Endüstri 4.0'ın Temel Teknolojileri

Ana Sayfa Endüstri 4.0 İletişim
Document

SİMÜLASYON

Bir araç, bir makine, bir sistem, bir olguya özgü işleyiş biçiminin incelenme, gösterilme ya da açıklanma amacıyla bir maket ya da bir bilgisayar programı aracılığıyla yapay bir şekilde yeniden üretilmesi.Modelleme ;bir sistemi incelemek üzere o sistemin basit bir örneği yapılması anlamına gelir. Bu örnek gerçek sistemin yardımcısı ve basitleştirilmiş bir şeklidir. Fakat modelden de gerçek sistemden alınacak sonuçlara izin verecek kadar detaylı olması beklenir. Simülasyon ise bir sisteme ait neden sonuç ilişkilerinin bilgisayar ortamına aktarılarak sistemin davranışlarının bilgisayarda izlenmesini sağlayan bir modelleme tekniğidir. Modelleme ve simülasyon kavramları birbirlerine çok yakın anlamlar içermelerine rağmen tanımlarda da anlaşıldığı gibi farklı çalışmalar için kullanılırlar. Modelleme yapılırken matematiksel metotlar kullanılırken, simülasyonda ise matematiksel metotlarla birlikte olayların gerçeklikleri bilgisayar ortamına aktarılarak çözüm bulmaya çalışılır.Hayattaki gerçek sistemler her daim izlenebilirliği kısa sürede gerçekleşemeyen, uzun süreler ve yüksek maliyetler gerektiren durumlar olduğundan, simülasyon sistemlerine ihtiyaç duyulur. Buradan yola çıkıldığında simülasyon kavramı da oldukça önem kazanmaktadır. Simülasyon, gerçek sistemlerin bilgisayar destekli programlar ile sanal bir model yaratılıp, sistem kontrollerini ortaya çıkarılan model ile yapılabilmesidir. Güçlü bir problem çözme tekniği olarak öne çıkan simülasyon, genel olarak bakıldığında birçok alana uygulanabilir olduğu da görülmektedir. Gerçek bir sistemin analizi yapılacaksa, hiç oluşturulmamış yeni bir sistem tasarlanacaksa, belirli verilerin ölçülmesi ve kontrol edilmesi gerekiyorsa, bunu gerçek sistemler üzerinde her zaman yapabilmek mümkün olmayabilmektedir. İşte bu noktada da, simülasyon en genel geçer model olmaktadır. Simülasyonun amacı, olasılıkların sanal dünyada önceden gözlenebilmesi ve gerekli hazırlıkların planlanabilmesidir. Başarılı bir simülasyon fiziksel sistemin tüm verilerinin dijital ortamda modellenebilmesi ile mümkündür. Karşılaşılan yeni durumlara hazırlanan planlar sayesinde gerekli tepkilerin verilebilmesi bakımından günümüzde imalattan işletmeciliğe, sağlıktan eğitime kadar her alanda kullanılabilen bir yöntem durumuna gelmiştir.Simülasyona dayalı tasarım teknolojilerin gelişimi bilgisayar sistemleri ve araçlarının artmasıyla hızlanmıştır. Modelleme yöntemleri, hesaplama araçları, sanal gerçeklik ortamları, işbirliğine dayalı mühendislik ortamı altyapısı ve benzeri araçlar her geçen gün artmaktadır. Simülasyonun tarihçesi 5000 yıl öncesi Çin savaş oyunlarına kadar uzanmaktadır. 1780’de Prusyalılar, trenleri ordularında kullanmak için oyunlardan yararlanmışlardır. O zamandan beri, tüm büyük askeri güçler, askeri strateji ve güçlerini test edebilmek için simüle edilmiş ortamlarda savaş oyunlarından yararlanmaktadırlar. 1970’li yıllar öncesinde endüstriyel tasarımın bir çok alanda testlere dayalı bir boyutta olduğu görüşü benimsenmiş model üretimi gerçekleştirip denenmeden sonuçlarının gözlenmesi mümkün olmayacağı inancı yaygındı. 1980’lerde bilgisayar sistemleri yardımı ile bir değişim oluşmuş, günümüzde bilgisayar destekli simülasyon ortamları ile endüstriyel tasarım optimizasyon, analiz, tersine mühendislik gelişmiş hızlı prototipleme öncesinde ve hatta firma endüstriyel dinamiklerinin belirlenmesinde ekonomik açıdan büyük fayda sağlar duruma gelmiştir.Simülasyon araçlarını geliştirme çalışmaları özellikle 1987’den sonra artış göstermiştir. Monte Carlo Simülasyon modeli 2. Dünya savaşı sırasında Matematikçi John von Neumann tarafından kantitatif bir teknik olarak geliştirilmiştir. Neuman Los Alamos Bilim Laboratuvarında nötronlarla çalışırken, çok karmaşık ve elle veya fiziksel bir modelle çözümü çok pahalı olan fizik problemlerini çözmek için simülasyon metodunu kullanmıştır. Simülasyonlar ile oluşturulan sanal gerçeklik alt yapısı rekabetin çok yüksek olduğu günümüz koşullarında zamansal kazanımlar sağlamaktadır. Bir çok alanda yeni tasarlanan ürün özellikleri bilgisayar ortamında test edilip, en uygun özellikler elde edildikten sonra üretim gerçekleştirilebilmektedir.