Energy efficiency analysis with data obtained from aluminum melting factory

Abstract

In the Industry 4.0 revolution, which first emerged in Germany, the primary goal has been to increase production efficiency using Internet of Things (IoT) technology. Industry 4.0 is positioned to serve as a bridge in the triangle of people, processes, and technology. Here, the human is referred to as the user, the process as the organizational structure, and technology as software and hardware. The "Automation Pyramid," which has come to the forefront with Industry 4.0, has been defined as the general framework for establishing these bridges. With the increased product variety brought by Industry 4.0, the energy consumed in production facilities has also started to show upward variability. At the same time, rising unit energy costs have encouraged factories to work on energy efficiency. Industry 4.0 aims to digitize factories. With this digitalization, data (production data, energy data) is collected from the production site independently of human statements. The data obtained not only guide factory improvement efforts but also enable the creation of plans for the efficient use of energy in production work orders. In this study, the change over the years in the impact of improvement efforts on energy efficiency in a factory where data was collected from the production site has been evaluated.

Keywords

• Sustainable policy
• Energy transition
• Energy efficiency
• Industry 4.0
• Internet of Things (IoT)

References

1. [1] Vardar, S. (2016). IV. Endüstri Devrimi Paradigması. Kalkınmada Anahtar Verimlilik Dergisi, EKİM 2016, Yıl 28, Sayı 334.
2. [2] Davies, R. (2015). Industry 4.0 Digitalisation for Productivity and Growth, European Parliamentary Research Service (EPRS).
3. [3] Berger, R. (2016). The Industrie 4.0 transition quantified: How the fourth industrial revolution is reshuffling the economic, social, and industrial model. Roland Berger GMBH.
4. [4] Kleinrock, L. (2010). An Early History of the Internet. IEEE Communication Magazine, 48(1), 26-36.
5. [5] Türkoğlu, E. (2018). Firmaların Endüstri 4.0’a Hazırlık Çalışmalarının Değerlendirilmesi: Bursa İlindeki Uygulaması. Bahçeşehir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
6. [6] Koçak, C. (2019). Dördüncü Sanayi Devrimi: “Endüstri 4.0” ve Bir Cam Fabrikasında Uygulanması. Gebze Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli.
7. [7] Arkan, Ö. (2018). Endüstri 4.0 Kavaramı ve Endüstri 4.0 Dönüşümünün Üretim Maliyetlerine Etkisi Üzerine Bir Vaka Çalışması: Bebek Bezi Üretimi. İstanbul Arel Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
8. [8] Ogan Özdoğan. (2017). Endüstri 4.0. İstanbul: Pusula Yayınları.

9. [9] EBSO Araştırma Müdürlüğü. (2015). *Sanayi 4.0.* Ege Bölgesi Sanayi Odası, İzmir/Türkiye.
10. [10] Gunes, V., Steffen, P., Givargis, T., & Vahid, F. (2014). A Survey on Concepts, Applications, and Challenges in Cyber-Physical Systems. Transactions on Internet and Information Systems, 8(12), 4222.
11. [11] Lee, E. A., & Seshia, S. A. (2011). Introduction to Embedded Systems: A Cyber-Physical Systems Approach - Edition 1.5. ISBN 978-1-312-42740-2.
12. [12] Görçün, Ö. F. (2016). Dördüncü Sanayi Devrimi: Endüstri 4.0. İstanbul: Beta Yayınevi.
13. [13] Çeliktaş, M. S., Sonlu, G., Özgel, S., & Atalay, Y. (2015). Endüstriyel Devrimin Son Sürümünde Mühendisliğin Yol Haritası. Mühendis ve Makine Dergisi, 56(662), 24-34.
14. [14] Özarslan, Y. (2011). Öğrenen İçerik Etkileşiminin Genişletilmiş Gerçeklik İle Zenginleştirilmesi. 5.International Computer and Instructional Technologies Symposium (Bildiri), ICITS 2011, Elâzığ 24 Eylül 2011.
15. [15] Bilgin, O. (2018). Dördüncü Sanayi Devrimi ve Türkiye Ekonomisi: Ulusal Yenilik Sistemi Çerçevesinde Bir İnceleme. Kırıkkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale.
16. [16] Çalış Duman, M. (2020). Endüstri 4.0 Teknoloji Bileşenlerinin Örgütsel Performansa Etkilerini Belirlemeye Yönelik Bir Araştırma. İnönü Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Doktora Tezi, Malatya.
17. [17] Tuğlu, M. E. (2017). Endüstri 4.0’ın Alüminyum Döküm Fabrikasında Uygulanması. Maltepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
18. [18] Barutçu, H. C. (2019). Endüstri 4.0 Uygulamalarının Üretim Süreçlerine Etkisi: Bosch Sanayi ve Ticaret Anonim Şirketi Örneği. İstanbul Gelişim Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
19. [19] Garbie, İ. (2016). Sustainability in Manufacturing Enterprises Concepts, Analyses and Assessments for Industry 4.0. Switzerland: Springer.
20. [20] Şimşek, T., Kent, E., Çınar, H., Bayramusta, M., Baycan, C., Sivas, G., Güngören, U., Akbaş, S., Özlü, O., Özer, T., Bayrak, M., Özkaya, Ö. (2015). “Endüstri 4.0 Yolunda”. Siemens – Endüstri 4.0 Platformu Dergisi, 1-24.
21. [21] Hepbaşlı, A. (2010). Enerji Verimliliği ve Yönetim Sistemi. Esen Ofset Matbaacılık.
22. [22] Ünlü, O. (2009). Sanayide Enerji Tasarrufu Çalışmalarının Önemi ve Buhar Sistemleri ile İlgili Uygulama Örnekleri, IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, 1, 67-80.
23. [23] Özel, C. (2010). İşletmelerde Enerji Verimliliği Çalışmalarının Etkilerinin İncelenmesi ve Hizmet Sektöründe Bir Araştırma. Marmara Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İşletme Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
24. [24] Gökpınar, V. (2012). İnşaat Çeliği ve Yassı Mamul Üreten Demir Çelik Tesislerinde Enerji Verimliliği ve Yan Ürünlerin Değerlendirilmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, Hatay.
25. [25] Değirmenci, A. İ. (2010). Türkiye’de Uygulanan Yalıtım Tekniklerinin Araştırılmasında Termal Kameranın Etkin Biçimde Kullanılması. Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya.
26. [26] Comparison of European Union and Türkiye in Energy Consumption and Efficiency, 2024, 3rd International Conference on Recent Academic Studies 1 (1), 134-139
27. [27] Engin, P. (2018). Türkiye’de Enerji Yönetim Sistemi Uygulamalarının Sanayi Kuruluşları ve Sanayide Enerji Verimliliği Projeleri Açısından Etkinliklerinin Değerlendirilmesi. Hacettepe Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Üretim Yönetimi ve Sayısal Yöntemler Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
28. [28] Coşkun, M. (2019). Örnek Bir Alüminyum Ekstrüzyon İmalat Tesisiinde Enerji Verimliliğinin İncelenmesi. Sakarya Üniversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya.
29. [29] Energy Efficiency Studies in the Metal Coating Industry, 2024, 2. BİLSEL International Korykos Scientific Researches and Innovation Congress, 1(1),137-144
30. [30] Parlak, R. O. (2022). Alüminyum Enjeksiyon Kalıplama Sektöründe Üretim Yürütme Sisteminin Uygulanması. Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
31. [31] A Sample Study for Determining Energy Consumption Values in Public Buildings: Central Anatolia Region, 2022, Environmental Earth Sciences. Springer, Cham.,100-109.
32. [32] Bir gıda fabrikasında enerji verimliliğinin iyileştirilmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24 (3), 539-552, 2020.
33. [33] Enerji tüketim ve CO2 salınım değerlerinin analizi; bir gıda fabrikası örneği, 2019, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8, Sayı 4, 1478-1488.
34. [34] Application of Recuperator for Waste Heat Recovery from Exhaust Flue Gas in Hot Water Boiler in the Central Heating Plant, 2019, Eskişehir Technical Univ. Journal of Science and Technology A- Applied Sciences and Engineering, 20 (1), 112 – 120.
35. [35]Investigation of energy saving potentials of a food factory by energy audit, Journal of Engineering Research and Applied Science 7 (1), 848-860.
36. [36] Üniversite Kampüs Binaları için Enerji Etüdü: Örnek Çalışma, 2018, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33, Sayı 2, 83-92.