Otomasyon, Havacılık Sektörü İçin Neden Önemlidir?

Bir yandan, uçaklara olan talep çok yüksek[1] ve önümüzdeki yıllarda da artmaya devam edecek. Tek çözüm, üretim proseslerinin sürdürülebilir otomasyonu gibi görünüyor.

Öte yandan, havacılık sektörünün otomasyon cephesinde yapılan iyileştirmeler de kademeli olarak ilerliyor. Öyle ki, yakın zamanda soruna bir çözüm bulunacak gibi görünmüyor. Teknolojinin bu sorunu çözmekte yavaş kalması, "Otomasyon hedefine ne kadar uzağız?" ve "Havacılık sektörünün karşılaştığı sorunun tek çözümü gerçekten bu mu?" gibi soruları beraberinde getiriyor.

Bu makalede, üretim montajlarında havacılık otomasyonunun ne anlama geldiğini, otomasyonun ne gibi zorluklarla karşı karşıya olduğunu ve havacılık sektörünü nasıl bir geleceğin beklediğini ele alacağız.

Otomasyon; güvenliği, verimliliği ve insan çabasının değerini artırmak için kullanılabilir. Entegre rehberliğe, geri bildirime ve daha iyi tutuş özelliklerine sahip aletler maliyet tasarrufu açısından rekabet avantajı sağlarken aynı zamanda daha iyi bir çalışma ortamı da sunabilir.

Bazı durumlarda, üretim hedeflerini korurken tehlikeyi azaltmak için tehlikeli adımlar tamamen otomatik hale getirilebilir. Bu durumlarda otomasyon, bir programa bağlı kontrol sistemi veya ekipman sağlar ve program hiç insan müdahalesi olmadan ya da minimum düzeyde müdahaleyle bu sisteme veya ekipmana bir dizi görevi gerçekleştirme talimatı verir.

Şu anda havacılık sektöründe otomasyon, çalışanların verimliliğini desteklemek ve delme ile dolgu gibi tekrarlanan görevleri gerçekleştirme ihtiyacını azaltmak için kullanılıyor. Ancak, yeni uçağa olan talep üretim tedarikini aşmaya devam ettiğinden, otomasyonu artırmak hâlâ büyük önem taşıyor.

Uçaklara olan talep artıyor ve önümüzdeki yıllarda da artmaya devam edecek. Günümüzde bile havacılık sektöründeki üretim teknolojisi, mevcut talebi karşılayacak kadar hızlı veya uygun maliyetli değil. Üstelik talep de giderek artıyor. Otomasyon ilerleme kaydetmiş ve montaj prosesinin yalnızca küçük bir kısmı manuel olarak gerçekleştiriliyor olsa da bu kısım üretim prosesindeki kayıpların büyük bir bölümünü oluşturuyor.

Bu kayıpları tek tek ele aldığımızda küçük görünebilir ancak görevlerin binlerce, hatta milyonlarca kez yapıldığı tekrarlı bir proseste birleştiklerinde ciddi bir miktar ortaya çıkar. Otomasyonun ele aldığı en önemli konulardan biri hassasiyettir [2].

Personele daha iyi aletler sağlanarak verimlilikleri artırılabilir ve daha güvende olmaları sağlanabilir. Elde edilen en önemli değerlerden biri, stres seviyelerindeki düşüştür. Aletler daha iyi geri bildirim ve rehberlik sağlayarak hataları azaltabilir. 

Sonuç olarak personel kaliteye verilen dikkati incelemeye daha fazla zaman ayırabilir. Böylece, düşük kaliteli aletlerin beklenmeyen hatalara neden olduğu durumlarda ortaya çıkabilecek olası kayıplar azaltılabilir.

Üretim hataları, malzeme kaybı olasılığı da dahil olmak üzere birçok maliyete yol açar. 

Doğru aletlere sahip olduğunuzda, hem üretim prosesiniz daha tutarlı hale gelir hem de üretim süresi kısaltılır, hurdaya çıkarma oranı en aza indirilir ve proses daha esnek hale getirilir.

Bu tür avantajlar, zaman içinde gelişerek ekibinizin değişen pazar taleplerine hızlı bir şekilde yanıt verebilmesini sağlar.

Bahsedebileceğimiz son avantaj ise daha iyi aletlerin ergonomiyi artırmasıdır. Bu, hem daha fazla güvenlik (ve muhtemelen daha düşük sigorta ücretleri) hem de daha yüksek kalıcılık anlamına gelir. Ayrıca, genel olarak iş gücünün daha ilgili ve daha enerjik olması sayesinde iş süreleri kısaltılır. 

Havacılık sektöründe belirli bir noktaya kadar otomasyon elde edilmiştir ancak arz ve talep arasındaki uçurumu kapatacak kadar yeterli değildir.

Havacılık sektörünün yenilik ve teknolojinin ön cephesi olarak görülmesine rağmen, otomotiv sektörü bile havacılık sektörüne kıyasla tam otomasyondan epey uzaktadır. İki sektörde üretim proseslerinin ciddi benzerlikler taşıması ise çok daha şaşırtıcıdır.

Son birkaç yıl içinde havacılık üretiminde delik açma ve dolgu işlemlerinin büyük bir kısmı, ısmarlama portal vinç tipi ekipmanlar kullanılarak otomatikleştirildi[3]. Bunlar, otomotiv sektörünün yalın endüstriyel robotlarının aksine vinçlere benzeyen büyük makinelerdir. Bu durum, havacılık sektörünün hâlâ anlamlı bir otomasyon seviyesinden çok uzakta olduğu anlamına geliyor.

Otomasyonun gelişimi üç aşamada gerçekleşir: sabitlik, programlanabilirlik ve esneklik[4]:

• Sabit veya katı otomasyonda, bir makine ya da ekipman basit görevleri gerçekleştirmek için bir dizi kod tarafından yalnızca rotasyonel ve doğrusal eksende kontrol edilir. Esnek olmadığı için genellikle tek bir ürün türü üretmek üzere tasarlanmıştır. Bu otomasyon türü, yalnızca seri üretimin karşılayabileceği yüksek ilk yatırım gerektirir ve bu nedenle otomotiv sektörü için idealdir. 

• Programlanabilir otomasyonda, makineler kodu veya programı değiştirerek birçok görevi gerçekleştirebilir. Ancak, sistemin yeniden programlanması ve mekanik parçaların değiştirilmesi uzun zaman alır. Sabit otomasyondan çok daha düşük bir hacim sunarak yalnızca düzineler ya da binlerce parti halinde üretim yapabilir. 

Esnek veya katı olmayan otomasyonun kurulumu, sabit otomasyona göre daha da yüksek bir ilk ödeme gerektirir ancak üretim açısından en verimli yöntemdir. Sistem, tek bir düğmeyle değiştirilebilir. Daha yüksek bir kodlama seviyesine sahip olması sayesinde farklı bir ürün türüne geçerken karmaşık yeniden programlamaları ortadan kaldırır ve makine çeşitli uygulamalara uyum sağlayacak şekilde tasarlanır.

Yüksek talep görmek ve talebi karşılayamamak, bazı sektörlerin sahip olmak istediği bir sorundur. Bu sektörlere göre bu sorun, hiç müşteri bulamamaktan daha iyidir. Ancak yine de bu bir sorundur. Ayrıca, uçak ihtiyacının artacağı ve dünya çapındaki hava filosunun eskimeye başlayacağı önümüzdeki yıllarda daha da kötü bir hal alacak. 

Şu anda bilim insanlarını engelleyen zorluklardan bazıları şunlardır:

1. Mevcut delme proseslerinin bir parçası olan reaksiyon kuvvetleri ve titreşimler, delme prosesinin esnek otomasyona entegrasyonunu zorlaştırmaktadır. Mevcut esnek otomasyon versiyonunun bileşenleri, geleneksel delme kaynaklı kuvvetlere dayanacak kadar güçlü değildir[5].

2. Yörüngesel delme, daha düşük kuvvetle esnek otomasyona entegre edilebilecek kadar küçük boyutlarda delik delebilen daha gelişmiş bir yöntemdir. Ancak tekrarlı kullanımda, delme prosesindeki atalet nedeniyle hassasiyette bozulmalar yaşanır.

3. Robotik için kullanılan malzemeler hâlâ çok pahalıdır. Çoğu robotik parçası son derece hafif ve dayanıklı oldukları için titanyum[6] ve karbon fiber kompozit malzemeden üretilir. Çıkarılma proseslerinin çok karmaşık ve verimin zayıf olması nedeniyle her ikisi de çok pahalıdır.

Yenilikçi uzmanlar çok çalışarak havacılık sektörünün şu anda içinde bulunduğu çıkmaz için küçük bir umut ışığı sağladı:

• Uyarlanabilir kontrol, yörüngesel delme işleminde kayan statik konuma yönelik yöntemlerden biridir. Kontrol modelindeki parametreler çalışma sırasında sürekli olarak güncellenerek sabit parametreleri termal genleşme parametreleri gibi uyarlanabilir parametrelerle birleştirir. Bu teknik, geri tepme telafisi parametreleri gibi daha fazla uyarlanabilir parametrenin eklenmesiyle iyileştirilebilir.

• Montaj sırasında uçağın kanatlarını hizalama gibi çeşitli uygulamalarda kullanılan lazer izleyiciler gerçek zamanlı konum geri bildirimi için uyarlanabilir. 0,05 mm hassasiyetle delik açmaya yardımcı olabilir ancak havacılık sektöründeki tüm pratik uygulamalar için hâlâ çok pahalıdır.                                                                     

• Uç elemanlarının aldığı geri bildirime daha hızlı yanıt süresi sağlayacak bir aktüatör geliştirmek amacıyla da araştırma yapılabilir. Lazer izleyici ile birlikte robotik hassasiyetini önemli ölçüde artırabilir.

Robotik parçalar ve bileşenlerin üretim proseslerinde yapılan iyileştirmeler, otomatik montajların başlangıç maliyetinin azaltılmasına da yardımcı olabilir. Şu anda 20 robot, lazer konumlandırma ölçümü ve yeni bir dijital sistemden oluşan otomatik bir iskelet montaj hattına sahip olan Airbus'ın 6000 adetlik A320 jetliner siparişi beklemede olduğu için bu maliyette bir yatırım yapması mantıklıdır. 

Uçak üreticileri günümüzde piyasada bulunan en gelişmiş havacılık aletlerini kullanarak üretimlerini artırabilir. Bu aletler, iş sağlığını koruyarak operatör verimliliğini büyük ölçüde artırır ve tam otomatik bir montaj hattından sonraki en iyi çözümlerdir:

• Elektrikli El Tipi Matkap EBB26 - Bu hassas matkapla delik hassasiyetine ilişkin endişelerin çoğu giderilebilir. Hata düzeltme için entegre bir geri bildirim mekanizmasına sahip olduğundan operatör hatalarını ortadan kaldırır. Ayrıca, programlanabilir tetikleyici ve daha düşük eksantriklik sayesinde açılan her deliğin amacına uygun ve planlandığı gibi olmasını sağlar.

• Gelişmiş Delme Ünitesi PFD 1100 - Bu matkap, aletin bileşen üretiminden nihai montaja kadar uçak üretiminin tüm aşamalarında kullanılmasını sağlayan yüksek güçlü bir türbin motoruna sahiptir. Modüler tasarımı doğru açılı şekil veya dikey delme için kolayca yapılandırılabilir ve çok çeşitli devir ve ilerleme ayarlarına sahip olması sayesinde her türlü delme ihtiyacına uyum sağlar.

Artan uçak talebini karşılamada otomasyonun avantajları göz ardı edilemez. Esnek otomasyona hâlâ uzak olduğumuz için verimliliği artırmanın alternatif yollarının araştırılması gerekir. Atlas Copco'nun gelişmiş havacılık aletleri serisi, otomasyon vaadi henüz yerine getirilmediği için işleri hızlandıracak şekilde tasarlanmıştır. 

Atlas Copco'nun gelişmiş havacılık aletleriyle verimliliğinizi artırın. Daha fazlasını yapmaya ve daha fazlasını üretmeye hazır mısınız?

Hemen bizimle iletişime geçin.