Haber Detayı
20 Aralık 2020 - Pazar 00:14 Bu haber 12865 kez okundu
 
Endüstri 4.0 Aşamasında Dijital Gemi İnşası
SEKTÖRDEN Haberi
Endüstri 4.0 Aşamasında Dijital Gemi İnşası

DENİZ AKAD - Dz. Yük.Müh. Kd.Alb (E)
 
1-ENDÜSTRİ 4.0
1.1 Bu kavram Siber Fiziksel Sistemlerin üzerinde, özellikle nesnelerin interneti ve İnternet servislerinin ortak kullanımı ile oluşan ve katma değer yaratan bir organizasyon şekli olarak tanımlanabilir.
 
1.2 Kendisinden önceki endüstriyel devrimlerden farklı olarak Endüstri 4 bir alandaki tekil devrimle başlamamıştır. Ancak dijital alanda paralel olarak gelişen teknolojiler bu dönüşümün temellerini hazırlamıştır. Birbirinden bağımsız branşlar olarak gözükse de endüstri 4 bu teknolojilerin ortak etkileşimi ile oluşmaktadır.
 
1.3 Konu daha önce Aytek Güngör’ün makalesinde genel olarak ele alınmış ve Siemens firmasının platform yazılımı örnek olarak açıklanmıştır. Burada ise konu Endüstri 4’ü oluşturan teknolojilerin gemi üretimindeki özgün yansımaları açısından ele alınacaktır.
 
2-GEMİ İNŞA SEKTÖRÜNDE SON EĞİLİMLER
2.1 Bugün gemi inşa endüstrisinde ana sorunlar, üretim verimliliği, maliyetlerin düşürülmesi, daha kısa sürelerde teslim ile enerji ve çevrenin korunmasıdır. Bunları sağlayabilmek üzere AKILLI GEMİLERİN geliştirilmesi ve bunların AKILLI TERSANELERDE üretilmesi gerekmektedir. Bu ise Tersanelerin akıllı birer fabrika ya dönüşmesi demektir. 
 
2.2 Geleneksel gemi inşaatında gelişme yeni makineler, yazılımlar ve örgütsel değişimler ile sağlanabilse de üretim sırasındaki büyük miktardaki değişimler, seri üretim gemilerde maliyetlerin kontrolünün ve kalite kontrolünün zayıflamasına neden olmaktadır. 
 
2.3 IMO Kurumu’nun 2013 yılında yayınladığı ve 2016 yılında yürürlüğe giren yeni kurallarıyla bundan sonraki yeni gemilerde 2025’e kadar en aşağı 30 yakıt verimliliği sağlanması istenmiştir. Bu regülasyon ve benzer çevre sınırlamaları sektörü yeni bir şekil almaya zorlayan bir diğer faktördür.
 
2.4 Birçok endüstri alanına yayılmakta olan Endüstri 4'ün yansıdığı endüstri alanlarından birisi gemi inşaat sektörü olmaktadır. Ancak yapısal niteliği bakımından ataleti yüksek, yaygın kolları bulunan ve yıllardan beri süregelen klasikleşmiş üretim teknikleri nedeniyle bu alandaki değişim diğer endüstrilere göre daha yavaş kalmıştır. Örneğin otomotiv ve uçak endüstrileri bu alanda halen Almanya tersaneleri liderlik yaparken Amerika, Japonya, Kore, Çin, İspanya ve Avusturalya tersaneleri bu dönüşüm içinde yol almaktadır. Norveç, İngiltere, Fransa, Finlandiya ve Brezilya hazırlık halindedirler.
 
3-TEKNOLOJİLER
Endüstri 4 temel teknolojilerinin gemi inşa sektöründe yansımasının nasıl olduğu, aşağıda bu teknolojiler bazında ele alınmıştır.
 
3.1_3D Modelleme
Üç boyutlu modelleme gemi inşa sektöründe yeni bir uygulama değildir. Bugüne dek, 2 boyutlu proje çizimlerinden sonra yeni yazılımlarla bu modelleme de yapılabilmektedir. Ancak şimdi nokta ölçüm cihazlarıyla elde edilen verilerden direkt olarak modele geçmek mümkündür. Böylece oluşan bölümlerin içindeki yerleşim seçenekleri, güçlükleri ya da hareket olanakları simülasyon yoluyla belirlenebilir. Çok önemli bir diğer katkıda 3D modellerin, fabrikalardaki üretim tezgahlarına yapılacak işin parametreleri hakkında direkt bilgi besleyebilmesidir.
 
3.2_Digital İkiz
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_Nesnelerın Endüstriyel İnterneti (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 RFDI teknolojinin 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 iş 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_3D Yazdırma
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 Tasarım (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.  
 
3.7_Üç Boyutlu Tarama (Retrospektıf Modeling)
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 Performanslı 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. 
 
3.9_ Arttırılmış Gerçeklik (Augmented Reality)
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, iş 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 Zekâ ve Öğrenen Makinalar 
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 Yardımcılar (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.
 
3.12_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 inşa 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.
 
3.13_Satıcı Zinciri 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.
 
3.14_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
4.1 Endüstri 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. 
 
Ülke düzeyinde bakıldığında bize yakın düzeyde olan Hırvatistan konuyu ortak bir şemsiye altında değerlendirerek kendilerine en uygun adımların neler olacağını ve nasıl gerçekleştirilebileceğini saptamıştır.
 
5-TÜRKİYE İÇİN DURUM
5.1 Konu başlı başına ayrıca ele alınacak ve irdelenecek ağırlıktadır. Ancak kişisel bazda bazı fikirler aşağıda ifade edilmiştir.
 
5.2 Ülkemizde konu Gemi İnşa Sanayicileri Birliği (GİSBİR) önderliğinde ele alınabilir. Gemi İnşa ve IT fakültelerinin, Türk Loydu’nun 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.
 
5.3 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 uluslararası pazar ortamı içinde kalabilmek giderek zorlaşacaktır. Bu bakımdan dönüşüm için gerekli çalışmalara ne kadar erken başlanırsa o kadar zaman kazanılacaktır.
 
5.4 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. 
Kaynak: (db) - deniz bülten Editör: Haber Merkezi
Etiketler: Endüstri, 4.0, Aşamasında, Dijital, Gemi, İnşası,
Yorumlar
Haber Yazılımı