Ob für traditionelle Materialien wie Fliesen, Keramik, Schleifmittel, Rohrleitungen und Sanitärkeramik oder für neue Anwendungen in der Elektronik, im 3D-Druck und in Dentalprodukten, die Keramikproduktion wächst rasant.
Für die Keramikherstellung wird bis 2025 ein globales Industrievolumen von 400 Milliarden US-Dollar prognostiziert. Für die Keramikherstellung wird Lehm als Rohstoff verwendet – eine feinkörnige natürliche Erde, die abgebaut und gemischt werden muss, um präzise Produktionsstandards zu erfüllen.
Die ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company (ESAN) ist einer der größten Hersteller von Ton für die Keramikherstellung in der Türkei. Das Unternehmen exportiert auch Ton in Keramikqualität in andere Länder. Aufgrund sich ändernder Herstellungsspezifikationen, schwankender Marktbedingungen, Schwankungen in der physikalischen Zusammensetzung des abgebauten Tons, Energiekosten und anderen Variablen müssen ESAN-Planer ständig neue Rezepte für die Tonmischung entwickeln, um einen Rohstoff zu liefern, der den Qualitäts- und Kostenzielen entspricht.
Die Entwicklung von Tonmischungsrezepten erforderte jahrelang einen erheblichen Zeit- und Personalaufwand. „Die 20 verschiedenen Arten von Tonmaterialien, die aus den Gruben ausgehoben werden, haben jeweils ihre eigenen physikalischen Eigenschaften, die wiederum mit 15 Produktionsparametern verglichen werden müssen“, sagt Alper Şener, Data Analytics Head von IBM Business Partner Selco Consulting. „Die ESAN-Planer verwendeten Tabellen, um verschiedene Mischungsprozentsätze und Optionen zu entwickeln. Allerdings könnte es eine Woche dauern, bis die Planer vier oder fünf gute Mischungsoptionen gefunden haben.“
Datengesteuerte Entscheidungsfindung
Decision Optimization-Modelle reduzieren den Ton-Mischprozess von Tagen auf Sekunden durch präskriptive Analysen und Data Science
Geringere Kosten
Reduziert die Rohstoffkosten für die in der Anlage verarbeitete Keramik um 14 % durch optimiertes Mischen von Ton
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit der Zeitplanung war, dass sich die Marktbedingungen zu dem Zeitpunkt, an dem ein neues Tonmischungsrezept fertig war, geändert hatten. Die Planer mussten zu ihren Tabellenkalkulationen zurückkehren und neu berechnen. Weitere Verzögerungen traten auf, als die Rezepturen in einem Pilotproduktionslauf getestet wurden, um zu bestätigen, dass die Rezeptur den realen Qualitäts- und Kostenzielen entspricht.
Wie viele Bergbau- und Fertigungsunternehmen, die auf der Suche nach einem Wettbewerbsvorteil sind, hat ESAN seine IT-Abteilung um Datenanalysefunktionen erweitert, um die digitale Transformation seines Geschäfts zu unterstützen. Auf der Suche nach wirkungsvollen Möglichkeiten, um zu demonstrieren, wie Datenanalyse wichtige Geschäftsprobleme lösen kann, konzentrierten sich ESAN und Selco auf die Bozüyük-Tonanreicherungsanlage von ESAN.
Die seit 1979 in Betrieb befindliche Anlage in Bozüyük bot mehrere Vorteile für die Pilotierung des Einsatzes von Datenanalysen in einer Produktionsumgebung. „Die in Bozüyük hergestellten Produkte sind komplexer als die Materialien, die in einigen unserer anderen Werke verarbeitet wurden, aber die Prozesse und die Logistik an diesem Standort waren günstiger“, sagt Sinan Türkmen, Wirtschaftsingenieur und Datenanalysemanager bei ESAN. „Sobald die Anlage ausgewählt war, war es an der Zeit, die richtige Software zu wählen, um die Umstellung zu verwalten, und Selco hatte in diesem Bereich bereits einen Vorsprung.“
Als ESAN begann, präskriptive Analysesoftware für Tonmischanwendungen zu bewerten, forderte sie acht Anbieter auf, Proof-of-Concept-Vorschläge einzureichen. „Nach der ersten Iteration reduzierte sich die Anzahl der Anbieter auf drei und Selco war einer von ihnen“, sagt Türkmen. „Es war klar, dass sie Experten für Logistik, Supply Chain Management, Data Science und mathematische Modellierung waren.“
„Schon früh haben wir uns den Prozess angeschaut und einige Probleme bei der Formulierung der mathematischen Modelle von ESAN festgestellt“, sagt Şener. „ESAN erkannte bald, dass wir ihre Probleme korrekt modellieren und Engpässe beseitigen konnten. Sie sahen auch, wie gut unsere IBM ILOG CPLEX Optimization Studio-Software funktionierte.“
Die IT-Abteilung von ESAN führte eigene Untersuchungen zur Plattform IBM® ILOG® CPLEX® Optimization Studio durch. „Im Vergleich zu anderer Optimierungssoftware, einschließlich der Open-Source-Software, die wir untersuchten, kamen wir zu dem Schluss, dass die IBM ILOG CPLEX-Lösung auch unsere nichtlinearen Probleme leichter lösen konnte“, sagt Türkmen.
Vor der Implementierung entwickelten Selco und das IBM-Büro in der Türkei einen Softwarelizenzplan, der sich als vorteilhaft für ESAN erweisen könnte. „IBM hat wirklich hart daran gearbeitet, um den besten Preis für die Lizenz der Optimierungssoftware zu erzielen“, sagt Şener. „Unser Kunde musste sich keine Gedanken über den Preis des Produkts machen und konnte sich auf die Qualität der Arbeit konzentrieren, die das Produkt liefern würde.“
Bald nach der Wahl der IBM ILOG CPLEX-Lösung von Selco führte ESAN einen vorläufigen Test eines von Selco entwickelten mathematischen Modells durch. „Selco gab uns ihr erstes Rezept für das Mischen von Ton und wir haben es in den Labors ausprobiert“, sagt Türkmen. „Unser Forschungs- und Entwicklungsteam teilte uns mit, dass dieses Mischrezept im Vergleich zu anderen Rezepten zu Kosteneinsparungen führte. Außerdem war die Produktionsvorlaufzeit viel kürzer.“
Neben dem Einsatz der IBM ILOG CPLEX-Lösung für ESAN entwickelte Selco auch eine Benutzeroberfläche, mit der Planer Mischszenarien erstellen und Daten verwalten können. „Wir haben Anwendungs-, Datenbank- und Webserver eingerichtet – eine komplette Architektur mit Front- und Backend", sagt Şener. "Die IBM ILOG CPLEX-Software bietet und unterstützt uns mit den APIs, die wir für die Integration des Systems und für eine nahtlose Erfahrung für unsere Kunden benötigen.“
Bereits einen Monat nach Beginn des Optimierungsprojekts konnte ESAN deutliche Verbesserungen in Bezug auf die beschleunigte Entwicklung von Mischungsrezepten und die Anzahl der generierten Rezeptoptionen feststellen. „Mit IBM ILOG CPLEX haben wir ein Optimierungsmodell für ESAN entwickelt, das in nur 60 Sekunden oder weniger ausgeführt wird, um das optimale Tonmischrezept mit 50–150 alternativen Rezeptvorschlägen für verschiedene Effizienz- und Produktionszeitszenarien zu erstellen und so die Produktionskapazität der Anlage zu maximieren“, sagt Şener. „Darauf sind wir wirklich stolz.“
Die von Selco im Werk ESAN Bozüyük eingesetzte IBM ILOG CPLEX-Lösung hat nicht nur den Prozesszyklus beim Mischen von Ton von Tagen auf Sekunden reduziert, sondern auch zu erheblichen Geschäftsverbesserungen geführt, darunter:
• Eine Reduzierung der Kosten der im Werk verarbeiteten Rohstoffe um 14 % durch prädiktive Analysen und Optimierung
• Eine Reduzierung der Energiekosten um 10 % durch die Optimierung von Prozessen, die weniger Energie verbrauchen
„Es gibt auch einige nicht quantifizierbare Leistungsverbesserungen, die durch den Einsatz dieser Optimierungssoftware erzielt wurden", sagt Türkmen. „Das System beweist zum Beispiel, dass wir tatsächlich Materialien herstellen können, von denen das Forschungs- und Entwicklungsteam einst sagte, sie seien nicht möglich, weil die alten Rezepte diese physikalischen oder chemischen Eigenschaften nicht berücksichtigten. Mit diesen neuen Produkten können wir in Zukunft Umsätze erzielen.“
Ein langfristiges Ziel der Pilotierung der IBM ILOG CPLEX-Software im Werk Bozüyük ist die Einführung der Lösung in den neun anderen Anlagen, die ESAN in der Türkei betreibt. „Aufgrund des Erfolgs, den wir mit der Tonanreicherung erzielt haben“, so Türkmen, „planen wir, dieses Optimierungstool auch in unseren anderen Anlagen einzusetzen, die über mehr Produktionskapazität verfügen.“
ESAN plant außerdem, die im Werk Bozüyük gewonnenen Erkenntnisse mit seiner Mutterorganisation, der Eczacıbaşı Holding-Gruppe, zu teilen. „ESAN will in diesem Jahr drei Projekte mit prädiktiver und präskriptiver Analytik starten, und wir glauben, dass Datenanalyse etwas ist, das der Holding helfen kann“, sagt Türkmen. „Das Unternehmen sieht die Analytik jetzt als ein Tool zur Entscheidungsunterstützung und ist viel dazu geneigt, entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.
„Wenn wir mit unseren Kunden darüber sprechen, wie sie in die Analytik investieren sollen, sagen wir ihnen, dass sie sich für ein starkes Unternehmen mit einer breiten Produktpalette entscheiden sollten“, sagt Şener. „Die Strategie von IBM, ihre verschiedenen analytischen Komponenten mit IBM Cloud Pak for Data und Watson zu verbinden, unterstützt die Strategie, die wir unseren Kunden empfehlen. IBM ILOG CPLEX ist außerdem ein skalierbares Produkt, bei dem Sie bei Bedarf verschiedene Komponenten verwenden und die Funktionen erweitern können, wenn Sie mehr Lösungen haben.“
„Als Data Analytics Manager war ich die einzige Person in dieser Rolle im Unternehmen“, sagt Türkmen. „Jetzt vergrößern wir diese Abteilung und gründen ein Center of Excellence mit Data Scientists. IBM und seine ILOG CPLEX-Lösung werden für uns ein Tool in unseren Projekten sein, und darüber freue ich mich.“
ESAN wurde 1978 gegründet und hat seinen Sitz in Istanbul (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) und baut Ton und andere Rohstoffe für die Keramikherstellung ab und verarbeitet sie. Mit 10 Standorten in der Türkei und über 2.500 Mitarbeitern ist ESAN einer der führenden Exporteure der türkischen Bergbauindustrie. ESAN ist eine Tochtergesellschaft der Eczacıbaşı Holding, einem der größten Industriekonzerne der Türkei mit einem kombinierten Nettoumsatz von 11,1 Milliarden TRY im Jahr 2020.
Über Selco Consulting
IBM Geschäftspartner Selco Consulting (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) mit Sitz in Istanbul, Türkei, ist ein Beratungsunternehmen mit umfangreichen Kompetenzen im Lieferketten- und Logistikmanagement. Durch die Kombination von Informationstechnologie und fortschrittlicher Analytik bietet Selco multidisziplinäres Fachwissen für Supply Chain Consulting, Business Analytics, Software Consulting, Materialhandling und Lagerlogistik.
Rechtshinweise
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Hergestellt in den Vereinigten Staaten von Amerika, Mai 2021.
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