Gemi tasarımı sektörü hızlı bir dijital dönüşüm yaşamakta. “Geleceğin Gemi Tasarımını Hızlandıracak Dört Dijital Direk” başlıklı orijinal makale, modern gemi inşa sürecinin karmaşıklıkları karşısında dijital araçların kritik önemini vurgulamaktadır.
Makalenin temel argümanı, dijital teknolojilerin gemi tasarım sürecindeki verimliliği, iş birliğini ve inovasyonu önemli ölçüde artırabileceği. Sağlam bir dijital temel oluşturarak, tersaneler kaynak dağılımını optimize edebilir, maliyetleri düşürebilir ve pazara giriş süresini kısaltabilir.
Makalede belirtilen temel unsurlardan biri, genişletilmiş 3D iş akışlarının uygulanmasıdır. Geminin tüm yönlerini, gövdeden ekipman düzenine kadar kapsayan kapsamlı bir 3D model oluşturarak, tasarımcılar gemi hakkında bütünsel bir görüş elde edebilirler. Bu yaklaşım daha iyi karar verme, hata azaltma ve genel tasarım kalitesini artırıcaktır. Ayrıca, tek bilgi kaynağı olarak 3D modellerin kullanılması, gemi inşa sürecinde yer alan farklı ekipler arasında sorunsuz iş birliğini teşvik eder.
Diğer önemli bir unsur olan dijital ikizler, bir geminin yaşam döngüsü boyunca sanal bir temsilini sunar. Gerçek dünya koşullarını simüle ederek ve performans verilerini izleyerek, gemi tasarımcıları potansiyel sorunları erken aşamada belirleyebilir ve gemi operasyonlarını optimize edebilir. Bu teknoloji, planlı bakım imkanı sağlayarak boşluk süresini azaltır ve operasyonel verimliliği artırır.
Simülasyon araçları, gemi tasarımlarını iyileştirme ve riskleri en aza indirme konusunda önemli bir rol oynar. Farklı çalışma koşullarında çeşitli tasarım konfigürasyonlarını sanal olarak test ederek mühendisler performansı, yakıt tüketimini ve emisyonları değerlendirebilirler. Bu iteratif süreç, sıkı çevre düzenlemelerine uyarken gemi performansının optimize edilmesine olanak tanır.
Etkin veri yönetimi başarılı bir dijital dönüşümün temel taşıdır. Çeşitli kaynaklardan veri toplamak, depolamak ve analiz etmek, tersanelerin tasarım performansı, operasyonel verimlilik ve bakım gereklilikleri hakkında değerli bilgiler edinmesini sağlar. Bu veri odaklı yaklaşım sürekli gelişimi destekler ve bilinçli karar vermeyi sağlar.
Sonuç olarak, dijital teknolojilerin benimsenmesi gemi tasarımının geleceği için gereklidir. Genişletilmiş 3D iş akışları, dijital ikizler, simülasyon araçları ve sağlam veri yönetimi sayesinde tersaneler tasarım kapasitelerini artırabilir, maliyetleri düşürebilir ve gemi performansını iyileştirebilir.
Daha öncekiilk yazımda , AR TEKNOLOJİSİ nin genel nitelikleri ve kullanım alanlarını ,ikinci yazımda ise ekipmanlar ile kullanılan teknolojileri özetle aktarmaya çalıştım. Bu bölümde ise kullanılan yazılımlar, Askeri tersanelerde kullanım alanları ve uygulama fizibilitesini özetleyeceğim.
6. YAZILIMLAR
6.1 Bugün piyasada mobil telefonlarda yer alan oyunlardan Endüstriyel tesislerde kullanılmakta olan büyük ölçekli AR sistemlerinin çalışmasını sağlayacak şekilde geniş spektrumda yazılımlar geliştirilmiştir. Örneğin, Google (ARCOR) ve Apple (ARKIT & VUFORIA) firmaları mobil cihazlarda kullanılabilecek yazılımlar için geliştirme kitleri (software development Kits) üretmektedir
6.2 Piyasadaki yazılımların bir gurubu hakkında detay bilgileri burada görebilirsiniz.
7. ALT YAPI
Bu konuyu esas ilgi alanımız olan Tersaneler açısından ele alır isek;
7.1 AR Ekipmanını değişik yerlerde kullanabilmek için Tersane boyunca bir WIFI Ağı gerekli olacaktır. Halen kullanımda olan IEEE802.11standartında WIFI yeterli olacaktır. Tersanenin değişik yerlerinde ve İnşa halindeki geminin içerisinde kullanılan elektrik ekipmanı nedeniyle bu Ağ sistemine enterferans olabilir bu etken dikkate alınmalı ve önlem geliştirilmelidir.
7.2 AR Ekipmanın kullanımı için yararlanacağı veriler Tersane Veri server i ya da Bulut depolaması üzerinde yer almalıdır. Ancak ekipman gerçek zamanlı çalışacağı için verilerin çok süratli transferi gerekir O zaman olabildiğince bu verilerin yerel olarak ekipman üzerindeki hafızada olması tercih edilmelidir.
7.3 Özellikle video uygulamalarını geciktirmeden yansıtabilmek için bölgesel olarak yüksek kapasiteli bilgisayarların gücünden yararlanılabilir. Bunlar Tersane boyunca bir nodül ağı yaratarak birbirleri ile ilişkilendirilebilir. Gerektiğinde bu ağ Bulut sistemiyle ayrıca bağlanabilir
7.4 Dikkate alınması gerekli bir diğer konu ağ güvenliğidir. Bu konu ayrıca ele alınarak Tersanenin zaten bulunan önlemlerine ek olarak IT bölümü ve bir uzmanca değerlendirilmelidir.
8. TERSANEYE ÖZGÜ KULLANIM
8.1 Yukarıda belirtilen sisteme ilişkin tüm yararlar Bahriye tersanelerinde kullanım alanı bulur Özellikle montaj ve kalitekontrol işlerinde. KALİTE GÜVENCE konusu ileride daha detaylı bir şekilde ele alınacaktır
8.2.Atölyelerdeki ürünün/parçanın hangi aşama ve nerelerde bulunduğunun 2 boyutlu düzlemde belirlenmesi
Ekipman ve ürünlerin üzerinde sensörler ve etiketler bulunursa bunların atölyeler içerisindeki konumları, AR ekipmanı ya da tabletler üzerinde kolaylıkla izlenebilir.
8.3.Ambarların yönetilmesi.
Ambarlarda bulunan malzemenin etiketli olması sayesinde kolaylıkla yerleştirilmesi yerinin belirlenebilmesi ve yerinden alınabilmesi mümkün olur Böylece hem insan hatalarının yok edilmesi hem de büyük zaman kazancı sağlanabilir.
8.4. Arttırılmış iletişim.
AR cihazlar bunları kullanan operatörler kontrolörler ve enspektörler arasında daha etkili ve süratli iletişim oluşur.
8.5 Sorunların daha etkili çözümü
AR ekipmanı yerinde ve gerçek zamanlı olarak aktarılacak veriler ile sorunların daha kolay, az zamanda ve ekonomik çözümlenmesine katkı sağlar
Çalışanların fiziksel olarak erişemediği / giremediği ya da tehlike potansiyeli taşıyan yerlerde montajların yaratabileceği güçlükleri AR ekipmanı ile daha önceden izleyip önlem alabilme mümkün olur.
8.7 AR Teknolojisi, küresel olarak gerek sivil gerekse askeri tersanelerde artık kullanılmaya başlanmıştır. Bu tersaneler teknolojinin yukarda belirtilen yararlarını kullanarak pazarda kendilerini daha avantajı konuma yükseltmekteler.
Örnek olarak HYUNDAI, DAMEN, NEWPORTNEWS, Tersanelerine bakılabilir. NEWPORTNEWS Tersanesinin bu konuda aşağıdaki brifi uygulamaya nasıl geçildiği hakkında bir fikir verecektir.
9. AR TEKNOLOJİSİ NERELERDE BENİMSENEBİLİR?
Bir işletmenin AR TEKNOLOJİSİNİ kullanmaya kara vermeden önce aşağıdaki suallere cevaplarını net olarak oluşturması gereklidir.
9.1 Teknoloji firmanın üretiminde ne farklar yaratabilir.?
Örneğin müşterilere daha fazla bilgi verebilme, ürünlerin kullanım kapasiteleri ve işlevleriniarttırabilme, Destek hizmetlerini daha verimli hale getirme.
9.2 En çok maliyet düşümü hangi alanda sağlanabilir?
9.2.1Firmanın faaliyet konusuna bağlı olarak; tasarımda mı, montajda mı, eğitimde mi, servis hizmetlerinde mi? vb.
9.2.2 AR Teknolojisini firma kendi bünyesinde mi yerleştirmeli yoksa dış kaynaklardan mı (outsourcing) yararlanmalı.
9.2.3 İş Yönergesi nitelikli uygulamalar için firmanın önceden 3D içerik yaratacak kabiliyeti olmalı. Yerleşim simülasyonu gibi daha basit uygulamalarda ise kullanıcılar için sadece bir yazılım geliştirip bunların tablet ya da telefona yüklenmesiyle AR AR yararlanılabilir.
9.3 Firma dijital içerikleri nasıl organize edecektir?
AR İle tamir işlemlerinde hassas ve ileri derecede detaylı dijital görüntülere ihtiyaç olacaktır. Bu nedenle firmada CAD modellemesi veya 3D tarama yapılabilmelidir.
9.4 Gerekli olan donanım (Hardware) neler?
Basit işlemler için, AR uygulamalarının yüklendiği akıllı telefonlar yeterli olabilmektedir. Orta ölçekli teknoloji firmalarında ise tabletler kullanılmaktadır. Otomobil ve uçak üretimi yapan yüksek teknolojili firmalarda ise daha yüksek maliyetli başlık üstü ekipmanlar kullanmaktadır Bunların maliyetleri düştükçe kullanan firmalarda artacaktır
Bundan bir önceki yazımda artırılmış gerçekliğin KULLANIM ALANLARI na değinmiştim. Bu yazıda ise artırılmış gerçeklik sisteminin hangi teknolojiler üzerinde yükseldiği ve ekipmanlarını göreceğiz
3. TEKNOLOJİLER
3.1 AR konseptinin ve oluşumunun başlangıcı 1990 yılların başlarına gider İlk olarak silahlı kuvvetlerde kullanılmaya başlanmak la birlikte daha sonraları eğlence veoyun sektörlerinde ticari kullanıma geçmiştir. Daha sonraları ise eğitim, iletişim, sağlık sektörlerinde de kullanım başlamıştır.
3.2 AR Sistemleri aslında 1960 yılından bu yana geliştirilen diğer bazı teknolojilerin üzerine kurulmuştur. Bunlar ;
İmaj kayıt,
Yapay Zekâ,
Bilgi teknolojileri,
Katı durum fiziği,
Nörobiyoloji
Alanlarıdır.
3.3 AR Sistemi üç temel unsuru içermektedir;
Sinyal işleme, İzleme, Gerçek ve sanal dünyaların kombinasyonu.
Gerçek ve sanal nesnelerin üç boyutlu olarak kaydedilmesi ;
Sanal gerçeklikte (Virtual Reality- VR) kullanıcının algısı tamamen görsel bilgiye dayanırken AR de bu bilgiye bilgisayar aracılığıyla ek bilgiler katılarak gerçeklik daha zenginleştirilir. Böylece, örneğin gerçek ortam içerisine sanal nesneler yerleştirilebilir.
3.4 Sanal gerçeklik teknolojisinde kişinin gerçek dünya ortamı tümüyle sanal başka bir ortam ile değiştirilir. AR teknolojisinde ise sanal bilgiler ekipmanlar aracılığıyla gerçek ortamı içerisine gömülü (immersive) bir şekilde yansıtılır.
3.5 İzleme teknolojisi (Tracking)
Gerçek bir objeden gelen görüntü akışı incelenerek objelerin tanımlanması yapılır ve böylece sanal objeler hassas şekilde onların üzerine yansıtılır.
Bu şekilde, örneğin gerçek ortam içerisine sanal nesneler / objeler / ürünler yerleştirilerek bunların ortam içerisindeki durum değerlendirilmesi yapılabilir.
3.6 AR Teknolojisinde iki farklı yöntem kullanılır; MARKERLİ ya da MARKERSİZ.
Markerler ortam içerisinde AR algoritmalarının konum saptamasına yardımcı olmak üzere yerleştirilen etiketlerdir.
Markersiz izlemede ortam içindeki objelerde belirli geometriye sahip noktalar referans alınır. Mobil cihazların içerisindeki sensörlerle örneğin ev içi gerçek duvarların kesişme noktası gibi noktalar referans olarak algılanır.
3.7 Konu üzerinde çalışan Siemens firması, deneyimlerden fark edilen zorlukları giderebilmek üzere yeni bir teknoloji geliştirmiştir. PointAR Olarak adlandırdıkları bu teknolojide bilgisayar vizyonu algoritmaları ile lazer kuleleri ve sensör verileri birleştirilmektedir.
Buna benzer yazılım firmalarının çoğunluğu sahip olduğu ürünü ömür boyu yönetim PLM sistemiyle Entegre edilebilmektedir.
AR sisteminin Temel donanım bileşenleri şunlardan oluşmaktadır.
4.1 Bilgiişlem / bilgisayar,
Bilgisayarlar artırılmış gerçeklik sisteminin çekirdek unsurlarıdır. Sanal gerçeklik bilgisayarların işlemleri ile oluşturulur ve grafik görüntüler haline gelir. Bilgisayarların işlem süratleri arttıkça artırılmış gerçeklik ekipmanlarının verimlilik ve etkisi de artacaktır
Bilgisayar, ortamın taranması ve sensörlerden alacağı veri girdileri ile imaj ya da videoları oluşturur ve bunları gözlemcinin alıcısına iletir.
4.2 Görüntü yansıtıcılar
Optik projeksiyon sistemleri, monitörler, El içerisinde kullanılabilecek büyüklükteki ekranlar.
4.3 Başlık üzeri ekranlar
(HDM- Head mounted Display)
Başlık üzeri ekranlar (HMD) Kullanan operatörlerin ekranda izleme yaparken bir yandan da kendi işlemlerini ellerini serbestçe kullanarak yapabilmelerini sağlar
Bunların maliyetleri 500 ile 4900 dolar arası değişmektedir.
Çalışma seansı süreleri yaklaşık 4 saat
Sensörlerle algılayabildiği parametreler: yükseklik – nem – ışık yoğunluğu – basınç – infrared- GPS- Pusla
Harici hafıza imkânı- Bluetooth
4.4 Başlık Şeklinde ekranlar (HUD- Head up Display). Özellikle pilotlar kullanmaktadır. Bu ekranlar ile pilot gösterge tabloları parametrelerini direk başlık üzerinde görmektedir.
1.1Endüstri 4.0 ile gemi inşaatı konusunu daha önceki yazımdaele almış ve kullanılan teknolojileri özetle açıklamıştım. Bunlar içinde diğer endüstri ve firmalarda da en çok kullanım alanı bulanı ARTTIRILMIŞ GERÇEKLİK (Augmented Reality -AR) teknolojisidir.
1.2 Bu ve izleyecek yazılarda bu teknolojiyi ve kullanım şeklini tanıtacak genel bilgiler verilecektir İnsan beyni dış dünya ile ilgili bilgileri beş duyu sensörü ile algılamakta ve işlemektedir. Ancak bunların her birini işleme hızı birbirinden farklıdır. Karşılaştırıldığında insanların bilgiyi en çok görme yoluyla elde ettiği ölçülmüştür (%80-90)
1.3 AR teknolojisi, insanlar ve makineler arasında yeni bir ara yüz oluştururken dijital ve Fizik dünyalar arasında da görsel bir köprü kurmaktadır.
1.4 Gerçek fiziksel Dünya üç boyutlu olup onun hakkında elde ettiğimiz verilerin çoğunluğu 2 boyutlu ortamlar üzerine yansıtılmaktadır Kullanıcılar, işlerini yapabilmek ve üretebilmek için bu 2 boyutlu ortamdaki bilgi ve verileri kendi bilinçlerinde üç boyutlu hale getirmek durumundadır. AR Teknolojisi ise verileri üç boyut halinde yansıtarak bu boyut eksikliği sorununu ortadan kaldırmaktadır. Böylece insanların ve makinelerin kuvvetli yönlerini birleştiren bir Sinerji oluşmaktadır.
2. KULLANIM ALANLARI
Kullanım alanlarını biraz daha genişleterek hatırlayacak olursak;
2.1EĞITIM
Firmaların montaj ve servis ekiplerinin cihazlar ve ürünler hakkında işlem öncesi görsel eğitiminin sağlanması
Örneğin Boeing firması AR ekipmanını kullanarak yaptığı eğitimlerle montaj zamanında %30 50’e kadarzaman azalması sağlaya bilmiştir.
2.2 MONTAJ
Ürünlerin ve ekipmanların montaj bilgi ve planlarını AR başlıklarına yansıtılarak ve aynı zamanda ellerini kullanarak daha kısa zamanda ve kolay şekilde montaj işlemini yapılabilmesi
2.3 KALITE KONTROL-
Donatıların ve ekipman montajlarının gerçek görünümü üzerine üç boyutlu sanal görüntülerinin giydirilerek referans dokümanlara göre montaj farklılıklarının dolayısıyla hataların belirlenebilmesi .AR Gözlükleri ile toplanacak veriler gerçek zamanlı olduğundan bir Server üzerinde biriktirilip sonradan analiz edilerek değerlendirilmesi gibi bir zaman kaybı önlenir. Kontrol edilen bölüme ya da ürüne ait bir barkodu var ise gözlük bunun üzerinden o ekipmana ait bilgileri ekrana getirebilir. Hatta bir kontrol çek listesi gözlüğe yüklenebilir Eğer AR gözlük üzerinde bir kamera bulunuyor ise bu kamera yardımıyla duruma ait görüntü ya da videolar şekillenip kontrol belgesine ek yapılabilir
2.4. İŞ GÜVENLIĞI
AR gözlüğü ile, çalışanlarının hangi bölümlerde (özellikle tehlike arz eden)ne kadar sıklıkta bulunduğu, fazla çalışma süreleri, girip çıktığı ortamlar izlenebilir. Bu faaliyetlere Bir tehlike sınıfı belirlenerek Bunun aşılması durumunda başlıkta gözlükte kırmızı bir alarm işareti gözükür bu takdirde iş güvenliğince bu elemanlar Vardiya değişimine veya istirahate çekilebilir.
2.5. PRO AKTIF BAKIM TUTUM.
2.5.1 Cihazlar üzerine daha önceden monte edilmiş sensörler ile çalışma halindeki parametreleri bir merkeze yüklenir. AR gözlüğü ile üretim bölümlerinde dolaşan çalışanlar o cihazda anormal bir çalışma parametresi oluşmuş ise bunu AR gözlük üzerinden uyarı sembolü ile belirleyebilir. Hatta bu arıza için alınabilecek önlem dahi gözlük üzerinde görüntülenir
2.5.2 AR Ekipmanları Bakımı yapılan cihazın geçmiş hikayesini direk operatörün önüne getirerek hem efor hem de zaman Kazancı sağlar. Ayrıca yapılacak bakıma ait kılavuzlarda hem metin hem imaj olarak operatörün gözü önünde yer alabilir
2.5.3 Bakım yapılmakta olan yerdeki görüntü gerçek zamanlı olarak tesis dışında uzaklarda bulunan ve AR ekipmanı kullanan bir uzmanın önüne aynen aktarılabilir bu şekilde uzmanın durumu aynen belirleyerek bir önlem getirmesi olanağı sağlanabilir. Böylece Uzman bakım maliyetinde de önemli düşüşler elde edilir
2.5.4 AR Ekipmanları otomasyon sistemlerinden sensörler aracılığıyla bilgi toplayabilir ve bunları görüntülü hale getirebilir Böylece elde edilen bilgiler irdelenerek sistemlerdeki arıza veverimlilik oranları saptanabilir Ona göre gerekli önlemler alınarak Bakım ve Onarım maliyetlerinde önemli azalmalar gerçekleşir
2.6. TASARIM
AR ekipmanları tasarımcılara çalışılan ürünün yapısı ve işleyişşekli hakkında üretim öncesi sanal olarak fikir verecektir Tasarımcı buna göre ürüne daha uygun ve fonksiyonel bir nitelik kazandırabilir.
2.7 LOJİSTİK
Lojistik ambarlarında raflardan parçaların toplanması tüm ambar maliyetinin yaklaşık %65‘ini oluşturur. Bugün, toplama işlemi elemanları kâğıt üzerindeki listelerden gördükleri bilgi ile iş yapmaktadır AR ekipmanı ile bu işlem gerçekleştirilirse hem hataları hem de kullanacak zamanı azaltılması mümkün olur. Örneğin İNTEL firması çalışanları bu şekilde zamandan %15 kazanç sağlayabilmiştir.
1.1 Endüstri 4 Devriminin niteliği, oluşumu ve kapsama alanları bundan öncekiyazımda özetle belirtilmişti. Bu kavram Siber Fiziksel Sistemlerin üzerinde, özellikle Nesnelerin İnterneti ve İnternet servislerinin ortak kullanımı ile oluşan ve katma değer yaratan bir organizasyon şekli olarak tanımlanabilir
Bir tersane içindeki departmanlar işlerini görebilmek üzere değişik verilere gereksinim duyarlar. Klasik bir tersanede bölümler birbirinden bağımsız bir şekilde ancak diğer bölümlerin kendisine sağlayacağı ve sadece kendi gereksinimleri olan verilerle iş görür. Bu bağımlı işleyiş şekliyle verilerin başka şekillerde tersanede bulunduğunu bilemezler.Yukarıda bahsedilen teknolojileri kullanarak elde edilen çok değişik verileri ortak bir platform üzerinde ve bulut veri tabanı olarak biriktirmek mümkün hale gelmiştir. Böylece geminin tasarım ve üretim aşamasının tümüne, malzeme ve hizmet tedarikine, kalite güvenceye ait tüm bilgi ve veriler bu platform üzerinde bir araya getirilir. Bu şekilde, inşa edilen geminin fiziksel yapısının birebir kopyası dijital bilgilerle sanal ortamda oluşturulur. Veriler sisteme girdikten sonra tersane birimleri, gemi sahipleri, tedarikçiler, bakım tutum bölümleri hepsi gereksinim duydukları bilgileri veri tabanından alabilirler. Geminin yapısı üzerindeki zaman içinde oluşan değişimler, veri tabanı üzerine işlenerek dijital ikizin Sürekli güncel kalması sağlanır. Bu veriler, Gemilerin hizmete girmesinden sonra tüm paydaşlar tarafından gemi yaşam süreci Koyunca güncel olarak kullanılabilecektir. Dijital ikiz ile geminin yalnız kendisi için değil seri inşalarda tüm kardeş gemiler için ortak bir referans sağlanmış olur.
3.3 NESNELERIN ENDÜSTRİYEL İNTERNETİ (IOT)
Makine ve ekipmanlara bağlı sensörlerle gemi üretiminin değişik aşamalarından gerçek zamanlı veriler alınabilir. Bu aşamalara ait süre, kalite, çıktı, kapasite kullanımı gibi parametreleri kullanarak performans değerlendirmesi yapılabilir. Ayrıca RFDIteknolojinin kullanılmasıyla üretim içindeki parçaların ayrı ayrı izlenmesi imkânı sağlanabilir Verilerin değerlendirilmesi ile işlemlerdeki verimsizlik Kaynakları da saptanarak gerekli düzeltici önlemler alınır.
3.4 Çalışanların giysileri üzerine monte edilecek sensörlerle, onların işlem ve hareketleri izlenerek İş Güvenliği sağlanabilir. Örneğin, tehlikeli bölümlere giriş öncesi sinyal alınması, personelin nabız ve sıcaklık gibi yaşamsal değerlerinin uzaktan kontrol edilebilmesi ile yetkisiz kişilerin ilgili ekipmanı kullanması önlenir veya sağlık durumları izlenir.
3.5 3 D YAZDIRMA
Geminin üretim veya kullanım sırasında arızalanan veya bozulan parçalarının yerine bu yolla yenisinin hemen üretilebilmesi ile satış sürecinde hem maliyet hem süre olarak kazanç sağlanır. Doğal olarak her türlü parçanın (özellikle büyük boyutluların) bu yolla üretimi mümkün değildir
3.6 SANAL TASARIM (VIRTUAL REALITY)
Sanal tasarım, geminin bölümleri üzerinde kâğıt ya da bilgisayar üzerinden belirlenen tasarıma nazaran daha gerçekçi bir görünüm verir. Sanal gözlüklerle, tasarım halindeki bir bölümün içinde gezinmek, ortamı hissedebilmek ve orada yapılacak işleri simüle etmek mümkündür. Ayrıca bölümdeki yerleştirme ve bölüm yapı elemanlarının konumlarının daha uygun bir şekilde yapılabilmesi sağlanır. Bir diğer çok önemli avantaj, tasarımların coğrafi olarak çok farklı yerlerde bulunanlarca izlenebilmesi değerlendirilmesidir. Örneğin gemi sahibi, sistem üreticileri, diğer teknik ekipler gibi.
Daha önce oluşturulmuş fiziki bir yapıdan yola çıkarak oluşturulan modelleme anlamındadır.Optik ve lazer cihazı kullanılarak üç boyutlu tarama teknolojisi ile fiziksel bir mekân taranarak sanal ikizinin yaratılmasıdır. Lazer ışınının bilinen sürati ve bir noktadan bir noktaya ulaşım zamanını kullanarak mesafenin ölçülmesi esasına dayanır.
Bu tekniği kullanarak geminin bütün bölümlerinin sanal ikizleri oluşturulabilir. Böylece 2 boyutlu projelerin yeniden çizilmesine gerek kalmaz. Ayrıca daha önce üç boyutlu modelleme ile belirlenen ölçüler fiziksel mekandaki gerçek değerleri ile karşılaştırılarak hatalar ya da iyileştirmeler yapılabilir.
3.8 YÜKSEK PERFORMANSLI HESAPLAMA
Ağ üzerindeki ana PC lerin (server) kullanılması ile normal masaüstü veya laptop bilgisayarlarla elde edilemeyecek çok yüksek hızlarda hesaplamalar yapılabilmektedir. Bu ise dijital tasarım ve sanal gerçeklerde kullanılan yüksek çözünürlüklü grafiklerin oluşmasına imkân verir. Değişik alanlardaki mühendislik hesaplamalarının bu teknoloji ile çok kısa sürelerde tamamlanması, tersanelerin tasarım üretimlerinde önemli miktarda tasarruflar sağlamaktadır.
Tersanelerde en büyük yararı bu teknoloji vermektedir. Gemi inşaatında klasik uygulamada üretimi gerçekleştirilmesi tasarım bölümünce geliştirilen iki boyutlu projelere dayanır. Tasarım projeleri fabrikalarda referans olarak kullanılır. Bu nedenle üretim tamamen projelere bağlı olmaktadır. Artırılmış gerçeklik teknolojisinde ise bu projeler AR başlıklarına ya da tabletlere yüklenir. Bu gereçler taşıma ve kullanım kolaylıkları ile kâğıda nazaran çok daha avantajlı hale gelmiştir. Ayrıca üretime referans olabilecek şemalar, videolar, cihaz ve parça bilgileri de bunların üzerinde yer alır. Böylece üretim personeli eli altında gereksinim duyacağı her türlü bilgiyi bulmakta, İş bittiği zaman ise fiziksel ortamın ne şekil alacağını %100 görmek mümkün olabilmektedir. Böylece tasarım, montaj ve üretim hataları birebir gözlemlenecektir. Hatta makine ve cihazların bakım ve tutumları, yapılacak işlemi tanımlayan videolar kullanarak hatasız ve uygun şekilde zaman kaybı olmaksızın gerçekleştirilir.
3.10 YAPAY ZEKA VE ÖĞRENEN MAKİNALAR
Akıllı uygulamalarda, örneğin tasarımda kullanılan malzemeler, maliyet sınırlamaları gibi parametreleri verdiğiniz takdirde uygulama çok çeşitli seçenekler ile en uygun şekli geliştirebilir.Eğer uygulama bu parametreleri kendisi başka kaynaklardan temin edebiliyorsa, bu takdirde öğrenen bir sistem veya makine haline gelir. Gemi inşaatında yukarıda açıklanan dijital ikiz, bu şekilde yapay zekaya gerekli parametreleri sağlayarak, geminin tasarımı için bu parametrelerin değişimlerine göre seçenekler üretebilir. Örneğin, dalga boyundaki değişimlere bağlı olarak, teknenin reaksiyonunu görmek mümkün olur.
3.11 SANAL YARDIMCILAR (VIRTUAL ASSISTANTS)
Bugün cep telefonlarında kullanılan dijital yardımcıların, daha gelişmiş yazılımlarla endüstride kullanılması mümkündür.
Yardımcılar bizim için neler yapabilirler?
Yardımcıya seslenerek örneğin aşağıdaki işleri bizim içi gerçekleştirmesini isteyebiliriz;
Bu projedeki değişimi kim gerçekleştirdi?
Bugün hangi eklemeleri yaptım?
No.8 Bloğun ağırlığı nedir?
Bu seksiyona ait Klas Projesini getir.
Bu pompanın Satıcı bilgilerini getir.
3.11 ROBOTLARLA OTOMASYON
İnsanlar tarafından gerçekleştirilen üretim süreçleri bazı aşamalarda, tekrarlar ve tekdüzelik dolayısı ile verimsiz işlemlere sahiptir. Üretim hattına entegre edilecek robotlar bu şekildeki işlemleri insanların üzerinden alarak o insanların daha katma değerli işler yapabilmesine yol açar. Gemi İnşa endüstri dalında robotlar kaynak yapımı, kumlama ve boya işlemlerinde uzun zamandır kullanılmaktadır Bugün kullanım alanını genişletmek üzere Daewoo ve Hyundai firmalarının öncülüğünde geliştirme çalışmaları yapılmaktadır örneğin teknenin üç boyutlu eğik yüzeylerinin bunlarla şekillendirilmesi. Bir diğer çalışmada insan üzerine giydirilmiş sensor iskeleti ile robotların insan hareketlerini simüle ederek ağır parçaları taşıma ve yerleştirmesi denenmektedir.
3.12 SATICI ZİNCİRİ KULELERI
Bu kuleler SATICI işlemlerine ait verilerin depolandığı bilgi bankaları gibi düşünülebilir. Bu kulede satın alınacak malzemelerin fiziksel özellikleri, kullanım koşulları ile birlikte bunların satıcıları hakkında da gerçek zamanlı bilgiler tutulur. Bu sayede gerekli bir parçanın tersanedeki güncel durumu bilinirken satın alma gerektiğinde piyasadaki seçenekler, bunların içinde en uygun olanı ayrı bir efor sarf etmeden önünüze gelir. Satıcılara ait olumsuz gelişmeler de bu kule üzerinden uyarı şeklinde saptanabilir
3.13 DRONLAR VE OTONOM ARAÇLAR
Çalışma yapılmayan zamanlarda otonom araçlar ile bir sonraki vardiyaya gerekli malzemelerin ve ekipmanın iş istasyonlarına taşınması mümkün olacaktır Değişik sensörlerle ve kameralarla donatılmış drone’lar ise Gemi üzerinde Özellikle Klas kuruluşlarının yapacağı kontrol, onaylama, çek işlemlerinde Gerekli bilgiyi sağlayabilecektir
4 GELECEKTE
4.1Endüstri 4 devrimini yarattığı olumsuzluklar ve getireceği fırsatları değerlendirerek, dönüşümü daha kolay gerçekleştirebilmek üzere değişik ülkelerde çalışmalar yürütülmektedir Ülkelerin hangileri olduğu yukarıda Md. 2.4’te belirtilmişti Konu Avrupa Birliği çapında da ele alınmıştır. Avrupadaki durum için,bir fikir edinmek üzere bu rapora göz atılabilir.
Ülke düzeyinde bakıldığında bize yakın düzeyde olan Hırvatistan konuyu ortak bir şemsiye altında değerlendirerek kendilerine en uygun adımların neler olacağını ve nasıl gerçekleştirilebileceğini saptamıştır.
7. TÜRKİYE İÇİN DURUM
7.1 Konu başlı başına ayrıca ele alınacak ve irdelenecek ağırlıktadır.Ancak kişisel bazda bazı fikirler aşağıda ifade edilmiştir..
7.2 Ülkemizde konu Gemi İnşa Sanayicileri Birliği (GİSAB)önderliğinde ele alınabilir. Gemi İnşa ve IT fakültelerinin, Türk Loydu nün ve seçilecek bazı ana satıcı firma temsilcilerinin katılımı ile bir çalışma grubu kurulabilir Bu grup, tersanelerin mevcut teknolojik kapasiteleri, dönüşüme ayrılabilecek kaynaklar ve Türkiye piyasası koşulları çerçevesinde bir maliyet/yarar analizi ile dönüşüm için bir yol haritası geliştirebilir.
7.3 Bu koşullara kabaca bakıldığında endüstri 4 ün ülke teknolojik ,olanakları ile bütüncül bir şekilde ve yakın zamanda kullanılır hale gelmesi beklenemez Ancak küresel rekabet ve piyasa koşulları er ya da geç bu dönüşümün gerçekleşmesini dikte edecektir Aksi durumda uluslar arası pazar ortamı içinde kalabilmek giderek zorlaşacaktır.Bu bakımdan dönüşüm için gerekli çalışmalara ne kadar erken başlanırsa o kadar zaman kazanılacaktır
7.4 Bu teknolojilerden bazılarının ise şimdiden başlatılması mümkün olabilir örneğin, gerekli ortak işletme platformunu oluşturacak yazılımların kısmen alınması, arttırılmış ve sanal gerçeklik cihazları ile üç boyutlu lazer tarayıcıların kullanılmaya başlanması gibi.
1.1 I PHONE asistanı SIRY , Robotların kollarında şekillenen son model arabalar, evinizi siz gelmeden ısıtan kombiler, robotik cerrahi operasyonlar, depolar içinde kendi kendine palet taşıyan ve yerleştiren araçlar.
1.2 Yakın zamanlarda yaşamımıza gire inanması güç bu olanaklar nasıl oluştu? NASIL bir teknolojik sıçrama ile karşı karşıyayız? bizi gelecekte ne gibi yeni olanaklar ya da tehditler bekliyor olacak?
1.3 On yedinci Yüzyıl’dan bu yana teknolojide oluşan değişim ve gelişmelerle birlikte, endüstride 3 devrimsel aşamanın gerçekleştiği kabul edilmektedir.
Birinci devrim… Su ve buhar makinelerinin icadı, bunların sanayide el ile üretimin yerini alması. (1760- 1820 yılları arası)
İkinci Devrim… Elektrik makinalarının geliştirilmesi ve kitlesel MONTAJ üretim hatlarına geçilmesi. (1871- 1914 yılları arası)
Üçüncü devrim… 1929 büyük ekonomik krizi sonrası Bilgisayarların icat edilmesi ve sanayide kullanılır hale gelmesi
1.4 Şimdi ise ilk üç teknolojik devrimden nitelik ve nicelik olarak çok daha kapsamlı, daha derin ve karmaşık bir aşama ile karşı kaşsıyayız. Ana hatları ile bilgisayar, internet, akıllı Nesneler ve otonom sistemlerin endüstriye uyarlanmasına dayanan bu yeni aşamada siber-fiziksel ortam ile nesnelerin ve Sistemlerin internetinin bir kombinasyonu oluşmaktadır. Büyüklük, kapsam ve değişim hızı bakımlarından tarihsel bir olgu görmekteyiz.
1.4 Bu yeni aşama küresel olarak ENDÜSTRI 4.0.0 ya da AKILLI FABRİKALAR değimleri ile tanımlanmakta.
Endüstri 4.0 ilk olarak 2011 yılında Alman hükümetinin bu sektörü desteklemek amacıyla kullandığı ve Hannover fuarında ortaya atılan bir deyimdir.
DAYANDIĞI TEMELLER
2.1 Bu aşama örneğin birinci devrimde sitim makinelerinin getirdiği gibi tekil bir nedene bağlı olarak değil, başlangıçta birbirinden bağımsız görünen birçok alandaki teknolojik gelişmelerinin bütünsel etkisi ile ortaya çıkmıştır.
O halde hangi teknolojiler böylesi bir kapsamlı Devrim’e yol açtı. Ana hatları ile şöyle belirlenebilir;
Yapay Zekâ (Artificial Intelligence)
IBM şirketi tarafından Yapay Zekâ, bir bilgisayar ya da makinenin insan aklının yetenekleri olan Örneğin deneylerden öğrenme, objeleri tanıma, lisanı Anlama Reaksiyon gösterme, kararlar alabilme, problem çözebilme gibi şeyleri yapabilmesi anlamına gelmesi şeklinde tanımlanmaktadır. Örneğin, araba sürebilme, misafirleri karşılayabilme. Malzeme taşıma.
Bugün çok büyük miktarlarda verilerin toplanabilmesi ve bunları insan beyninden daha hızlı ve daha hassas şekilde işleyebilecek nitelikte bilgisayar sistemlerinin gelişmesiyle Yapay Zekâ diye tanımladığımız şey olanaklı hale gelmiştir.
Örneğin günlük yaşamımızda bir düzen içinde ev temizleyebilen akıllı süpürgeler
Otonom otomobiller, dronlar, Medikal sektörde imaj analizleri hep yapay zekaya sayesinde gerçekleşebilmektedir.
Bu konsept bir ağ bağlantısı üzerinden makinelerin bilgi değiş tokuşu yapabilmeleri ve insanlar tarafından yönlendirmeden bazı işlemleri yerine getirebilmeleri şeklinde tanımlanabilir
Yöntemin en belirgin avantajı birbirinden uzak mesafelerde bulunan üretim ve merkezler arasında veri iletişimi ile performans yönetimi, bakım tutum gereksinimin gözlenebilmesi ve böylece makine duraksama sureleri ile maliyetlerinin düşürüle bilmesidir.
2.4 Büyük veri tabanı (BigData) ve Analitik çözümleme.
Esas olarak ağ üzerinde gözlem ne ölçümleme yollarıyla sonuçlar hakkında çok büyük ölçekte veri toplamasıdır. Böylece Verilerin değerlendirilmesi ile en uygun işlemin belirlenebilmesi, tekil olarak makinelerin ve sistemlerin performansının ölçülebilmesi, yanı sıra sorunlar oluşuyor ise bunların gözlemlenmesi sağlanabilmektedir.
Otonom Robotlar.
Robotlar endüstride uzun zamandır kullanılagelmektedir. Şimdi ise bunlar daha hafif, güçlü ve adaptif hale gelmekle birlikte maliyetleri de kabul edilebilir düzeylere inmiş durumda. Otonom nitelikli bu Robotlar, üretimde, lojistikte ve dağıtım hizmetlerinde rahatlıkla kullanılabilmekteler.
2.6 Yatay ve dikey entegrasyon.
Operasyonlar sırasında süreçlerden toplanan büyük veri bir bulut ortamınayüklenebilir. Daha sonra bu veri ağ üzerinden sistem birimlerinin ortak yararlanabileceği omurga bir yapı oluşturulabilir.
2.7 Nesnelerin Endüstriyel İnterneti. (Internet of Things –
Konseptin en önemli unsuru bu olmaktadır. Bu sayede sistem üzerinde hareket halindeki birçok nesnenin bir Merkez ya da birbiriyle iletişim kurabilmesi mümkün olmaktadır. Her nesne kendisine özgü bilgi oluşturarak/ taşıyarak ortak platforma internet üzerinden yollamakta ve bu bilgiler sonraki aşamalarda kullanılmak üzere elleçlenmektedir. Yapay zekâ olarak alçak düzeydeki nesnelerden gelen bu veriler robotlar veya Sağlık cihazları gibi daha üst düzeydeki akıllı cihazlar tarafından işlenerek kullanılmaktadır.
Bu tanımın daha çok bilinen vekullanılan şekli, üç boyutlu yazıcı (3D Printing) ile üretimdir. Bu yöntemle müşteriye özel uyarlanmış parçalar üretimi yapılabilmekte ve ayrıca malzeme tasarrufu sağlanabilmekte
Fiziksel gerçek bir ortamın Üzerine aynı ortama ve nesnelere ait sanal bir görüntünün giydirilmesi denebilir. Böylece fiziksel gerçekliğe ait ek bilgilerin ve kullanım özelliklerinin bir arada görüntülenmesidir. Sanal gerçeklikten ( Virtual Reality) farklı olarak burada algılanan ve görünen fiziksel ortamın kendisidir.
Satın alma hizmetleri, depolama, müşteri ilişkileri ve benzeri işlemlerin birçoğu artık İnternet ortamında yapılmaktadır. Hem yükleniciler hem de müşteri tarafı internet üzerindeki iletişimin güvenli bir ortamda olmasını beklemektedir. Bu ortamdaki veri sızıntıları ve kötü amaçlı girişimler ilgili kurumların / şirketlerin hem güvenliğini hem de piyasa değerini düşürecektir. Güvenlik sağlandığında veriler korunabildiği gibi zararlı girişimler de önceden belirlenip önlem alınabilir.
GÜNCEL UYGULAMA ALANLARI
Konseptin getirdiği veri toplama olanağı sayesinde, değişik alanlarda üretimde /hizmette kullanılan makine ve düzenlerden çok büyük miktarda, yoğun ve gerçek zamanlı veri oluşturmak mümkün hale gelmiştir. Bu veriler analiz edilerek üretimi sağlayan düzenin ya da makinelerin daha verimli çalışması, performanslarının anlık gözlemlenmesi ve olası problem alanlarının önceden belirlenmesi kolay hale gelir. Böylece bakım tutum planlanması ve gerekli lojistik destek daha verimli yapılabilir.
3.1Tedarik ve lojistik destek
Sistem elemanlarının birbirine bağlantılı çalışmasıyla lojistik gereksinmeleri gerçek zamanlı olarak saptamak mümkündür. Ayrıca tedarik zinciri içinde piyasada oluşan gelişme ve yenilikleri anlık izleyerek tedarik daha düşük maliyetle ve daha kısa zamanda sağlanır. Üzerine sensor, transmitter ya da RFID (Radio Frequency Identification) etiket yapıştırılmış kutu, parça, konteyner vb. süreç boyunca izlenerek yönlendirme, sayılma, durdurma vb. İşlemler gerçekleştirilir.
3.2 Otonom ekipman ve araçlar
Akıllı sistemin devreye girmesiyle insandan bağımsız olarak hareket edebilen cihaz ve araçlar, özellikle Üretim hatları, yanı sıra lojistik tesislerde ve değişik hizmet alanlarında kullanılabilir hale gelir.
Örneğin direk insan kullanılmasına gerek kalmadan limanlarda konteynerlerin yerleştirilmesi, su altı karina temizliği, su altı araştırmaları gibi.
3.3 Robotlar
Bir zaman ancak yüksek ölçekli ve büyük firmaların kullanabildiği robotların maliyetlerinin düşmesi ile birlikte bugün artık birçok depolarda ve üretim tesislerinde kullanılabilmektedir.
Örneğin üretim hattında parça transferi, montaj, elektronik kart montajı, tehlikeli alanlarda imha gibi işlemler.
3.4 Eklemeli üretim (Additive Manufacturing)
Klasik üretimde malzeme şekillendirmesi için talaşlı imalat (torna, tesfiye freze vb.) kullanılmaktadır. Başlangıçta 3D PRINTING sadece prototip üretimi için ve plastik malzemeler kullanarak yapılmakta idi. Şimdi ise oluşan teknolojik gelişmelerle, metal malzemeler de kullanarak büyük ve karmaşık parçaların üretimi yapılabilmektedir.
3.5 Nesnelerin İnterneti ve Bulut depolama
Nesnelerin interneti kullanabilmesi ile birbirlerine bağlanması ve veri alışverişi yapabilmeleri sağlanmıştır. Bu olanak yerel olarak ve fabrika içi kullanılabildiği gibi artık Bulut üzerinde çok büyük veri paylaşımıyla fiziksel olarak bağımsız yerlerde tasarım, üretim ve montaj mümkündür.
Böylece küçük bir işletme dahi kendi sınır ve kapasitelerini aşan olanakları kullanabilmektedir.
4.ENDÜSTRİ 4.0 GELİŞİMİNDE ENGELLER
4.1 Ekonomik Etkenler
4.1.1 Yüksek maliyet.
Endüstri 4.0 unsurlarının uygulamaya geçirilebilmesi için gerek ilk yatırım maliyetleri gerekse bakım maliyetleri bazı firmalar için bir hayli yüksek olacaktır. Bu bakımdan rekabet açısından değişik avantajlar sunabilmekle beraber, konsept her işletme büyüklüğü ya da alanı için cazip olmayabilir.
4.1.2 Modelin uyarlanması.
Sistemin büyük firmalar için adaptasyonu daha kolaydır.
4.2 Üretkenlik.
Sistemin her alan ve her durum için üretkenliği arttıracağı beklenmemelidir. Uyarlamaya girişmeden önce işletmenin gerçekten bunan gereksinimi olup olmadığı; maliyet / fayda analiz ev sürdürülebilirliği özenle ve detayla irdelenmelidir.
4.3 Regülasyonun yetersizliği.
Endüstri 4.0 sistemi ana yapısı bakımından küresel bir paylaşım karakterine sahiptir. Ancak birçok ülke konuya yabancı olduğu gibi bu alanda uluslararası herhangi bir standart veya yasal temel henüz oluşmamıştır. Kaldı ki yerel standartlar da birçok ülkede yoktur.
4.4 Veri güvenliği.
Gerek hükümetler bazında gerekse Özel sektörde sistem ağ ortamında veri güvenliğinin tam olarak sağlanması için hala yol alınması gerekmektedir.
4.5 Sosyal etkenler
Uluslararası ağ platformlarının kullanılması ile platforma aktarılan Kişisel ve firmaya özel bilgiler tehdide açık duruma gelebilmektedir.
Konsept ağırlıklı olarak otomasyona dayandığından mavi ve beyaz yakalı bir kısım bilgi teknolojisi çalışanlarının işlerini kaybetmeleri anlamını da taşımaktadır.
4.6 Endüstri 4.0 kavramının benimsenmesinde ki zorluklar
4.6.1 Bu derece kapsamlı ve karmaşık değişiklikler uygulamaya girişecekler için alışılmışın dışında düşünce ve davranış kalıplarının yaratılmasını gerekli kılmaktadır. Bunun açılımı ise Paradigma değişimidir.
4.6.2 Bu sistemin işleyiş şekli ve kullanılacak sistem elemanları firmaların henüz ellerinde bulunan cihaz ve ekipmanın bir kısmının boşa çıkmasını gerekli kılabilir. Bu takdirde eldeki cihaz envanteri, amortismanı ve maksimum verimi sağlanamadan elden çıkarılmış olacaklardır.
4.7 Bilgi teknolojisi sorunları.
Sistem tümüyle birbirine bağlı ve yekpare bir şekilde Dizayn edildiğinden ve çalışacağından sistem içindeki herhangi bir noktadaki veri yanlışlık veya aksaklığı tüm sistemi etkileyecektir
4.8 Mülkiyet haklarının korunması.
Sistemin tümünün ve süreçlere ait veri ve bilgilerin internet ortamı üzerinde olması şirketlerin kendilerine özgü bilgi ve belgelerin yeterli önlem alınmaması halinde istihbarata ve çalınmaya açık olması demektir.
5.SONUÇ:
Endüstri 4.0 Devrimi kendisinden önceki aşamaların değişik alanlarda bir devamı olmakla birlikte, onlardan farklı olarak Tasarım, üretim ve Lojistik konularında birçok alanda çok daha fazla imkân sunmakta ve her gün bugüne dek hayal dahi edilmemiş yeni kapılar açmaktadır
Bu arada kavramın kendisi de gelişmekte ve yeni yeni unsurlar ilave olmaktadır.
Üretim alanındaki uygulamalarının bir diğer büyük alanı Denizcilik işletmeciliği ile Gemi İnşaat sektörüdür. Gemi inşa sektörüne konseptin nasıl yansıdığını bunda sonraki yazımda ele almaya çalışacağım.
