Tasarım 4.0 / Bölüm 1

Tarih : 2016-10-11

Mustafa BİNTAŞ, Uçak ve Makine Yük. Müh., MUBİTEK Kurucu Başkan Cengiz ÖZ, Makine Müh., MUBİTEK Teknik Müdür

İnsanoğlu var olduğu andan beri bir iletişim aracı olarak tasarımı kullanmıştır. Bu anlamda tasarım geçmişi insanın var oluşuna kadar dayanmaktadır. Günümüze geldiğimizde artık herşeyin sanal dünyada tasarlanıp, gerçek hayat şartlatında analiz ve benzeşimleri yapılabilmektedir. Tasarım teknolojide ki bu gelişim son 40 yılda oluşmuştur.

Nesnelerin internetinin konuşulduğu günümüzde yalnızca çalışma biçimlerimizi değil, hayatımızı, hatta bütün toplumu hızlı bir değişim içindedir. Endüstrinin internet ekonomisi içinde yerini koruyabilmesi için değiştirmesi gereken her unsur, dünyada Endüstri 4.0 olarak tanımlanıyor. Bu kavram, üretim şirketlerinde internetten ve sağladığı olanaklardan olabildiğince yararlanmayı sağlayacak şekilde, değer yaratma sürecinin kesintisiz olarak desteklenmesi ve düzenlenmesi anlamına geliyor.

Resim 1: Tasarım bize insanoğlunun 9. Yüzyılda uçmaya başladığını göstermektedir

Geleceğin vizyonu olan Endüstri 4.0, tüm yazılımlar ve donanımlarda ürün geliştirmeye, üretim ve servis süreçlerinin iletişimine, makinelerin ve ürünlerin gerçek zamanlı bilgi alışverişine, otonom kontrol ve optimizasyonuna açılan bir kapıyı aralıyor. Modüler yapılı akıllı fabrikalarda, fiziksel işlemleri siber-fiziksel sistemler ile izleyerek, nesnelerin birbirleriyle ve insanlarla iletişime geçmesini temel alıyor. Evrensel bir iletişim dili olan tasarım aynı zamanda üretim için yapılan bir plandır. Endüstri 4.0 temelinde de varlığını en güçlü şekilde hiseetireceği açıktır. Bu kapsamda bizde temeli oluşturan ve tasarımsız bir dünyanın olmayacağı ortmada başarı için Endüstri 4.0 önünde olması gereken Tasarım 4.0 kavramını ülkemiz sanayinde farkındalık yaratmasını gerekliliğe inanıyoruz.

Günümüze kadar olan dönemde,birbirinden oldukça farklı yapılara ve etkilere sahip 3 farklı Tasarım döneminden söz etmek mümkün.

Tasarım 1.0: Elle çizim: İnsanın var olduğu dönemden Tasarımda Bilgisayarın kullanılmaya başladığı 1960 yılına kadar olan devreyi adlandırabiliriz.

Resim 2: Tasarım 1.0 döneminde Mühendisler

Tasarım 2.0: 1960 yılında insan-bilgisayar iletişiminin insanın sahip olduğu beş duyuyu da bu iletişimde teknolojinin elverdiği ölçüde etkileşimli olarak kullanması idi. İlk defa olarak bilgisayardan görüntülü bir çıktı almak üzere bir radar ekranını sayısal hale getirdiler. Grafik bilgileri girebilmek için bir ışık kalemi tasarladılar ve ürettiler. Bu sayede doğrudan ekran üzerinden, geliştirdikleri yazılımı da kullanarak etkileşimli olarak grafik bilgilerini girebildiler. Diğer sayısal bilgileri girebilmek için de a anahtar, düğme, buton gibi değişik aygıtlar kullandılar.

1960 yılları ortalarında bilgisayarlarda tümleşik sistemlerin (Integrated Circuit- IC) uygulanmasına başlandı. Bu sayede bilgisayarlar küçüldü ve hızlandı. Aynı zamanda, bilgisayar şirketleri, grafik ekranlar, klavyeler, ışık kalemleri, “mouse” lar ve yazıcılar gibi CAD iş istasyonları çevre ünitelerini geliştirmeye başladılar. Ancak, CAD sistemleri için yazılım çok önemli idi. Bu çalışmaya başlayanlar, bilgisayar şirketleri değil bu ileri teknolojinin ilk kullanıcıları olan Uzay ve Havacılık şirketleri oldu. Örnek olarak, Lockheed şirketi CADAM programını, Mc Donnell Douglas Şirketi Mc Auto’yu (daha sonra Unigraphics oldu). Marcel Dassault Şirketi CATHIA’yı geliştirmeye başladı. Başlangıçta ışık kalemi ve/veya skeç pad’lerle elle kağıt üzerinde yapılan tasarımlar bilgisayar ortamında 2D olarak yapılmaya başlanıldı.

Resim 3: 1960 İlk CAD istasyonu ve Işık kalemi

Tasarım3.0: Teknolojide ki baş döndürücü ilerlemeler sonucunda 1980-1990 yılları arasında sanal ortamda katı ve yüzey modelleme ile 3D tasarımlar oluşturulmaya başlanıldı. Bu noktadan sonra 3 boyutlu modelleme ve matematik model kavramı kullanılmaya başlanılmıştır. Artık tasarımcılar 3 boyutlu uzayda gerçek hayatta ki ölçülerde ve düşünce ile ürünlerini tasarlamaya başlamıştır. Bu gelişimle birlikte sanal ortamda yapısal analiz, kinematik, simülasyon ve çeşitli kontrol-geliştirme yöntemleri hızla geliştirilmeye başlanılmıştır. Ülkemiz tasarımda ki bu evreleri Avrupa’dan 2-3 yıllık gecikmelerle kullanmaya başlamıştır. CAD/CAM hızlı bir şekilde sanayicimizin kullanmaya başlamasında Prof. Dr. Bilgin KAFTANOĞLU emekleri yadsınamaz.

Resim 4: 1982 İlk 3D modeller ve CAD istasyonu

Tasarım. 4.0: Kalite, Verimlik gereksinimleri ve Maliyet baskısı tasarımda standartlık ve otomasyonu zorunlu kılmaktadır. Bunun sonucunda firmalar kendi tasarım standartlarını, firma için kütüphane, setler, ve çeşitli uygulamalar ile mevcut CAD sistemlerinin özelleştirmeye başlamışlardır.

Ülkemizin 4. Sanayi (Endüstri 4.0) devriminin verimli ve başarılı bir şekilde gerçekleştirebilmesi için öncelikle Tasarım4.0 dönüşümü mutlak suretle önde gitmelidir. Günümüzde geliştirilmeye başlanılan Internet üzerinden tasarım, PLM, Sanal gerçeklik (virtual Relity) ve Tasarım eko sistemi konularında bir sonraki makalede detaylı bir şekilde aktarılacaktır.