Endüstri 4.0 -Nesnelerin Interneti

Endüstri 4.0 – Nesnelerin Interneti  
csm_industrie_40_3b05e0977c    industry-4.0-expo-partner.004

 

Belirli bir ekonomik değere sahip canlı-cansız her nesnenin,  internete bağlanarak diğer objelerle iletişim ve etkileşim haline geçeceği yani akıllı hale geleceği “Nesnelerin İnterneti” (Internet of Things – IoT) devrimi hızla gelişiyor. Tamamen bağlantılı ve akıllı bir dünyaya doğru ilerlerkeni, bu gelişim ve trend birçok alanda etkilerini gösterecek. Sadece mobil platformlar değil endüstriyel alanlar da bu devrimden etkilenmektedir. Bu etkileşim hızla artacak ve hayatımızı daha verimli, güvenli ve kolay bir şekilde sürdürebilmemizi sağlayacak.

inovasyon-ve-endüstri-devrimi-industry-revelotion-nedir-13Endüstriyel devrim süreci geçmişten günümüze 4’e ayrılıyor. Endüstri 1.0 olarak da adlandırılan birinci süreçte, su ve buhar gücü kullanımı ile çalışan mekanik sistemler vardı. (İlk mekanik dokuma tezgahı-1784). Endüstri 2.0 olarak isimlendirilen ikinci süreçte  ise elektrik enerjisinin kullanılmaya başlaması ile seri üretime geçiş oldu(İlk hareketli band sistemi mezbahane kullanımı-1870). Üçüncü ve şu an genel olarak yaşanan endüstri 3.0 süreci ise,  elektronik ve bilişim teknolojilerinin entegre kullanılması ile başladı(İlk programlanabilir yönetim sistemi SPS-1969). Yeni başlayan dördüncü süreçte ise sanal ve fiziksel sistemler entegre olarak kullanılacak. İnternete bağlı her nesnenin üretim alanında daha fazla kullanımını içeren bu trend ile birlikte endüstriyel alanda köklü değişimler olacak ve “Dördüncü Endüstri Devrimi – Endüstri  4.0” olarak nitelendirilen yeni bir dönem başlayacak. İnternetin üretimde kullanılması, iş geliştirmeden-mühendisliğe birçok yeniliği de beraberinde getirecek.

Bu gelişmelerle üretim tesisleri; makinelerini, depo sistemlerini, araç-gereçlerini küresel ağlara dönüştürecekler. Üretimde akıllı cihazlar birbirleri ile gerçek zamanlı etkileşim kurarak daha verimli halde çalışacaklar. Böylece ürün geliştirme aşamasında;  tasarımdan gerekli malzeme kullanımına, pazarlamadan sevkiyata birçok süreçte daha şeffaf ve birbirine bağlı bir sistem kurulacak. Birbiriyle konuşan, bağlantılı makineler ürünün kalite kontrolünü yapıp üretim sürecindeki hataları daha hızlı tespit etmeyi sağlayacak .Tüm bu sürecin yönetildiği akıllı fabrikalarda büyük veri analiziyle üretim daha verimli hale gelecek.

Industry40Örnek olarak, otomobil üreten bir fabrika düşünelim. Otomobil üzerindeki tanımlayıcı çip üzerinden tüm üretim bandı aşamalarında, sonrasında sevkiyat anında, en sonunda müşteriye kadar bütün süreçler gerçek zamanlı olarak izlenebilecek ve aksaklık durumunda müdahale edilebilme imkanı sağlanacaktır. Aracın herhangi bir arıza durumunda da çip gerçek zamanlı olarak fabrikaya veri gönderecek ve problemin çözülebilmesi sağlanacak. Üretim aşamasında arızalara-aksamalara karşı veya tedarik zinciri bazlı problemlere karşı hızlı çözümler sunabilecek.

Endüstri 4.0 ile akıllı üretim tesisleri özel müşteri isteklerini yerine getirebilecek ve tek ürünlerde daha verimli çalışabilir hale gelecek. Prototip halindeki ürünlerin tasarım süreçleri 3D yazıcılar kullanarak hızlandırılabilecek ve böylelikle kişiselleşen ürünlerin üretim maliyetleri de azaltılmış olacak.

Sistemler insan iş gücünden ziyade daha çok teknoloji odaklı akıllı makine kontrolüne geçecek ve böylelikle otonom fabrikalar kurulabilecek. İş gücü sayısı azalacak ve bu noktada sosyo-ekonomik değişimler baş gösterecek. Niteliksiz işçi sınıfı neredeyse bitecek.

ROI_IT_industry_4_0_strategy

Konsept: Endüstri 4.0’a Giriş :
Endüstri 4.0!…RTC900
Acaba sınırı, çerçevesi, belirlenmiş normları var mı?
Hangi uygulamalar “Endüstri 4.0” konseptine dahil olabilir?

Bunun gibi bir çok soru var… İlgilenen herkesin bir fikri olmasına rağmen, henüz çok az sayıda aktif çalışan uygulamanın gerçekleştirildiği bir konseptten bahsediyoruz.
Zira, saha mühendislerinin bir çoğu endüstri 4.0 uygulamaları ile bir çok fayda kazanacağını bilmekteler, ancak özellikle çalışan makinaların PLC ve kontrolörlerine müdahale edilmesi sonucu ortaya çıkacak, duruş ve üretim kayıpları ile de karşı karşıya kalmak istememektedirler. Risk almamak için de daha fazla inceledikleri ve zaman harcadıkları da bir gerçektir. Fakat, uygulama yapılmadan geçen her gün, saat hatta dakika da kazanım kayıpları yaratmaktadır.
Aslında, belli başlı bazı esaslar dikkate alınarak yapılan uygulamaların Endüstri 4.0’a uygun projeler olarak nitelendirilebileceği aşikârdır.
Karanlık ve insansız fabrikalar ve kendi aralarında haberleşen makinalar aslında Endüstri 4.0’ın nihai sonucudur. Peki bu sonuca nasıl ulaşılmalı? Sondan başa doğru gitmek gerekirse işletme ile ilgili maliyetler dahil olmak üzere tüm verilerin işlenip, raporlandığı ERP sistemi ile üretim sahasındaki en alt seviyenin komponenti olan sensörler iletişimde olması en önemli gereksinimdir. Bu gereksinim ise yine sondan başa doğru olarak aşağıdaki esaslar ile sağlanmaktadır.
Saha verilerinin, analiz sonuçlarının ve raporlamaların anlık olarak bulut teknolojisi ile buluşması
Sisteme dahil ilgili kişilerin yetkileeri seviyesinde izleyebileceği verilerin kuruluşun faaliyetlerini gözlemlemek, süreçleri iyileştirmek, doğru raporlamalar oluşturularak, bilgi güvenliği de göz önünde tutularak buluta taşınması

Toplanan verilerin analiz edilmesi
OEE – KPI yazılımları ile üretim kayıplarının azaltılması, maliyetleri düşürülmesi
Enerji yönetim yazılımları ile tüketimlerin azaltılması
Arıza oluşmadan yapılacak tespitler ile duruşların ve duruş maliyetlerinin engellenmesi

Üretim sahasında verilerin toplanması
PLC ve kontrolörlerden alınan üretim verileri (Vardiya, operatör, ürün vs gibi temellere göre üretimle ilgili veriler)
Enerji tüketim verileri
Sahada varolan ve eklenecek sensörler ile yeni veriler yaratarak, makine bazında kestirimci bakım verileri
Yukarıdaki teoriye göre, ilk yapılması gereken aksiyon, üretim alanlarındaki makinaların da en alt seviyesine ulaşabilmektir. Sensör seviyesinden alınacak verilerin, ERP seviyesinde faydalı kullanabilecek bir modele dönüştürülmesi ile ENDÜSTRİ 4.0 uygulamalarına başlanılabilir.
Peki ne yapmalı? Kestirimci bakım uygulamaları, ICC tarafından uygulanan “Endüstri 4.0’a Giriş” konseptinin anahtarı durumundadır.

Örnek olarak, dakikada 25.000TL tutarında üretim yapan bir otomobil fabrikasında, iki konveyör arasında araç kasası transferi yapan konveyörün motoru bozulduğunda, arızanın farkedilmesi, onarılması ve sistemin yeniden çalışmaya başlaması arasında geçen zaman 20 dakika olduğunu varsayılsın. 500.000TL tutarındaki bir üretim kaybının oluşması yerine, çok daha küçük miktarlarda yatırım yapılabilir. Böylece motorun bozulacağını titreşim, sıcaklık ve akım değişimleri ile tespit edebilen bir altyapı hazırlanarak, belirlenen değerlerin değişmesi durumunda, görsel alarm veren, bakım ekiplerinin kullandığı masaüstü, laptop ve endüstriyel tablet bilgisayarlara uyarı gönderen, üretim ilgililerine e-posta ile bilgilendirme ve raporlama yapan bir sistem oluşturulabilir. Anlık bilgilendirmeler sayesinde henüz daha konveyör motoru bozulma evresine gelmeden, bakım yöneticileri onarım planlarına ilgili üniteyi dahil ederler ve üretim hattında herhangi bir duruş oluşmadan arıza onarılabilir.

KonseptEndustri4.0
ICC Elektronik, konsept danışmanlığı yaptığı firmaların ihtiyaçlarına göre kritik noktaların verilerini aşağıdaki şekilde alarm mesajına dönüştürmektedir.
Üretim sahasında, duruş yaratma ihtimali olan noktalarda bulunan sensörlerin verilerinin alınması, yok ise sensör eklenmesi
Toplanan sensör verilerinin 3kilometreye kadar mesafedeki bir bağdaştırıcıya taşınması
Bağdaştırıcıda toplanan çoklu sensör verilerinin MOVICON NEXT Scada ile izlenir hale getirilmesi, oluşan alarmları AAEON by ASUS endüstriyel bilgisayarlar ile saha içerisinde gösterilmesi, bakım ekiplerinin kullandığı AAEON by ASUS endüstriyel tablet bilgisayarlara anlık arıza iş emri olarak düşülmesi
Bu sayede, arıza henüz fiziksel olarak tehlike ve kayıplar oluşturmadan tespit edilir.
Sistemde scada kullanılmasının bir avantajı da üretim verilerinin OEE – (Overall Equipment Efficiency) raporlamasına dönüştürmektir.
OEE Nedir?
İşletmelerin değerlendirilmesinde temel ölçülerden biri olan OEE (Overall Equipment Effectiveness): Ekipman Etkinlik Oranı; Kalite Oranı, Çalışabilirlik ve Performans oranlarının birbirleri ile çarpımı sonucu elde edilen bir yüzde değeridir.
%100 OEE sonucu, işletmenin hiç durmadan ve kayıp oluşturmadan üretim yapıldığının ifadesidir.
OEE (%) = Kullanılabilirlik Oranı x Performans Oranı x Kalite Oranı
Kullanılabilirlik Oranı (%): Ekipmana ait sebeplerden (arıza, ayarlamadan kaynaklanan duruş süresi vs.) kaynaklanan kullanılabilirlik değeridir.
Performans Oranı (%): Çalışma hızlarında tasarımla belirlenmiş hızlara göre düşüşleri ve saniyelik bile olsa duruşların oranıdır.
Kalite Oranı (%): Toplam işlenen parçaların defolu ve yeniden işlem kayıplarının yüzdesidir.
OEE hesaplamak, rapor almak ve izlemek aslında zor değildir.
Endüstri 4.0’a giriş konsepti için sahaya kurulan Movicon Next Scada Platformunun ProLean Verimlilik modülü ile makina verilerinizi toplayıp, hesaplamakta ve anlık raporlar oluşturabilmektedir.
Otomasyon seviyesinde, makinalardan alınan üretim verileri, IT seviyesinde ERP / SAP seviyesine kadar taşınır aynı zamanda da kuruluşun bulutu üzerinde kendisine ayrılan alanda uzaktan erişim için saklanmaktadır.

ICC, yarattığı “Endüstri 4.0’a Giriş” konsepti sayesinde, duruş ve üretim kayıplarının engellenmesi, üretim verimliliğinin artmasına yardımcı olur. Aynı zamanda da saha mühendislerinin Endüstri 4.0 uygulamaları yaparken pratik kazanmalarını destekler.