Makine Öğrenimi Yardımıyla CO2 Emisyonları Düşürülebilir mi? 13/05/2022

Makine Öğrenimi Yardımıyla CO2 Emisyonları Düşürülebilir mi?

 

Dijital çözümler, iklime zarar vermeyen çelik üretimine olanak sağlıyor.
 
Bernhard Steenken, CEO, SMS digital GmbH
Friedrich Lücking, CTO, SMS digital GmbH
Alice Idem, Kurumsal İletişim Müdürü, SMS digital GmbH
 
Politikacılar, toplum ve ekonomi, sanayinin daha da yeşil olması gerektiği konusunda uzlaştı. Fakat çelik endüstrisinin önünde çok zorlu bir görev var. Dünya genelindeki CO2 emisyonlarında çelik ve alüminyum endüstrisinin payı yaklaşık % 7 düzeyinde. Çelik üretim şirketleri, her yıl 4,4 milyar ton CO2 üretiyor. SMS group, yeşil çelik üretimine geçişe öncülük etme sorumluluğunu taşıyor. Şirketler; üretim verimliliğini iyileştirmek, tesislerinin kapasitesinden optimum düzeyde faydalanmak, ürün kalitelerini iyileştirmek ve bu sırada enerji tasarrufu yapmak istiyor. Giderek daha fazla şirket, iklime zarar vermeyen üretimi destekleyen dijital uygulamalar kullanmaya başladı.
 
Çelik endüstrisinde faaliyet gösteren şirketler, üretimlerini çevre dostu hale getirmek için "yeşil" üretime dönüşümün gerekliliğinin farkına vardı ve üretim proseslerini dijitalleştirmeye; proseslerinde hidrojen gibi alternatif yeni teknik yöntemler kullanmaya karar verdi. Yani CO2 nötr üretime geçiş, yeni teknolojilere yatırım yapmaya hazır olmayı da gerektiriyor. Dijital dönüşüm sadece teknik bir zorlu görevi temsil etmeyip bunun yanı sıra, maksimum verimliliğe ulaşmak ve operasyonel potansiyeli optimize etmek için şirketin tamamının dönüşmesi anlamına da geliyor. SMS group, bu çerçevede şirketlere  gerekli yazılım ve donanımları sunmanın yanında, entegre servis ve danışmanlık hizmetleriyle iyileştirme potansiyellerini tanımlama ve ölçülebilir,  hızlı bir "Yatırım kârlılığına" ulaşma konusunda da şirketleri destekleyen çözümler üretiyor.

Çok sayıda varlığın birleştirilmesi, bütünsel ve otonom bir tesis işletmesine olanak sağlıyor.

Çeşitli disiplinlerin birleştirilmesi
Kapsamlı bir dijitalleştirme stratejisi için karmaşık proseslerin birbirine bağlanması gerekir. Örneğin makine imalatı, lojistik ve servis hizmetleri gibi çeşitli disiplinlerin birbirleriyle verimli şekilde iletişim kurması ve klasik kapalı bilgi sistemlerinden vazgeçilmesi gerekir. Proseslerin dijital uygulamalarla akıllı şekilde birleştirilmesi, bir tesis kompleksinin performansının temelden verimli, kaynakları koruyan ve sürdürülebilir şekilde tasarlanmasına olanak sağlar. SMS, üretim prosesleri için Autopilot örneğinde olduğu gibi metal imalatının daha iyi bir otomasyon düzeyine ulaşmasına yardımcı olan ve bununla birlikte tüm üretim zincirinde enerji ve kaynak kullanımını azaltmaya önemli bir katkı sağlayan yazılımlar geliştiriyor. Bu sayede tesis durumu, ürün kalitesi ve optimum üretim planlaması güvenilir şekilde tahmin edilebiliyor; verimli bir enerji yönetimine olanak sağlanıyor.
 
Şirketler, önemli bağlantıları tanımlamak için büyük veri miktarlarını işleyebilmeli ve analiz edebilmelidir. Yapay öğrenme tabanlı High-End teknoloji ve uygulamaları, tesislerin ve proseslerin tam potansiyelini kullanmaya, eksiksiz bir tesis bağlanabilirliği ve kullanımına katkıda bulunuyor. Bulut ortamındaki süper bilgisayarlar, bütünsel üretim optimizasyonu gibi karmaşık zorlukları aşmak için gerekli hesaplama kapasitesini sağlıyor. Akıllı teknolojiler endüstriyi kalıcı olarak değiştirecek ve tesis işletmecilerinin bir tesisteki tüm verilere her yerden ulaşmasına olanak sağlayacaktır .

Ürün kalitesini arttıran uygulamalar
Öğrenen çelik tesisi, deneyimlerden öğrenerek tesislerin verimli, sürdürülebilir şekilde maksimum kapasite kullanımıyla çalışmasını sağlar, üretim proseslerini kendi başına uyarlayarak kendi kendini optimize eder. Tesis kullanılabilirliği ve proses stabilitesinin tahmin edilmesi, örneğin mümkün olan en iyi kalitede ürünlerin otomatik şekilde onaylanması gibi ilgili tüm proseslerin temelini oluşturur. Quality Execution System (QES® - Kalite Prosesleri Yönetim Sistemi), ham malzemeden yüzeyi işlemden geçirilmiş nihai ürüne kadar tüm üretim zinciri boyunca ürün ve proses kalitesini denetler, kaydeder ve garanti altına alır. Üretim proseslerindeki her türlü ölçülmüş, kaydedilmiş veriden faydalanır ve mümkün olan en iyi ürün kalitesi için tüm parametrelerin uyarlanmasına olanak sağlar. SMS DataFactory, tesis verilerini toplayan, değerlendiren ve ilgili sistemlere ileten bir tür veri yönetim merkezi oluşturur. Tahmin yapabilen sistemler, üretim hatalarını önlemek için parametre ayarları gibi akıllı stratejiler yardımıyla tesisin yönetilmesini sağlar. Sıralamaların bütünsel ve kendi kendini planlayan şekilde oluşturulması da tesis durumu ve üretim gereklilikleri aracılığıyla siparişlerin sırasını optimize eder. Yazılım ürünleri, parametre kombinasyonlarından türetilen bir modeli akıllı şekilde analiz ederek tesisteki belirli bir bileşenin ne zaman arızalanacağını tahmin edebilir. Bu şekilde, bakım çevrimi tamamen otonom şekilde adapte edilebilir. Bu özellik, kullanılacak malzemelerin tam olarak hesaplanmasını sağlar. Bu sayede, devre dışı kalma süreleri belirgin şekilde azaltılır ve değerli kaynaklardan ve enerjiden tasarruf edilebilir.

SMS DataFactory, öngörülü üretim sistemleri arasındaki veri alışverişinin merkezi olarak çalışır. Tesis verilerinin eksiksiz şekilde hazırlanmasına ve analiz edilmesine olanak sağlar.
 
Verimli enerji yönetimi
Tüm üretim prosesindeki enerji bilançosunu optimize etmek, CO2 salımını azaltmak ve kaynak tüketimini asgari düzeye indirmek için, Viridis Energy & Sustainability Suite gibi enerji optimizasyon araçları kullanılıyor. Viridis, çelik tesisi işletmelerine yönelik kapsamlı bir yönetim çözümü sunar; sadece işlenebilecek hammadde miktarı ve kalite yerine, enerji tabanlı giderler, hammadde kullanımı, karbon, sera gazı ve atık emisyonlarını da optimize eder. Enerji verimlilik göstergeleri, yapay zeka ve makine öğrenmesi algoritmalarının kullanılması, bu sürece katkıda bulunur. Buradan elde edilen veriler, devam eden ve gelecekteki üretim proseslerinde ilgili parametreleri dikkate almaları ve üretimi mümkün olduğunca verimli ve çevre dostu şekilde planlayabilmeleri için, üretim planlama ve kalite yönetimi yazılımlarına gerekli bilgileri aktarır.

Viridis Energy & Sustainability Suite; enerji, kaynak ve sürdürülebilirlik yönetimiyle ilgili tüm bilgilerin merkezi kaynağıdır.
 
Dijitalleşmeye Giriş
Hiçbir tesis, ilk baştan tamamen dijitale hazır olmak zorunda değildir – ufaktan başlamak yeterlidir. SMS, müşterilerin ihtiyaçlarına göre belirlenen çeşitli performans tabanlı sözleşme modelleri sunar. Bu tür modeller, maliyet tasarrufu etkisini müşteri ile tedarikçi arasında dağıtmak,  müşteriye yönelik riski ve olası geliştirme maliyetlerini asgariye indirmek için uygundur. Dijitalleştirmeden, devasa finansal optimizasyon olanakları elde edilir. Her işletmede, günün her saati değer oluşturacak şekilde kullanılmayan veriler toplanır.
SMS, dijital uygulamalardan faydalanarak bu bilgileri dönüştürür ve daha sonra, münferit bilgileri değere dönüştürmek için gelişmiş analiz yöntemleri kullanır. Dijitalleştirme giderek daha da sofistike hâle gelmektedir. Büyük Veriden Akıllı Veri elde edilir. Dijitalleştirme, kaynaklardan mümkün olduğunca en iyi şekilde faydalanmaya olanak sağlayan dijital çözümler uygulanarak, şirketlere üretim proseslerindeki değişikliklere esnek şekilde tepki verme potansiyelini sağlar.
 
Sektörleri kapsayan SMS dijitalleştirme teknolojileri
SMS'nin dijital çözümleri sadece çelik endüstrisinde değil, aynı zamanda örneğin Alüminyum ve Bakır üretimi gibi diğer sektörlerde de kullanılıyor. SMS'nin çözümleri ve yöntemleri, kağıt veya cam üretimi gibi diğer sektörlerde de kullanılabilecek kadar geniş kapsamlı ve evrenseldir. Alarm Manager akıllı alarm yönetim sistemi, farklı sektörlerin tesis yönetiminde de uygulanabilir. SMS group dijital çözümleri lojistik alanında da kullanılıyor: BOXBAY ile ortak girişim olan SMS iştiraki AMOVA şirketi, devrim niteliğindeki konteynır, yüksek raflı depo ve dağıtım sistemini pazara sundu.

Dijital ikizle bir makinenin sanal olarak gösterimi
 
Geleceğin çelik tesisi
Öğrenen çelik tesisi; artık bir vizyon değil, aksine uygulama aşamasındadır. Bu tesis, deneyimlerden öğrenerek,  üretim platformlarının verimli ve sürdürülebilir şekilde maksimum kapasiteyle çalışmasını sağlayacak şekilde; üretim proseslerini kendi başına uyarlayarak kendi kendini optimize eder. Dijital ikizler, gerçek nesnelerin özelliklerinin ve tutumlarının, sensörler aracılığıyla gerçek zamanlı olarak, gerçek dünyaya bağlanmasına ve değerli kaynaklar kullanılmadan önce test edilebilmesine olanak sağlıyor. Makine öğrenmesi tabanlı dijital çözümler, tesis işletmecilerinin verimliliklerini ve kalitelerini arttırmasına, kaynaklardan tasarruf etmesine ve arıza sürelerini asgariye indirmesine olanak sağlıyor. Artırılmış ve Sanal Gerçeklikle örneğin günümüzde; bir müşterinin tesisi, şahsen başında olmadan tamamen uzaktan devreye sokulabiliyor.
Burada, çeşitli disiplinlerin; sürdürülebilir ve verimli bir üretim işletimine olanak sağlayan akıllı yazılımların işbirliği söz konusudur. Ancak bu şekilde, çelik üretimi dijitalleşme yardımıyla yeşil (çevre dostu) hale gelebilir.