ISA88 – Batch Kontrol

Üretim aşamaları temel olarak üç ana başlıkta toplanabilir. Bunlar, Kesikli üretim (dıscrete), sürekli üretim (continuous) veya yığın (batch).  Bu üç temel üretim şekli arasından biz bu yazımızda batch üretimi ve kontrolü ile ilgili kısmı açıklamaya çalışacağız.

Batch yöntemi ile üretim endüstriyel otomasyon alanında çalışan firmaların her zaman önem verdikleri bir üretim şekli olmuştur. ISA nın 1995 yılında yaptığı tanımlamaya göre batch kontrol, sınırlı sayıdaki girdinin sınırlı zaman ve ekipmanla üretim yapılması olarak tanımlamıştır. Kesikli veya sürekli üretime göre batch üretimi günler, haftalar veya aylar alabilir.

Batch üretiminin başlayabilmesi için sınırlı sayıdaki malzemelerin tamamının hazır olması gerekmektedir (Batch üretimi için hazır mısınız?). Batch üretiminin doğası gereği üretim aşaması kesikli olmamalıdır. Üretilecek ürünün her zaman aynı kalitede olması üretimin olmazsa olmazlarının arasındadır. Sistem tasarımlarında otomasyonun kullanılmaya başlanması ile birlikte batch kalitesi de önemli ölçüde artmıştır. Üretimin her zaman aynı kalitede tekrarlanabilir olması sonraki zamanlarda maliyetlerin ve kirliliğin veya her ikisinin minimize edilebilmesi açısından önem arz etmektedir.  Sürekli batch üretimi incelik isteyen bir iştir. Bu sebepledir ki batch kontrolü konusunda ISA S88 standardını getirmiştir. Uzun süren sürekli üretime göre, batch üretiminde sık aralıklarla yeni batch yapmalar damgasını vurmaktadır. Yine sürekli ve kesikli üretimden farklı olarak batch üretiminin doğru yapılıp yapılmadığını batch üretimi tamamlanmadan anlamak mümkün değildir.

Her yapılan batch ile ilgili bilgilerin otomatik kontrol ekipmanları (PLC ve SCADA) ile doğru ve eş zamanlı elde edilebilir olması bir sonraki batchlerin kalitesini de belirlemektedir. Dolayısıyla batch üretiminin çek edilebilmesi için prosesin tamamlanmasını beklemek bir zorunluluktur. Eğer ortaya çıkan batch kötü bir batch ise ya düzeltilme yoluna gidilir (ilave reçete ile) yada çöpe atılmak zorunda kalınır.

Bu sebepledir ki batch üretiminin kontrolü ( Otomasyon mühendisleri olarak batch control diyoruz) batch üretiminin çok önemli bir yönüdür. Yıllar içerisinde üreticiler batch üretimi ile ilgili olarak birçok zorlukla yüz yüze kaldılar. Bulardan bazıları;

1. Batch kontrolü ile ilgili olarak üniversal bir model yokluğu,

2. Kullanıcıların üretilen batch ile ilgili bilgi alma eksikliği,

3. Mühendisler farklı üreticilerin çözümlerini uygulamada zorluk çekti,

4. Mühendisler ve kullanıcılar batch kontrolün ayarlanmasında türlü zorluklar yaşadılar ,

Tüm bu zorluklar yıllar içerisinde üreticileri pahalı batch kontrol yöntemleri ve yüksek bakım maliyetleriyle karşı karşıya bıraktı. 1988 yılına gelindiğinde ISA kurulu S88 standardını adres gösterdi.

S88 yazılım, donanım ve prosedürleri içeren bir standarttır. S88’in iyi anlaşılması daha iyi bir sistem tasarımı ve daha kaliteli üretim yapmayı da peşi sıra getirecektir. Aynı zamanda müşteri ihtiyaçlarını daha iyi anlamayı, reçetelerin daha sağlıklı geliştirilmesini ve sistemin randımanlı çalıştırılması için geçecek zamanın minimize edilmesi konusunda da önemli bir katkı sağlayacaktır. S88 in takip edilmesi ilaveten batch proseste önemli zaman kaybına sebep olan çevrim ölü zamanının ve otomasyon yazılımındaki içsel maliyetlerin azaltlmasına da yardımcı olacaktır.

Başarılı bir batch kontrol geliştirmenin yolu temel üç öğeyi iyi oluşturmaktan geçmektedir. Bunlar;

1. Ürün nasıl yapılacak. Hangi malzemelerden oluşacak (Reçete)?

2. Üretimin yapılabilmesi için gerekli fiziksel şartlar. (Ekpmanlar),

3. Bu ekipmanlar hangi sıraya göre çalışacak. (Kontrol şekli),

Reçete (Recipe)  Yönetimi

Reçete Yönetimi reçete yaratan, saklayan ve reçeteleri yenileyen fonksiyonların tamamından oluşmaktadır. Reçete bir ürünün tanımlanabilmesi için gerekli minimum üretim koşullarının bilgisi olarak tanımlanabilir. Bir reçetede aşağıdaki bilgiler yer alır.

Başlık (Heder) Bir reçetenin başlığı, reçetenin amacı, kaynağı, versiyonu, ürün tanımı, ortaya çıkış noktası, ürün, yazılış tarihi ve reçete ile ilgili genel kuralları kapsar.

Ekipman Gereksinimleri Ekipman gereksinimleri, süreç gruplarını tanımlar ve bir batch üretebilmek için bu gruplarda olması gerekli özellikleri tanımlar.  Bu özellikler, kapasite, karıştırma etkinliği, ısıtma etkinliği, ve ekipmanın yapım malzemeleri olabilir.

Formül Batch formülü malzeme girişlerini, çıkışlarını (bitmiş ürünler ve yan ürünler) ve reçete için gerekli süreç değişkenlerini kapsar.

Yöntem (Procedure) Bir reçetenin yöntemi kullanıcının tanımladığı ve bir batch için gerekli kurallardan oluşmaktadır.  Reçetenin ekipman gereksinimleri fazların iskemleme kapasitelerini tanımlar.  Her bir işlem ve alt fazları bir süreç seti ile ilişkilidir.  Bu fazlar belli bir sıra ile düzenlenir ve isleme konur.

Batch  Yönetimi Batch Yönetimi, bir batch hazırlanması, kontrol işlemlerinin koordinasyonu, kontrol yöntemlerinin başlatılması ve donanım kullanımının yönetilmesi ve donanım kullanımı için gerekli stratejileri saptamaktadır.  Kontrol algoritmalarının koordinasyonu aşağıdaki noktaları içermektedir.

” Ekipmanların kapasitesi ve gözlenebilirliği

” Ekipmanların her bir batch için rezervasyonu

” Rezervasyon isteklerini sıralama

” Ortak kullanılan kaynak donanım kullanımını yönetmek

” Is yöntemlerini seçmek

” İşlem özelliklerini değiştirmek