A material selection model based on the concept of multiple attribute decision making

Replacing and selecting materials for different engineering applications is relatively common. It must be noted that in some cases, there is more than a single definite criterion for selecting the right kind of material. The designers and engineers have to take into account a large number of material selection criteria. Experts usually apply trial and error methods or build on previous experimentation. In this paper, a new approach has been carried out for the use of the ELECTRE: ELimination Et Choix Traduisant la REalité (ELimination and Choice Expressing the REality) model in material selection. By producing a material selection decision matrix and criteria sensitivity analysis, ELECTRE has been applied to obtain a more precise material selection for a particular application, including logical ranking of considered materials. A list of all possible choices from the best to the worst suitable materials can be obtained taking into account all the material selection criteria, including the cost of production. This work shows that ELECTRE can be used successfully in selecting a suitable material for the particular application of a loaded thermal conductor. There is good agreement between the results of the methods being used and available data in Cambridge Engineering Selector (CES) databases. A computer program, Mathematica has been developed to facilitate the application of the method to other types of material selection problems.

RésuméLe remplacement et le choix des matériaux pour différentes applications technologiques est une pratique très populaire de nos jours. On doit noter qu’en choisissant le bon matériau, il n’y a pas qu’un seul critère de choix bien défini. Les concepteurs et les ingénieurs doivent tenir compte d’un grand nombre de critères de performance. Les experts utilisent habituellement la méthode d’essai et d’erreur ou se basent sur des expériences précédentes. Dans cet article, une nouvelle approche a été effectuée sur l’utilization du modèle d’ELECTRE (ELimination Et Choix Traduisant la REalité) pour le choix du matériau. En produisant une matrice de décision des matériaux et une analyse de sensibilité des critères, ELECTRE a été appliquée pour obtenir un choix de matériau plus précis pour une application particulière, y compris le rang logique des matériaux considérés. Une liste de tous les matériaux appropriés, du meilleur au moins performant, peut être obtenue en tenant compte de tous les indices de performance et également du coût de production. Ce travail démontre qu’ELECTRE peut être utilisée avec succès lors de la sélection d’un matériau approprié pour la fabrication d’un conducteur thermique en charge. Les résultats obtenus avec les méthodes utilisées concordent avec ceux disponibles dans les bases de données CES. Un programme Mathematica a aussi été développé afin de faciliter l’application de la méthode à d’autres types de problèmes de sélection de matériaux.