Kimya işletmelerine yönelik Emerson firmasının bir araştırma sonucuna göre; 320 bin USD tutarında bir kestirimci bakım yatırımı ile 2 milyon USD kazanç elde edilmiştir. Çalışma sonucunda; %42 üretim miktarında, %21 yedek parçada, %15 işçilikte ve %10 oranında hurda çıktılardan tasarruf elde edildiği belirtmektedir. Bu kazanımların %40’ı vibrasyon izleyerek, %33’ü kalınlık kontrolü(thickness) ile, %10’u sürtünme(tribology) ölçümü ile elde edilmiştir. Oluşan bu olağanüstü kazanım şaşırtabilir ancak duruş ve bakım maliyetleri yüksek olan işletmeler için mümkündür.
Uzun yıllar petrokimya fabrikalarında bakım ve proje çalışmaları yürüten/yöneten biri olarak, üretimin sürekliliğinin sağlanmasına yönelik bazı birikim ve tecrübelerimi, gelecek teknolojileri ile birlikte bu yazıda aktarmak istiyorum. Rafineri, petrokimya ve kimya fabrikaları riskli, işletme ve bakım çalışmaları çok zor tesislerdir. Buralarda yapılacak çalışmalar hem tecrübe hem de büyük dikkat gerektirmektedir. Bunun yanında bir okul gibi, sizi en iyi şekilde yetiştiren, birçok teknolojiyi kullanabileceğiniz, tecrübe kazanabileceğiniz, öğrenebileceğiniz alanlardır. Buralarda yaptığım çalışmaların kişisel gelişimime büyük katkısı olmuştur…
Zaman geçtikçe tesislerde çok büyük eksiklerin olduğunu, çok küçük yatırımlar ve uygulamalar ile büyük kazançlar elde edilebileceğini görüyorum. Görüştüğüm işletmelerden ve gelen taleplerden, tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de çok yakında kestirimci bakım sistemleri ve uygulamalarının yaygınlaşacağını düşünüyorum. Yazının kestirimci bakım faaliyetleri konusunda ilham oluşturmasını ve faydalı olmasını dilerim.
Ekipmanlarda oluşan arızaların %18’i ekipmanlardaki yaşlanmaya bağlı arızalar olurken, %82’si belirsiz zamanlarda oluşan arızalarından kaynaklanmaktadır(NASA anketi). Deloitte raporundaki veriye göre, işletmelerin plansız duruş maliyetleri her yıl yaklaşık 50 milyar usd yi bulmaktadır. İşletmeler üretim maliyetlerini ve bütçelerini etkileyen bu istenmeyen durumlarda 3 tür bakım yürütmektedirler. Reaktif bakım, önleyici(periyodik) bakım ve kestirimci bakım.
Reaktif Bakım (Reactive Maintenance) : Ekipman en son limitine kadar kullanılır ve arıza yaptığı zaman bakım yapılır. Basit, ucuz ve risk taşımayan ekipmanlar için pahalı da olsa geçerli olabilir. Riskli, karışık ve pahalı ekipmanlar için geçerli bir yöntem değildir. Tamir, düzeltme, değiştirme, boyama vb. gibi faaliyetlerdir.
Önleyici Bakım (Preventive Maintenance) : Belli periyotlarda, düzenli kontrol ve bakım işlemleri ile ekipmanın kullanım süresi artırılmaya çalışılır. Zaman bazlı bakım olarak da bilinir. Bakım zamanı erken yada geç olabilir. Yağlama, temizleme, kalibrasyon vb.
Kestirimci Bakım (Predictive Maintenance) : Ekipmanın arıza yapacağı zamanı tahmin etmeye çalışır. Durum bazlı bakım olarak bilinir. Bakımın en doğru zamanda yapılmasına olanak tanır. Arızalı parçayı dahi tespit edebilir. Vibrasyon, sıcaklık, akım izleme, analiz etme vb. faaliyetleri kapsar.
Bakım ve işletme giderleri yüksek olan petrokimya ve rafineri fabrikaları riskli, patlayıcı ve yanıcı maddelerin yoğun olduğu, işletme ve bakım çalışmalarının uzmanlık ve dikkat gerektirdiği üretim tesisleridir. Üretimin sürekliliğini sağlamanın yanında iş sağlığı ve güvenliği alanında da büyük yatırımlar yapılmaktadır. Duruş maliyetlerinin yüksek olduğu bu işletmelerde reaktif bakımları azaltarak yok etmek öncelikler arasında olmalıdır. Reaktif bakım uygulamalarından kestirimci bakım uygulamalarına geçiş için bazı alanlarda çalışmalar yapılması gerekmektedir. Hangi alanlara odaklanmalı, kestirimci bakım için gerekli veri, sistem ve altyapı bileşenlerini sırasıyla ele alalım.
Kestirimci Bakım Veri Kaynakları
Kestirimci bakım sistemleri için gerekli büyük veri sahadan toplanan ekipman durum bilgilerini ve proses verilerini kapsayacaktır. Bu verilerin toplanacağı varlıklar;
Büyük Ekipmanlar : Durum izlemeye yönelik, özellikle iş sağlığı ve güvenliği önceliğiyle kurulan online monitoring (durum izleme) sistemleri çoğu büyük ekipmanlarda(komprasör, reaktör) hali hazırda kuruludur. Bently Neveda 3300 ve 3500 sistemleri, Prognost Online Monitoting sistemi ve Hoerbiger RecipCOM sistemi pistonlu kompresörlerde büyük kazaları önlemeye yönelik vibrasyon, sıcaklık, aşınma ve bazı proses verileri ile ekipmanın durumunu izlemekte ve gerektiğinde fabrikayı duruşa götürmektedir. Bu sistemlerin çok pahalı olmasına rağmen kurulması zorunludur, çünkü telafisi olmayan kazalar ve kayıplar söz konusu olabilir. Bently Mevada sistemleri ile çalışan biri olarak, bu tür sistemlerden elde edilen verilerin analiz edilmesinin en büyük eksiklik olduğunu belirtebilirim. Önceden belirlenen belli kritik değerlerin aşılması ile kazalar önlenmeye çalışılıyor. Gereksiz duruşlar fazlaca görülebiliyor. Analiz yeteneğinin eklenmesi ile büyük sonuçlar alınabilir. Bakım ihtiyaç zamanlarına yönelik sonuçlar elde edilebilir.
Pompa, Fan ve Motorlar : Üretim kayıplarına neden olan motor ve pompalar özellikle odaklanılması gereken varlıklardır. Motor, pompa ve fan gruplarından ağır şartlarda çalışanlardan başlamak üzere ilave sensörler ile vibrasyon, sıcaklık ve elektriksel analiz için veri toplanmaya başlanması gereklidir. Ayrıca pompaların proses değerlerinden performanslarında kayıplar olup olmadığı kurulacak algoritmalar ile kontrol edilebilir. Farklı yöntemler kullanılarak muhtemel arızaya yönelik tespit erken yapılabilir. Aşağıdaki P-F grafiği yataklar ve dönen ekipmanlarda kullanılan yöntemleri ve sırasını göstermektedir.
Enstrümantasyon cihazları ve Sensörler : Ölçüm ve kontrol amacıyla kullanılan enstrümantasyon cihazlarının çoğu sadece analog çıkış veren cihazlardır. Bu cihazların HART protokolü ile haberleşme opsiyonları proses kontrolü için kullanılmadığı için çok dikkate alınmaz; Ancak cihazlardan geri bildirim almak için bu haberleşme protokolü kullanılabilir. Yeni nesil akıllı cihazlar ve sensörler dahili arızalara yönelik geri bildirimler üretmektedirler. Bu bildirimler işletmenin üretiminin sürekliliğine katkı sağlaması amacıyla kullanılabilir. Örneğin IO link teknolojisi sensörlerden kestirimci bakıma ilişkin geri bildirimler sağlayan haberleşme protokoldür. Bu protokole sahip Ex-proof sensör modelleri de üretilmektedir. Kontrol vanalarının positioner larında, yada açık kapalı sensörlerinden alınacak geri bildirimler ile vanaların seat/plug larının ve diyaframlarının sağlığı ve fonksiyonlarını uygun yapıp yapmadıklarına ilişkin bilgiler edinilebilir. Özellikle positioner geri bildirimleri somut sonuçlar vermektedir.
Proses : Petrokimya ve rafineri tesislerinde çoğu proses bilgisi DCS, ESD yada STS sistemleri ile anlık olarak proses kontrol amacıyla kullanılmaktadır. Geçmişe yönelik kayıtlar tutulmaktadır. Proses şartlarına ilişkin büyük veri aslında işletmelerde büyük oranda mevcuttur. Proses verisi olmayan farklı işletmeler için gerekli ilave cihazlarla veriler toplanabilir. Bazı ekipmanların proses performanslarını incelemek, analiz etmek ve bu verileri ekipmanın durum verileri ile ilişkilendirmek katkı sağlayacaktır. Ekipmanlarda bakım ve temizlik zamanı(filtreler gibi) belirlemek amacıyla ilave enstrümantasyon cihazları eklenerek proses verilerine ilave edilebilir.
Çevresel Değişkenler : Sadece ekipman ve proses verilerinden değil ekipman dışında ortam sıcaklığı, nemi, elektrik kabinleri sıcaklıkları vb verileri toplamak ve birlikte değerlendirmek gereklidir. İşletme ve bakım operatörlerinin teknik yetenek ve kabiliyetlerine ilişkin verilerin de analizin içine dahil edilmesi farklı sonuçlar elde edilmesine katkı sağlayabilir.
İnsan Kaynağı
Sahadan toplanan/toplanacak verilerin mutlaka bir veri analisti ve güvenilirlik (reliability) mühendisi tarafından değerlendirilmesi gereklidir. Dijitalleşme konusunda çalışan işletmelerin yapacakları öncelikli iş bu konuda yetkin personeller çalıştırmaya başlamaları olacaktır. Kestirimci bakım çalışmaları diğer işlerin arasına sıkıştırılacak, hem diğer çalışmalarının hem de kestirimci bakım çalışmaların bir arada yapılabileceği faaliyetler değildir. Bir birim ve alanında uzman personeller tarafından ayrıca yürütülmelidir.
Yazılım Altyapısı
İnsan kaynağı yanında yazılım alt yapısının da güçlü olması gerekmektedir. Proses enstrümantasyon ve kontrol sistemleri üreticileri yeni cihazlar, yazılımlar ve yöntemler geliştirmektedirler. Bunlardan iki tanesinden özellikle proses endüstrisinde çalışmalarından dolayı burada bahsedeyim.
Emerson, ARES varlık yönetim programını başlatmıştır. Bakım ve işletme personelinin daha etkin ve verimli çalışmasına katkı sağlamak amaçlanıyor. Saha cihazından anlık veri akışı sağlanıyor. İşletme ve bakım birimleri hızla uyarılır ve bilgi ile karar almalarına olanak tanıyor. Sahadaki enstrümantasyon cihazına bakım, kalibrasyon mu yapılacak, değişim mi yapılacak bunun kararının hızla verilmesini sağlıyor. İşletmenin durumuna ilişkin her an her yerden bilgi aktarıyor. Sahadaki cihazların akıllı saha cihazları olması gerekiyor.
Yokogowa, Plant Resource Manager (PRM) adında büyük verileri yönetebilecek merkezi bir program geliştirmektedir. HART protokolü kullanılarak cihazlardan geri bildirim alınabilmektedir. ARES’e benzer şekilde saha cihazlarından gelen uyarı, alarm ve geri bildirimleri değerlendirip hızla ve bilgiyle karar verilmesini sağlayan bir arayüz sunmaktadır.
Daha başka firmaların da bu konuda alt yapıları ve yazılımları var. IBM Maximo, SAP, Siemens mindSphere, GE Predix, Microsoft Azure Pdm modulleri bu konuda önde gelen yazılımlar. Bu firmalardan, uzun yıllar edindikleri bilgi ve birikimleri satın almış oluyorsunuz. Kullanım için yetişmiş, kalifiye bilişim personellerine ihtiyacınız olacak. En çok kullanılan yazılımların listesine buradan erişebilirsiniz. Bunun dışında kendi yazılım sistemini geliştiren işletmeler de mevcuttur. Bu yöntemin biraz zaman alacağını ancak uzun vadede doğru yöntem olduğunu düşünüyorum. İşi iyice ilerletip, kendi işi için geliştirdikleri yazılımları daha sonra rakiplerine pazarlayan işletmelerde olabiliyor. Kendi bünyesinde edindiği bilgi ve birikimi sektörüne pazarlayarak farklı bir iş modeli oluşturmuş oluyor. Hugo Boss bunun örneği.
Kestirimci Bakım Sistemlerine Yönelik Öneriler
Kestirimci bakım sistemleri kazanımlarını kanıtlamış sistemlerdir. Kısa sürede yatırımlarını geri kazandırmaktadırlar. Özellikle duruş maliyetleri yüksek olan işletmeler bu konuda hemen adım atmalıdırlar.
Bu kapsamda bazı önerilerimi burada maddeler halinde paylaşmış olayım.
- Veri analisti ve güvenilirlik mühendisi istihdam edilebilir. Bakım ve işletme grupları ile birlikte çalışarak sonuç alınması sağlanabilir.
- Veri analizi ve kestirimci bakım sistemleri kurulumuna yönelik işbirliklerine girilebilir. Hizmet alınabilir. Özellikle veri analizi konusunda üniversitelerde ve home ofis çalışan analistler değerlendirilebilir.
- Riskli olan ve üretimi durduran ekipmanlara ilave sensörler ile veri toplanmaya başlanabilir.
- İşletmedeki ekipmanların dijital ikizleri oluşturularak takip edilebilir. Dijital ikiz ekipmanın her halini size yansıtacaktır.
- Yeni alınacak cihaz şartnamelerin özellikle kestirimci bakıma yönelik geri bildirim ve haberleşme opsiyonları yada uyumluluk eklenebilir.
- Pilot uygulamalar ile tecrübe edinerek farklı alanlarda yayılma sonradan sağlanabilir.
- Bakım prosedürlerindeki ve çalışmalarındaki hataları yakalanabileceği ve izlenebileceği test ve kontrol sistemleri kurulabilir. İnsan hatası önlenebilir.
- Üretimi durduran tüm elektriksel ve mekaniksel ekipmanın kaliteli, sertifikalı olmasına dikkat edilebilir. Gereksiz duruşlar önlenebilir.
Proses fabrikaları, endüstriyel tesisler, çimento fabrikaları, elektrik, termik santralleri, madenler, demir çelik, kimya fabrikalarında ve büyük fabrikalarda benzer kestirimci bakım uygulamaları gerçekleştirilebilir.
Benzer konulardaki çalışmalara sebep olması dileğimle.
Not: Resimler ve bazı bilgiler farklı internet kaynaklarından derlenmiştir.
Hedef sektörler : Proses, endüstriyel tesisler, çimento, elektrik santralleri, madenler, demir çelik, kimya fabrikaları, termik santraller, un fabrikaları
İrfan Babaoğlan / Danışman