the fourth and sometimes on the fifth ..... [9] Deng H., Yeh C. H., Willis R. J. (2000) Inter-company comparison using ...
Contents lists available at www.icmem.tk

Manufacturing Engineering & Management The Proceedings 

 

A Fuzzy Based Decision Support Model for Non-traditional Machining Process Selection Tolga Temuçin1 ‐  Hakan Tozan1 ‐ Jan Valíček2 ‐ Marta Harničárová3  1

 Turkish Naval Academy, Department of Industrial Engineering, Tuzla, Istanbul/TURKEY, E‐mail: [email protected][email protected]   Mining and Geological Faculty, Institute of Physics, VŠB‐Technical University of Ostrava, Czech Republic, E‐mail: [email protected]  Nanotechnology Centre, VŠB‐Technical University of Ostrava, Czech Republic, E‐mail: [email protected] 

2



ARTICLE   INFO:  Category : Original Scientific Paper  Received : 21 February 2011 / Revised: 24 October 2011 / Accepted: 24 October 2011 

Keywords: (in causal order) 

Abstract:

  Multi‐criteria decision making  Fuzzy logic  TOPSIS 

Usage of non-traditional machining (NTM) processes has increased recently since demand for materials like high strength and temperature resistant alloys has expanded proportionally to the improvements in technologically advanced industries such as aeronautics, nuclear reactors, automobiles, and etc. Such developments in the field of material science points out them as indispensable processes due to some benefits such as economic cutting speed, production of complex shapes. In this respect; the selection process for the proper NTM process requires the usage of multi criteria decision making (MCDM) methods due to conflicting criterions such as initial cost of technology, quality of surface finished, environmental impact, time of process, and etc. This study provides distinct systematic approaches both in fuzzy and crisp environments to deal with the selection problem of appropriate NTM process and proposes a decision support model helping decision makers to assess potentials of distinct NTM processes. The required data for decision matrixes is obtained via a questionnaire to specialists as well as deep discussions with experts, and making use of past studies. An application of the proposed model is also performed to show the applicability of the model.

 

Citation: T. Temuçin et al.:  A Fuzzy Based Decision Support Model for Non‐traditional Machining Process Selection, 2nd International Conference Manufacturing Engineering &  Management 2012, (2012), p. 170‐175, ISBN 978‐80‐553‐1216‐3   

INTRODUCTION  methods to be widely used [4‐7]. The purpose in this study  is  to  propose  a  decision  support  model  which  is  used  to  select  the  best  non‐traditional  machining  process  option  for cutting operations of a specific material. Criterions for  the  proposed  model  and  weights  that  represent  the  rate  of  importance  for  those  criterions  were  identified  via  questionnaires  to  specialists,  deep  discussions  with  experts, and making use of past studies. The remainder of  this  study  is  structured  as  follows.  In  the  second  section  research  methods  are  introduced  briefly.  In  the  third  section  firstly  the  proposed  decision  support  model  is  introduced  and  then  a  case  study  is  performed.  Finally,  conclusions and further recommendations are highlighted  in the last section. 

The well‐known philosophical statement denoted by René  Descartes  “I  think,  therefore  I  exist”  is  perhaps  the  best  comment  that  discloses  the  importance  of  thinking  in  human  life.  Humans  used  this  vital  ability  in  decision  making process which can be defined as the procedure to  find the best alternative among a set of feasible ones [1].  However;  complexity  of  decision  making  processes  changed  in  the  course  of  time  proportional  to  the  improvements  in  science.  Consequently,  decision  making  process  wouldn’t  be  easy  as  formerly  because  of  the  increased  number  of  inputs  such  as  conflicting  criterions,  importance weights, and etc. According to the concept of  “restricted  rationalism”,  it  is  claimed  that  the  capacity  of  human  is  limited  in  the  solution  of  complex  problems.  Thus, evolution of MCDM methods has started. They help  to improve the quality of decisions by making the process  more  explicit,  rational,  and  efficient.  These  methods  are  powerful  tools  which  are  widely  used  for  complex  problems  featuring  high  uncertainty,  conflicting  objectives,  multi  interests,  and  perspectives  [2].  MCDM  has been one of the fastest growing problem areas during  at  least  the  last  two  decades  [3].  Advances  in  industries  like  nuclear  reactors,  automobiles,  missiles,  and  turbines  require  high  strength  and  temperature  resistant  alloys.  This  forced  scientists  in  the  field  of  material  science  to  develop higher strength materials. However in the course  of  time  traditional  machining  processes  wouldn’t  be  sufficient to produce complex shapes in the strengthened  materials  such  as  titanium  and  stainless  steel.  Consequently, proportional to the increase in the strength  of work material, cutting tool materials also required to be  harder  which  caused  the  evolution  of  NTM  processes.  NTM  processes  are  characterized  by  the  presence  of  a  large  number  of  viable  alternatives,  uncertainties  concerning  the  process  capabilities,  and  shortage  of  the  experienced planners [4]. In this context, the ill‐structured  and  multi  criteria  nature  of  NTM  process  selection  problems  involving  many  uncertainties  concluded  MCDM 

Research Methods: TOPSIS and Fuzzy TOPSIS  As a decision support tool, Technique for Order Preference  by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) is used both in crisp  and  fuzzy  environments.  In  this  section,  TOPSIS,  fuzzy  set  theory, and Fuzzy TOPSIS methods are explained briefly. 

TOPSIS  The  first  method  used  in  this  study  is  TOPSIS  which  is  developed  by  Yoon  and  Hwang  in  1980.  This  method  is  employed for [8‐11]:   Computation procedure is simple;   Method’s logic is understandable; and   Importance  weights  are  incorporated  into  the  procedure.  Ideal  Solution  is  the  choice  with  best  performances  in  every criterion which is indeed impossible to come true. In  this case, the choice nearest to the ideal solution must be  preferred. The method uses the concepts of Positive Ideal  Solution and Negative Ideal Solution to determine the best  choice.  The  positive  ideal  solution  is  one  maximizing  the  benefit criterion and minimizing the cost one while for the  negative ideal solution the opposite is true [8]. According  to  this  method  the  best  alternative  is  the  one  which  is 

170 

 

A Fuzzy Based Decision Support Model for Non-traditional Machining Process Selection

nearest  to  the  positive  ideal  solution  and  farthest  to  the  negative ideal solution [12]. The algorithm of this method  is described as follows:    Step 1: Construct Decision (࡭) and Weight (ࢃ) Matrixes:  The decision matrix, A consisting three components has to  be determined. These components are viable alternatives 

T. Temuçin, et al.

Step 7: Calculate Relative Closeness to the Ideal Solution:  The relative closeness to the ideal solution,  C i* , for each  alternative can be calculated with Eq. (7). 

Ci* 

defined by  a1 ,  a 2 ,…,  ai ,  ak ,…,  am ; criterions defined 

c1 ,  c2 ,…,  c j ,…,  cn  

by 

alternatives  with  respect  to  each  criterion  defined  by  a ij  i  1, 2,..., m  j  1, 2,..., n  .  In  this  step  the 

Step  8:  Rank  Preference  Order:  The  alternative  with  the  highest  C i*  is the best choice. 

w1 , 

Fuzzy sets theory in MCDM 

n

w2 ,…,  w j ,…,  wn  for each criterion satisfying    w j  1 j 1

 a11  a1n    A     a   m1  amn 

Fuzzy logic (FL) notion was first introduced by L.A. Zadeh in  1965. It is a precise logic of  imprecision and approximate  reasoning  [13].  It  provides  a  simple  way  to  arrive  at  a  definite  conclusion  based  upon  vague,  ambiguous,  imprecise,  noisy,  or  missing  input  information  [14].  “On  the contrary to many cases that involves human judgment,  crisp sets divide the given universe of discourse into basic  two  groups;  members,  which  are  certainly  belonging  the  set  and  non‐members,  which  certainly  are  not.  This  delimitation  which  arises  from  their  mutually  exclusive  structure  enforces  the  decision  maker  to  set  a  clear‐cut  boundary between the decision variables and alternatives.  The  basic  difference  of  FL  is  its  capability  of  data  processing  using  partial  set  membership  functions”  [15].  Very often in MCDM problems data is imprecise and fuzzy  [3]. On the contrary of crisp set theory, fuzzy set theory is  developed to cope with these kinds of indefiniteness. 

 

is also need to be constituted. 

 

Step 2: Convert Criterions to the Same Type: Conversion  is  done  by  dividing  “1”  with  the  evaluation  values  in  the  column of criterion which is desired to be converted.  Step  3:  Construct  Normalized  Decision  Matrix  (ࢄ):  The  normalized decision matrix can be constructed with Eq. (1)  to make the data dimensionless. 

xij 

aij

Fuzzy TOPSIS 

(1)  

m

Principal steps of fuzzy TOPSIS method can be described as  follows: 

a

2 kj

k 1

(7)  

where  0  C i*  1  and  i  1, 2, 3, ..., m  . 

and  the  performances  of 

weight  matrix,  W ,  having  the  weights  defined  by 

Si Si  Si*

Step 1: Construct Decision (࡭) and Weight (ࢃ) Matrixes  Step  4:  Construct  Weighted  Normalized  Decision  Matrix  (ࢅ):  The  weighted  normalized  decision  matrix  can  be  constructed with Eq. (2). 

Step 2: Convert Criterions to the Same Type 

Step 5: Determine Positive and Negative Ideal Solutions: 

෩ )  and  Weight  (ࢃ ෪)  Step  3:  Construct  Fuzzy  Decision  (࡭ Matrixes:  Criterions  can  be  grouped  as  objective  and  subjective  ones  [16].  Error  rate  defined  for  decision  and  weight matrixes helps to obtain a triangular fuzzy number  (TFN) for each crisp number. Considering a TFN formed by 

If  c1  and  c2  are benefit and cost criterions respectively, 

a  triplet

positive  and  negative  ideal  solutions  can  be  determined  with Eqs. (3) and (4). 

and the middle one can be computed with Eq. (8). 

y ij  xij * w j

 j

P

 j

P

(2)  

 max p ,J  c ;m inp ,J  c   m inp ,J  c ; max p ,J  c  ij

1

ij

1

ij

ij

2

(3)

2

(4)

 

Si 

n

(y j 1

ij

S i*   and  S i  

(y

ij

 y j ) 2



(5)



(6)

Determine  the  highest  value  of  a3 ' s   in  that  column.  Equalize  the  highest  value  of  a3 ' s   in  that  *

column to  x .   

171 

 

3

෩ ):  Step  4:  Construct  Normalized  Fuzzy  Decision  Matrix  (ࢄ Normalized fuzzy decision matrix is constructed as follows:   For benefit criterions: 

 

n

j 1

 y *j ) 2

2

 error rate  a3   crisp data    crisp data  *    100 

respectively, can be calculated with Eqs. (5) and (6). 

Si* 

1

 error rate  a1 =  crisp data    crisp data  *    100    a2  (crisp data) (8)

Step  6:  Calculate  Separation  Measures:  The  positive  and  negative  ideal  separation  measures, 

a   a , a , a  ,  the  most  extreme  values 

The normalized value of  a   a1 , a2 , a3  .   * * *

For cost criterions: 

x

x

x 

T. Temuçin, et al.

 

A Fuzzy Based Decision Support Model for Non-traditional Machining Process Selection

are  benefit  criterions  where  higher  values  are  desired;  while  OC,  IC,  TSU,  DTE,  W,  SR,  V,  N,  AP,  and  R  are  cost  criterions where lower values are always preferred. 

Determine  the  smallest  value  of  a1 ' s   in  that  column.  Equalize  the  smallest  value  of  a1 ' s   in  that  *

column to  x .  

 x* x* x*  , ,  .   a3 a2 a1 

The normalized value of  a  

Step  5:  Construct  Weighted  Normalized  Fuzzy  Decision  ෩ )  Matrix  (ࢅ Each  fuzzy  evaluation  value,  aij  i  1, 2,3,..., m  j  1, 2,3,..., n  ,  has  to  be  multiplied 





with  fuzzy  weight, 

w  j  1, 2,3,..., n  ,  j

to  obtain 

weighted normalized fuzzy decision matrix.  Step  6:  Determine  Fuzzy  Positive  and  Fuzzy  Negative  Ideal  Solution  Sets:  Fuzzy  positive  ideal  reference  point   FPIRP, A    and  fuzzy  negative  ideal  reference  point 

 FNIRP, A   are defined with Eqs. (9) and (10).  

A   v1 , v2 ,..., vn 

(9)

A   v , v ,..., v

(10)

where  v j  1,1,1  and  v j   0,0,0  ,  j  1, 2,..., n.  

  Fig.1 Structure of the machining process selection decision  support model 

Step  7:  Calculate  Separation  Measures:  Vertex  method  can  be  used  to  compute  the  distance  between  fuzzy 

 m1 , m2 , m3   

A case study for machining process selection  AISI 309 stainless steel is considered during the evaluation  phase  of  each  alternative  machining  process  in  terms  of  criterions. AISI 309 is a heat resistant alloy with oxidation  resistance  to  19000F.  The  high  chromium  and  relatively  low  nickel  content  of  it  provide  good  resistance  to  high  temperature  sulphur  bearing  atmosphere.  Some  features  of  this  stainless  steel  are  moderate  strength  at  high  temperature,  ease  of  fabrication,  and  good  weldability.  The  chemical  composition  of  AISI  309  is  given  in  Table  1  [20]. 

are  two  TFNs  then  the  distance  between  them  is  calculated with Eq. (11).  1 2 2 2  n1  m1    n2  m2    n3  m3   3

(11)

  Step 8: Calculate Relative Closeness to the Ideal Solution  Step 9: Rank Preference Order 

Tab.1 Chemical composition of AISI 309 (%) [20]   

Proposed Decision Support Model and a Case Study  for Machining Process Selection  Proposed decision support model  Oxy‐fuel,  laser,  and  plasma  machining  processes  are  the  most  common  ones  [18].  Additionally,  water  jet  and  abrasive  water  jet  are  the  most  rapidly  improving  technological  methods  of  machining  materials  [19].  Therefore,  in  this  study  concern  is  focused  on  these  five  machining  process  alternatives.  Determination  of  the  criteria for the proposed decision support model was done  via  questionnaires  filled  in  by  specialists  as  well  as  deep  discussions  with  experts  studying  in  Faculty  of  Manufacturing Technologies of The Technical University of  Kosice,  and  making  use  of  the  past  studies  [4,6].  Surface  finish, cost, safey, toxicity are some criterions that should  be used in the comparison of some distinct non‐traditional  machining technologies [4,6]. Fig. 1 illustrates the skeleton  of  the  proposed  model  including  criterions  and  alternatives.  Among  these  criterions,  DTE  (mm),  SR  (µm),  and  CS  (m/min)  are  objective  criterions  that  have  absolute  numerical values; while OC, IC, TSU, W, V, N, AP, R, S, HH,  SO, ESCAS, PC, and UF are subjective criterions which are  evaluated on a scale of 1‐10 by specialists and experts of  this  field.  Additionally;  S,  HH,  CS,  SO,  ESCAS,  PC,  and  UF 

MIN  MAX 

22.00  24.00 

12.00  15.00 

‐  0.20 

‐  0.045 

‐  0.030 

‐  2.00 

‐  1.00 

Determination  of  the  weights  concerning  each  criterion,  error  rate  (10%),  and  performances  of  alternatives  in  terms of each criterion was done via a questionnaire filled  in  by  specialists  as  well  as  deep  discussions  with  experts  studying  in  Faculty  of  Manufacturing  Technologies  of  The  Technical  University  of  Kosice.  The  developed  decision  matrix is illustrated in Table 2.  Tab.2 Decision matrix 

 

172 

 

Silicon 

  d  n ,m

Manganese 

 numbers [17]. If  n   n1 , n2 , n3   and  m

Sulphur 



 

Phosphorus 

 n

Carbon 

 2

Nickel 

 1

Chromium 



A Fuzzy Based Decision Support Model for Non-traditional Machining Process Selection

T. Temuçin, et al.

to  the  ideal  solution  for  each  alternative  shown  in  Table  10. 

Machining Process Selection with TOPSIS: Cost criterions  in  the  decision  matrix  shown  in  Table  2  are  converted  to  benefit  criterions.  The  reconstructed  decision  matrix  is  presented in Table 3. Determined weights shown in Table  2  are  normalized  and  presented  in  Table  4  within  the  normalized  decision  matrix  which  is  constructed  via  Eq.  (1).  The  weighted  normalized  decision  matrix  shown  in  Table 5 is constructed via Eq. (2). Equations (5), (6) and (7)  are  used  to  determine  positive  ideal  solution,  negative  ideal solution, and relative closeness’s to the ideal solution  for each alternative shown in Table 6.  The  Machining Process Selection with Fuzzy TOPSIS :  decision  matrix  shown  in  Table  2  and  the  weight  matrix  shown in Table 4 (last row of the table) are fuzzified via Eq.  (8). The fuzzy decision matrix and fuzzy weight matrix are  presented in Table 7. The fuzzy normalized decision matrix  and  the  fuzzy  weighted  normalized  decision  matrix  are  presented  in  Table  8  and  Table  9,  respectively.  Finally,  Equations (11) and (7) are used to determine positive ideal  solution,  negative  ideal  solution,  and  relative  closeness’s 

CONCLUSION  In  this  study,  a  comprehensive  decision  support  model  is  proposed to assist decision makers in the selection of the  right  machining  process  for  a  specific  material.  A  case  study is also performed. The required data for the study is  obtained  via  questionnaires  given  to  experts  and  making  use  of  past  studies.  The  results  reached  by  TOPSIS  and  fuzzy  TOPSIS  methods  showed  that  WJM  is  found  to  be  the best alternative while AWJM is the second and LBM is  the third alternatives in the rank order. On the other hand;  PAM  and  Oxy‐Fuel  Machining  seem  to  be  on  the  fourth  and  sometimes  on  the  fifth  rank  in  the  sequence  depending on the chosen method for application. Further  researches  can  be  performed  using  other  fuzzy  MCDM  methods such as fuzzy ELECTRE, fuzzy PROMETHEE or the  ones  which  take  into  consideration  the  influences  between alternatives and criterions such as fuzzy Analytic  Network Process (FANP). 

Tab.3 Reconstructed Decision matrix   



HH 

CS 

SO  ESCAS  PC 

UF 

LBM 





0.375 









WJM 





1.500 









OC 

IC 

DTE 



SR 

0.143  0.200 0.125 

1.667 

0.250 



0.333  0.500 0.333 

10



TSU 





AP 



0.333  0.500  0.143  0.143 



0.333  0.154  0.250  0.125  0.250 





0.250 





0.250  0.167  0.500 

WJM 





0.050 





10 



0.500 

0.500 

10

PAM 















0.500  0.500 0.250 



0.143  0.003  0.167  0.111  0.111  0.167 

O‐FUEL  5 













0.200  0.250 0.200 

0.200 

0.111  0.002  0.250  0.143  0.167  0.250 

ESCAS 

PC 

Tab.4 Normalized Decision matrix   



HH 

CS 

SO 

UF 

OC 

IC 

TSU 

DTE 



SR 





AP 



‐5

LBM 

0.302  0.318  0.070  0.467  0.466  0.474 0.189 0.174 0.158 0.181 1.2*10   0.482 0.970  0.583  0.876 0.234 0.098

AWJM 

0.503  0.557  0.282  0.467  0.466  0.474 0.283 0.407 0.395 0.482

0.707 

0.643 0.019  0.438  0.219 0.409 0.688

WJM 

0.603  0.636  0.009  0.467  0.466  0.527 0.661 0.610 0.790 0.722

0.707 

0.482 0.242  0.438  0.292 0.819 0.688

‐5

‐4

PAM 

0.201  0.159  0.938  0.415  0.466  0.369 0.094 0.610 0.395 0.361 1.4*10   0.276 4*10   0.292  0.195 0.182 0.115

O‐FUEL 

0.503  0.398  0.188  0.415  0.362  0.369 0.661 0.244 0.197 0.289

1*10  

0.214 2*10

WEIGHTS  0.065  0.065  0.065  0.065  0.052  0.052 0.065 0.065 0.052 0.045

0.065 

0.065 0.065  0.052  0.052 0.058 0.058

DTE 



SR 

‐6

‐4 

0.438  0.250 0.273 0.172

  Tab.5 Weighted Normalized Decision matrix   



HH 

CS 

SO 

ESCAS 

PC 

UF 

OC 

IC 

TSU 

‐6



AP 



LBM 

0.019  0.021  0.005  0.030  0.024  0.024 0.012 0.011 0.008 0.008

0.031

0.063 

0.030  0.045 0.014 0.006

AWJM 

0.032  0.036  0.018  0.030  0.024  0.024 0.018 0.026 0.020 0.022 0.046  0.041

0.001 

0.023  0.011 0.024 0.040

0.016 

0.023  0.015 0.048 0.040

WJM 

0.039  0.041  6*10

PAM 

‐4

10  



0.030  0.024  0.027 0.043 0.039 0.041 0.033 0.046  0.031

0.013  0.010  0.061  0.027  0.024  0.019 0.006 0.039 0.020 0.016

O‐FUEL  0.032  0.026  0.012  0.027  0.019  0.019 0.043 0.016 0.010 0.013

‐6

‐5

10  

0.018 2.6*10   0.015  0.010 0.011 0.007



0.014 1.6*10   0.023  0.013 0.016 0.010

‐5

Tab.6 Positive and Negative Ideal Solutions, Relative Closeness’s to the Ideal Solution and Preference Orders  Positive Ideal  Solution 

Negative Ideal  Solution 

Relative Closeness’s to the Ideal  Solution 

Preference Orders 

LBM 

0.109 

0.077 

0.415 



AWJM 

0.093 

0.080 

0.461 



WJM 

0.083 

0.104 

0.556 



PAM 

0.119 

0.068 

0.364 



OXY‐FUEL 

0.120 

0.047 

0.283 



 

173 

 

T. Temuçin, et al.

A Fuzzy Based Decision Support Model for Non-traditional Machining Process Selection

Tab.7 Fuzzy Decision Matrix and Fuzzy Weight Matrix  CRI. /ALT.  S  H  CS  SO  ESCAS  PC  UF  OC  IC  TSU  DTE  W  SR  V  N  AP  R 

LBM 

AWJM 

WJM 

PAM 

OXY‐FUEL 

WEIGHTS 

(2.700;3.000;3.300)  (3.600;4.000;4.400)  (0.338;0.375;0.413)  (8.100;9.000;9.900)  (8.100;9.000;9.900)  (8.100;9.000;9.900)  (1.800;2.000;2.200)  (0.129;0.143;0.157)  (0.180;0.200;0.220)  (0.113;0.125;0.138)  (1.500;1.667;1.833)  (0.225;0.250;0.275)  (7.200;8.000;8.800)  (0.299;0.333;0.367)  (0.450;0.500;0.550)  (0.129;0.143;0.157)  (0.129;0.143;0.157) 

(4.500;5.000;5.500)  (6.300;7.000;7.700)  (1.350;1.500;1.650)  (8.100;9.000;9.900)  (8.100;9.000;9.900)  (8.100;9.000;9.900)  (2.700;3.000;3.300)  (0.299;0.333;0.367)  (0.450;0.500;0.550)  (0.299;0.333;0.367)  (9*104 ; 105;11*104)  (0,299;0.333;0.367)  (0.138;0.154;0.169)  (0.225;0.250;0.275)  (0.113;0.125;0.138)  (0.225;0.250;0.275)  (0.900;1.000;1.100) 

(5.400;6.000;6.600)  (7.200;8.000;8.800)  (0.045;0.050;0.055)  (8.100;9.000;9.900)  (8.100;9.000;9.900)  (9.000;10.00;11.00)  (6.300;7.000;7.700)  (0.450;0.500;0.550)  (0.900;1.000;1.100)  (0.450;0.500;0.550)  (9*104; 105 ;11*104)  (0.225;0.250;0.275)  (1.800;2.000;2.200)  (0.225;0.250;0.275)  (0.150;0.167;0.183)  (0.450;0.500;0.550)  (0.900;1.000;1.100) 

(1.800;2.000;2.200)  (1.800;2.000;2.200)  (4.500;5.000;5.500)  (7.200;8.000;8.800)  (8.100;9.000;9.900)  (6.300;7.000;7.700)  (0.900;1.000;1.100)  (0.450;0.500;0.550)  (0.450;0.500;0.550)  (0.225;0.250;0.275)  (1.800;2.000;2.200)  (0.129;0.143;0.157)  (0.003;0.003;0.003)  (0.150;0.167;0.183)  (0.099;0.111;0.122)  (0.099;0.111;0.122)  (0.150;0.167;0.183) 

(4.500;5.000;5.500)  (4.500;5.000;5.500)  (0.900;1.000;1.100)  (7.200;8.000;8.800)  (6.300;7.000;7.700)  (6.300;7.000;7.700)  (6.300;7.000;7.700)  (0.180;0.200;0.220)  (0.225;0.250;0.275)  (0.180;0.200;0.220)  (0.180;0.200;0.220)  (0.099;0.111;0.122)  (0.002;0.002;0.002)  (0.225;0.250;0.275)  (0.129;0.143;0.157)  (0.150;0.167;0.183)  (0.225;0.250;0.275) 

(0.058;0.065;0.071) (0.058;0.065;0.071) (0.058;0.065;0.071) (0.058;0.065;0.071) (0.046;0.052;0.057) (0.046;0.052;0.057) (0.058;0.065;0.071) (0.058;0.065;0.071) (0.046;0.052;0.057) (0.041;0.045;0.050) (0.058;0.065;0.071) (0.058;0.065;0.071) (0.058;0.065;0.071) (0.046;0.052;0.057) (0.046;0.052;0.057) (0.052;0.058;0.064) (0.052;0.058;0.064)

Tab.8 Fuzzy Normalized Decision Matrix  CRI./ALT.  S  HH  CS  SO  ESCAS  PC  UF  OC  IC  TSU  DTE  W  SR  V  N  AP  R 

LBM  (0.409;0.455;0.500)  (0.409;0.455;0.500)  (0.061;0.068;0.075)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.736;0.818;0.900)  (0.234;0.260;0.286)  (0.234;0.260;0.286)  (0.164;0.182;0.200)  (0.205;0.227;0.250)  (14*10‐6; 15*10‐6;17*10‐6)  (0.614;0.682;0.750)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.234;0.260;0.286)  (0.117;0.130;0.143) 

AWJM  (0.682;0.758;0.833)  (0.716;0.795;0.875)  (0.245;0.273;0.300)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.736;0.818;0.900)  (0.351;0.390;0.429)  (0.545;0.606;0.667)  (0.409;0.455;0.500)  (0.545;0.606;0.667)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.016;0.017;0.019)  (0.614;0.682;0.750)  (0.205;0.227;0.250)  (0.409;0.455;0.500)  (0.818;0.909;1.000) 

WJM  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.008;0.009;0.010)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000)  (0.614;0.682;0.750)  (0.205;0.227;0.250)  (0.614;0.682;0.750)  (0.273;0.303;0.333)  (0.818;0.909;1.000)  (0.818;0.909;1.000) 

PAM  (0.273;0.303;0.333)  (0.205;0.227;0.250)  (0.818;0.909;1.000)  (0.727;0.808;0.889)  (0.818;0.909;1.000)  (0.573;0.636;0.700)  (0.117;0.130;0.143)  (0.818;0.909;1.000)  (0.409;0.455;0.500)  (0.409;0.455;0.500)  (2*10‐5; 2*10‐5; 2*10‐5)  (0.351;0.390;0.429)  (0.0003;0.0004;0.0004)  (0.409;0.455;0.500)  (0.182;0.202;0.222)  (0.182;0.202;0.222)  (0.136;0.152;0.167) 

OXY‐FUEL  (0.682;0.758;0.833)  (0.511;0.568;0.625)  (0.164;0.182;0.200)  (0.727;0.808;0.889)  (0.636;0.707;0.778)  (0.573;0.636;0.700)  (0.818;0.909;1.000)  (0.327;0.364;0.400)  (0.205;0.227;0.250)  (0.327;0.364;0.400)  (16*10‐7;18*10‐7;2*10‐6)  (0.273;0.303;0.333)  (0.0002;0.0002;0.0003)  (0.614;0.682;0.750)  (0.234;0.260;0.286)  (0.273;0.303;0.333)  (0.205;0.227;0.250) 

Tab.9 Fuzzy Weighted Normalized Decision Matrix  CRI./ALT.  LBM  S  (0.024;0.029;0.035)  HH  (0.024;0.029;0.035)  CS  (0.004;0.004;0.005)  SO  (0.048;0.059;0.071)  ESCAS  (0.038;0.047;0.057)  PC  (0.034;0.042;0.051)  UF  (0.014;0.017;0.020)  OC  (0.014;0.017;0.020)  IC  (0.008;0.009;0.011)  TSU  (0.008;0.010;0.012)  DTE          (8*10‐6;1*10‐6;12*10‐7)  W  (0.036;0.044;0.053)  SR  (0.048;0.059;0.071)  V  (0.038;0.047;0.057)  N  (0.038;0.047;0.057)  AP  (0.012;0.015;0.018)  R  (0.006;0.008;0.009) 

AWJM  WJM  (0.040;0.049;0.059)  (0.048;0.059;0.071)  (0.042;0.051;0.062)  (0.048;0.059;0.071)  (0.014;0.018;0.021)  (0.00048;0.00059;0.00071) (0.048;0.059;0.071)  (0.048;0.059;0.071)  (0.038;0.047;0.057)  (0.038;0.047;0.057)  (0.034;0.042;0.051)  (0.038;0.047;0.057)  (0.020;0.025;0.030)  (0.048;0.059;0.071)  (0.032;0.039;0.047)  (0.048;0.059;0.071)  (0.019;0.023;0.028)  (0.038;0.047;0.057)  (0.033;0.041;0.050)  (0.022;0.027;0.033)  (0.048;0.059;0.071)  (0.048;0.059;0.071)  (0.048;0.059;0.071)  (0.036;0.044;0.053)  (0.0009;0.0011;0.0014)  (0.012;0.015;0.018)  (0.029;0.035;0.043)  (0.029;0.035;0.043)  (0.009;0.012;0.014)  (0.013;0.016;0.019)  (0.021;0.026;0.032)  (0.043;0.053;0.064)  (0.043;0.053;0.064)  (0.043;0.053;0.064) 

PAM  (0.016;0.020;0.024)  (0.012;0.015;0.018)  (0.048;0.059;0.071)  (0.042;0.052;0.063)  (0.038;0.047;0.057)  (0.027;0.033;0.040)  (0.007;0.008;0.010)  (0.048;0.059;0.071)  (0.019;0.023;0.028)  (0.017;0.021;0.025)  (1*10‐5;12*10‐7;14*10‐7)  (0.020;0.025;0.030)  (2*10‐5;24*10‐6;3*10‐5)  (0.019;0.023;0.028)  (0.008;0.010;0.013)  (0.010;0.012;0.014)  (0.007;0.009;0.011) 

OXY‐FUEL  (0.040;0.049;0.059)  (0.030;0.037;0.044)  (0.010;0.012;0.014)  (0.042;0.052;0.063)  (0.030;0.036;0.044)  (0.027;0.033;0.040)  (0.048;0.059;0.071)  (0.019;0.023;0.028)  (0.010;0.012;0.014)  (0.013;0.016;0.020)  (1*10‐6;12*10‐7;14*10‐7)  (0.016;0.020;0.024)  (12*10‐6;15*10‐6;18*10‐6)  (0.029;0.035;0.043)  (0.011;0.013;0.016)  (0.014;0.018;0.021)  (0.011;0.013;0.016) 

Tab.10 Positive and Negative Ideal Solutions, Relative Closeness’s to the Ideal Solution and Preference Orders  Positive Ideal  Solution 

Negative Ideal  Solution 

Relative Closeness’s to the Ideal  Solution 

Preference Orders 

LBM 

16.514 

0.493 

0.029 



AWJM 

16.371 

0.638 

0.037 



WJM 

16.246 

0.764 

0.045 



PAM 

16.582 

0.424 

0.025 



OXY‐FUEL 

16.569 

0.436 

0.026 



 

 

Acknowledgements 

funded  by  Structural  Funds  of  the  European  Union  and  state  budget  of  the  Czech  Republic  and  the  project  RMTVC No. CZ.1.05/2.1.00/01.0040 

This  research  has  been  elaborated  in  the  framework  of  the IT4Innovations Centre of Excellence project, reg. no.  CZ.1.05/1.1.00/02.0070  supported  by  Operational  Programme 'Research and Development for Innovations'  

 

174 

 

A Fuzzy Based Decision Support Model for Non-traditional Machining Process Selection

References  [1] Cebi  S.,  Kahraman  C.  (2010)  Developing  a  group  decision support system based on fuzzy information  axiom. Knowledge‐Based Systems 23:3‐16  [2] Paksoy  T.,  Pehlivan  N.  Y.,  Kahraman  C.  (2012)  Organizational strategy development in distribution  channel  management  using  fuzzy  AHP  and  hierarchical  fuzzy  TOPSIS.  Expert  Systems  with  Applications 39:2822‐2841  [3] Triantaphyllou  E.  (2000)  Multi‐criteria  decision  making  methods:  a  comparative  study.  Dordrecht,  The Netherlands  [4] Das  S.,  Chakraborty  S.  (2011)  Selection  of  non‐ traditional  machining  processes  using  analytic  network process. Journal of Manufacturing Systems  30:41‐53  [5] Das  C.  N.,  Chakraborty  S.  (2008)  A  combined  TOPSIS‐AHP  method  based  approach  for  non‐ traditional  machining  processes  selection.  Journal  of Engineering Manufacture 222:1613‐1623  [6] Sadhu  A.,  Chakraborty  S.  (2011)  Non‐traditional  machining  processes  selection  using  data  envelopment  analysis  (DEA).  Expert  Systems  with  Applications 38:8770‐8781  [7] Yurdakul  M.,  Cogun  C.  (2003)  Development  of  a  multi‐attribute  selection  procedure  for  non‐ traditional  machining  processes.  Journal  of  Engineering Manufacture 217:993‐1009  [8] Chu T. C., Lin Y. C. (2003) A fuzzy TOPSIS method for  robot  selection.  The  International  Journal  of  Advanced Manufacturing Technology 21:284‐290  [9] Deng H., Yeh C. H., Willis R. J. (2000) Inter‐company  comparison  using  modified  TOPSIS  with  objective  weights. Computers & Operations Research 27:963‐ 973 

 

175 

 

T. Temuçin, et al.

[10] Olson D. L. (2004) Comparison of weights in TOPSIS  models.  Mathematical  and  Computer  Modeling  40:721‐727  [11] Wang T. C., Chang T. H. (2007) Application of TOPSIS  in  evaluating  initial  training  aircraft  under  a  fuzzy  environment.  Expert  Systems  with  Applications  33:870‐880  [12] Ertuğrul  İ.,  Karakaşoğlu  N.  (2009)  Performance  evaluation  of  Turkish  cement  firms  with  fuzzy  analytic  hierarchy  process  and  TOPSIS  methods.  Expert Systems with Applications 36:702‐715  [13] Zadeh  L.  A.  (2008)  Is  there  a  need  for  fuzzy  logic?.  Information Sciences 178:2751‐2779  [14] Kaehler  S.  D.  (2011)  Fuzzy  logic  tutorial  –  an  introduction. The newsletter of the Seattle Robotics  Society.  http://www.seattlerobotics.org/encoder/  mar98/fuz/flindex.html.pdf.  Accessed  25  October  2011  [15] Ross  T.  J.  (2004)  Fuzzy  logic  with  engineering  applications. West Sussex, England  [16] Wu  M.  C.,  Chen  T.  Y.  (2011)  The  ELECTRE  multi‐ criteria  analysis  approach  based  on  Atanassov’s  intuitionistic  fuzzy  sets.  Expert  Systems  with  Applications 38:12318‐12327  [17] Chen C. T. (2000) Extensions of the TOPSIS for group  decision‐making  under  fuzzy  environment.  Fuzzy  Sets and Systems 114:1‐9  [18] McQuade,  “Door  No.1,  door  No.2  or  door  No.3?”  http://www.snipsmag.com/Articles/Feature_Article /BNP_GUID_9‐5‐2006_A_10000000000000676603.  Accessed 03 January 2012; 01 October 2009.  [19] Valíček  J.,  Hloch  S.,  Kozak  D.,  Tozan  H.,  Yağımlı  M.  (2011)  Surfaces  created  by  abrasive  waterjet.  İstanbul, Turkey  [20] Davis J. R. (1994) Stainless Steels. ASM International   

Suggest Documents