Project Scheduling by means of Fuzzy CPM Method: An Implementation in Construction Sector

Abstract

This study aims to show how to calculate the critical path and completion time of a real construction project when there exists fuzzy times and aims to compare clarifications methods of α-cut and centroid method concerning this construction problem. In this study, durations related to the activities are specified as triangular fuzzy numbers instead of crisp numbers. Project network diagram depicted with Graphviz software after specifying precedence relationships. For the purpose of finding project completing duration, a network type mathematical programming model is developed with AMPL algebraic modeling language. To find critical path and duration, it is utilized from α-cut method for different α levels and centroid method which is one of the most widely used clarification method for fuzzy numbers in the literature. Otherwise with Yager’s ordering method, verification of critical duration is done. It is not possible to know exactly durations of activities which depend on human. Thus, using fuzzy CPM method instead of classical CPM which commonly used in the literature and using fuzzy numbers instead of crisp numbers reveal the importance of this study. Furthermore analyzing a real construction project composed originality of the study

Keywords

• Project Management, Project Scheduling, Critical

Bulanık CPM Yöntemiyle Proje Çizelgeleme: İnşaat Sektöründe Bir Uygulama

Abstract

Bu çalışma; gerçek bir inşaat projesinin kritik yolunun ve tamamlanma süresinin bulanık faaliyet süreler söz konusu olduğunda nasıl hesaplanabileceğinin gösterilmesi ve literatürde sık kullanılan durulaştırma yöntemlerinden α-kesim ve ağırlık merkezi yöntemlerinin bu problem özelinde karşılaştırılması amacını gütmektedir. Çalışmada faaliyetlere ilişkin süreler, kesin sayılar yerine üçgensel bulanık sayılar şeklinde belirlenmiş, ağ diyagramı Graphviz yazılımı ile görselleştirilmiş, kritik yolun ve proje tamamlanma süresinin bulunması için AMPL cebirsel modelleme diliyle şebeke tipi matematiksel programlama modeli geliştirilmiştir. Projeye ilişkin kritik yol ve tamamlanma süresi α-kesim yaklaşımı ve yaygın kullanılan durulaştırma tekniklerinden olan ağırlık merkezi yöntemiyle bulunarak karşılaştırılmıştır. Ayrıca bulanık sayıların sıralama yöntemlerinden olan Yager metoduyla sürenin doğruluğu sınanmıştır. İnsana bağlı faaliyetlere ilişkin sürelerin kesin olarak bilinmesinin mümkün olamayacağı düşüncesinden yola çıkılarak, literatürde sıklıkla kullanılan klasik CPM yöntemi yerine bulanık CPM yönteminin, kesin sayılar yerine bulanık sayıların kullanılması çalışmanın önemini ortaya koymaktadır. Ayrıca gerçek bir inşaat projesinin analiz edilmesi çalışmanın özgünlüğünü oluşturmaktadır

Keywords

• Proje Yönetimi, Proje Çizelgeleme, Kritik

References

1. Atacak, İ. ve Bay, Ö.F. (2004), “ Bulanık Mantık Denetimli Seri Aktif Güç Filtresi Kullanarak Harmonik Gerilimlerin Bastırılması ” , Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 19(2) : 205-215.
2. Atlı, Ö. ve Kahraman, C. (2012), “Minslack and Kangaroo Algorithms for Fuzzy Project Scheduling Problems”, Multiple-Valued Logic and Soft Computing, 20(1-2): 189-219.
3. Aydın, Ö., Ulucan, A., Narcı, H.Ö., Şahin, İ., Erigüç, G. ve Tengilimoğlu, D. (2012), Sağlık Kurumlarında Operasyon Yönetimi, Anadolu Üniversitesi Açık öğretim Yayınları.
4. Carlsson, C., (1984), “On the Relevance of Fuzzy Sets in Management Science Methodology”, Zimmermann vd. (eds.) Times Studies in the Management Sciences içinde, Netherlands, Elsevier : 11-28.
5. Chanas, S. ve Kamburowski, J. (1981), “ The use of fuzzy variables in PERT” , Fuzzy Sets and Systems, 5(1) : 11-19.
6. Chanas, S. ve Zielinski, P. (2001), “ Critical Path Analysis in the Network With Fuzzy Activity Times” , Fuzzy Sets and Systems, 122: 195-204.
7. Chen, C.T. ve Huang, S.F. (2007), “ Applying Fuzzy Method For Measuring Criticality In Project Network ” , Information Sciences, 177 (12) : 2448-2458.
8. Chen, L.S, Cheng, C.H. (2005), “Selecting IS Personnel Using Ranking Fuzzy Number By Metric Distance Method”, European Journal of Operational Research, 160(3): 803- 820.

9. Chen, S.P. (2007), “ Analysis Of Critical Paths in a Project Network With Fuzzy Activity Times ” , European Journal of Operational Research , 183 (1) : 442-459.
10. Chen, S.P. ve Hsueh, Y.J. (2008), “ A simple approach to fuzzy critical path analysis in Project networks ”, Applied Mathematical Modelling, 32: 1289-1297.
11. Çubukçu, R. (2008), “Proje Yönetiminde Zaman ve Maliyet Risklerinin Çizelgeleme Yöntemiyle Minimize Edilmesi” ,Yayınlanmamış Doktora Tezi, Adana, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
12. Dayık, M. ve Kodaloğlu, M. (2007), “Kondisyonlama Şartlarının İplik Rutubetine Etkisinin Yapay Zeka Yardımıyla Tespiti ”, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2 : 25-32.
13. Dönmez, N. (2007) , “Tedarik Zinciri Planlama İçin Bir Bulanık Çok Amaçlı Doğrusal Programlama Modeli ” ,Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Ankara, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
14. Guiffrida A. L. ve Nagi, R. (1998), “Fuzzy Set Theory Applications in Production Management Research: A Literature Survey”, Journal of Intelligent Manufacturing, 9: 39-56.
15. Han, T.C., Chung, C.C. ve Liang, G.S. (2006) “Application Of Fuzzy Critical Path Method To Airport’s Cargo Ground Operation Systems”, Journal of Marine Science and Technology, Vol. 14(3): 139-146.
16. Hapke, M. ve Slowinski, R. (1996) , “ Fuzzy priority heuristics for project scheduling” , Fuzzy Sets and Systems, 83 : 291- 299.
17. Herroelen, W. ve Leus, R. (2005) , “Project Scheduling Under Uncertainty: Survey And Research Potentials”, European Journal of Operational Research : 289–306.
18. Hsiau, H. J. ve Lin, C. W. R. (2009), “A Fuzzy Pert Approach to Evaluate Plant Construction Project Scheduling Risk Under Uncertain Resources Capacity”, Journal of Industrial Engineering and Management, 2(1): 31-47.
19. Karadavut, U. ve Akkaptan, A. (2012) , “ Bitkisel Üretimde Bulanık Mantık Uygulamaları” , Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 5 (2) : 77-82.
20. Kataria, N. (2010), “ A Comparative Study of the Defuzzification Methods in an Application” , The IUP Journal of Computer Sciences, 4(4) : 48-54.
21. Ke, H. ve Liu, B. (2007), “Project Scheduling Problem With Mixed Uncertainty of Randomness And Fuzziness” , European Journal of Operational Research ,183: 135–147.
22. Ke, H. ve Liu, B. (2010) , “ Fuzzy Project Scheduling Problem and its Hybrid Intelligent Algorithm” , Applied Mathematical Modelling, 34: 301–308.
23. Kıyak, E. ve Kahvecioğlu, A. (2003), “Bulanık Mantık ve Uçuş Kontrol Problemine Uygulanması ” , Havacılık Ve Uzay Teknolojileri Dergisi, 1(2) : 63-72.
24. Kolaylıoğlu, Ö. (2006), “ İnşaat Sektöründe Proje Yönetimi ve Proje Yöneticisi”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İzmir, Dokuz Eylül Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü.
25. Kökçam, H.A. ve Engin, O. (2010), “ Solving The Fuzzy Project Scheduling Problems With Meta-Heuristic Methods”, Journal of Engineering and Natural Sciences, Sigma , 28: 86-101.
26. Kurt, Ö. (2006), “Proje Planlama ve Programlama Teknikleri ve İnşaat Sektörüne Ait Bir Uygulaması”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Antalya, Akdeniz Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü.
27. Liang, G.S. ve Han, T.C. (2004) “Critical Path Analysis Based on Fuzzy Concept ”, International Journal of Information and Management Sciences, 15 (4): 29-40.
28. Liang, T.F. (2009), “ Fuzzy Multi-Objective Project Manage-Ment Decisions Using Two-Phase Fuzzy Goal Programming Approach ”, Computer and Industrial Engineering, 57 (4): 1407-1416.
29. Liu, B. (2009), Theory and Practice of Uncertain Programming, 3rd Edition , UTLAB, China.
30. Liu, Y., Yang, S.M. ve Lin, Y. (2010) , “Fuzzy Finish Time Modeling for Project Scheduling”, The 11th Asia Pacific Industrial Engineering and Management Systems Conference.
31. Naaz, S., Alam, A. ve Biswas, R. (2011), “Effect of Different Defuzzification Methods In A Fuzzy Based Load Balancing Application ” , International Journal of Computer Science Issues, 8(1) : 261-267.
32. Paksoy, S. (2007) , “Genetik Algoritma ile Proje Çizelgeleme ” , Yayınlanmamış Doktora Tezi, Adana, Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü. Pan, H. ve Yeh, C.H. (2003), “Fuzzy Project Scheduling” , The 12th IEEE International Conference Journal, (Volume:1).
33. Parandin, N. ve Araghi, M.A.F. (2008) , “ Ranking of Fuzzy Numbers by Distance Method ” , Journal of Applied Mathematics, 5 (19) : 47-55.
34. Pinedo, M.L. (2012). Scheduling – Theory, Algorithms and Systems, New York, Springer.
35. Prade, H. (1979), “Using Fuzzy Set Theory In A Scheduling Problem: A Case Study” , Fuzzy Sets and Systems , (2) :153–165.
36. Polat, H. ve Özel, C. (2012), “ TS EN 206-1’e göre Tasarlanan ve Zararlı Kimyasal Ortamlara Maruz Kalacak Betonların Basınç Dayanımın Bulanık Mantık Yöntemiyle Tahmini ”, Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8(1) : 26-35.
37. Shankar, N.R., Saradhi, B.P. ve Babu, S.S. (2013) “Fuzzy Critical Path Method Based on a New Approach of Ranking Fuzzy Numbers using Centroid of Centroids”, International Journal of Fuzzy System Applications, 3(2):16-31.
38. Shankar, R., Sireesha, V. ve Rao, P.P.B. (2010) ,“ An Analytical Method for Finding Critical Path in a Fuzzy Project Network ” , Int. J. Contemp. Math. Sciences, 5(20): 953 – 962.
39. Shankar, N. R., Sireesha, V., Rao, K.S. ve Vani, N. (2010), “Fuzzy Critical Path Method Based on Metric Distance Ranking of Fuzzy Numbers”, International Journal of Mathematical Analysis, 4(20): 995-1006.
40. Soltani, A. ve Haji, R. (2007), “ A Project Scheduling Method Based on Fuzzy Theory” , Journal of Industrial and Systems Engineering, 1(1): 70-80.
41. Sönmez, E. (2007), “Neden Proje Yönetimi?”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Spinner, M. (1997), Project Management, Principles and Practices, New Jersey, Prentice-Hall.
42. Subaşı, S., Beycioğlu, A. ve Emiroğlu, M. (2009), “ Mineral Katkı İçeren Betonların Sertleşme Sürelerinin Belirlenmesinde Bulanık Mantık Yaklaşımı ”, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15 Mayıs, Karabük.
43. Suvacı, E., Lezki, Ş., Uysal, O., Önce, S., Er, F. ve Şıklar, E. (2013), Proje Yönetimi, Anadolu Üniversitesi Açık öğretim Yayınları.
44. Şen, Z. (2003), Modern Mantık, Bilge Kültür Sanat Yayınevi.
45. Şen, Z. (2004), Mühendislikte Bulanık (Fuzzy) Mantık ile Modelleme Prensipleri, İstanbul, Su Vakfı Yayınları.
46. Tuş, A. (2006), “Bulanık Doğrusal Programlama ve Bir Üretim Planlamasında Uygulama Örneği ” , Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Denizli, Pamukkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü.
47. Vatansever, R. (2008), “ Proje Planlamasında Bulanık Hedef Programlama Yaklaşımı ”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
48. Wang, J.H. ve Hao, J. (2007), “Fuzzy Linguistic PERT”, Fuzzy Systems , 15 (2): 133-144.
49. Yalaoui, N., Dugardin, F., Yalaoui, F., Amodeo, L. ve Mahdi, H. (2010), Production Engineering and Management Under Fuzziness, Fuzzy Project Scheduling, Spri