Porsche’nin Gelişkin Elektrikli Otomobil Fabrikası Çevreye Sıfır Etkiyi Dijital Planlamaya Borçlu

Tarihinin en gelişkin imalat tesisini Almanya’nın Stuttgart kentinde geçtiğimiz Eylül ayında faaliyete geçiren Porsche, ilk tam elektrikli Taycan’a burada “can katıyor.” Sürücüsüz nakliye sistemleri sayesinde montaj hattındaki esnekliği en üst düzeye çıkaran Porsche ekibi, dijital fabrika planlama araçlarından da yararlanarak “çevreye sıfır etki” ilkesini hayata geçiriyor.

Yüksek performanslı üst-segment otomobil üreticisi Porsche, logosundaki ata olduğu kadar, Türkçeden aldığı ilhamla bir “tay”ın sahip olduğu enerjiye, “can”lılığa gönderme yaptığı “Taycan” projesindeki ilk zorlukla daha fabrika planlama safhasında iken yüzleşmiş. Sebebi, inşaat alanının Stuttgart kentinin kuzeyindeki bir yerleşim bölgesinde, meyve bahçeleriyle çevrili bir yamaçta yer alması. Şehrin içinden geçen bir sırt hattı üzerindeki bu meyve bahçelerinin koruma altında olduğuna dikkat çeken Porsche’nin dijital planlamadan sorumlu proje yöneticisi Till Moczarski, yaşadıkları zorluğu şu sözlerle özetliyor: “Burada, havzadaki hava sirkülasyonunu olumsuz yönde etkileyeceğiniz için sırt hattının bulunduğu irtifanın üzerine taşacak yükseklikte bir bina yapmanıza izin verilmiyor.”

İnşa sürecini epeyce etkileyen bu doğal kısıtlamalar Moczarski ve planlama ekibini yeni montaj fabrikasını planlarken yaratıcı olmaya zorlamış. Stuttgart’ın Zuffenhausen ilçesindeki yeni tesisin, tüm teknoloji sistemlerinin yerleştirileceği bodrum katı artı üç kattan oluşması gerektiğine karar verilmiş. Daha sonra da hafriyatla taban kotu düşürülmüş.

Çelik konstrüksiyonun montajından sorumlu işçilerin inşaat sahasına ısıtma tesisatının döşendiğinin ertesi günü geldiklerine dikkati çeken Moczarski, o günü şu sözlerle hatırlıyor: “Maliyet hedeflerini ve çalışma takvimini tutturabilmek için bir yandan inşaat katlarını çıkarken, bir yandan da havalandırma, ısıtma ve elektrik tesisatını monte etmemiz, yangına karşı otomatik yağmurlama tertibatını, hatta otomobil montaj hattı sistemlerini yerleştirmemiz gerekiyordu.” Neyin, nerede ve ne zaman yürütüleceğine dair her şeyi peşinen saptamak zorundaydık. Akışı bilgisayar sistemleriyle güvence altına almadan bunu yapmamız mümkün değildi: Çarpışmaların kontrolünü dahi bilgisayar yardımıyla geliştirmemiz lazımdı.”

Fabrikada, Moczarski’nin bilgisayar ekranında önceden onaylamadığı tek bir çöp kutusu veya robot bulunmuyor. Fabrikaya dair tüm ayrıntılar, Moczarski’nin tesisin temeli atılmadan çok önce Autodesk Navisworks yazılımını kullanarak hazırladığı entegre dijital fabrika planlama modelinde yer alıyor. Moczarski, bu modeli bir mimari mühendislik şirketi olan RSE’nin yarattığı bir Autodesk Revit ekranı üzerinde temellendirmiş. Bu ekranda hem binayı hem de binanın teknolojik sistemlerini görmek mümkün.

RSE, fabrika binasını tasarlarken Revit’ten yararlanarak ayrıntılı planlama için bir temel oluşturmuş. Kaynak: RSE.

Revit modeli hayata geçiriliyor. Tamamlanmış fabrika planlama modeli, gerçekte ortaya çıkan binanın birebir aynısı. Kaynak: Porsche AG.

Planlama bir kez bu denli ayrıntılı yapıldığında, olası çakışmaların önüne inşaat başlamadan geçilmiş oluyor. Kaynak: Porsche AG.

Entegre planlama modeli sayesinde tüm tasarımcı, planlamacı ve tedarikçilerin aynı dili konuştuğunun altını çizen Moczarski, bu modeli “insanların bir araya geldiği ve her şeyin uyumlu bir şekilde aktığı bir senfoniye” benzetiyor.” Böyle bakıldığında onu hem bir besteci hem de orkestra şefi olarak nitelendirmek de mümkün. Ayrıntılara dikkat edilmesinin önemine inanan proje yöneticisi, sürecin koordineli yürümesini sağlayan planlama modeli için “gerçektekinin birebir karşılığı” tanımlamasını kullanıyor.

Örneğin, tedarikçi firmalar malzeme taşıma ekipmanlarının tasarımını Autodesk Inventor üzerinde gerçekleştirmiş. Bu tasarımların BIM (Yapı Bilgi Modellemesi) kullanılarak Autodesk Revit ile AutoCAD üzerinde oluşturulan ve yüklenicilerin kullandığı modeldeki binayla %100 uyuşması gerekiyormuş. Moczarski, montaj hattından geçen gerçek araçlarla fabrikanın çeşitli makinelerinin çarpışmalarını engellemek için, modele en küçük bileşenleri dahi dahil etmiş. Malum, ihtiyaç duyulmadığında ayrıntılar her zaman akıştan çıkarılabilirler ama sonradan eklemeye kalktığınızda iş zorlaşır. Moczarski bu konuda son derece net: “Hataların yüzde doksanı planlama aşamasında ortaya çıktığı için daha bu aşamadayken bertaraf edilmeleri şart.”

Autodesk çözümleri ile 1997’te tanışan Moczarski, o tarihten bu yana sürekli 3B üzerinde çalışıyor. İlk zamanlarda, tasarımcıların kâğıt üzerine yaptığı çizimleri, 3B olarak bilgisayara işlermiş. Yazılımı kullanmayı üniversitedeki hocalarından mı öğrendiği sorulduğunda göz kırparak cevaplıyor Porsche’nin proje yöneticisi: “Onlar benden öğrendi.”

Porsche’nin En Büyük İnşaat Projesi

Taycan için inşa edilen yeni fabrika, Porsche’nin 70 yıl önce Stuttgart’ta kurulduğu günden bu yana gerçekleştirdiği en büyük inşaat projesi. “Fabrika içinde fabrika” olarak nitelendirilebilecek bu yapı, sadece birkaç ayda inşa edilmiş. Montaj tesisinin bulunduğu katın zemini, metre kare başına yaklaşık üç tonluk yük taşıyabiliyor. Tavan yüksekliği sekiz metreden fazla olan binanın kolonları neredeyse 1,2 metre genişliğinde. Bina içindeki hava saatte dört kez tamamen yenileniyor.

Kentsel bir yerleşim alanındaki arazide fabrikaya yer açmak için hafriyatla taban kotunu düşürmek, sonra inşaata koyulmak gerekmiş. Binanın bodrum katı, teknoloji sistemlerine ev sahipliği yapıyor. Kaynak: Porsche AG.

Till Moczarski, Taycan fabrikasında dijital planlamadan sorumlu proje yöneticisi. Kaynak: Porsche AG.

Fabrikada yer alan çeşitli iş istasyonları Autodesk Inventor ile çizilmiş. Kaynak: Porsche AG.

Üstün özelliklere sahip fabrikada montaj tesisinin bulunduğu katın zemini metre kare başına yaklaşık üç ton yük taşıyabiliyor. Kaynak: Porsche AG.

Üretimde maksimum esneklik sağlamak üzere sürücüsüz nakliye araçlarından yararlanılıyor. Tesiste “sabit” montaj hatları bulunmuyor. Kaynak: Porsche AG.

Porsche’nin otomotiv sektöründe 30 yıllık deneyim sahibi olan üretim ve lojistik direktörü Albrecht Reimold, daha önce birçok alanda ustalaşma fırsatı bulmuş bir mühendis olmasına rağmen, Taycan kariyerinde özel bir yere sahip: “Yeni bir fabrikaya, yeni teknolojilerin ve süreçlerin maksimum verim alınmasını sağlayacak şekilde entegre edilmesi, şimdiye kadar karşılaştığım en büyük zorluk oldu.”

Bu yeni teknolojilerin belki de başında fabrika içindeki sürücüsüz malzeme nakil sistemleri geliyor. Söz konusu sistemler fabrika içindeki araçlarla, alet ve ekipmanları A noktasından B noktasına taşıyor. Taycan fabrikasında geleneksel montaj hatları bulunmuyor. Üretim, fabrika içinde farklı yerlere taşınabilen “esnek hatlarda” gerçekleştiriliyor. Bu hatlar, zemindeki kare kodlar ve sütunlarla duvarlardaki aynalar aracılığıyla yönlendirilerek taşınabiliyor. Bu sayede hem üretime hem de tesisin mimarisine esneklik kazandırıyor.

Bunlar, Porsche’yi sürücüsüz nakliye sistemlerini akış tipi (seri) üretim yapısına ilk dahil eden otomotiv imalatçılarından biri haline getirerek, maliyet tasarrufu yapmasına imkân tanımış. “Gerçekten ileriye doğru bir adım,” diyor Moczarski. Üretim bandındaki malzemelerin sabit bir hat üzerinde güvenle taşınmalarını sağlayan konveyörlerin ardındaki teknoloji hem üretim akışının süreklilik kazanmasını hem de işletme kaynaklarının gereksinimlerine uygun tepkiler vermesini sağlıyor. Moczarski, sürücüsüz nakliye sistemlerinin etkileşimini, “dans salonu”na benzetiyor. Testi sanal gerçeklik ortamında yapılan bu yeni süreçlerin simülasyonu, gerçek zamanlı görselleştirme yazılımı Autodesk VRED üzerinde gerçekleştiriliyor.

İşaretli alan yeni Taycan fabrikasının bulunduğu yer. İş planının tamamı dijital olarak Autodesk 3ds Max’te de yer alıyor. Kaynak: Porsche AG.

Fabrika, çevreye sıfır etkisi olan bir tesis olarak faaliyete geçti. Alman Ulaştırma ve Dijital Altyapı Bakanı Andreas Scheuer’in de aralarında olduğu siyaset, iş dünyası ve medya kuruluşlarının temsilcileri açılış töreninin konukları arasındaydı. Kaynak: Porsche AG.

Fabrika 4.0: Sürdürülebilir, Esnek ve Akıllı

Fabrikanın bir diğer özelliği de, Porsche’nin özellikle gurur duyduğu şekilde “çevreye sıfır etkili fabrika” olarak kurgulanmış olması. Bu ifade, yalnızca karbondioksit salınımının çekildiği düzeye değil, aynı zamanda kaynak tüketimi, atık ve tüm saha içerisindeki hareketlilik gibi faktörlerin de dikkate alındığı, çevresel konulara bütüncül bir anlayışla yaklaşıldığına da işaret ediyor. Fabrika ayrıca güneş enerjisi sistemleriyle de donatılmış ekolojik bir çatıya sahip. Elektrik enerjisi yenilenebilir kaynaklardan geliyor ve sahadaki biyogazla çalışan kombine ısı ve enerji santralleri fabrikaya ısı ve ek elektrik sağlıyor.

Moczarski insanlara fabrikayı gezdirmekten hoşlanıyor. Fabrika turunun sonunda, malzeme taşıyan bir robot duruyor ve korna çalıyor. Moczarski, tur grubunu yoldan çekince robot yoluna devam ediyor. Montaj holü planlandığı gibi çalışmaya devam ediyor. Moczarski, “Birçok insan dijital fabrika planlama modelimizin geleceğe dönük uyumluluk özelliğini hafife alıyor,” diyor. “Oysa bu model, yalnızca planlamaya temel oluşturmakla kalmayacak, aynı zamanda binanın tüm ömrü boyunca burada bizimle yaşayacak.”