Havayolu Entegre Uçak Ve Büyük Bakım Çizelgeleme Problemi


Gürel S. (Yürütücü)

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Mühendislik-Mimarlık
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Mühendislik Fakültesi
  • Başlangıç Tarihi: Ekim 2025
  • Bitiş Tarihi: Ekim 2027

Özet

Uçak filosu bir havayolu şirketinin en önemli varlığıdır. Filodaki uçakların sefere uygunlukları bakım programlarında belirlenmiş bakımların zamanında yapılması ile mümkündür. Havayolu taşımacılığında uçakların bakım programları havacılık otoritelerinin koyduğu kurallar, uçak üreticilerinin kural ve önerileri ve havayolu şirketinin tecrübeleri çerçevesinde oluşturulur. Bir uçağın bakım programında binden fazla görev bulunur. Bu görevler uçuş saati, uçuş sayısı veya takvim günü cinsinden belirlenen periyotlarda tekrarlanır. Bu görevlerden bir kısmı her gün her hafta gibi sık yapılmayan, daha uzun periyotlarda tekrarlanan bakımlardır. Bu görevler daha uzun zaman gerektirir ve havayolları tarafından genellikle paketler halinde gruplanıp uçaklara uygulanır. Bunlar uçağın hangarda kalmasına neden olan ve gelir kaybına yol açan bakımlardır. Bunlara ``büyük bakım'' adı verilir ve A-bakımı, C-bakımı gibi harflerle adlandırılır.

Büyük bakımlar genellikle uçuş saati, uçuş sayısı ve takvim günü cinsinden belirlenmiş periyotlarda tekrarlanır. Örneğin, bir Airbus A320 uçağı 120 gün, 750 uçuş, 750 uçuş saati kriterlerinden en az biri sağlandığında A-bakımı'na girer (Deng (2021)).  A-bakımları ortalama 3-4 ayda bir yapılır ve birkaç gün sürer. C-bakımları ise uçağın kullanımına bağlı olarak ortalama 18-24 ayda bir gerçekleşir ve 2-3 hafta sürer. Bir uçağın kullanım miktarı (uçağa atanan uçuş saati, uçuş sayısı) ve dolayısıyla büyük bakım zamanlarını çizelgeleme kararları belirler. Örneğin, uçağın sürekli kısa uçuşlara atanması veya uzun uçuşlara atanması daha sık bakıma girmesine neden olur. 

Öte yandan uçakların ne zaman bakımda olacağı uçak çizelgeleme kararları için önemli bir girdidir. Filoda aynı anda bir çok uçağın büyük bakıma girmesi veya talebin yüksek olduğu zamanlarda bakımların yapılması gelir kaybına yol açar. Büyük bakımdaki uçakların yerini kiralama ile doldurmak mümkün olsa da bu yüksek maliyetli bir çözümdür. Öte yandan uçağın bakım ömrü dolmadan yani uçuş saati/sayısı ya da takvim gün sayısı kriterlerinden biri dolmadan bakım girmesi bakım maliyetlerini yükseltir. Sonuç olarak filoda hangi uçağın ne zaman büyük bakıma gireceği kritik bir karardır. Büyük bakım planlama ve uçak çizelgeleme kararları birbirini etkileyen kararlardır.Bu proje, bu kararları birlikte alan bir havayolu çizelgeleme problemini ele almaktadır. 

Büyük bakım planlama problemleri ile ilgili literatürde kısıtlı çalışma bulunmaktadır. Bu problem ilk olarak 1970'lerde gündeme gelmiş olsa da eldeki çalışmaların çoğu son 3-4 yılda ortaya çıkmıştır. Bu çalışmalar uzun (4 yıl) planlama ufkunda gelecek yıllara ait tahmini uçuş saati/sayısı değerlerini kullanarak planlama yapmayı denemişlerdir. Uçak çizelgeleme literatüründe ise büyük bakım planlama kararları dikkate alınmamıştır. Uzun dönemli bakım planlamaları tahmini uçak kullanım verileri ile çözülebilirken, uçuş tarifesinin bilindiği 6 ay-1 yıl gibi bir vadede uçak ve bakım çizelgeleme kararları birlikte verilebilir. Örneğin Türk Hava Yolları uçak ve bakım çizelgeleme kararlarını 6 aylık bir planlama ufku için vermektedir. Bu projede tarifede planlanmış uçuşların bilindiği orta vadeli bir planlama ufku (6 ay, 1 yıl gibi) için uçak çizelgeleme ve büyük bakım planlama kararlarını birlikte ele alan yöntemler geliştirmeyi amaçlıyoruz. 

Uçak ve büyük bakım çizelgeleme kararlarını birlikte vermenin üç temel yararı olacaktır. İlki, bakım kararlarının çizelgeleme kararları için yalnızca bir girdi olmak yerine çizelgeleme ihtiyaçlarına göre alınması tasarruf sağlayacak ve gelir kayıplarını Azaltacaktır. Örneğin, bir uçak, uçuş iptali ya da uçak kiralama gibi maliyetli kararlar almak yerine bakım ömrü dolmadan hangara çekilebilir. İkincisi, çizelgeleme kararları alırken uçakların uçuş saati ve sayısı miktarlarını artırıp azaltarak, zamanından önce yapılan bakımları ve dolayısıyla bakım maliyetlerini azaltmaktır. Son olarak, uçakların tahmini kullanımı yerine çizelgeleme ile birlikte alınan bakım planlama kararları daha yüksek bir kesinliğe sahip olacak ve bakım departmanına daha etkin hangar, iş gücü, yedek parça vb. kaynak planlaması imkanı sağlayacaktır. 

Bu proje büyük bakım planlama ve uçak çizelgeleme kararlarını birlikte alan bir planlama yaklaşımı geliştirmeyi amaçlayan ilk çalışma olacaktır. Ele alınacak problem için matematiksel modeller, kesin çözüm algoritmaları ve sezgisel/metasezgisel algoritmalar geliştirilecektir. Çalışmanın sonuçlarını prestijli dergilerde yayınlamayı, ulusal/uluslararası konferanslarda sunmayı ve ülkedeki havayolu şirketlerine yaymayı amaçlıyoruz.