Endüstriyel Otomasyon Nedir? Türleri, Uygulama Süreci ve Temel Faydaları

Endüstriyel Otomasyon Tanımı: Kapsam ve Temel İlkeler

Endüstriyel otomasyon, üretim süreçlerini ve endüstriyel üretimi yönetmek için kontrol sistemlerinin, makinelerin, yazılımların ve diğer bilgi teknolojilerinin uygulanmasını içerir. Amaç, insan operatörlerini azaltmak ve üretim verimliliğini, ürün kalitesini, sistem güvenilirliğini artırmak ve üretim maliyetini ve riskini en aza indirmektir.

Endüstride otomasyon, basit mekanizasyondan modern fabrikalara güç veren endüstriyel otomasyon sistemi ve otomasyon çözümleri de dahil olmak üzere daha karmaşık, dijital olarak entegre sistemlere doğru gelişmiştir. Endüstriyel otomasyon teknolojisi ve akıllı üretim süreçlerinin bel kemiği olarak hizmet vermektedir.

Otomasyonun Üç Temel Unsuru:

1. Kontrol Sistemi: PLC (Programlanabilir Mantık Denetleyicisi) ve DCS (Dağıtılmış Kontrol Sistemi) gibi cihazlar. Bunlar, önceden ayarlanmış mantık ve talimatları yürüten otomasyon sisteminin “beyinleridir”.
2. Algılama ve Geri Bildirim: Sensörler fiziksel parametreleri (sıcaklık, basınç, konum) gerçek zamanlı olarak izler. Bu veriler, kapalı döngü kontrolü elde etmek için kontrol sistemine geri beslenir.
3. Çalıştırma: Motorlar, valfler ve robotlar gibi kontrol sistemi komutlarını fiziksel eylemlere dönüştürmekten sorumlu mekanizmalar. Bunlar otomasyon sisteminin “uzuvlarıdır”.

Endüstriyel otomasyon nedir? Sadece insan emeğinin yerini almakla ilgili değildir; hassas, hızlı ve istikrarlıdır - insan işçilerin eşleştiremeyeceği özellikler. Fabrikaların 7/24 çalışmasını sağlayarak her üretim partisinin yüksek tutarlı kalite standartlarını karşılamasını sağlar. Endüstri 4.0'a girerken otomasyon, endüstrilerin dijital dönüşümünün merkezinde yer alıyor ve işletmelere küresel pazarda rekabet avantajı sağlıyor.

Endüstriyel Otomasyonun 4 Temel Türü

Endüstrilerde otomasyon tek bir teknoloji değildir. Üretim partilerinin büyüklüğüne, ürünün karmaşıklığına ve esneklik gereksinimlerine bağlı olarak dört temel türü vardır. Şirketlerin duruma bağlı olarak uygun türü seçmesi gerekir.

1. Sabit Otomasyon

• Özellikleri: Tek bir ürün tipi ve sabit süreçlerle yüksek hacimli üretim için tasarlanmıştır. Bu aynı zamanda sert otomasyon olarak da bilinir. Bir kez kurulduktan sonra değişiklikler çok maliyetlidir.
• Uygulamalar: Otomobil montajı, büyük ölçekli parça imalatı, petrokimya gibi sektörlerde sürekli üretim. Bu genellikle statik bir montaj hattını içerir.
• Avantajlar: Son derece yüksek üretim oranları ve düşük birim maliyetler.

2. Programlanabilir Otomasyon

• Özellikleri: Partiler arasında ürün değişimi gerektiren seri üretim için uygundur. Sistemler (CNC makineleri, PLC'ler gibi) farklı görevleri ve işlem sıralarını yürütmek için yeniden programlanabilir.
• Uygulamalar: Toplu parça işleme, elektronik montaj, yiyecek ve içecekte toplu dolum.
• Avantajlar: Bir miktar esneklik sunar; orta üretim hacimleri için uygun maliyetlidir.

3. Esnek Otomasyon

• Özellikleri: Programlanabilir otomasyonun, makineleri durdurmadan veya büyük donanım değişiklikleri yapmadan farklı ürünler arasında hızlı değişiklik yapılmasını sağlayan gelişmiş versiyonu. Yumuşak otomasyon olarak da bilinir. Çok fonksiyonlu robotlar ve daha sofistike kontrol sistemleri kullanır.
• Uygulamalar: Havacılık ve uzay, özelleştirilmiş tüketici elektroniği üretimi.
• Avantajlar: Çok yüksek esneklik ve uyarlanabilirlik, pazar değişikliklerine hızlı yanıt verilmesini sağlar.

4. Entegre Otomasyon

• Özellikleri: Fabrikanın tüm alt sistemleri (MES, ERP ve tüm kontrol sistemleri) bir ağ aracılığıyla birbirine bağlanır. Bu, bilgi akışı ve kontrol akışının tam entegrasyonunu sağlar. Bu, Endüstri 4.0'ın ana hedefidir.
• Uygulamalar: Akıllı fabrikalar, personelsiz depolar, karmaşık tedarik zinciri yönetimi.
• Avantajlar: Üretim verimliliği, kaynak kullanımı ve karar hızı en üst seviyeye ulaşır.

Omch Entegre Otomasyon için Tam Destek Sağlıyor

Üst düzey Entegre Otomasyon, her seviyede sistem bileşenlerinin koordinasyonunu ve güvenilirliğini gerektirir. Endüstriyel otomasyon ve alçak gerilim elektrik ürünlerinin eksiksiz bir üreticisi olan Omch, geniş bir otomasyon bileşenleri ve çözümleri yelpazesi sunma avantajına sahiptir. Bir müşterinin ihtiyaç duyduğu otomasyon türü ne olursa olsun, ister düşük seviye algılama elemanları ve orta seviye kontrol röleleri olsun, isterse sistemi kararlı hale getiren gerekli güç kaynakları ve düşük voltaj dağıtım ürünleri (devre kesiciler ve kontaktörler gibi) olsun, Omch tek elden seçim ve tedarik hizmetleri sunabilir. Bu, bileşenlerin uyumluluğunu ve yüksek performansını garanti eder.

Temel Donanım: Sensörler, Aktüatörler ve Kontrol

Endüstriyel otomasyonun nasıl çalıştığını açıklamanın en belirgin yöntemi, geleneksel hiyerarşik biçimi olan Otomasyon Piramidi'dir. Bu model, karmaşık sistemlerin işlevlerini üç ana seviyeye ayırır.

Klasik Üç Seviyeli Otomasyon Hiyerarşisi

1. Süpervizör Seviyesi:
   • Rolü: Piramidin tepesinde, süreç görselleştirme, veri toplama (SCADA) ve parametre ayarlama işlemlerini gerçekleştirir. Genellikle birden fazla kontrol sistemini yönetir.
   • Ekipman: Özel endüstriyel proses kontrol yazılımı ile standart işletim sistemlerini çalıştıran endüstriyel PC'ler (panel veya rafa monte).
   • İletişim: Yüksek hızlı veri iletimi için Endüstriyel Ethernet (Gigabit LAN veya WLAN).
2. Kontrol Seviyesi:
   • Rolü: Sistemin “beyni”, otomasyon programlarını gerçek zamanlı olarak yürütür.
   • Ekipman: Programlanabilir Mantık Denetleyicileri (PLC'ler) veya Dağıtılmış Kontrol Sistemleri (DCS). PLC'ler gerçek zamanlı hesaplama yeteneğine sahiptir ve çoklu giriş/çıkış cihazlarıyla arayüz oluşturur.
   • İletişim: Fieldbus protokolleri (CAN, Profinet gibi) veya belirli kablosuz protokoller.
3. Saha Seviyesi:
   • Rolü: Ölçümler ve eylemler gerçekleştirerek fiziksel çevre ile doğrudan etkileşime girer.
   • Ekipman: Sensörler (sıcaklık, basınç, yakınlık, fotoelektrik) ve Aktüatörler (motorlar, solenoidler, hidrolik/pnömatik silindirler, anahtarlar).
   • İletişim: Tanılama ve kontrol için PLC ile bir Field Bus veya noktadan noktaya bağlantılar aracılığıyla iletişim kurar.

Omch Avantajı: Otomasyon ve Güç Bileşenleri

Herhangi bir güçlü otomasyon sisteminin performansı ve güvenilirliği, her seviyede kullanılan bileşenlerin kalitesine bağlıdır.

Omch, kapsamlı bir üretici olan bir şirkettir ve bu onun temel değeridir. Kontrol Seviyesi gereksinimlerini (farklı röleler, sayaçlar) ve Saha Seviyesi gereksinimlerini (sensörler, anahtarlar, pnömatik bileşenler) karşılayan bir ürün yelpazesine sahibiz. Daha da önemlisi, tüm sisteme güvenli bir şekilde enerji vermek için gerekli düşük voltajlı elektrik ürünlerini (anahtarlı güç kaynakları, Havalı Devre Kesiciler (ACB), Minyatür Devre Kesiciler (MCB) ve kontaktörler gibi) de sunuyoruz. Bu tek kaynaklı tedarik, müşterinin tedarik zinciri yönetimini çok kolaylaştırır. Ayrıca otomasyon ekipmanı ve elektrik altyapısı arasında sorunsuz bir uyumluluk ve güvenilirlik sağlar.

Temel Faydalar: Verimlilik, Kalite ve Yatırım Getirisi

Endüstriyel otomasyona yatırım yapmak stratejik bir karardır. Değeri birkaç temel boyutta yansıtılır:

1. Daha Yüksek Üretkenlik ve Verim

• 7/24 Operasyon: Makinelerin dinlenmeye ihtiyacı yoktur; günün her saati çalışarak toplam çıktıyı önemli ölçüde artırabilirler.
• Azaltılmış Çevrim Süresi: Otomasyon, döngü süresini kısaltarak seri üretim kapasitesini artırır.

2. Geliştirilmiş Kalite ve Tutarlılık

• İnsan Hatalarının Ortadan Kaldırılması: Makineler son derece yüksek tekrarlanabilirlik sunarak hata oranlarını neredeyse sıfıra indirir. Bu, her ürünün tam standartları karşılamasını sağlar.
• Gerçek zamanlı Kalite Kontrol: Sensörler ve yapay görme sistemleri kusurları gerçek zamanlı olarak tespit eder, bir hata oluştuğunda süreci derhal durdurur veya düzeltir.

3. Geliştirilmiş Güvenlik ve Çalışma Koşulları

• Çalışanlar yüksek riskli, tehlikeli veya sıkıcı görevlerden uzaklaştırılır. Örneğin, robotlar kaynak, ağır kaldırma veya zehirli malzemelerin taşınması gibi işleri gerçekleştirerek kaza oranını önemli ölçüde azaltır.

4. Maliyet Azaltma ve Daha Hızlı Yatırım Getirisi

İlk yatırım yüksek olsa da, otomasyondan elde edilen uzun vadeli maliyet tasarrufları önemlidir:

• Daha Düşük İşletme Maliyetleri: Doğrudan işçiliğe olan bağımlılığın azaltılması; enerji ve hammadde tüketiminin hassas kontrolü.
• Azaltılmış Atık: Daha yüksek hassasiyet daha az hurda ve malzeme israfına yol açar.
• Hızlandırılmış yatırım getirisi: Daha yüksek çıktı ve daha düşük birim maliyetler yatırımın geri ödeme süresini kısaltır.

Yatırım Getirisi Optimizasyonu için Güvenilir Bir Seçim

Otomasyonun Yatırım Getirisini (ROI) belirlerken uzun vadeli güvenilirlik ve operasyonel verimlilik önemlidir. Omch, dünya çapında 72.000'den fazla müşteri tabanına ve 3000'den fazla SKU'ya sahiptir. Ürünlerimizde CCC, CE, RoHS ve ISO9001 dahil olmak üzere uluslararası sertifikalara sahibiz. Omch'un endüstriyel otomasyon ve düşük voltajlı elektrik ürünlerinin kalitesi, sistemlerin zaman içinde istikrarlı çalışmasını garanti eder ve bu da arıza süresini en aza indirir. Bu da doğrudan müşteri verimliliğini ve enerji kullanımını en üst düzeye çıkararak yatırım getirisini hızlandırır.

Endüstriyel Süreçlerin Adım Adım Otomasyonu

Başarılı bir otomasyon uygulaması, genellikle bu endüstriyel süreç otomasyonuna bölünmüş sistematik bir projedir:

1. Fizibilite Çalışması ve İhtiyaç Analizi

• Amacımız: Hangi süreçlerin otomatikleştirilebileceğini belirleyin. Net performans hedefleri (KPI'lar) ve bütçe belirleyin.
• Faaliyetler: Mevcut süreçleri analiz edin, darboğazları belirleyin ve finansal değerlendirme yapın (ROI analizi).

2. Sistem Tasarımı ve Spesifikasyonu

• Amacımız: Otomasyon türünü, sistem mimarisini ve gerekli bileşenleri belirleyin.
• Faaliyetler: Kontrol platformunu (PLC veya DCS) seçmek, kontrol mantığını tasarlamak ve devre ve yerleşim şemalarını çizmek.

3. Bileşen Tedariki ve Entegrasyonu

• Amacımız: Tüm donanım ve yazılımları tedarik edin. Kurulum ve entegrasyona başlayın.
• Faaliyetler: Sensörler, aktüatörler, kontrol ekipmanları ve elektrik dağıtım sistemleri satın alın. Mekanik kurulum ve elektrik kablolaması gerçekleştirin.

Tedariki Basitleştirmek, Entegrasyonu Hızlandırmak

Bileşen Tedariki ve Entegrasyon aşaması genellikle markalar arası uyumluluk sorunları ve tedarik zinciri gecikmeleri ile ilişkilendirilir. Omch, güç dağıtımı (MCB, ATSE) ve kontrol (röleler, anahtarlar) ile başlayan tek elden çözüm sağlayan eksiksiz bir endüstriyel otomasyon ve düşük voltajlı elektrik ürünleri üreticisidir. 3000'den fazla SKU'ya ve hızlı teslimat yapan 7 üretim hattına sahibiz. Ayrıca, Çin'de 86 şubemiz ve 70'ten fazla ülkede / bölgede hızlı teslimat ve yerelleştirilmiş teknik destek sağlayan distribütör ağımız var. Bu, müşterinin tedarik zincirini çok kolaylaştırır ve projenin uygulanmasını hızlandırır.

4. Programlama ve Hata Ayıklama

• Amacımız: Kontrol mantığını program koduna çevirin. Yerinde işlevsel testler gerçekleştirin.
• Faaliyetler: PLC programları yazmak, HMI/SCADA arayüzlerini yapılandırmak ve giriş/çıkış (I/O) doğrulama ve güvenlik testleri yapmak.

5. Devreye Alma ve Optimizasyon

• Amacımız: Sistemi tam üretime geçirin. Optimum performans için sürekli olarak ince ayar yapın.
• Faaliyetler: Operatör eğitimi, dokümantasyon sunumu, sürekli veri izleme ve performans optimizasyonu.

Uygulamalar Endüstriyel Otomasyon Teknolojisi

Endüstriyel otomasyon teknolojisi neredeyse tüm imalat ve proses endüstrilerine yayılmıştır. İşte birkaç önemli örnek:

1. Otomotiv Üretimi

• Uygulama: Sabit Otomasyon ve Endüstriyel Robotların kapsamlı kullanımı. Robotlar yüksek hassasiyetli kaynak, boyama ve karmaşık montaj işlemlerini gerçekleştirmektedir.
• Değer: Tutarlı gövde sağlamlığı ve boya kalitesi sağlar; üretim döngülerini önemli ölçüde kısaltır.

2. Yiyecek ve İçecek

• Uygulama: Yüksek hızlı dolum, paketleme, ayırma ve kalite denetimi için Programlanabilir Otomasyon ve Esnek Otomasyon kullanır.
• Değer: Ürün hijyenini ve parti izlenebilirliğini sağlar; kusur tespiti için makine görüşünü kullanır.

3. Lojistik ve Depolama

• Uygulama: Otomatik Yönlendirmeli Araçlar (AGV'ler), servisler ve yüksek hızlı ayırıcılar. Bu Entegre Otomasyon kapsamına girer.
• Değer: Depo alanı kullanımını optimize eder; 7/24 personelsiz veya minimum personelli operasyonlara olanak tanıyarak sipariş işleme hızını artırır.

4. Süreç Endüstrileri

• Uygulama: Petrol, kimya ve enerji gibi endüstriler, sıcaklık, basınç ve akışın sürekli kontrolü için öncelikle DCS ve Sabit Otomasyon kullanır.
• Değer: Üretim güvenliğini sağlar ve enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarır.

Temel Zorlukların Üstesinden Gelmek: Entegrasyon ve Siber Güvenlik

Şirketler otomasyon uygulaması sırasında temel zorlukları ele almalıdır:

1. Sistem Entegrasyon Karmaşıklığı

• Meydan okuma: Operasyonel teknoloji (OT) ve kurumsal bilgi teknolojisi (BT) sistemleri arasında geleneksel olarak bilgi siloları vardır. Diğer satıcılar tarafından sağlanan yazılım ve donanımların entegre edilmesi zordur.
• Çözüm: Standartlaştırılmış iletişim protokollerini benimseyin (OPC UA gibi). Tam kapsamlı çözümler sunabilen tedarikçileri seçin.

Entegrasyonu Basitleştiriyor, Uyumluluğu Garanti Ediyor

Omch kapsamlı bir üreticidir ve entegrasyon sorunlarını çözme konusunda özel bir güce sahiptir. Otomasyon ürünlerimiz ve alçak gerilim elektrik ürünlerimiz uyumlu ve standartlaştırılmıştır. Bu, müşterilerin farklı alt sistemleri (güç, dağıtım, kontrol) eşleştirmek ve entegre etmek için yapması gereken karmaşık çalışmalardan önemli ölçüde tasarruf sağlar. Müşterilerimizin çok markalı tedarikin uyumluluk tuzağına düşmemelerini sağlamak için tam kapsam / çok kategori / çok spesifikasyona odaklanıyoruz.

2. Siber Güvenlik Riskleri

• Meydan okuma: Endüstri 4.0, OT sistemlerini internete açmaktadır ve bu sistemler siber saldırılara karşı hassastır, bu da üretim güvenliğini tehlikeye atmaktadır.
• Çözüm: IEC 62443 gibi endüstriyel güvenlik standartlarına uyun. Ağ segmentasyonu ve endüstriyel güvenlik duvarları kurun. Sık sık güvenlik denetimleri gerçekleştirin.

3. Beceri Boşlukları

• Meydan okuma: Otomasyon, disiplinler arası bilgiye (mekanik, elektrik, programlama, veri analizi) sahip yüksek vasıflı teknisyenler gerektirir. Bu tür yetenekler azdır.
• Çözüm: Çalışanların yeniden eğitimine ve beceri yükseltmelerine yatırım yapın. Tedarikçilerle uzun vadeli teknik destek ilişkileri kurun. Omch tarafından sunulan 7/24 hızlı yanıt ve tam süreç desteği (ürün seçiminden çözüm desteğine kadar), müşterilerin teknik destek gereksinimlerini tamamlamayı amaçlamaktadır.

Geleceğe Bakış: Endüstri 4.0 ve Ötesi

Endüstriyel otomasyonun geleceği zeka ve otonomidir. Gelecekteki trendler bu temel teknolojilere odaklanacaktır:

1. Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi (AI/ML): Yapay zeka, veri analizi yerine kontrol ve karar verme sürecine geçecektir. Kendi kendine uyarlanabilir kontrol, akıllı programlama ve daha doğru kestirimci bakım elde edecek. Sistemler kendi kendini optimize edebilecek.
2. Dijital İkiz: Sanal ortamda fiziksel nesnelerin mükemmel bir dijital kopyasının geliştirilmesiyle, işletmeler uygulama öncesinde tüm üretim hattını modelleyebilir, deneyebilir ve düzenleyebilir. Bu da çok fazla risk ve maliyet tasarrufu sağlar.
3. Uç Bilişim: Veri işleme, ultra düşük gecikmeli gerçek zamanlı kontrol ve karar verme ile fabrika tabanı kontrol sistemlerine yaklaştırılmıştır. Bu, yüksek performanslı otomasyon sistemleri için çok önemlidir.
4. İnsan-Robot İşbirliği (HRC): Kobotlar norm haline gelecektir. İnsan işçilerle birlikte güvenli bir ortamda, insanın bilişsel esnekliği ve makinenin gücü ve hassasiyeti ile çalışacaklar.

Endüstrilerde otomasyon, önceden tanımlanmış görevleri yerine getiren makineler konseptinden kendi kendine öğrenen ve optimize eden sistemler konseptine doğru ilerliyor. Bu, Endüstri 5.0 vizyonunu destekleyebilmek için gelecekteki otomasyon unsurlarının yalnızca güvenilir değil, aynı zamanda yüksek düzeyde bağlanabilir ve veri işleyebilir olması gerektiği anlamına geliyor.