Metallerin soğuk formlanması, kalıp içerisinde metale akma gerilmelerini aşan gerilmelerin uygulanmasıyla kalıcı (plastik) şekil verdirilerek yapılır. Kalıbın yüzeyleri elde edilmesi istenilen ürüne uygun olarak işlenmiştir.

Metal olarak, kalınlığının diğer 2 boyutunun yanında çok küçük kalmasından dolayı saç şekillendirme, metal formlamanın özel bir halini teşkil eder. Saç şekillendirmenin önemli bir karakteristiği, formlamada saç yüzeyine dik yöndeki gerilmenin saç yüzeyi içerisindeki gerilmeye göre çok küçük olması, sayısal çözümlemede bazen ihmal edilmesidir.

Şekil 1. Simülasyon için kalıp elemanlarının tanımı

Otomotivde en fazla uygulanan saç şekillendirme yöntemi olan Derin Çekmede ilk hareket olarak saç, kalıbın Pot Çemberi (Blankholder) ve Dişi (Die) elemanları arasında Pot Çemberi baskısı ile tutulur. Bu baskı kuvveti ile tutma, kalıcı şekillendirme sırasında saçta oluşacak kırışmaları engellemek ve saç akışını kontrol etmek için gereklidir. Daha sonra Erkek kalıp (Punch) sacı dişiye doğru çekerek strok sonunda istenilen şekli verir. Strok sırasında saçta kendi yüzeyi içerisinde her an değişen basma ve çekme gerilmeleri oluşur. Bu gerilmelerle saç şekil alırken aynı zamanda malzeme özelliklerinin değişimi_pekleşme (stress hardening)_ ve kalınlık değişimleri oluşur. Sığ parçalarda, bükülme/burkulma dayanımını arttıran pekleşmeyi verecek uzamalar oluşabilmesi için pot çemberi baskı kuvvetini oldukça yüksek uygulamak gerekir. Pot Çemberi üzerinde süzme kanalları ve erkek kalıp üzerinde ek olarak yapılan

Şekil 3. Akma Eğrisi ve FLD

Saç Formlama Simülasyonunda Input olarak, parça ve/veya kalıp geometrisi, kalıbın elemanlarının (erkek, dişi, pot, kam1,2...) tanımı, pozisyon ve strokları, saç ve kalıp arasındaki sürtünme katsayısı, sonlu elemanlara özgü karakteristikler (eleman tipi, büyüklüğü, zaman adımları...) ile açınım ölçüsü/konturu ve saç malzeme karakteristikleri verilmelidir. Malzeme tanımı içerisinde elastisite modülü, poisson oranı, özgül ağırlık, anizotropi katsayıları yanında en önemlisi, malzemenin plastik alandaki davranışını gösteren akma eğrisi veya denklemi (yaklaşım) bulunmaktadır. Plastik alanda sacın davranışını veren eğri kullanılan malzemenin test edilmesi ile elde edilir veya bu imkan yoksa, en iyi ifade edecek denklem kullanılır. Bunun için kullanılabilecek en basit denklem, elastik alandaki yerine (Ludwik) haline gelen üstel denklemdir. Farklı malzemeleri ifade etmek için daha fazla katsayılı ve çok daha karmaşık denklemler de ortaya konmuştur. Ayrıca malzeme ile ilgili olarak, uzama limitlerini belirten Forming Limit Diyagramı, sacın formlama sırasındaki durumunun kontrolü için gereklidir. (bkz Şekil 3)

Şekil 4. FLD'ın Oluşumu

YIRTILMA, UZAMA LİMİTLERİ DİYAGRAMI (FLD): Saç, formlama sırasında geometriye ve kalıp elemanlarının çalışma tarzına göre farklı yönlerde farklı miktarlarda uzar. Örneğin kalıba giren açınım olarak kesilmiş ilk saçta, çember olarak çizilen şekiller formalama sonrası elips şekiller olarak çıkacaktır. Bu elipslerin uzun ve kısa eksen doğrultuları her bir elips için farklı yönleri gösterecektir (geometri, anizotropi ...etkileri). Sacın yırtılma olmadan uzayabileceği limitler (%uzama) sabit bir değer olmayıp, farklı doğrultulardaki uzama durumuna (elipsin pozisyonu ve uzun/kısa eksen değerleri) bağlıdır. Bu durum dikkate alınarak çizilen min. Strain - max. Strain diyagramı Forming Limit Diyagram olarak anılır ve sacın durumu elemanların bu diyagramdaki yerine göre değerlendirilir. Şekil 4'de ilk çemberlerin elips oluşu ile diyagramın oluşumu gösterilmektedir.

Bir sacın simülasyonundan sonra ise elemanların Forming Limit Diyagramındaki görünümü Şekil 5'deki gibi olacaktır. Görülen siyah eğri, minör uzamalara göre yırtılmadan gerçekleşebilecek max. uzamanın değişimini göstermektedir ve saç tanımında verilmesi gereken bir bilgidir. Bu eğrinin üzerinde kalan kırmızı elemanlar yırtılma (failure) bölgesini hemen altındaki sarı renk yırtılma riskinin bulunduğunu, yeşil renk yeterli gerilmenin bulunduğu kaliteli çekme bölgesini, mavi kırışmaya eğilim ve mor kırışma bölgesini belirtmektedir. Mor bölgelerin negatif minör strain (basma) mutlak değerlerinin major strain'den büyük olduğunu, yani 45 derece hattının altı olduğunu görebiliriz. Uzama dağılımları saç üzerinde sürekli bir şekilde renklendirilmiş olarak da Şekil 6'daki gibi elde edilebilir. Şekil 6. Saç üzerinde uzama dağılımları ve yırtılmanın görünümü

Şekil 5. Elemanların FLD'de dağılımı

Şekil 7. Formlanmış Sacın Durumu (FLD)

FORMLANMIŞ SAÇ KALİTESİ (FORMABILITY): Çekilen sacın kalitesi için saç elemanı, forming limit diyagramı eğrisine belirli bir emniyet payından daha fazla yaklaşmamalı diğer yandan da pekleşme sağlanması için belirli bir min. çekmeye de uğramış olmalıdır. Sacın bu FLD'de istenen bölgesi (yeşil renkli) şu şekilde sınırlanmaktadır: Major Strain'in Minör Strain mutlak değerinden büyük olduğu (kırışma limiti), Major Strain min. değerinin %2'den büyük olduğu (yeterli çekme (buckling) limiti) ve Major Strain'in failure eğrisine en fazla kopma değerinin %20'si (aşırı incelme ve yırtılma riski limiti) kadar yaklaştığı alan.

Şekil 8. Kalınlık Dağılımı

KALINLIK DAĞILIMI: Kalınlık (Thickness) Dağılımı ve İncelme (Thinning) değerleri iki ayrı çıktı tipi olarak ayrı ayrı alınabilir. Thinning, % incelme değerleri olarak elde edilir, yani -0.25 değeri %25 incelmeyi ve pozitif değerler de kalınlaşmayı gösterir. Bu şekilde izin verilen incelme oranının aşılıp aşılmadığı kolayca görülür.

Şekil 9. Kırışma Kriteri Dağılımı

KIRIŞMA : Kırışma, FLD diyagramında minör strain mutlak değerinin majör strain'den yüksek olduğu bölgeye düşen elemanların durumudur. AF'da sacın deformasyon durumu dikkate alınarak kırışma kriteri (wrinkling criterion) değeriyle kırışma potansiyeli olan bölgeler belirlenir. Ayrıca ikinci bir yöntem olarak eigenvalue/eigenvector analizi ile kırışma bölgeleri bulunup enerjinin minimizasyonu prensibiyle de kırışma yüksekliği bulunur.

GERİ YAYLANMA (SPRINGBACK) : Springback, sacın formlanması sırasında kalan elastik gerilmelerin kalıbın açılması sonrası saçta deformasyona yol açması ile olur. Herhangi bir noktadaki geri yaylanma değeri sorgulanabilir, seçilen bazı noktalardan parça üzerine oturtup diğer noktalarda farkına bakılabilir, geri yaylanma sonucu parça mesh olarak export edilebilir. Önümüzdeki yıllarda hem geri yaylanma çözümlerinde, hem de telafi için ters deformasyonu otomatik olarak yapma konusunda önemli ilerlemeler beklenmektedir.

ÇEKME/FORMLAMA KUVVETİ: AF'da sayısal çözümün içerisinde, kalıp elemanlarına formlama stroku süresince gelen kuvvetleri elde etmek mümkündür. Diğer çıktı değerlerinde olduğu gibi sonlu elemanlar ağının(mesh) hassasiyeti elde edilen sonuçlar üzerinde etkilidir. Ayrıca pres gücü için, elde edilen bu teorik değerin üzerine presteki kayıpları da eklemek gerekir.

PLM (Product Lifecycle Management - Ürün Yaşamçevrimi Yönetimi) kavramı 2000 senesinde ilk kez IBM tarafından ortaya atıldı. O zamandan beri hem IBM, hem kavramı kabul eden diğer satıcı firmalar (EDS, PTC ve son olarak Autodesk), hem de imalat uygulamaları pazarında faaliyet gösteren danışmanlık şirketleri tarafından geliştirilmeye devam edildi. Şu anda kabul görmüş bir iş stratejisi ve vizyonu olduğunu düşünüyoruz. Geleceğin yani önümüzdeki yüzyılın vizyonu…

PLM'in en önemli çıkış noktası geleneksel maliyet/kalite ve temin süresi üçgeninin ötesinde yeni kavramları ortaya sürmesidir. Bilindiği gibi bu üçlü geleneksel olarak en temel rekabet unsurları olarak görülmüştür. PLM çıkışının ana amacı Şirketleri geleneksel rekabet etme biçimlerinin ötesinde rekabetçi kılacak diğer unsurlara dikkatleri çekebilmektir. Bu anlamda PLM yeni bir yaklaşım biçimini temsil etmektedir.

Şimdi bu farklı yaklaşım biçimini irdelemeye başlayalım. Geçmişte kullanageldiğimiz CAD/CAM/PDM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing/Product Data Management - Bilgisayar Destekli Tasarım/Bilgisayar Destekli İmalat/Ürün Veri Yönetimi) paradigmasının ötesinde yeni paradigmanın ne gibi farkları vardır.

CAD/CAM/PDM yaklaşımı verimlilik üzerine odaklanmaktadır. Bir tasarım uygulamasını kullanırken kişilerin verimliliği ve/veya takımların verimliliği üzerinde durmakta ve kullanılan araçlar bu amacı gerçekleştirme derecelerine göre değerlendirilmektedir. Burada sık düşülen tehlike, süreç verimliliği üzerine odaklanmak yerine iş verimliliği üzerine fazlaca eğilmek ve ürünleri sadece işlevsel bazda değerlendirmektir. PLM'in buradaki farkı sadece verimlilik değil ek olarak 'yenilikçilik' (Innovation) kavramı üzerine odaklanmasıdır. Gerçekten de gelişen rekabet dünyasında başarılı olmak isteyen her şirket daha fazla ve daha yeni ürünü daha sık aralıklarla çıkarmak durumundadır. Diyebilirizki PLM yaklaşımının en önemli kavramı yenilikçilik kavramıdır.

PLM kavramı benzer şekilde tasarım ve mühendislik sürecinin temel metriğinide sorgulamaktadır. Artık ürün pazara sürülünceye kadar geçen zaman olan 'pazara zaman' (time to market)ölçüsü yerine 'Pazara doğru zaman, doğru ürün' (right to market) yaklaşımı kullanılmaktadır. Ürünü tasarladınız ama imal edilebilir değil, ürün zamanında çıktı ancak müşteri tarafından kabul edilebilir bir maliyet yapısında değil, çok kaliteli ama servis verilememekte vb…. Bu yaklaşımın işletmelere katkısı süreçleri bütünleştirme ve eş zamanlı mühendislik motivasyonunu artırması elbette…

PLM Proje Yönetimi kavramınıda Ürün Yaşamçevrimi Yönetimine dönüştürmeyi teklif etmektedir. Buradaki en önemli fark ürün (geliştirme) projelerinin kapsama alanının genişletilmiş olması. Müşteriden alınan geribildirimlerin yeni bir ürün için, daha geliştirme projesi başlamadan kavramlaştırılması, geliştirme projesi bitip ürün ticari hale geldikten sonra satış sonrası hizmetler sürecinin ürün/geliştirme bilgileri ile bütünleştirilmesi yeni ve olumlu yaklaşımlar.

PLM geleneksel mühendislik verisi kavramını da zenginleştirmeye yönelmiş durumda. Teknik resim, katı model, yüzey gibi temel geometrik 'veri'ler öncelikle bir ilişkisel veri temeli içine tanımlanıyor; süreç kısıtları, işletme tasarım kuralları ile bütünleştirilerek zenginleştiriliyor; kullanılabilir 'bilgi' haline getiriliyor. Bu zengin ortamın yenilikçiliği artıracağını rahatlıkla söyleyebiliriz

PLM yaklaşımının yenilikçi yönlerinden biride sadece ürün yapısı ile değil, buna ilave olarak süreç ve kaynak bileşenleri ile ilgilenmesi ve tüm bileşenleri bir ürün-süreç-kaynak modeli (Product-Process-Resource Model) ile bütünleştirmeye çalışmasıdır.

PLM e-iş (e-business) teknolojik altyapısını kullanarak, paydaşlar arasındaki iletişimin ikiyönlü ve eşzamanlı olmasını hedefleyen bir yaklaşım içindedir.

Peki PLM bizden ne yapmamızı istiyor?

PLM'in Şirketlere 'üç emir' tavsiye etmekte:

Bir: Yenilikçi olun (Innovate); daha fazla ve daha yeni ürünün geliştirilebilmesi için ön koşul olan daha etkin bir tasarım ortamı oluşturun.

İki: İşbirliği yapın (collaborate); PLM Çözümlerini kullanarak Şirket içindeki veya genişletilmiş işletmenizdeki (şirket, satıcı ve sağlayıcılarından oluşan zincire genişletilmiş işletme (extended enterprise) diyoruz) tüm beceri ve birikime erişin.

Üç: Bütünleştirin (integrate); Oluşturulan içeriği diğer süreçleri de hızlandıracak şekilde paylaşın ve gücünüzü artıracak şekilde kullanın.

PLM Çözüm Sağlayıcısı olarak IBM yukarıdaki isteklerin erkleyicisi olarak PLM Çözümlerini merkeze yerleştirmektedir.

Üç stratejik emrin üzerinden kısaca geçelim:

Yenilikçilik doğru ürünleri pazara zamanında sürmenizi temin eder. Ürün boru hattınızın debisini artırır. Yani doğrudan doğruya firmanın iş neticelerini yani geliri ve karlılığı olumlu bir şekilde etkiler. Müşteri gereksinimleri zamanında ve etkin bir biçimde karşılandığı için müşteri sadakati artar ve firmanın geleceği teminat altına alınır.

Yenilikçi olursanız yepyeni ürünleri geliştirme şansınız olur. Rekabet günüz artar. İstatistikler pazara ilk giren 2 ürünün toplam pazar payının % 80 civarında olduğunu söylemekte. Özellikle yepyeni bir ürün çıkarmak rakiplerle aradaki farkı 3-4 yıla kadar çıkarmakta; eğer aynı/benzer ürünler bazında zaman olarak daha önceyseniz bu daha rahatlıkla telafi edilebilecek bir rekabet farkı yaratmaktadır.

PLM bu noktada şirketlerin akıl sermayeleri (Intellectual Property) üzerine odaklanmalarına fırsat vermektedir. Elle tutulur bir şey olmamakla beraber uzmanlara göre Akıl Sermayesi en önemli rekabet unsurlarından biridir. PLM'in amacı akıl sermayesini yönetmek ve geliştirmektir.

İşbirliği artık tüm şirketler için bir olmazsa olmaz koşul haline gelmiştir. Maliyet baskısı tüm tasarım ve imalat işlemlerini küresel hale getirmiştir. Ana şirketlerde dışarıdan hizmet ve mal tedariki artan bir eğilimdir ve artan ürün çeşitliliği ve kısalan ürün yaşamçevrimleri karşısında yapacak fazla bir şey de yoktur.

PLM Çözümleri içinde yeralan muhtelif işbirliği araçları ile paydaşlar daha etkin bir biçimde çalışıp, genişletilmiş işletme içindeki tüm becerileri kullanabilirler. Doğal olarak bir işletme PLM Çözümleri yanısıra başka uygulamalarıda başka amaçlarla kullanmaktadır. Bunlara kısaca bir gözden geçirip PLM Çözümlerini bu anlamda konumlandırmaya çalışalım.

CRM (Customer Relationship Management-Müşteri İlişkileri Yönetimi) uygulamaları müşterilerle ilgilenir; amaç müşteri memnuniyetini artırmak; müşterileri değişik bölümlere ayırarak hem firmanın müşteri hizmeti için kaynaklarını etkin kullanmak hem de gelir ve karlılığı artırmaktır.

ERP (Enterprise Resource Planning - Kurumsal Kaynak Planlama) yazılımları bir işletmenin tüm maddi ve insani kaynaklarının taktik ve operasyonel olarak planlanmasını sağlamaktadır. ERP yazılımlarının temel amacı işletmenin işletme sermayesini (nakitte, hammadde/yarımamul/mamul stoklarında veya alacaklarda olabilir) optimize etmek yani minimum sermaye ile maksimum işletme seviyesini yakalayabilmektir.

Tedarik Zinciri Yönetimi (Supply Chain Management) Uygulamaları ise müşteri-İmalatçı ve Yan sanayilerden oluşan zincirin toplam verimliliğini artırmaya yönelik yazılımlardan oluşmaktadır.

PLM Çözümleri ile bu uygulamalar bütünleştirilebilmelidir. Örneği CRM uygulamasından gelen geri bildirimler tasarım sürecine aktarılabilmelidir. Eğer konfigüre edilebilen bir ürün çıkardıysanız, PLM Çözümleri müşterilerin kendi siparişlerini konfigüre edebilmeleri için kullanılabilmelidir.

PLM Çözümleri ile tasarım aşamasında oluşan ürün yapısı, ERP uygulamalarının anaçatısını oluşturan Malzeme Gereksinim Planlama (Material Requirments Planning) sistemlerine aktarılabilmelidir. Yapılan mühendislik değişiklikleri lojistik sistemlerle konuşabilmelidir.

PLM Çözümlerinin diğer ana uygulamalardan en önemli ayırdedici özelliği nedir? PLM Çözümleri daha önce bahsedildiği gibi buluş yapabilen aklı, yani insan sermayesinin çıktısını maksimize etmeyi hedeflemektedir (yenilikçilik). Dolayısıyla elde edilebilecek kazanımların sınırı yoktur ve rekabet stratejisi açısından taklit edilemez veya zor taklit edilir niteliktedir. Maliyetleri minimize etmeye çalışan uygulama setleri ise sınırlı ve kolayca taklit edilebilen taktik kazanımlar sağlayabilmektedir (maliyetleri, stok seviyesini en fazla sıfıra kadar indirebilirsiniz!).

Uygulamaların bütünleştirilmesinde IBM'in stratejisi e-iş altyapısını etkin bir biçimde kullanmaktır. Ayrıca Çözümlerimizin çoğunda, yaygın olarak kullanılan komşu uygulamalar ile doğrudan bütünleştirme sağlanmış durumdadır. Çözümlerimizin ilişkisel ve nesne tabanlı yapısı bütünleştirmeyi kolaylaştırmaktadır.

Şimdiye kadar incelediklerimizi bir tanımla toparlamaya çalışırsak nasıl bir tanımla karşılaşırız?

- Neden PLM?: İşletmenin iş kararlarını ürün ve ürün yelpazesi ile ilgili tam bilgi ile verebilmek. Yani diyoruz ki PLM yaklaşımı bir iş uygulamaları setini tanımlar ve özellikle bu yaklaşımı ile bu uygulamalardan CAD/CAM/CAE uygulamalarını bir departman çözümü olmaktan çıkarmaktadır,

- Ürün içeriğinin geliştirilmesi ve tüm süreçlerle bütünleştirilmesini sağlar ve bunu sadece işletme içinde değil tüm genişletilmiş işletmede yapar. Bu bütünleştirme süreçlerin ve insanların işbirliğini artıran çözümlerle özellikle Ürün Veri Yönetimi yazılımları ile sağlanmaktadır.

- Tüm bunları yaparken e-iş teknolojileride bir kaldıraç, bir erkleyici olarak kullanılmaktadır.

Acaba PLM Vizyonu ve Stratejisi başarılı olabilecekmi?

Biz vizyona güveniyoruz sebebi ise bizce sağdaki şekilden anlaşılabilir.

Burada müşteriye değer üreten süreçler ve yüz üzerinden oluşturulan değerden aldıkları pay gösterilmekte.

Görüldüğü gibi değerin % 85'i içinde ürün içeriği barındıran süreçler tarafından ortaya çıkmakta.

Yani PLM Çözümleri sadece kendi içinde değil diğer süreçlere kattıkları değer itibarıylada çok önemlidir ve vizyon gerçekleşmeye adaydır.