Tasarım ve İmalat Sürecinde Dikkat Çekici bir Unsur: Digital Twin Teknolojisi

Bir ürünü sorunsuz olarak ortaya çıkarmak kuşkusuz ki tasarım ve imalat sürecinin en önemli kısmıdır. İmalat tarafında tüm montaj sürecinin sorunsuz bir şekilde ilerlemesi için birlikte koordineli çalışan, iyi düşünülmüş bir ürün tasarımı ve üretim süreci olmadan, sahip olduğunuz ürün fikri yalnızca güzel bir çizim olmaktan öteye geçemez. Ürünlerin tasarım ve imalat planları genelde maliyetleri arttırıp gelişmeyi engelleyici bir rol oynamıştır. İmalatçıların ayakta kalmaları için gerekli olan yeniliğin doğasında süreç modernleştirilebilir mi, Siemens buna çözüm bulamaya çalıştı. Bu bağlamda çözümü ortaya koymadan önce imalat ve tasarımda karşılaşılan zorluklara değinmek gerekmektedir.

Modern bir fabrikayı incelediğimizde insanların, malzemelerin, robotların, makinelerin uyumuna tanık oluruz. Hepsi planlanmış zamanı tutturmak için son dakikaya hatta saniyeye kadar çalışmaktadır. Bu mükemmel bir süreç gibi gözükse de bu etkileyici sahnenin arkasında aslında modası geçmiş tasarım ve planlama süreçleri yatmaktadır. Tasarım ekibinde karşı karşıya gelinen en önemli problemlerden bir tanesi de bu ekipte çalışanların imalattaki meslektaşları ile farklı sistemler kullanıyor olmasıdır. Pratikte bu aslında tasarım ekibindekilerin tasarımlarını imalattaki meslektaşlarına aktarırken paylaşılan bilginin senkronize olma durumundan çıkmasıdır. Herkes süreç boyunca neler olup bitiyor sağlıklı takip edemez böylece başarısızlık riski artar.

İmalat kısmından tasarımına geçtiğimizde, burada da bazı problemlerle karşı karşıya gelebiliriz. Buradaki problemler genelde zaman alıcı ve daha fazla çaba sarf etmeye yol açıcı iki boyutlu (2D) yerleşim planı ve çıktısı yüzünden meydana gelmektedir. Bunların sürecin gerekli bölümleri olmasına rağmen esnek olmadığını ve kat düzenindeki değişiklikleri genelde planda yansıtmadığını görüyoruz.

İmalat iş akışları tipik olarak süreç doğrulaması üzerinden ilerlemektedir. Burada karşımıza verimliliği azaltıcı büyük bir engel çıkmakta. Bu da imalatçıların bir ekipmanın tam olarak nasıl çalıştığını görmeleri için bu ekipmanın elde edilmesini beklemeleri. Ama bu ekipman eğer beklentiyle uyuşmazsa gün içinde alternatif bir çözüm aramak için artık çok geçtir bu da ciddi aksamalara yol açabilir.

Peki tüm bunlara karşın nasıl bir çözüm geliştirilmeli?

Digital Twin Teknolojisi

Digital Twin, kısaca gerçek olarak davranacak şekilde modellenmiş olan bir nesnenin sanal kopyasıdır. Digital Twin teknolojisi baştan sona kadar ürün tasarımı ve montaj sürecinin gerçekte aynısını yapma şeklinde tanımlanabilir. Daha net bir anlatımla, belli adımlarda bu teknolojiyi incelemek için aşağıdaki başlıklara göz atmak gerekmektedir.

Tasarım: NX Yazılımını (ve diğer CAD sistemlerini) kullanarak ürünümüzün bir modelini yaratabiliriz ve Teamcenter’da 3D JT model olarak görebiliriz. Bu yazılım saniyeler içinde kelimenin tam manasıyla ürünün binlerce varyasyonunu sanki fiziksel olarak geliştirilmiş gibi yaratabilir. Yazılım büyük veri teknikleri, ürün, imalat ve bilgi açıklamalarını ve imalat sürecinin temel kapsamında herhangi bir uyumsuzluk olup olmadığını tanımlamak için kullanır.

Süreç Planlaması: Digital Twin teknolojisi, yapılması gerekenler ve bunların nasıl ve nerede yapılacağının tayin edilmesinde daha iyi bir planlama yapılabilmesi için tasarım ve imalat çalışanları arasındaki işbirliğini geliştirir.

Digital Twin süreç planlaması

Düzenleme: Üretim bölümü düzeni ile Digital Twin’in tüm mekanik, otomasyon ve kaynak detaylarında yaratılması ve ürün tasarım ve imalat eko sistemine ayrılmaz bir şekilde bağlanması önerilir. Ürün yaşam döngüsü araçlarının bir kombinasyonu kullanılarak, hücrelere, ekipmana ve personele kolayca hareket verip operasyonları simule edebilirsiniz. Bu üretim katını tasarlamak ve değişiklikler yapmak için çok kolay, ayrıca büyük verimlilik sağlayan bir yöntemdir. Böylece eğer bir ürün değiştiyse ve bu da yeni bir robotun kullanımını gerektiriyorsa, simülasyon mühendisleri örneğin robotun boyutunun konveyörleri etkileyip etkilemeyeceğini görebilir. Düzenlemede çalışan mühendiste bu durumda gerekli ayarlamayı yapabilir ve yeni bir ekipmana ihtiyaç olduğuna dair talep değişikliğinde bulunabilir.

Süreç Doğrulaması: Bu adımda, Digital Twin montaj süreçlerinin doğrulamak için kullanılabilir.

Verimlilik Optimizasyonu: Digital Twin ayrıca planlanmış üretim sisteminize ulaşmak ve istatistiksel olarak simule etmek için de kullanılır. Digital Twin; insan gücünü mü, robotları mı yoksa ikisinin bir kombinasyonunun mu kullanılması gerektiğinin de değerlendirmesinde size yardımcı olur.

Digital Twin Verimlilik Optimizasyonu

İmalat Yürütme: İmalat yürütme sisteminizi, Digital Twin kullanıp, fiziksel ve sanal dünya arasındaki farkın kapatılmasını sağlayarak geliştirebilirsiniz. İmalat direktifleri direkt tasarım katına yönelik hazırlanmıştır ve operatörler alakalı videolar aracılığı ile imalat direktiflerini görüntüleyebilmektedir. Operatörler veriye üretim katında geri bildirim verirken diğer otomatikleştirilmiş sistemler performans verisini toplayabilir. Böylece bu yapı tasarımları ve problemleri izole ve tasfiye etmek için sonuçlar arasında fark olup olmadığına erişmek için kullanılır.

Özetle, fiziksel bir ürünün tam anlamıyla aynı kopyasını yapabilen Digital Twin teknolojisini kullanmak, üretimi hızlandırmak için problemleri hızlıca belirlemenizi ve üretim zincirindeki maliyetleri azaltmanıza yardım eder. Daha da fazlası, tasarımın yapılabileceğini bilmenizi, her zaman güncel ve senkronize bir plana sahip olmanızı, stratejilerin işe yarayacağını ve üretimin sizin öngördüğünüz şekilde ilerleyeceğini garantiler. Ayrıca yeni teknolojilerin satın alınıp nasıl işleyeceğini görmek için kurulum yapma riskine katlanmadan hattınıza entegre edilebilir olduğunu görmenize yardım eder.

Tasarım, imalat ve planlama da yenilikçilik ruhu kazanmaya yarayan Digital Twin teknolojisi Siemens PLM Software şirketinin sunduğu etkili bir çözümdür. Boğaziçi Yazılım, Siemens PLM Software Şirketinin Türkiye Distribütörüdür.