Lastik üretim tesisi banbury karışım ünitesinde enerji verimliliği için dijital dönüşüm tasarımı ve uygulaması
Digital transformation design and application for energy efficiency in banbury mixing unit in tire manufacturing facility
Yazar: ABDULLAH TEMEL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT AYAZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy

Özet:
Gelişen teknoloji ile birlikte dijital dönüşümün önemi artmış ve giderek kaçınılmaz hale gelmeye başlamıştır. Üretim yapan firmalar verimliliklerini arttırmak ve uçtan uca izlenebilirliği sağlamak amacıyla dijital dönüşüm projelerine yatırım yapmaya başlamıştır. Lastik prosesinde de her geçen gün artan rekabet ve izlenebilirlik gerektiren bazı kalite yönergelerinin getirdiği zorunluluklar sebebiyle dijital dönüşüm kaçınılmaz olmuştur. Bu çalışmada, bir lastik üretim tesisinde ürün ve enerji verimliliğinin iyileştirilmesi için dijital dönüşüm tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan otomasyon sisteminde, öncelikle üretim sahasından veri toplama (Shop Floor Control) altyapısı oluşturularak sistem verileri elde edilmektedir. İkinci aşamada, bir üst katmana İmalat Yönetim Sistemi yerleştirilerek en üst katmandaki Kurumsal Kaynak Planlama yazılımı ile entegre edilmektedir. Bu yapıda bulunan MES ve ERP katmanı bulut veri tabanı teknolojisini kullanmaktadır. Sunucular fabrika dışında konumlanmış ve side-to-side sanal özel ağ ile fabrika ağ bağlantısı sağlanmıştır. Böylelikle tüm üretim sahasının uçtan uca izlenmesi için tasarlanan otomasyon mimarisi, Banbury Karışım Ünitesi için uygulanarak performans verileri elde edilmektedir. Dijital dönüşüm öncesi ve önerilen otomasyon altyapısının uygulanması sonrası toplanan performans verileri; enerji verimliliği, ürün etkinliği ve toplam verim bakış açılarından karşılaştırılmaktadır. Sonuç olarak, önerilen sistemle %15 oranında Banbury ünitesi daha etkin kullanılmış ve dolayısıyla günlük 2.4 MWh'lık enerjinin geri kazanılması sağlanmıştır. Ayrıca atıl ürün oranının %5 azaldığı ve bu sayede 355.465 kg ürünün geri kazanıldığı, hammadde maliyeti göz önüne alındığında yıllık olarak 39.500 $ maliyet kazanımı sağlandığı görülmüştür. Dahası, arıza tespit ve bakım onarım süreçleri yeni otomasyon mimarisi ile çok daha etkin şekilde ve kısa sürelerde gerçekleştirilebilmektedir.

Abstract:
The significance of digital transformation concept has increased and has become inevitable every passing day with the advancing technology. Production industry companies have begun to invest in digitalization projects in order to complete traceability and efficiency requirements. Digital transformation has also become inevitable in the tire process due to increasing competition and the requirements of some quality directives. In this study, digital transformation design and implementation was performed in a tire production plant in order to improve product and energy efficiency. In the designed system, production data is obtained initially by implementing a Shop Floor Control infrastructure from the field. Secondly, a MES is placed on an upper layer and connected with the ERP software on the top layer. In this structure, the MES and ERP layer uses the cloud database technology. Plant network connection is provided with side-to-side VPN. In this way, the architecture designed for end-to-end monitoring of the entire field is applied for the Banbury Mixing Unit then performance data is obtained. Collected performance data are compared in terms of energy efficiency, product efficiency and overall efficiency. In result, the Banbury unit was used more efficiently by 15% and thus, an energy of 2.4 MWh was recovered daily. An annual cost recovery of $39,500 was achieved considering that scrap product rate decreased by 5%, 355.465 kg of product was recovered and considering the raw material costs. Furthermore, troubleshooting and repair and maintenance processes can be carried out much more effectively and in shorter periods with new architecture.