Otomasyonun Tanımı ve Tarihi Gelişimi

1.1. Otomasyonun Tanımı ve Gelişimi

            Çeşitli bilimsel, sınaî, tarımsal ve idarî işlerin yürütülmesinde, insan müdahalesini tamamen ya da kısmen ortadan kaldırmaya ve işlemlerin otomatik olarak yürütülmesine, otomasyon denilmektedir. Bununla birlikte endüstriyel anlamda otomasyonu; işlem ve üretim kontrolünde mekanik, elektronik ve bilgisayar tabanlı sistemlerin birlikte kullanılması olarak da tanımlayabiliriz. Otomasyon; bir elektrikli fırının veya otomatik çamaşır yıkama makinesinin ısı ve yıkama programının ayarlanması, lüks bir markete veya otele girerken kapının otomatik olarak açılması örneklerinde olduğu gibi basit işlere uygulanabildiği gibi, kimyasal üretim amaçlı bir fabrikadaki işlemleri bilgisayarla ya da bir bankayı otomatik olarak yönetme (Bankamatik) veya Mars gezegeni üzerinde robot aracı dolaştırma gibi en karmaşık işlere de uygulanır.

Sürekli olarak yeni tekniklerin kullanılması sonucunda gelişme gösteren otomasyon kavramı esas olarak üç ana gruba ayrılabilir:

• Sabit Otomasyon,
• Programlanabilir Otomasyon,
• Esnek Otomasyon.

Şimdi bunları kısaca açıklayalım:

a. Sabit Otomasyon

Sabit Otomasyon, sistemleri üretim hacminin çok olduğu, bir üretim veya otomasyon hattından sürekli tek bir ürün ya da işlem beklendiği durumlar için uygulanmaktadır. Bu tip otomasyon hatları, ara üründe hep aynı tür işlemlerin yapıldığı veya nihai ürünün konveyörlerle taşındığı, sıralandığı, paketlendiği değişmeyen işlemler olarak diğer iki tip otomasyon sisteminin bir ara birimi de olabilmektedir. Bu tip uygulamalarda, üretim kapasitesi ve standardını artırmak amacıyla robotlar yaygın olarak kullanılmaktadır.

b. Programlanabilir Otomasyon

Programlanabilir otomasyon sistemlerinde, daha sık olarak ürün veya işlem değiştirilebilmekte, her yeni değişime programlanabilen cihazların sağlamış olduğu program avantajı ile uyum sağlanabilmektedir. Buradaki program, cihazlara bir kere girilmiş olan sabit program olduğu gibi, zamanla değişen ihtiyaçlara göre değişebilen program da olabilmektedir. Bu tip uygulamalarda otomasyon sistemleri, birden fazla programı hafızalarında bulundurabilmeleri ve gerektiğinde bu programlar arasında geçiş yapabilmeleri sebebiyle, oldukça büyük görevler yapabilmektedir.

c. Esnek Otomasyon

Günümüzde popüler çalışma gruplarından biri olan esnek üretim sistemlerinin kısa adı, FMS, (Flexible Manufacturing System)’dir. FMS tipik olarak birçok iş istasyonunun materyal işleme ve depolama sistemine bağlandığı, veri işleme ve değerlendirme işlemlerinin ağırlık kazandığı karmaşık algoritmaların etkin olduğu sistemlerdir. Burada ürün çeşitliliğindeki artışa kolay ve çabuk uyarlanabilme esası ön plandadır. Otomasyon sistemlerinin kendi giriş/çıkış portları ve elektronik ara birimleri, bir otomasyon sisteminin sık değişim taleplerine cevap verebilmesini mümkün kılabilmektedir. Bir otomasyon sistemine yüklü bulunan programlar, sistemi denetlemekte olan programlanabilir cihazlarla otomatik olarak aktif hale getirilebilmektedir.

Otomasyon, yalnızca insan yerine otomat kullanılması esasına dayanmaz. Örneğin, dikiş makinesi ile, bir terzinin elle diktiği dikiş arasında fark vardır. Otomasyon, göz önüne alınan süreci az çok derin bir biçimde, yeni bir bakış açısıyla ele almaya ve kazanılmış alışkanlıklarla, geleneksel çözümleri yeniden gözden geçirmeye dayanır. Öte yandan, bir süreci yönlendirmede söz konusu olan zihinsel işlevlerin tümünü ya da bir bölümünü teknolojik organlara aktaran otomasyon, bu özelliğiyle basit makineleştirmeden daha yüksek bir yer alır.

Otomasyonun başlıca bileşenleri; bilgi vericiler ve algılayıcılar, etkileyiciler, bunların güç yükselteçleri ve bilgi işlem organlarıdır. Burada bahsi geçen bilgi işlem organlarından anlatılmak istenen, bilgisayarlar ve mikroişlemcilerdir. Bu bileşenlerin yapısı, göz önüne alınan otomatik denetim sisteminin yapısına bağlıdır. Otomasyonda, bütün tekniklerden hiçbir sorun çıkmadan yararlanılabilir.

Günümüzde yarı iletken teknolojisindeki sürekli gelişim, otomasyon sektöründe de kendini göstermektedir. Programlanabilir kontrol modüllerinin boyutları küçülürken, işlem fonksiyonlarının hızları artmakta ve çok kullanışlı program paketleri ile desteklenmektedir. Bununla paralel olarak gelişen diğer bir konu da, modern üretim tesislerindeki otomasyon sistemlerinden beklentilerdir.

Her çeşit programlama parçalarının ve sistemlerin artarak kullanımı, Bilgisayar Kontrollü Takım Tezgahlarının (CNC- Computer Numerical Control), robotların, bilgisayarların, Bilgisayar Destekli Tasarım / Bilgisayar Destekli İmalat sistemlerinin, esnek imalat sistemlerinin (FMS) ve bilgisayar-entegreli imalat sistemlerinin (CIMS- Computer Integrated Manufacturin Systems) birleşmesiyle, imalat tamamen ve köklü olarak değişmiştir. Bilgisayar Destekli İmalat (CAM), çalışmaların en ince ayrıntısına kadar planlanmasını sağlamıştır. İşlemin her basamağında imalat yapılmadan önce, yapılacak işler açıkça tanımlanabilmektedir. Kısacası hata yapılmasına fırsat verilmeden en mükemmel ürün tüketiciye sunulabilmektedir. Bundan önceki dönemlerde imalattaki genel çalışma sistemlerinde detayların belirlenmesi, teknisyenlere veya operatörlere bırakılırdı. Diğer bir deyişle imalat kolayca tamir edilemez ve hataların tespiti ile onarımı bugüne göre çok daha uzun sürerdi.

Sayısal Kontrol (NC- Numerical Kontrol) ve Bilgisayar Destekli Üretim (CAM) teknolojileri, otomasyon kavramının anlaşılabilmesi için güzel örneklerdir. Sayısal Kontrol (NC) teknolojisinin asıl amacı, makinelerin otomatikleşmesini sağlamaktır. Aynı zamanda Sayısal Kontrol teknolojisi, malzeme-işleme tezgahlarının otomatik kontrolü için geliştirilmiş, bu teknolojinin uygulamaları da makinelerin ve işlemlerin geniş bir alana yayılmasını sağlamıştır.

Otomasyonun insan gücü istihdamı üzerindeki etkileri olumsuzdur. Hayatımızı kolaylaştıran, üretimi artıran, tehlikeli ve pis işlerimizi üstlenen otomasyon sistemleri, yüzyılımızın en önemli kavramlarından birisi haline gelmiştir. Ancak işlerin otomatik olarak yürütülmesi, o iş sahasında çalışan işçilerin sayısının azaltılmasına neden olabilmektedir. Örneğin Fransa’da sentetik tekstilde kullanılan otomasyondan ötürü, üretimde herhangi bir düşüş olmadığı halde, ücretli işçi sayısı birkaç yılda %300 oranında azalmıştır. Saat üretme teknolojisinde, elektronik ve mekanik işçiliğin en önemli bölümünün yerini gene otomasyon almıştır.

İş örgütlenmesi bakımından otomasyon, daha büyük bir merkezileşme imkanı sağlar. Ama bunlar çoğunlukla kuramsaldır. Yani, bazı yöneticiler otoriteyi tamamen kendi ellerinde tutmak için daha çok makineleşmeye gitmektedir. Tabiî ki bunun sonucu olarak da ücretliler bu merkezileşmeye karşı tepkilerini çeşitli yollarla dile getirirler.

Otomasyonun, insan iş gücüne olan ihtiyacı düşürmesi, bu harika sistemlerin kullanmasına engel teşkil etmemelidir. İşsizliğin önüne geçmek için, hiçbir zaman otomasyon sistemlerinden vazgeçilmemelidir.   İşsizlik problemine, yeni iş alanları geliştirilerek çözümler getirilmelidir.

İkinci Dünya Savaşı’ndan beri, değişen talep, teknolojik gelişmeler, uluslararası rekabet eskiye nazaran daha hızlı yeni üretim teknolojilerinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bir ürün; niteliğinde, kalitesinde ve performansında uzun bir müddet değişme göstermezse, yani tasarım değişiklikleri olmazsa, kısa ömürlü olur. Eski otomatik üretim sistelerindeki çoğu parça için en küçük bir değişikliğin yapılması mümkün değil. Yani eski tip otomatik makineler değiştirilmesi zor olan mekanik, elektro mekanik, Pnömatik veya hidrolik-pnömatik donanım sistemleri tarafından kontrol edilen proseslerle karakterize edilirdi. Oysa, günümüz teknolojisi, yeni bir prensibe dayandırılan, parça tasarım ve üretim durumundaki değişikliklere kolay adapte olan bir kontrol sistemine ihtiyaç duymuştur. Bu kontrol sistemi, sayesinde, sistemi oluşturan mekanik, elektro mekanik, hidrolik-pnömatik vb. sistemler çok daha hassas sevk ve idare edilebilmektedir. Kontrol sistemi aynı zamanda insan müdahalesi olmadan yüksek verimle kontrol edilen üretim çeşitlerini de ortaya çıkarmıştır.