Dün, bugün ve yarın

22.12.2009 - 23:01 Yayınlanma

2696 Gösterim

Gün geçtikçe daha akıllı hale gelen, bu aklı kullanmak için daha da fazla bilgiye ihtiyaç duyan otomasyon sistemlerinde, sistemin önemli ve ayrılmaz bir parçası olan sensörlerin (bu yazıda özellikle bugün ve gelecek için ağırlıklı olarak fotoelektrik sensörler örnek alınacaktır) geleceğini kavrayabilmek için, her konuda olduğu gibi, öncelikle geçmişe bir bakmak gereklidir.
İlk sensör, gerçekleştirilen ilk otomasyon sistemi olan M.S. 50’li yıllarda İskenderiyeli Heron tarafından yapılmış otomatik kapı açıcıda kullanılmış. Çok büyük ve hızlı gelişmelerin başladığı 19. yüzyıla kadar algılama problemleri daha çok sıcaklık, basınç, hacim gibi temel büyüklüklere ve bunların değişimine bağlı, mekanik olarak çözülmüş. 19. yüzyıl sonlarında elektriğin pratik kullanıma girmesiyle, kendi kendine çalışan sistemler (otomasyon sistemlerinin ilk temsilcileri) elektrik ile kontrol edilmeye dolayısıyla algılama problemleri de elektromekanik olarak çözülmeye başlandı.

1904 yılında ilk lambanın (vakum tüpü) Sir John Ambrose Fleming tarafından keşfiyle elektromekanik olan çözümler, elektronik olarak adlandırabileceğimiz eşdeğerleriyle yer değiştirmeye başladı. 1947 yılında Shockley başkanlığındaki Bell Telephone Laboratories ekibinin transistörü keşfetmesi, değişim eğiliminin hızlanmasına neden oldu. Bu hızlanma sadece yer değiştirme ile değil aynı zamanda; yeni oluşan ihtiyaçları karşılayabilen fonksiyonlar ile de gerçekleşti.

2. Dünya Savaşı sonrasında Almanya’daki endüstri devrimi çerçevesinde bazı yenilikçi Alman girişimciler de, dünyadaki diğer meslektaşları gibi sensör konusundaki bu gelişmelere büyük katkılar sağladılar. 1950 yılında otokolimasyon (alıcı ve verici lensin aynı olması) prensibiyle çalışan pratik olarak gerçekleştirilebilir ilk fotoselin Dr. Erwin Sick tarafından tasarlanıp imal edilmesi hem fotosel boyutlarının küçülmeye başlamasına ve hem de fiyatlarının daha makul seviyelere inmesine yardım etti.

Yine aynı yıllarda otomotiv sanayinin de gelişmeye başlaması bütün otomasyon sektörünün daha hızlı ivmelenmesini sağladı. Daha karmaşık, daha büyük, daha hızlı, daha efektif sistemler geliştirildi. Bu otomasyon sistemlerinin ihtiyacı olan sensörler de tasarlanıp üretilmeye başlanmıştı. Daha büyük, daha hızlı makinaların üretilmesi, çalışanlar için tehlikeleri de beraberinde getirdi. 1951 yılında Dr. Erwin Sick güvenlik amaçlı üretilmiş ilk ışık perdesini (güvenlik bariyeri) geliştirerek Avrupa’da güvenlik standartlarının oluşturulmasına katkı sağladı.

Hemen hemen bu tür sensörlerin çoğu o yıllardaki oldukça küçük olarak adlandırılabilecek, 20-30 kişilik firmalar ve onların başındaki yenilikçi girişimciler tarafından geliştirildi. Bu firmaların çoğu belki milyar dolarlık firmalar olmadılar. Ancak hemen hepsi konusunun uzmanı uluslararası firmalar haline geldiler.

Dünyada bu gelişmeler 50’li yıllarda başlamışken, Türkiye’de bırakın bunların geliştirilmesini, kullanımı bile oldukça az görülürdü. Ülkemizin bugünkü gibi bir gelişme seviyesinde olmadığı, dünyanın bu kadar küreselleşmediği yıllarda; bu gibi teknolojik gelişmeler en iyi ihtimalle 10-15 yıl sonra ülkemize gelmekteydi.

Bu sektörde ilk çalışmaya başladığım seksenli yılların sonlarında aranılan sensörü bulabilmek pek kolay değildi. Bulsan, fiyatlar çok pahalıydı. Konu ile ilgili bilgi alabileceğin pek kimse de yoktu ortalıkta. Satıcılar için sıradan bir sigorta ya da benzeri üründen bir farkı yoktu sensörlerin. Üzülerek belirtmek zorundayım ki; günümüzde hala böyle davranan satıcılar da mevcut piyasamızda.

Tabi bunun yanı sıra sevindirici gelişmeler de yok değildi. 70’li ve 80’li yıllarda Türkiye’de de yenilikçi girişimciler temel büyüklükler ile başladılar. Çeşitli termo elemanlar ürettiler. Endüktif anahtarlar tasarladılar. Ancak bu tür imalatçıların birçoğu, belki de konu ile ilgili belirgin bir devlet politikası olmaması nedeniyle, bu günlere ulaşamadı. Ulaşanlar da küreselleşen dünya ile rekabet etmek zorundalar.

SİCK TÜRKİYE PAZARINDA MÜŞTERİNİN ÖZEL İHTİYAÇLARINA UYGUN, ÖZEL SENSÖRLER ÜRETEBİLİYOR

O günlerden ileriye doğru bir hayli yol kat ettik. Satıcılık ile başlayan bu serüven, temsilciliklerle devam etti. Bugün birçok temsilci firma, temsilciliğini yaptığı firma tarafından satın alınarak uluslararası organizasyonun bir parçası haline geldi. Know-how sahibi, tasarımcı, imalatçı firmaların Türkiye’ye gelip kendi organizasyonlarını kurmaları kullanıcıların ihtiyaçlarını daha kısa sürede, uygulamalarına en uygun biçimde gidermelerini sağladı. Örneğin, Sick bugün Türkiye pazarında müşterinin özel ihtiyaçlarına uygun, özel sensörler üretebiliyor.

Birkaç on yıl öncesine kadar yalnızca sıcaklık, ışık gibi az sayıda sinyaller toplanırken artık günümüzde genel olarak çevre koşullarına ilişkin tüm veriler yakalanabiliyor. Bu sayede de ortam daha sağlıklı bir şekilde algılanabiliyor. Tabii bu algılama artışının getirdiği önemli avantajlar söz konusu. Herhangi bir uygulamada bunları görünce diğer çözümlerde de kullanılmaya başlanıyor ve otomasyon projelerinin kapsamları çok daha genişlemiş oluyor. Bu noktada başka bir değişim daha yaşanmakta. Bu da sensörlerin artık daha zeki olacakları. Bunun bir anlamı bazı kontrol işlem ve görevlerinin sensörler tarafından yapılacak olması.

SENSÖRLER BUGÜNDEN ZEKAYA BÜRÜNMEYE BAŞLADILAR

Sensörlerin zekaya bürünmeleri zaten bugünden başlamış durumda. Müşteri talepleri ve ihtiyaçları artık geçmiştekinden çok daha fazla. Çünkü onların müşterilerinin talep ve ihtiyaçları da geçmiştekinden çok fazla. Bu konudaki en iyi örneklerden bir tanesi ambalajlar. Eskiden ambalajların üzerine konan benek ile algılama yapılabiliyordu ve kontrast sensör ile algılanabiliyordu. Ama bu benek ambalaj tasarımını etkilediğinden/bozduğundan bu beneğin ambalaj üzerinde olması o ambalajın kullanıcıları tarafından pek de istenen bir durum değil. Onun yerine ambalaj tasarımındaki renk değişimlerini algılamak gerekiyor. Bunun için de artık kontrast sensörü değil, gerçek renk algılayabilen renk sensörleri kullanmak gerekiyor. Renk algılamak yetmiyor rengin tonlarını da ayırt etmek gerekiyor.

Tabii bu sadece geleneksel var/yok kontrolü ile ilgili boyutu. Bir de kaliteyi arttırmak, aynı düzeyde tutabilmek için bilgi ihtiyacı var. Artık sadece var/yok bilgisi değil, konum ve yüzey bilgisi gibi detaylı bilgiler gerekli. Bir de bunlara sensörün kendisi ile ilgili kestirimci bakım bilgileri de ilave edildiğinde geleneksel PNP/NPN ya da röle çıkışı bu tür bilgileri iletmek için yeterli olmuyor. Bunun için hem daha yüksek performansa ve bilgiye sahip sensörlere hem de bu bilgileri iletebilecek bir haberleşme sistemine ihtiyaç ortaya çıkıyor. Örneğin; Sick AG’nin öncülüğünü yaptığı yeni sensör bus sistemi, IO Link, bu tür bütün bilgileri sağlamakta oldukça başarılı.

TREND YÜKSEK PERFORMANSLI SENSÖRLERE DOÐRU KAYIYOR

Müşterilerimizin ihtiyaçlarının mesafe ölçme, alan tarama, renk algılama gibi yüksek performanslı sensörlere doğru olduğu ile ilgili bir gösterge de ciro artış oranlarımız. Yüksek performanslı sensörler olarak adlandırabileceğimiz bu tür sensörlerdeki artış oranlarımız, diğer sensörlerdeki artış oranlarımızın oldukça üzerinde.
Bu tür sensörlerin ilk yatırım maliyetlerinin görece yüksek olduğundan söz edilebilir. Ancak bu noktada önemli olan yatırım maliyeti değil yatırımın geri dönüş zamanıdır. Konu ile ilgili geçen yıl Almanya’da uluslararası bir kargo şirketi için Sick AG tarafından gerçekleştirilen DWS (Dimensioning Weighting & Scanning) projesinden bahsetmek yerinde olur. Proje bedeli 2,2 milyon euro ve yatırımın geri dönüş zamanı (ROI) yaklaşık 22 gün!

Bu çok kısa geri dönüş zamanını elde etmek ancak doğru yerde doğru sensörü kullanmak ile gerçekleştirilebilir. Tedarikçi firmanın ortak çözüm ile uzun dönemli işbirlikleri oluşturmak için büyük bir heves ve geniş ürün yelpazesine sahip olması, kullanıcıların ihtiyaçlarını zamanında ve doğru bir şekilde gidermelerine oldukça yardımcı olacaktır. Bu; sadece standart sensör olarak adlandırabileceğimiz geleneksel var/yok kontrolü yapan sensör tedarikçilerinin pek de kolay gerçekleştiremeyecekleri bir konu. Bunu için bilgi birikimi (sadece ürün değil aynı zamanda uygulama), know-how ve teknoloji gerekli.

Şüphesiz ki bilgi birikimi, know-how, teknoloji zaman içerisinde kazanılabilecek bir süreç. Ancak bunun için de sadece zamanın da yeterli olmadığı göz ardı edilemeyecek bir gerçek. Konuya odaklanmak, Ar-Ge çalışmasında bulunmak bu olguları yenilikçi bir şekilde yaratmak gerek. Hatta günümüzde sadece bu teknolojilere sahip olmak bile yeterli olmamakta, bunların nasıl uygun fiyatlar ile kullanıcılara sunulacağının da bilinmesi gerekmektedir.

Her ülkede olduğu gibi, ülkemizde de bir kesim, satın alırken yalnızca ilk fiyata bakarak karar veriyor. Bu da yanlışlıklara, kötü çözümlere neden oluyor. Oysa toplam yaşam döngüsü maliyeti dediğimiz, ürünün ilk fiyatının yanı sıra, işlevlerine, ömrüne, hassaslığının ne kadar sürdüreceğine de dikkat etmek, rekabetçi kalabilmek için bir zorunluluk. Daha net, sayısal bir örnek vermek gerekirse; %15-20 daha ucuz diye daha düşük kaliteli bir ürün tercih etmenin sonucunda servise giden bir makina imalatçısının aslında, ürünü alırkenki fiyat farkını değil servis maliyetini, arızadan dolayı kaybettiği prestijin maliyetini düşünmesi daha rekabetçi bir yaklaşım olacaktır.

Şüphesiz bu konuda biz imalatçılara da büyük iş düşüyor. Daha uzun ömürlü, hassaslığını uzun süre muhafaza edebilen sensörleri daha uygun fiyata pazara sunabilmeliyiz. Sick olarak bu konuda yoğun çalışmalarımız var. Neredeyse bütün sensörlerimizde kullandığımız ASIC çip vasıtasıyla çok daha az ilave eleman ile gelişmiş sensör fonksiyonlarını gerçekleştirerek tecrübemizi ortaya koyabiliyoruz. Asıl know-how bunu gerçekleştirebilmektir.

GELECEKTE SENSÖRLER

Günümüzden 20-30 yıl önce kullanılan algılama teknolojisi ile günümüzdeki algılama teknolojilerini karşılaştırdığımızda, kullanıcı ihtiyaçlarını da düşünerek, gelecekte sensörlerin nasıl olacağı konusunda bir yargıya varabiliriz.

Sensörden sadece algıladığı nesne ile ilgili bilgi almak yetiyorken, yakın gelecekte, bakım gereksinimlerimizi karşılamak üzere, sensörün kendisi ile ilgili detaylı bilgiye sahip olmak isteyeceğiz. Bu da bizi haberleşebilen sensörlere ulaştıracak.

Sensör teknolojisinde önemli bir eğilim, görüntü işleme bazlı sensör ve sistem çözümlerinin artan bir şekilde kullanılmasıdır. Önceleri sadece bir noktada nesnelerin olup olmadığını algılamak yetiyorken, günümüzde bunların boyutları, konumları ve renkleri ile ilgili bilgiler de edinmek istiyoruz. Gelecekte bu bilgileri sadece bir noktada değil, bir alan içerisinde edinmek isteyeceğiz. Bu da bizi daha fazla kamera ve/veya benzeri sistemlere ulaştıracak. Daha bugünden kullanılmaya başlayan kamera sistemlerinde özellikle aydınlatmanın, optiklerin ve değerlendirme ünitesinin kolayca anlaşılabilir bir kullanıcı arayüzü ile donatılmış tek bir cihazda birleştirilmesi oldukça önem kazanacaktır. Bu özelliklerin kombinasyonu, hem OEM’ler, hem de son kullanıcılar için idealdir; zira montaj, ayar ve bakım işlerini genelde harici görüntü işleme uzmanlarının desteğine bağlı kalmadan, tek başına yerine getirebilmektedirler.

Otomasyon teknolojisinde artan bir diğer eğilim, merkezden uzaklaşma eğilimidir. Bu da ancak zeki sensörler ile gerçekleşebilir. Bunu sağlamak üzere biz ürünlerimize çok sayıda yazılım yüklüyoruz. Bu yazılımlar sayesinde sensörler daha zeki davranabiliyorlar. Müşterilerimiz de bu sayede kendilerine özgü çözümlere çok daha uygun fiyatlara kavuşuyorlar. Öncelikle kontrol ünitelerinde özel yazılımlara sahip oluyorlar. Bu yazılımların parametrik olduklarının da altını çizmek gerekir. Müşteriler değişen koşullara uygun değerleri girerek aynı yazılımdan farklı amaçlar için de yararlanabiliyorlar. Diğer deyişle çok esnek bir yapı söz konusu. Buna ilişkin en basit örnek de algılama mesafesinin değiştirilmesi olarak verilebilir. Yeni nesil optik sensör serimiz bu özeliklere sahip. Eskiden mesafe ayarı tornavida ile yapılırdı. Örneğin; algılama mesafesinin bir metre olduğu sensöre bu şekilde öğretilirdi. Şimdi ise foto diyota her şeyi yazılım ile öğretir hale geldik ve tornavidadan kurtulduk. Yazılım sensöre ilk uygulama bir metre, ikincisi iki metre diyor, o da gereğini yapıyor. Üstelik bu ürünümüz alternatiflerine kıyasla çok ucuz.