Simülasyon sitemleri, dijital ikiz ve sanal fabrika kavramları geleceğin fabrikalarının şekillendirme ve izlemede vazgeçilmezdir.
Bu kavramlara genel olarak bakacak olursak:
Simülasyon Sistemleri:
1) Var olan bir tasarım değiştirilmeden önce veya yepyeni bir tasarım uygulanmadan önce sanal/gerçek ortamda gözlemlemek yararlıdır.
Bir sistem tasarım değişikliği yapmadan önce, bu yeni tasarımı temsil eden (olabildiğince gerçekçi) bir model kurulur ve performansı gözlemlenir.
Bu sayede, böyle önemli bir karar alınmadan önce istenen sonucun/performansın elde edilip edilmeyeceği anlaşılmaya çalışılır.
2) Gerçek üretim ve hizmet sistemleri genelde analitik olarak (basit matematiksel hesaplamalarla) incelenemeyecek kadar karmaşıktır.
Bu nedenle, kapsamlı ve gerçekçi bir model kurmak gerekir.
3) Yeni cihazların, tesislerin maliyetleri yüksektir ve karar risklidir.
Yanlış bir kararın neden olacağı zorluklar vardır. Hatalı bir yatırım kararının maliyeti de yüksektir.
4) Üretim sistemleri çeşitli nedenlerde dolayı değişkenlikler içerir. (İşlem süreleri, arızalar arası süre, tamir süreleri, bekleme süreleri, taşıma süreleri, vb.).
Simülasyon, bir sistemin bütününü gözlemlemeyi sağlar!
Yukarıda sayılan nedenlerle üretim sistemlerinin (fabrikaların, atölyelerin vb), hizmet sistemlerinin (çağrı merkezleri, okullar, eğlence merkezleri, sağlık sistemleri vb.) benzetim ile modellenmesi, analizi ve optimizasyonu gerçekleştirilmektedir.
Simulasyonda incelenen konular :
* Predictive maintenance/Condition Monitoring
* RFID vb Auto-ID teknolojiler
* Sanal gerçeklik (Augmented reality)
* Sanal fabrikalar (Digital twin)
* M2M iletişim (machine-to machine communication)
* Adaptif robotlar (adaptive robotics): Robotik hücre tasarımı. * * Sensörler Görüntü işlemeyle kalite iyileştirme
* Nesnelerin İnternetinin (IoT) Tedarik Zincirindeki Uygulamaları
* Tedarik Zinciri Simülasyonu
Dijital Fabrika:
Dijital fabrika, fabrikanın mevcut (statik) halinin modelleme araç ve teknikleriyle oluşturulan modelidir.
Mevcut durumdaki tüm veriler toplanarak, yazılım ortamında fabrikanın dijital bir kopyası oluşturulur.
Böylece tam anlamıyla fabrikanın işleyişini yazılım ortamında takip edebiliriz. Veri toplama işlemi, sensörlerle ve bilgi sistemi altyapısıyla sağlanır. Ancak geleceğe ilişkin bir simülasyon yapılmaz. Amaç, fabrikanın dijital bir ikizinin oluşturulmasıdır.
Dijital İkiz:
Bir ürünün ,fabrikanın veya tesisin dijital ortamda tam anlamıyla aynı şekilde davranış gösterdiği sanal modelidir.
Örnek: Bir kimyasal tesisteki tüm reaktörler, pompalar, karıştırıcılar vs’deki basınç, sıcaklık, elektrik tüketimi, prosesle ilgili tüm verilerin gözlendiği ve takip edildiği dijital model.
Sanal Fabrika:
Dijital fabrika ile sanal fabrika kavramları birbirine yakın ve karıştırılan kavramlardır.
Sanal fabrika, bir fabrikanın tüm imalat kaynaklarını (makine, mlz taşıma aracı, araç-gereçler), proseslerini, çalışan operatörleri, parça ve ürünlerini sanal ortamda modelleyerek fabrikanın bütününü (yeniden) tasarlamamıza karar desteği sağlayan gelişmiş yazılım modeline denir.
Gerçek verileri kullanır ve gelecekte kurulacak veya yeniden tasarlanacak fabrika mimarisini planlamamızı sağlar.
Fabrikanın tüm imalata ilişkin alt-sistemleri ve bu alt-sistemlerin birbirleriyle etkileşimleri modelde temsil edilir.
Böylece en gerçekçi biçimde sistemin gelecekteki bir koşulda nasıl davranacağı tahmin edilebilir.
Tesis yerleşimi, imalat hücresi, montaj hattı, malzeme taşıma sistemi tasarımı (AGV vs.), depo tasarımı gibi amaçlarla sanal fabrika modeli kurulabilir.
Simülasyon yazılımının içindeki animasyonlar, sistem bileşenlerinin hareketlerini görüp anlamamızı sağlar.
3-Boyutlu görselleştirmeden (çoğunlukla) faydalanılır. Bazen sanal gerçeklik ve arttırılmış gerçeklik teknolojilerinden de yararlanılır.
Özellikle operatörlerin sistemde temsil edilmesi, onlara ergonomik açıdan uygun çalışma koşullarının sağlanması için yararlıdır.
Örnekler:
İnsan-makinelerin, insan-robotların işbirliği halinde çalışmaları modellenebilir.
Yarı manuel yarı robotik üretim hatlarında insan-robot etkileşimi, hangi işlemlerin robotla hangilerinin manuel yapılması gerektiği gibi süreç tasarımları sanal fabrika yazılımlarıyla yapılabilir.