Lastik Endüstrisinde Makine Duruş Analizi Machine Failure Analysis in Tyre Industry. Muhammet Şirin Aydın 1*, Çağatay Teke 1

Transkript

1 International Journal of Engineering and Technology Research, 1(1): 38 43, 2016 MÜHENDİSLİK VE TEKNOLOJİ ARAŞTIRMA MERKEZİ INTERNATIONAL JOURNAL OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY RESEARCH ULUSLARARASI MÜHENDİSLİK VE TEKNOLOJİ ARAŞTIRMALARI DERGİSİ December 2016, Vol:1, Issue:1 Aralık 2016, Cilt:1, Sayı 1 Machine Failure Analysis in Tyre Industry Muhammet Şirin Aydın 1*, Çağatay Teke 1 1 Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye sirin.aydin@ogr.sakarya.edu.tr ÖZ Küreselleşme, müşterilerin taleplerinde meydana gelen değişimler ve giderek gelişen teknoloji ile ortaya çıkan rekabet günümüzde işletmeler arasında artmaya başlamıştır. İşletmeler ortaya çıkan rekabet şartlarına dayanabilmek ve işlerliğini sürdürmek istemekte, gün geçtikçe artan müşteri beklentilerini karşılamak ve maliyetlerini azaltabilmek için sürekli bir arayış içerisinde olmaktadırlar. İşletmelerin belirli bir süre içerisinde işlerliğini devam ettirebilmeleri, sistemlerini oluşturan ekipmanlarının arızalanmadan çalışmasına ve arıza meydana geldiğinde ise mümkün olduğu kadar doğru ve hızlı bir şekilde çalışır duruma getirmelerine bağlıdır. Bu durumdan dolayı makinelerin arıza türlerinin süresi, sıklığı gibi parametreler temel alınarak öncelik verilmesi ve yapılacak faaliyetlerin bu bilgiler doğrultusunda planlanması bakım planlama departmanlarının en önemli işlerinden biri haline gelmiştir. Bu çalışmada araç lastiği üreten bir işletmede, lastiğin hamur kısmının elde edilmesi sırasında makinede oluşan duruş süreleri ve sayıları incelenmiş, üretim sırasında ortaya çıkan öncelikli arıza tiplerinin belirlenmesi amacıyla istatiksel proses kontrol tekniklerinden Pareto analizi uygulanmıştır. Yapılan analizler sonucunda makine duruşlarına sebep olan arızalar Pareto analizi ile önem sırasına konmuştur. ABSTRACT Competition, globalization and changing in customer demands affect companies directly nowadays. Companies aim to cope with competition, meet customer expectations and decrease costs for surviving. Achieving these objectives depends on higher availability of equipment comprise the system in a company. In addition, when a breakdown occurs, correct action should be conducted immediately. Therefore, failure types should be classified according to downtimes and frequencies of them. Maintenance department should prepare maintenance plans by taking the classification into consideration. In this study, downtimes and failure frequencies in rubber compound manufacturing process were investigated and Pareto analysis which is one of the approaches for statistical process control was carried out for classification the failure types in the manufacturing process. Thanks to pareto analysis, failure types of machines were prioritized. Makale Geçmişi Alındı 15 Kasım 2016 Düzeltildi 1 Aralık 2016 Kabul edildi 3 Aralık 2016 Yayınlandı Aralık 2016 Anahtar Kelimeler: Pareto analizi bakım planlama makine duruş analizi Article History Received 15 September 2016 Revised 1 December 2016 Accepted 3 December 2016 Published December 2016 Keywords: Pareto analysis, maintenance planning, machine failure analysis * Sorumlu Yazar 2016 MUTAM All rights reserved Assosiation of Engineering and Tecnology Research

2 Giriş Günümüzde işletmelerin verimliliğini arttırabilmesi, kaynaklarını en doğru ve en iyi şekilde kullanmasına bağlıdır. Verimlilik işletme bazında incelendiğinde, üretim kaynaklarının sağlanmasında, görev ve amaçlarının belirlenmesinde, bunların etkili bir şekilde kullanımına ilişkin bütün yönetim ile ilgili işlevlerinin olduğu kadar tüm üretim kaynaklarının birbirleri arasındaki etkileşim ve sonuçların belirlenmesini ve yorumlanmasını gerektirir. İşletmelerin karlılığını etkileyen en önemli faktörlerden biri makinelerin verimliliğidir. Makinelerdeki verimliliği etkileyen en önemli parametrelerden biri ise çalışma esnasında ortaya çıkan arıza kaynaklı üretim kesintileridir (Meriç ve Özkal 2002: 131). Araç lastiği üreten işletmelerde özellikle de lastik hamurunun elde edilmesi aşamasında makinede ortaya çıkan arızalar makinelerin verimini, ürün kalitesini ve maliyeti doğrudan etkilemektedir. Bu çalışmada, bir lastik fabrikasında, lastik üretim sürecinin önemli bir aşaması olan lastik hamurunun elde edilmesi sırasında makinede oluşan arıza kaynaklı duruşların işletmede üretim kayıplarına neden olduğu gözlemlenmiş, bu durumun sebepleri araştırılmış olup en fazla duruş süresine sahip nedenlerin belirlenebilmesi için Pareto analizi kullanılmıştır. Çalışmada arıza kaynaklı duruşlar Pareto analizi aracılığıyla önem derecesine göre sıralanmıştır. Aynı zamanda Pareto analizi sayesinde hangi arızaların yakından takip edilmesi gerektiği, hangilerinin orta derecede bir öneme sahip olduğu, hangi arızalara ise dikkat edilmesinin işletmede çok etkili olmadığı belirlenmiştir. Literatür Taraması Elevli S. ve Yılmaz Y. H. bir maden işletmesinde faaliyet gösteren kamyon filosunun öncelikli arıza tiplerinin tespiti amacıyla pareto diyagramı ve logaritmik serpme diyagramından yararlanmıştır (Elevli ve Yılmaz 2009: 31). Arvanitoyannis I. S. ve Varzakas T. H. patates cipsi üretimi yapan bir fabrikada risk değerlendirmesi için FMEA analizi yapmıştır. Ardından, FMEA analizini optimize etmek için Pareto diyagramından yararlanmıştır (Arvanitoyannis ve Varzakas 2007: 1424). Hall R. A. Knights P. F. ve Daneshmend L. K. bir altın madenindeki mobil ekipman filosundaki motorları analiz etmiştir. Çalışmada pareto analizi ve koşul tabanlı bakım planlama kullanılmıştır (Hall, Knights ve Daneshmend 2000: A14). Yöntem Japonyada istatiksel süreç kontrol konusunda birçok çalışması olan Kaoru Ishikawa, istatiksel süreç kontrolünün yedi tekniği ile bir işletmedeki sorunların %95 nin çözülebileceğini savunmaktadır. Süreçte karşılaşılabilecek sorunların çözümü için aşağıda belirtilen yedi istatistikten biri kullanılır. Pareto Analizi Histogram Sebep-Sonuç Diyagramı Kontrol Tablosu Kontrol Grafiği Kusur Konsantrasyon Dağılımı Dağılım Diyagramı Pareto analizi, süreç geliştirme mühendisleri tarafından sıkça kullanılır. Pareto analizi elde edilen verileri sınıflandırarak karar almada kolaylıklar sağlayan istatiksel bir tekniktir. Sınıflandırma için Pareto grafikleri kullanılır. İtalyan ekonomist ve sosyolog Vilfredo Pareto kendi ismiyle anılacak olan Pareto prensibini ortaya çıkarrmıştır. Pareto çeşitli işletmeler üzerinde birçok araştırma ve incelemeler yapmış ve aldığı sonuçları şu şekilde ifade etmiştir. rmal dağılımda sonuçların %80 ni en önemli sebeplerin %20 sinden, daha sonra sonuçların %15 ni sonra gelen sebeplerin %30 undan, sonuçların geri kalan %5 ise sebeplerin %50 sinden kaynaklandığını bulmuştur. Ekipmanların %20 sinin maliyetin yaklaşık %80 nini oluşturduğu yaptığı araştırmalara birer örnektir. Ortaya çıkan bu oranlar nedeniyle literatürde Pareto prensibi 70-30, veya kuralı olarak da kullanılmaktadır. Pareto analizi aynı zamanda ABC analizi olarak da isimlendirilmektedir. Pareto analizi farklı sayılardaki en önemli sebepleri, önem derecesi daha az olanlardan ayırmak amacıyla kullanılan bir tekniktir. Bu teknikte olayların grafiksel olarak gösterilmesi ve en önemli problemin sebebi üzerinde durulması ve ağırlık verilmesi gerektiğini gösteren ve aynı zamanda önceliklerin belirlenmesinde de yardımcı olmaktadır (Özcan 2001: ). International Journal of Engineering and Technology Research, 1(1): 38-43,

3 Pareto diyagramı altı adımda oluşturulabilir: 1. Bütün Elemanların Listelenmesi: Öncelikle işletmede meydana gelen arızaların belirlenmesi gerekir. Daha sonra bir arıza çeşidine neden olan bütün arıza sayılarının toplanması ve listelenmesi ilk aşamayı oluşturmaktadır. 2. Elemanların Ölçümü: Belli bir sürede (birkaç ay, birkaç hafta, birkaç yıl) analiz edilecek verilerin düzenli aralıklarla toplanmasında kullanılabilir bir kayıt düzeneği oluşturulur. Oluşan arızalar tespit edildikten sonra kontrol kartlarına kayıt edilir ve analizi yapılacak olan arıza ile ilgili sayısal bilgiler toplanıp kontrol kartlarına geçirilir. 3. Elemanların Sınıflandırılması: Bu aşamada toplanan bilgiler arıza çeşitlerindeki duruş süresi en büyük olandan en küçük olana doğru sınıflandırılır. 4. Kümülatif Dağılımların Hesaplanması: Her arıza çeşidinde meydana gelen duruş süreleri sınıflandırıldıktan sonra toplam alınır. Her bir arıza süresinin toplam içirişindeki yüzdelik değeri hesap edilir. Daha sonra bulunan yüzdelerinde kümülatif toplamları bulunur. lardaki duruş süreleri kullanılarak Pareto grafiği çizilir. 5. Pareto Grafiğinin Çizimi: Makinelerde meydana gelen arızalar yatay eksene eşit aralıklar halinde önem derecesi dikkate alınarak sütunlar yerleştirilir. En nemli arızayı temsil eden sütun grafiğin en soluna yerleştirilir. Grafiğin sağ tarafına doğru gittikçe önem derecesi azalan arızaların sütunları yer alır. Belli bir zaman aralığında oluşan arızalarda meydana gelen toplam duruş süreleri ise dikey eksende gösterilir. lardaki duruş sürelerinin toplam frekans içindeki değerleri elde edilen sütunların boylarını oluşturmaktadır. Aynı zamanda Pareto grafiğinde çizgi ile gösterilen toplam eğri bulunmaktadır. Eğri grafiğin en solunun alt köşe kısmından başlar ve bütün sütunlara dikey eksende karşılık gelen değerlerin toplamı kadar bir yükseklikte sağ en üst köşede yer alan %100 seviyesine ulaştığı zaman eğri tamamlanmış olur. Bu eğri yardımıyla daha önce çizilen Pareto grafiği ile daha sonra çizilebilecek Pareto grafiğinin karşılaştırılmasını sağlar. Pareto grafiğinin sağ tarafında diğer bir dikey eksen yer alır ve bu eksen 0 dan 100 e kadar işaretlenmiş duruş sürelerinin yüzdelerini vermektedir. sürelerinin yüzdesinin bulurken aşağıdaki formül kullanılır: Sürelerinin Yüzdesi = (Sütundaki )/(Toplam ) X Pareto Grafiğinin Yorumu: Pareto grafiği dikkatlerimizi ve çabalarımızı en önemli arızalar üzerinde çekilmesine yardımcı olur. En uzun duruş süresine neden olan arıza üzerine çalışmakla genelde daha düşük duruş süresine neden olan arıza üzerine çalışmaktan daha fazla yarar ve kazanç elde ederiz. Pareto grafiği süreç kontrol teknikleri arasından en çok kullanılanı ve en doğru kararın verilmesini sağladığı halde, grafiği analiz eden kişinin yeteneği ve becerisi ile sınırlı kalmaktadır. Bazen analizi yapan kişinin özel bilgisini kullanarak karar verilmesi gerekebilmektedir (Özcan 2001: ). Bulgular ve Tartışma Lastik imalatı prosesinde hamurun elde edilmesi önemli bir yer teşkil etmektedir. Lastik hamurunu banbury makinesi imal etmektedir. Fabrikanın üretim hedeflerini gerçekleştirememesinin en önemli sebeplerinden biri banbury makinesinde oluşan arıza kaynaklı duruşlardır. Banbury makinesi arıza analizi için veriler bakım departmanının geriye dönük tutmuş olduğu 3 yıllık arıza verilerinden elde edilmiştir. Elde edilen verilerde Banbury Makinesini besleyen ve onun bir parçası olmayan lastik hamurunun temel maddesi olan karbon ve karbon yükleme/karbon silo sistemi arızaları elenmiştir. Ayrıca aynı bölgede oluşan benzer tip arızalar gruplanmıştır, örneğin; Banbury makinesinde çok çeşitli yağlama bulunmaktadır bunlar; glen yağlama, sydine yağlama, silanic yağlama, stefine yağlama, cutic yağlama gibi arızalar Yağlama Sistemi ları şeklinde birleştirilmiştir. Tablo 1. Mekanik lar Tablosu Sebebi (Dk.) 1 Yağlama Sistemi ları Hidrolik Kapak Parça Kapma Ve Diğer 48 ları Sabun Pompa si Rack Konveyör - Aski ları Ram si Mixer Yükleme Ağiz Kapaği ları Sabun Tanki si Tempreture Control Unit (Tcu) si Yükleme Kantar ları Hamur Yapişmasi İle İlgili lar Mixer Yükleme Konveyör ları Kalender sı Toz Toplama Fan sı S Mali Konveyör İle İlgili lar Vokaist sı Mixer İle İlgili Diğer lar Wigwag sı Gres Pompa sı Sogutma Fan Kayiş sı Skid İndexer sı Extruder Redüktör Pompa sı 1 15 International Journal of Engineering and Technology Research, 1(1): 38-43,

4 Mekanik ların frekansları ve duruş süreleri Tablo 1 de verilmiştir. Mekanik ların kümülatif frekans ve duruş süreleri Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2 de kırmızı renk ile boyanmış ilk beş A sınıfı grubunu oluşturmuş olup duruşlarının %48 i toplam duruş süresinin yaklaşık %60 ını kapsamaktadır. Ardından gelen sarı renge boyalı sekiz B sınıfı grubunu oluşturmakta ve onun ardından gelen son sekiz ise C sınıfı grubunu oluşturmaktadır. Tablo 2. Mekanik lar Yüzde Tablosu Kümülatif Grubu Yüzde Küm. Kümülatif Süreleri Yüzde ,80% ,73% ,83% ,77% ,61% ,07% ,61% ,81% ,87% ,38% ,65% ,84% ,17% ,77% ,43% ,89% ,44% ,01% ,22% ,55% ,73% ,45% ,73% ,14% ,73% ,86% ,74% ,15% ,99% ,11% ,74% ,07% ,49% ,69% ,00% ,28% ,50% ,68% ,75% ,88% ,00% ,00% A B C Mekanik lar için pareto grafiği Şekil 1 de verilmiştir. Şekil 1. Mekanik Pareto Grafiği Elektriksel ların frekansları ve duruş süreleri Tablo 3 te verilmiştir. Tablo 3. Elektriksel lar Tablosu Sebepleri (dk) 1 Yükleme Konveyör-Kantar-Kapak 46 ları Yag Aktarma-Kantar Sistemi sı Termokopul sı Haberleşme ları Mixer İle İlgili Diğer lar Rack Konveyör ları Ram ları Operatör Bilgisayari ları Yağlama Sistemi İle İlgili lar Emniyet Sistem sı Aski Kapak-Wigwag Fotosel ları Slap Konveyör ları Tempreture Control Unit (Tcu) sı Sabun Konveyör-Pompa ları Trafo sı Akış Switch sı Roller Aralik Ayari Fotosel ları Extruder Boğaz Fotosel sı Kalender Fotosel ları Kalender İle İlgili Diğer lar Gres Pompasi İle İlgili lar Takeaway Konveyör sı Kalender Emniyet ları Hamur İle İlgili lar Proswitch ları Yeri Belirsiz Fotosel sı S.Mali Kon. Termik Atti Yangi Alarmı Konveyör Rotor ları Biçak Kablosu Değişti 1 17 Elektriksel arızaların kümülatif frekans ve duruş süreleri Tablo 4 te verilmiştir. Tablo 4. Elektriksel lar Yüzde Tablosu Kümülatif Yüzde Küm. Küm. Dur. Yüzdesi ,93% ,68% ,63% ,25% ,39% ,92% ,15% ,92% ,86% ,12% ,15% ,06% ,79% ,92% ,56% ,73% ,91% ,27% ,26% ,25% ,84% ,14% ,95% ,82% ,60% ,55% ,25% ,09% ,66% ,37% ,89% ,53% ,72% ,63% ,36% ,47% ,83% ,13% ,53% ,76% ,18% ,25% ,00% ,74% ,06% ,57% ,88% ,28% ,71% ,93% ,94% ,58% ,35% ,02% ,77% ,39% ,59% ,70% ,00% ,00% International Journal of Engineering and Technology Research, 1(1): 38-43,

5 Elektriksel ların pareto grafiği Şekil 2 de verilmiştir. Şekil 2. Elektriksel lar Pareto Grafiği Mekanik analizinde A sınıfı grubuna giren lar öncelikli olarak belirlenen lardır. Bu larla ilgili olarak kök nedenin belirlenmesi ve bir daha oluşmaması için gerekli bir takım tedbirler alınarak önemli bir mesafe kat edilmiş olunacaktır. Söz konusu lar öncelikli arızalar olarak belirlenmiştir. B sınıfı olarak belirlenen lar ise önleyici tedbirler sonucu giderilmesi gereken, ancak A sınıfına giren lar bittikten sonra yapılması gerekmektedir. C sınıfına giren lar ise toplam duruşun sadece yüzde dördüne denk gelmekte ve dikkate değer lar olmadığı anlaşılmaktadır. Elektriksel larda mevcut frekanslar ve duruş sürelerine bakıldığında larla ilgili net bir sınıflandırma yapmak mümkün olmamıştır. Dolayısıyla A, B, C diye sınıflara ayırmak bu verilerle sağlıklı sonuç vermeyecektir, bunun yerine elektriksel lar içerisinden hangilerine öncelik verilmesi kararı verilirken frekansı fazla ve duruş süresi fazla olanlara öncelik verilebilir numaralı arızalar bu duruma uymaktadır. Bu sebeple numaralı lar üzerinde çalışarak önleyici tedbirler alınması uygun bir yaklaşım olarak düşünülebilir. Sonuç Bu çalışmada istatistiksel proses kontrol tekniklerinden Pareto analizi kullanılarak bir lastik fabrikasında uygulama yapılmıştır. Araç lastiği hamurunu imal eden Banbury makinesinde meydana gelen duruşları analiz edilmiştir. Analiz sonucu arızalar öncelik sırasına göre A, B, C şeklinde sınıflara ayrılmıştır. A sınıfına giren lara öncelik verilerek, bu lar kaynaklı duruşlar mümkün olduğunca azaltılmaya çalışılmalı ve bunun için önleyici tedbirler alınmalıdır. B sınıfı lar ise A sınıfı kadar önceliğe sahip olmayıp ortadan kaldırılması A sınıfının kaldırılması kadar etkin bir getiri meydana getirmeyecek lardır. Ancak A sınıfı arızalar tamamen kaldırıldıktan sonra müdahale edilmesi gereken önceliğe sahip lardır. C sınıfı arızalar ise duruşları ve etkinliği çok az düzeyde etkilediğinden önemsizdirler. Yapılan sınıflandırma sonucu ilgili departman öncelik sırasıyla larla ilgilenip gerekli tedbirleri almalıdır. Mekanik lar için üç yıl içerisinde meydana gelen duruş sürelerinin % 60 i ilk 5 adet dan kaynaklanıp bunlar; yağlama sistemi ları, hidrolik kapak ları, sabun pompası ları, rack konveyör ları ve ram pistonu larıdır. Bahsi geçen bu lar ile ilgili departmanın mutlaka önleyici tedbirler alması gerekmektedir. Elektriksel lar için yapılan analiz sonucu net bir sınıflandırma yapılamamıştır. Bu nedenle frekansı ve duruş süresi yüksek olan; yükleme konveyör-kantar-kapak ları, yağ aktarma sistemi sı, termokopul sı, haberleşme ları, mixer bölgesi ile ilgili lar ve rack konveyör ları öncelikli olarak ilgilenilmesi gereken lar olarak düşünülerek gerekli önleyici tedbirlerin alınması gerekmektedir. Kaynaklar Arvanitoyannis, Ioannis S., and Theodoros H. Varzakas Application of Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), Cause And Effect Analysis and Pareto Diagram in Conjunction With HACCP to a Potato Chips Manufacturing Plant International Journal of Food Science and Technology 42(12): Elevli, Sermin, and Yakub Han Yılmaz Maden Ekipmanlarının Öncelikli Tiplerinin Belirlenmesinde Grafiksel Yaklaşım Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 22(1): Hall, R. A., Knights, P. F., ve Daneshmend, L. K Pareto Analysis and Condition-Based Maintenance of Underground Mining Equipment Institution of Mining and Metallurgy. Transactions. Section A: Mining Technology 109: A14-A22. Meriç, Binnaz., ve Özkal, Ayşe Döşemelik Kumaş Üreten Bir İşletmede Randıman International Journal of Engineering and Technology Research, 1(1): 38-43,

6 Analizi Uludağ Üniversitesi Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi 7(1): Özcan, Selami İstatistiksel Proses Kontrol Tekniklerinden Pareto Analizi ve Çimento Sanayiinde Bir Uygulama Cumhuriyet Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi 2(2): International Journal of Engineering and Technology Research, 1(1): 38-43,