PC Tabanlı Kontrol

Industry 4.0. özünde bilgi teknolojisiyle otomasyonun yakınsaması bulunmaktadır. Bu fenomen, Beckhoff'un 25 yılı aşkın süre önce, geleceğin konseptleri için hâlâ optimum kontrol mimarisini sunan PC tabanlı kontrolle temellerini attığı fenomendir. 18. yüzyılın sonunda mekanik üretim sistemlerinin ortaya çıkmasını takiben, 20. yüzyıla girilirken iş paylaşımlı seri üretim başladı ve 1970'lerin ortalarında üretim süreçlerinin otomasyonunun da başlamasıyla dördüncü endüstri devrimi ufukta görünmüştü. Bu fenomen için önerilen terim "Industry 4.0" zaten akıllı ve birbirine bağlı sistemleri işaret ediyordu: Bilgi teknolojisi (IT) ve otomasyon teknolojisi (AT) geleneksel olarak ayrı olan üretim ortamlarını birleştirerek evrensel üretim dünyaları oluşturur. Bunlar doğal olarak kısmen fizikseldir fakat web bağlantısının siber uzayında yeni işlevsellikler kazanırlar. "Industry 4.0" teriminin Almanya'da üretilmiş olması tesadüf değildir çünkü dünyanın bu bölgesinde koşullar böyle bir (d)evrimsel gelişim için idealdir. Yüksek ücretli ülkelerdeki içsel ticari zorluklara rağmen Almanya yüksek kalite ve verimlilik, ayrıca yüksek performanslı otomasyon teknolojisi sayesinde üreten bir ulus olarak mükemmel adını korumayı başarmıştır. Almanya'ya benzersiz, küresel rekabetçi bir avantaj sağlayan tam olarak bu kombinasyondur: Bu sadece üretici şirketlerin kendilerine bağlı bir durum olmayıp makine yapan şirketlerle ve onların otomasyon uzmanı tedarikçileriyle de ilişkilidir. Bu sinerji ve yüksek teknolojili çözümlere odaklanılması, eğilimleri belirleyen Industry 4.0 gibi kavramların geliştirilmesi ve uygulanması için ideal şartlar oluşturur. Alman hükumeti bunun farkına vardı ve Yüksek Teknoloji Stratejisi 2020 kapsamında disiplinler arası gelecek projesi Industry 4.0'a destek verme kararı aldı.

Endüstri 4.0 - bir vizyon tanımlama

Fakat aslında Industry 4.0'ın anlamı nedir? Bir açık tanımı BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung), Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı fonlama kurallarında bulunur: "Değer yaratan ağlarda var olan esneklik siber fiziksel üretim sistemlerinin (CPPS) uygulanmasıyla arttırılır. Bu, makine ve tesislerin davranışlarının kendi kendine optimizasyon ve yeniden yapılandırma vasıtasıyla değişen siparişlere ve çalışma koşullarına uyarlanmasını sağlar. Modern bir fabrikada gerçek ve dijital dünya arasındaki bu etkileşim, "Nesnelerin İnterneti"nin temelini oluşturur. Esas odak noktası, sistemlerin bilgiyi algılama, ondan bulgular türetme ve buna uygun olarak davranışlarını değiştirme ve deneyimden elde edilen bilgiyi depolama yeteneğidir. Akıllı üretim sistemleri ve süreçlerinin yanında uygun mühendislik yöntemleri ve araçları gelecekteki 'Akıllı Fabrikalardaki dağıtık ve birbirine bağlı üretim tesislerini başarıyla uygulamaya koymak için önemli bir faktör olacaktır." Akıllı Fabrikalar'ın altında yatan kavram, 1999'da RFID ve sensör teknolojilerine bağlı olarak üretilen bir terim olan ve günlük hayattaki nesnelerle ve bunların kendi aralarında kurdukları ağı tarif eden "Nesnelerin İnterneti" sözcükleridir. Başarılı bir uygulama için önceden gerekenler, ilk kez 2006'da tarif edilen siber fiziksel sistemlerdir (CPS). Bunun anlamı, fiziksel bileşenlerin yanında siber bileşenlerin de tüm düzeylerde, bilgi ve iletişimin ayrık işlenmesi için, yakın şekilde birbirine geçmiş olduğudur. BMBF fonlama kuralları da aşağıdaki açıklamada bunu yansıtmaktadır: "Bugünün mekatronik sistemlerinin bir uzantısı olarak siber fiziksel sistemler, çevrelerini algılamak için akıllı sensörlerle ve onu etkilemek için aktüatörlerle donatılmıştır. Mevcut teknik sistemlerden çevreleriyle etkileşebilme bu çevreyle ilişkili olarak kendi davranışlarını planlama ve uyarlama ve yeni davranış modlarını ve stratejilerini öğrenerek sonuçta kendilerini optimize etme yetenekleriyle ayrılırlar."

Esnek merkezi kontrol mimarileri geleceğe hazırdır

CPS tanımının geniş ölçüde yoruma açık olduğunu kabul edebiliriz. Tanım, kendi zekâları sayesinde, işleme parametrelerini üretim birimine göndererek üretim sürecinde bağımsız olarak hareket eden iş parçaları veya yarı mamullere kadar genişleyebilir. Örneğin kendi kendini yapılandıran birden çok işlemcili sistemler fikri 1980'lerde doğduğundan beri, bu tür otonom alt sistemlerin entelektüel açıdan ilham verici olduğu kanıtlanmışsa da pratik çözümlere dönüşmekte başarısız oldu. Prensip olarak, PC tabanlı kontrol hem merkezi hem de merkezi olmayan kontrol mimarilerini uygulamak için yeterli esnekliği sunar. Ancak otomasyon alanında hiyerarşik bir organizasyon tıpkı düşük zekâlı I/O sistemleri gibi, bir süre daha ilk tercih olarak kalmaya devam edecek. Bu kavram, açıkça tanımlanmış düzeylerin yanında, onların aralarındaki arabirimlere de dayanır. Industry 4.0 ile daha belirgin olarak vurgulanacak olan yalnızca iletişimin evrenselliğidir. Örneğin, bir limit şalterine kendisine ait bir IP adresi atamak gibi. Böyle bir "Nesnelerin İnterneti"ni etkinleştirmek için, bir otomasyon cihazının diğer cihazlara doğrudan erişim sağlaması gerekecektir. Sonuçta, gerçekten bütünsel bir yaklaşım izleyen Industry 4.0'ı gerçekleştirmek için üç taraflı uygulama yapılması gereklidir: bireysel olarak şirketlerin sınırlarını aşan, değer yaratma ağlarını kapsayan yatay entegrasyon; dikey entegrasyon veya ağa bağlı üretim sistemleri ve tüm ürün ömrü boyunca mühendisliğin evrenselliği. Uygun şirket yönetimi uygulama yazılımlarıyla yakından bağlantılı olarak bu yaklaşım, şirketlerin belirgin optimizasyon potansiyelinin yanında ek iş modellerinden de faydalanmasını sağlayabilir, örneğin "Hizmetler İnterneti" ile. PC tabanlı kontrol, özellikle de çok esnek bir şekilde, değişen uygulama gereksinimlerine uyarlanabildiğinden dolayı tüm bunlar için geleceğe hazır bir temel yapı sunar: zekâ, merkezi ve yanı sıra merkezi olmayan (yani eşit hakların gerekli olduğu) kontrol cihazı altında hiyerarşik bakımdan modüler bir biçimde düzenlenebilir. Geleneksel otomasyon piramidinin henüz her yerde çok başarılı şekilde kullanılmasının iyi bir nedeni vardır ve örneğin biyolojik evrimle olan benzeşme, tam olarak bu hiyerarşik yapının başarının garantisi olduğunu göstermektedir. Merkezi bir beyni ve merkezden uzak sensörleri ve aktüatörleri olan insan ve hayvanlar gibi büyük ölçüde merkezi konseptler üretmiştir. Veri işlemenin merkezi olarak beyin, doğada da en iyi duruma getirilmiş hareketlere ve kontrol dizilerine olanak tanır. Bunun ötesinde, bir karınca kolonisinde olduğu gibi merkezden kontrol edilen bireyleri koordine etmek için sosyal kavramlar vardır. Bununla uyumlu olarak, Beckhoff'un kurucusu Hans Beckhoff, makine mühendisliği ve tesis inşasında, bunun yanında bina otomasyonu ve proses teknolojisinde PC tabanlı kontrol teknolojisi ile dünya çapında harika büyüme fırsatları görüyor: "PC tabanlı kontrol teknolojimizle biz ve müşterilerimiz, tam da Alman hükumetinin "Industry 4.0" hedefi altında izlediği türden yüksek teknoloji stratejisi için ideal bir konuma sahip oluyoruz. IT ve otomasyon teknolojilerinin yakınsaması, özellikle Industry 4.0'ın da, PC Kontrolünün de altındaki esas ilkelerden biridir. Bu kavramın kamunun genelinin ve özelde de teknik toplumun farkındalığını artırmak için yeni yollar açması bizi memnun ediyor. Eminiz ki, üreten bir ulus olarak Almanya'nın yanı sıra uluslararası otomasyon topluluğu da bu düşünce biçiminden büyük fayda sağlayacaktır; Beckhoff müşterileri zaten PC kontrolünün başlangıcı olan 25 yıl önceden beri buna sahiptir."