Değişken Hızlı Sürücüler (VSD'ler) ve endüstriyel otomasyonu dönüştüren makinelerin son 50 yılına bir göz atalım.
2023'e kadar geçen yarım yüzyıllık süreç, bazen göz ardı edilen bir teknolojik devrime tanıklık etmiş olsa da, önde gelen sürücü geliştiricileri ve üreticilerinin endüstriyel yenilik ve değişimin ön saflarında yer aldığı bir dönemdir.
Sürücülerin endüstriyel otomasyonun geniş tarihine paralel nasıl gelişim gösterdiğine bir göz atacağız ve bu tarihin yaşam biçimimizi nasıl şekillendirdiği hakkında daha fazla bilgi edinmeye çalışacağız.
Makineleşmenin tek başına insan üzerindeki etkinliği yüzyıllar öncesine dayanmaktadır
İlk insanlar bundan 2 milyon yıl önce Doğu Afrika'daki Büyük Rift Vadisi'nde taşları kesici aletler olarak keskinleştirmeye başlamıştır. O zamandan beri, yaptığımız işleri insanların tek başlarına yapabileceklerinden daha etkili ve verimli şekilde yerine getirmek için giderek daha karmaşık hale gelen araçlara ve cihazlara bağımlı hale geldik. Endüstriyel otomasyonun modern hikayesi veya bir şeyler yapmak için insanların yerine makineleri kullanmayı nasıl öğrendiğimiz konusu, 18. Yüzyıl İngiltere'sindeki Sanayi Devrimi ile başlar.
İplik eğirme makinesi (aynı anda birçok pamuk veya yün iplik makarasını otomatik olarak eğirebilen makine) ve dokuma tezgahı (kumaş dokumaya yarayan makine) gibi yeni icatlar tekstil üretiminin hızını ve verimliliğini önemli ölçüde artırdı; buhar makinesinin geliştirilmesi ise insan gücünün yerini alacak yeni bir güç kaynağı sağladı.
Çok geçmeden buhar gücüyle çalışan makineler imalat ve diğer endüstrilerin teknolojisini dönüştürmeye başladı. Sürekli çalışabiliyor ve kol kuvvetiyle çalışan insanlardan daha hızlı mal üretebiliyorlardı. Bu durum, malların fabrikalarda seri üretimine olanak sağlayarak fiyatların düşmesine ve tüketiciler için ürünlere erişilebilirliğin artmasına yol açtı.
Otomatik üretim modern toplumun yönünü belirliyor
Yeni otomatik üretim süreçleri 19. Yüzyıl boyunca tüm Avrupa’ya ve Amerika Birleşik Devletleri'ne yayıldı. Ekonomik büyüme çok hızlandı ve nüfus arttı. İnsanlar tarımsal işlerden endüstriyel işlere yönelmeye başladıkça, kırsal kesimden kasaba ve şehirlere taşındılar, geniş aileler dağıldı ve yeni fikirler ve kimlikler ortaya çıkmaya başladı. İyi ya da kötü, modern toplum şekillenmeye başlıyordu.Endüstriyel üretimde montaj hattı kavramının yaygın olarak benimsenmesiyle otomasyon bir adım daha ileri gitti. İşçilerin belirli bir görevde uzmanlaşabilmesi ve bu görevi farklı bir üretim ünitesinde tekrar tekrar yerine getirebilmesi için bir ürünü bir hat boyunca hareket ettirme fikri yeni değildi, ancak 19. yüzyılın sonlarında mekanize konveyör bantlarının kullanılmaya başlanması montaj hattının kapasitesini artırdı.
Montaj hatları malların seri üretimine olanak sağladı
Henry Ford, 1913 yılında ABD'nin Michigan eyaletindeki Highland Park Ford Fabrikası'nda bir montaj hattı kullanarak Model T Ford otomobilini üretmeye başladı. Arabalar her 3 dakikada bir hattan çıkıyor ve her bir arabanın üretimi için daha önceleri gerekli olan 12 saatlik işçiliğe kıyasla sadece 1,5 saat işçilik gerekiyordu. Maliyetlerdeki düşüş, montaj hattının katı süreçleri tüketici seçeneklerinin sınırlı olduğu anlamına gelse bile, otomobil gibi karmaşık üretim mallarını ilk kez sıradan çalışanlar için uygun fiyatlı hale getirdi; Ford, arabanızın siyah olduğu sürece istediğiniz renkte olabileceğini söylüyordu!Montaj hattı, geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla çok daha hızlı bir şekilde malların seri üretimine olanak sağlamıştır. Ayrıca, belirli görevleri sırayla yerine getirebilen özel makinelerin ve aletlerin geliştirilmesine de neden oldu.
Değişken hızlı sürücüler elektrik motorunun olanaklarını güçlendirdi
18'inci ve 19'uncu Yüzyıllarda sanayileşmenin odağında buhar bulunuyordu, ancak 20'nci Yüzyılın ilerlemeleri elektriğin daha verimli ve kontrol edilebilir gücüne bağlıydı. İngiliz bilim insanı Michael Faraday 1813 yılında manyetik alanla elektrik üretme prensibini keşfetti ve Sırp kökenli ABD'li mucit Nikola Tesla 19. yüzyılın sonlarında uygulanabilir elektrik motorlarının geliştirilmesine öncülük etti.Elektrik, bir güç kaynağı olarak birçok avantaja sahipti; temizdi, verimliydi, kolayca taşınabilirdi, güçlüydü ve bir atın ya da buhar makinesinin aksine anında açılıp kapatılabilirdi. Elektrik motorlarının geliştirilmesi, buharla çalışan makinelerden daha verimli ve kontrollü makinelere güç vererek endüstriyel otomasyon olanaklarını büyük ölçüde artırdı.
Ancak elektrik motorlarının otomasyonda sahip olduğu potansiyel, 1950'lerdeki VSD'nin icadına kadar tam olarak fark edilemedi. VSD'ler elektrik motorlarının hızını ve momentini (kullanılabilir torsiyon kuvveti) kontrol eder, bu da karmaşık prosesler ve hassas malzemelerin taşınması için gerekli olan makine ve diğer otomatik sistemlerin hareketlerinin hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
Sürücüler, motorların hızı ve momenti üzerindeki bu hassas kontrol sayesinde daha karmaşık prosesleri otomatikleştirmek için eksik olan halkayı tamamladı. Ayrıca, sadece ihtiyaç duyulduğunda gereken yükü sağlamak için motorların hızını ayarlayarak önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlarlar ve motorlardaki aşınma ve yıpranmayı azaltarak sistem güvenilirliğini artırır ve ekipmanın ömrünü uzatırlar.
Sürücüler daha ucuz, daha güvenilir ve daha güçlü hale geldi
İlk üretilen sürücüler hantal ve güvenilir olmaktan uzaktı, ancak tüketicilerin artan taleplerini karşılamak için bir dizi daha küçük, daha ucuz, daha güvenilir, daha güçlü ve daha akıllı sürücüler piyasaya sürüldüğünde bu durum değişmeye başladı. O sıralar dünyanın ilk tamamen mikro işlemci kontrollü sürücüsü geliştirildi ve piyasaya sürüldü. Yeni sürücülerin gücü, esnekliği ve kontrolü, endüstriyel otomasyonda elektrik motorlarının yeteneklerini değiştirmeye başladı. Sürücülerin kullanımı artık oldukça yaygın ve ne kadar karmaşık olursa olsun hemen hemen her görev artık otomatik olarak gerçekleştirilebilir.Modern sürücüler, yapay zeka (AI) kullanarak karmaşık otonom üretim sistemlerine tam entegrasyon sağlayan gelişmiş bilgi işleme ve iletişim kapasitesine sahiptir. Yapay zeka algoritmaları, verileri analiz etmek, bunlar hakkında tahminlerde bulunmak ve gerçek zamanlı olarak eylemlere karar vermek için kullanılır ve makinelerin daha bağımsız çalışmasını ve değişen koşullara kolayca uyum sağlamasını sağlar. Bu, üretim süreçlerinin optimize edilmesine, kalite kontrolünün iyileştirilmesine ve maliyetlerin azaltılmasına yardımcı olur. Yapay zeka,her geçen gün endüstriyel üretimde daha önemli hale geliyor ve otomasyonu yeni bir seviyeye taşıyor. Gerçekten de bazı uzmanlar, gelecekte yapay zekaya sahip makinelerin insan kontrolünden çıkıp yönetimi ele geçirmeye çalışması gibi gerçek bir risk olduğuna inanıyor!
1960'lardaki bir diğer önemli gelişme de robotların üretim sürecine dahil olmasıydı. Robotlar artık görevleri yüksek derecede hassasiyet ve hızla yerine getirebilmektedir ve birçok otomatik prosesin önemli bir parçasıdır. Sürekli çalışarak verimliliği ve üretkenliği artırabilirler ve özellikle insanlar için tehlikeli olan durumlarda faydalıdırlar. Ev tipi elektrikli süpürge robotu sahipleri, sıkıcı ve tekrarlayan işlerin üstesinden gelmek için de bunların kullanışlı olabileceklerini biliyorlar.
Otomasyon toplumumuzu her açıdan etkilemiştir
Endüstriyel otomasyonun geleceği ne olacak? Nesnelerin İnterneti (IoT) ifadesi, birbirleriyle iletişim kurabilen sensörlere ve işleme yeteneklerine sahip akıllı cihazlardan oluşan bir ağı tanımlar. Yapay zeka ve Nesnelerin İnterneti fikrinin endüstriyel otomasyona entegre edilmesi, üretim sistemlerinin dijital beyin ile elektrik motorunun fiziki gücü arasındaki önemli bağlantıyı sağlayan sürücülerle kendi başlarına algılayabilecekleri, analiz edebilecekleri ve karar verebilecekleri anlamına gelmektedir.
Son 250 yıl içinde, Sanayi Devrimi'nin başlangıcındaki iplik eğirme makinesinin icadından bu yana çok uzun bir yol kat ettik. Endüstriyel otomasyonun gücü ve kapsamı toplumumuzu her açıdan etkilemiştir ve etkilemeye de devam edecektir. Makineler artık insanların yapabildiği neredeyse her şeyi yapabiliyor. Ancak bu gücü kendimiz ve gezegenin geri kalanı için yaşamı daha iyi ya da daha kötü hale getirmek için kullanıp kullanmayacağımıza sadece biz karar verebiliriz.