Akıllı Makineleri Anlamak:

 

Geleceği Nasıl Şekillendirecekler

 

Yazı  Dizisi-3

 

Dr. Rainer Beudert, Leif Juergensen ve Jochen Weiland

 

 

Şekil 2 Akıllı makine teknolojilerinin yönleri

 

Akıllı makinelerin özellikleri 

VERİMLİLİK

• Öz farkındalık – Sensörlerin kullanımı ve makinenin becerileri ve özelliklerine ilişkin esaslı bilgilerle, akıllı bir makine, kendi temel bileşenlerinin yanı sıra çevresel koşulları da izleyebiliyor olacaktır. Dahili zeka; şebeke ve yük tarafı davranışıyla ilişki kuracak ve kendi parametrelerini verilen iş kuralları dahilinde uyarlayacaktır. Hem operatörlere ve OEM bünyesindeki bağlantılı veri kullanıcılarına, hem de son kullanıcıya ilgili bilgileri sunan akıllı makine, üretim hatlarının daha güvenilir, esnek ve verimli bir biçimde üretim yapmasını sağlayacaktır. Bu tür bir optimizasyon; enerji, zaman, OEE, yük paylaşımı, kalite ya da analitiklere göre ayarlama noktaları sunan şebeke tarafı sistemleri aracılığıyla diğer parametrelerle ilgili olarak uygulanabilir.


 

Bu makine izleme seviyesi aynı zamanda bileşenlerin arıza yapmasından ya da ilgili çalışmama süresinden kaçınılmasına veya makine ya da bileşenlerin zarar görmesinin önlenmesine yardım ederek OEM tarafından desteklenen önleyici bakıma olanak verir. Ayrıca katma değerli hizmetler için iş fırsatlarını arttırırken üretim üzerindeki etkiyi minimum seviyeye düşürmek için bakımın programlanabilmesine olanak sağlar.

Gelişimin ön planında yer alan makineler, hem kablolu hem de kablosuz sensörleri giderek artan oranlarda kullanırken dahili zeka, fabrika ortamında karar verme sürecinin dağıtılmasına ve otomatik hale getirilmesine yardımcı olacak. Bu teknolojilerin maliyetleri düşmeye devam ederken daha fazla makine sensörleri entegre ederek daha iyi gerçek zamanlı görünürlüğe olanak verecek.

• Veri Yönetimi – Akıllı makinelerin verileri hızlı ve merkezi olmayan bir şekilde değerlendirmesi için uygun zeka seviyesine sahip olması gerekir. Bütün verilerin analiz için merkezi bir kontrole yönlendirilmesi, ölçeklendirilebilir bir yapı olmadığı için kısa zamanda gecikmelere neden olacaktır. Belirlenen parametrelerin dışında kalan verileri yalnızca paylaşma zekasına sahip olan sensörler, bileşenler ve makineler, daha iyi bir genel veri yönetimiyle sonuçlanacaktır. Daha geniş bir ağ/topluluk ile paylaşılan veri seviyesinin geliştirilmesi, karar verme sürecini hızlandıracak ve (kritik bilgilerin gecikmesine ya da tamamen kaybedilmesine neden olabilecek olan) iş birikmesini azaltacaktır.Verilerin depolanması da göz önüne alınması gereken önemli bir husustur. Bugüne kadar, üretim verilerinin depolanması için çoğunlukla donanım kullanıldı ancak bu yöntem, oldukça zaman alıcı ve yönetilmesi pahalı olabilir. Bulut, verilerin daha uygun maliyetli bir biçimde daha iyi yönetilmesine yardımcı olmak için giderek daha uygulanabilir bir seçenek haline gelmektedir.


 

EMNİYET VE GÜVENLİK

• Emniyet ve siber güvenlik – Temel tasarımları kapsamında güvenliği barındıran akıllı makineler, operatörlerin emniyetini geliştirecek ve artan ağ güvenliği riskini minimum seviyeye indirecektir. Makine performansının geliştirilmesi ve kullanım ömrü maliyetinin düşürülmesi, makinenin ya da üretim hattının emniyetinin ya da güvenliğinin azaltılmasıyla dengelenemez


 

 Emniyet açısından, makine tasarımcılarının çok çeşitli esnek seçenekler sunması gerekmektedir. Bu kapsamda lazer tarayıcılar ve güvenlik kameraları gibi özel güvenlik öğeleri ile güvenlik PLC'leri ve güvenlik kontrol cihazları gibi dahili emniyet barındıran otomasyon öğeleri yer alacaktır. Çeşitli güvenlik öğelerinin ve kontrol cihazlarının kullanılması olanağı, makine tasarımcılarının çözümü ilgili son kullanıcı uygulamasının gereksinimlerine uydurmasına olanak vererek genel performansın ve verimliliğin geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

 Günümüzde veri güvenliği, yeni ağ teknolojileri ve iş süreçlerinin son kullanıcı tarafından benimsenmesinin önündeki temel engeldir. Üretim avantajları sağlamak için ağ bileşenleri ve makineler için öngörülen risk yüksektir.

 Özellikle IIoT ve artan bağlanabilirlik seviyeleriyle, güvenliğin çeşitli açılardan ele alınması gerekmektedir. Güvenlik hususunun donanım, yazılım ve hizmetleri birleştiren çok katmanlı bir güvenlik olması gerekmektedir. Makine tasarımcılarının (ve otomasyon bileşenleri satıcılarının) son kullanıcıların güvenlik açıklarından haberdar olduğundan ve bir ihlal riskini minimum seviyeye indirmek için ağ altyapısını yönetebildiğinden emin olması gerekir.

 Akıllı makinelerin avantajlarına ilişkin olarak son kullanıcıların eğitilmesine ve arttırılmış I/P bağlanabilirliğiyle güvenliğin muhafaza edilmesine yardım etmek için, kullanım senaryoları ve başarı öyküleri vurgulanmalıdır.

ESNEKLİK

• Tak ve çalıştır – Her yeni akıllı makinenin çeşitli OEM'lerin mevcut kurulumlarına ya da makinelerine uyumlu olması gerekecektir; Son kullanıcılar kısa süre içerisinde kurulabilen cihazlar istemektedir. Sistemin geri kalanıyla entegrasyon kolay olmalıdır.


 

 

• Modülerlik – Bugünün makinelerinin kullanım ömrü, artık tek parçalı ya da tek amaçlı tasarımlara izin vermemektedir. Pazara ulaştırma süresi kısıtlamaları tarafından yönlendirilen hızlı gelişim, OEM'leri Mekatronik Tasarım ve modülerliğe geçmeye zorlamaktadır. Bu eğilim aynı zamanda modern makinelerin yazılım ve uygulama kısmında da devam etmektedir. Akıllı makineler, basit yazılım işlevlerinden tam işlevsel modüllere kadar mekanikler, elektrik, hareket ile arabirimler, özellikler ve davranışı tanımlayan güvenilirliği kanıtlanmış tasarım şablonlarından faydalanacaktır.


 

 

• Yeniden kullanılabilir tasarım – Makine tasarımcıları; kanıtlanmış, güvenilir ve onaylanmış konseptleri benimsemektedir. Modülerlik; yazılım ve donanımın farklı bir bağlamda yeniden kullanılması için yeni bir düşünme açısı gerektiren paradigmayı sağlayan unsurlardan biridir. Test edilebilen, iyi tanımlanmış davranışa sahip net ve katı arabirimler kavramı, BT dünyasından gelmekte ve bazı uyarlamalarla otomasyonda kendine yer bulmaktadır. Bu da akıllı makineler için diğer bir temel fark yaratma faktörüdür.


 

BAĞLANABİLİRLİK

• Bağlanabilirlik – Akıllı makineler, doğrudan daha geniş (Ethernet tabanlı) ağa bağlanacaktır. Bu da geleneksel bağımsız makinelerin ve otomasyonun becerilerinin çok ötesine geçen bir veri paylaşımına ve üretim planlamasına olanak vermektedir. Akıllı makineler; bilgi teknolojisi (BT) ve operasyon teknolojisi (OT) boşluğu arasında köprü kurarak çok çeşitli yönetim ayarlarında kullanılabilen üretim verilerini kullanıma hazır hale getirecektir (örneğin stok kontrolü, operatör programlama, bakım, enerji yönetimi ve ürün değiştirme). Bunun için temel bir gereklilik: değerleri ve parametreleri anlamlı bir bağlama ve ortak bir dile yerleştirme standartları.


 

 

• Dijital mobilite – Makine operatörleri ve üretim seviyesi mühendisleri, işyerinde mobil cihazları kullanma kavramını hiç olmadığı kadar yüksek oranlarda benimsemektedir (bkz. Şekil 3). Personelin artık performansı izlemek ya da yönetmek için bir makinenin yakınında olmasına gerek yok. Bu cihazlar, operatörlere makine verilerine erişmeye devam ederken etrafta dolaşabilme esnekliği sunmaktadır. Ayrıca makine mühendisleri, sorunları uzaktan teşhis edip rehberlik sunabilmekte, bu da bir çözümün uygulanmasını hızlandırmaktadır. Böylece bileşenlerin hatalarından kaynaklanan çalışılmayan süre ve kayıplar azaltılmaktadır.


 

Şekil 3 Endüstriyel mobil uygulamalar için global piyasa tahminleri (IHS'ye aittir)

 

Bundan sonraki yazımızda " "Haberleşmeler"  anlatılacaktır.