Otomasyon tarihinin tamamı boyunca, daha yeni tekniklerin, süreçlerin ve makinelerin ortaya çıkışı, otomasyonun toplumumuzda daha büyük bir rol oynamasının önünü açtı. Günlük hayatta otomasyonun evriminin başlıca hedefleri; verimlilik, üretkenlik, güvenlik ve kullanım kolaylığını artırmaktı. Bu makalede, otomasyonun evriminin farklı aşamalarının nasıl geliştiğini ve bugün kullandığımız teknolojilere nasıl dönüştüğünü daha iyi anlamak için endüstriyel otomasyonun tarihini ele alacağız.
Üretimde Otomasyonun Tarihi
Başlangıçtan beri, insanlar ve işletme sahipleri günlük görevlerde verimliliği artırmanın yollarını aradı. Antik çağlarda atalarımız, işleri çoğunlukla elle ve basit makineler, makaralar, kaldıraçlar, el aletleri ve bazen de iş hayvanlarının yardımıyla yapıyordu. Üretim bakış açısından, üretim süreçleri genellikle şu şekilde sınıflandırılır:
- Tamamen manuel
- Yarı otomatik
- Tam otomatik
Bir görevi gerçekleştirmek için gereken insan müdahalesini azaltarak, üretim gibi süreçler otomasyon sayesinde çok daha verimli hale gelir. Otomasyon tarihinin zaman çizelgesi, teknolojinin otomasyonun evrimi boyunca nasıl ilerlediğini kapsar.
MÖ 1st yüzyıl: Su çarkları
Su çarklarının gerçek çıkış tarihi kesin olarak doğrulanması zor olsa da, MÖ 1st yüzyıl civarında Yunanlar ve Romalılar tarafından tahılı una öğütmek için daha yaygın olarak kullanılmıştır. Çok daha eskiye tarihlenen diğer basit makineler, çalışmak için yine hatırı sayılır insan müdahalesi veya hayvan gücü gerektiriyordu. Su değirmenlerindeki düşen suyun mekanik bir süreci çalıştırmak için kullanılması, “yarı otomasyon”un ve otomasyon evriminin ilk aşamalarının başlangıcı olarak görülebilir.
İlk su çarkları
9th yüzyıl: Değirmen makinelerinde ilerlemeler
Su değirmenleri ve yel değirmenleri, yenilenebilir enerjiyi kullanarak mekanik bir süreci çalıştıran değirmen makineleridir. Pratik kullanım için tasarlanan ilk yel değirmeni tasarımı 7-9th yüzyıllar civarına dayanır ve Persler tarafından yapılmıştır. Bu yel değirmenleri de tahıl öğütmek için kullanılmış ve sonrasında birçok başka mekanik süreç için geliştirilmiştir.
Su değirmenleri boyutlarına göre daha fazla güç sunabilmesine rağmen, yel değirmenleri akarsu olmayan bölgelerde de kullanılabiliyordu. Her iki teknoloji de gelişmeye devam etti ve dünya genelinde aşağıdaki alanlarda gereken manuel işi azaltmak için benimsendi:
- Çekiçli değirmenler
- Kereste fabrikaları
- Kağıt fabrikaları
- Cevher kırma değirmenleri
- Alet bileme değirmenleri
Erken dönem yel değirmenleri
17th - 18th yüzyıllar: Sanayi Devrimi
Batı Avrupa kaynaklı 17th yüzyıl Sanayi Devrimi, endüstriyel otomasyonun evriminde önemli bir dönüm noktasıydı. Bu dönemde buhar makineleri, buhar değirmenleri ve içten yanmalı motorların icadı, su ve yel değirmenlerine duyulan ihtiyacı büyük ölçüde ortadan kaldırdı. 1785’te Oliver Evans, insan müdahalesi olmadan kesintisiz üretim yapabilen otomatik bir un değirmeni de geliştirdi; bu da tarihteki ilk tamamen otomatik endüstriyel süreçti.
Erken üretim fabrikaları
1867’de James Clerk Maxwell, kontrol teorisini anlamak için teorik bir temel oluşturmaya başlayan bir makale yayımladı. Endüstriyelleşen fabrikalar, pamuk, kağıt, plastik, cam ve metaller gibi malzemeleri çok daha yüksek hacimlerde ve daha büyük verimlilikle seri üretmek için benimsenmeye devam etti. Sanayi devriminin teknoloji ve süreçleri dünya geneline yayıldıkça ekonomi, ulaşım, sağlık ve tıp alanları da katlanarak büyüdü.
Lokomotifler için buhar makineleri
1900-1950’ler: Elektrifikasyon & Endüstriyel Kontrolörler
1920’ler civarında, fabrikalar röle mantığını kullanmaya başlayıp elektrifikasyondan - elektrikle besleme süreci - geçerken endüstriyel otomasyonun evrimi hızla ivme kazandı. Merkezi elektrik santrallerinin kullanımının genişlemesi, yeni yüksek basınçlı kazanlar, elektrik trafo merkezleri ve buhar türbinlerinin devreye alınmasıyla birleşerek, enstrüman ve kontrol sistemlerine olan talebi artırdı.
Elektrik enerjisi dağıtımı
Üretim tesisleri elektrik motorlarına geçiş yapmaya başladı ve daha az sayıda tesis, buhar makineleriyle hat milleri ve kayış tahriklerini kullanmaya devam etti. Bu geçiş sırasında üretim tesisleri çıktılarını yaklaşık %30 artırdı. Bunun nedeni, elektrik motorlarının buhar makinelerine kıyasla çok daha yüksek verimliliğe sahip olması, daha az bakım gerektirmesi ve hat milleri ile kayışlardan kaynaklanan yüksek sürtünme kayıplarını yaşamamasıdır.
Erken elektrik motorları
Kontrol odalarından renk kodlu ışıklar, vana açma/kapama ve anahtarları açma/kapama gibi manuel değişiklikleri yapmaları için fabrika çalışanlarına sinyal göndermek için kullanılıyordu. Bu, “aç-kapa” olarak bilinen bir süreç kontrol türüdür. 1930’larda, sapma durumlarında ayar noktasından uzaklaşmalara karşı hesaplanmış değişiklikler yapmayı sağlayan kontrolörler sektöre girdi. 1958’de, süreç kontrolü ve otomasyon için endüstriyel kontrol sistemleri, kabloyla programlanan lojik kontrolörler için katı hal dijital mantık modüllerini benimsiyordu. Günümüzde kullanılan programlanabilir lojik kontrolörlerin (PLC) öncülleri olan bu modüller, elektromekanik röle mantığına olan ihtiyaçlarımızın çoğunun yerini kademeli olarak aldı.
Erken kontrol istasyonları
20th - 21st yüzyıl: Bilgisayarlar & Robotik
1971’de mikroişlemcilerin icadı, bilgisayar donanımında büyük fiyat düşüşlerine yol açtı ve üretim endüstrisinde dijital kontrol sistemlerinin hızla büyümesini sağladı. Bugüne kadar bilgisayar teknolojisindeki sürekli ilerlemelerimiz, endüstriyel otomasyonun evrimini ileri taşımaya devam ediyor. Dijital bilgisayarlarla, üretim tesisleri artık daha karmaşık görevleri daha hızlı ve daha verimli gerçekleştirebilen kontrolörlere sahip olabildi.
Bilgisayarların devreye girmesi
Teknoloji ilerlemeye devam ettikçe, robotik süreç otomasyonunun evrimi üretim tesislerinde daha belirgin hale geldi. Robotik alanının Amerikalı öncüsü Victor Scheinman, 1969’da “Stanford kolu”nu icat etti. Bu, 6 eksenli eklemli, tamamen elektrikli bir robot olarak bir kol çözümüne izin vermek üzere tasarlanmıştı. Bu gelişme, robotların kaynak ve montaj gibi daha karmaşık görevleri gerçekleştirme potansiyeline sahip olması için yolu açtı. 1973’te Avrupa, ABB Robotics ve KUKA Robotics aracılığıyla robotları piyasaya sunarak endüstriyel robotikte büyük ilerlemeler kaydetti.
Günümüz fabrikalarındaki robotlar artık neredeyse tüm mevcut montaj ve üretim süreçlerinde kullanılıyor. Robotlar yalnızca insanları tehlikeli ortamlardan uzaklaştırmakla kalmıyor, aynı zamanda enerji verimliliğini, üretkenliği, doğruluğu ve hassasiyeti artırarak daha iyi üretim kalitesi sağlıyor ve işletme sahiplerinin rekabetçi kalması için maliyetleri düşürmeye yardımcı oluyor. Artık robotik süreç otomasyonunun evrimini aşağıdaki süreçlerde görebiliyoruz:
- Cam üretimi
- Selüloz ve kağıt fabrikaları
- Gıda ve içecek işleme
- Otomotiv montajı
- Doğal gaz ayrıştırma
- Elektrik üretimi
- Elektronik üretimi
- Konserve ve şişeleme
Üretim fabrikalarında robotik
Ev Otomasyonunun Evrimi
Günlük hayatta otomasyonun evrimi, onu her gün evlerimizde deneyimlediğimizde en belirgin hale geliyor. Elektrifikasyon 19th yüzyılda yayılmaya başladıkça, 1930’lar civarında ABD hanelerinin %70’inin elektriğe kavuştuğu tahmin edilmektedir. Elektrik enerjisi dağıtımı, ev sahiplerine aşağıdakiler gibi ilk ev aletlerini çalıştırma imkanı sağladı:
- Su ısıtıcıları
- Çamaşır kurutucular
- Bulaşık makineleri
- Buzdolapları
- Elektrik süpürgeleri
- Çamaşır makineleri
- Dikiş makineleri
Evde su ısıtma
Bu ev aletlerinin birçoğu başlangıçta çoğu hane için çok pahalı olsa da, pazara kademeli girişleri ve teknolojilerin gelişmesiyle zamanla daha uygun fiyatlı hale geldiler.
1970’lerde bilgisayar donanımı fiyatlarındaki büyük düşüş, elektroniklerin fiyatının da önemli ölçüde düşmesine yol açtı. Bu da ev tipi cihazların daha erişilebilir olmasını sağladı. 1990’lardan 2000’lere internet teknolojisi önemli ölçüde gelişti. Bu sayede akıllı evler daha uygun maliyetli hale geldi ve ev otomasyonuna olan ilgi arttı. Günümüzün modern evlerinde, otomatik ışıklar, HVAC kontrolleri, güvenlik ve izleme sistemleri, TV liftleri ve eğlence kontrolleri gibi akıllı teknolojilerle ev otomasyonunu kolayca bulabilirsiniz. Tüm bu akıllı teknolojilere artık uyumlu akıllı ev uygulamalarıyla bir akıllı telefon üzerinden kolayca erişebiliyoruz. Evden çalışmanın daha yaygın hale gelmesiyle, elektrikli ayakta çalışma masalarına olan talebin de arttığını gördük.
Akıllı ev – ışık ve eğlence kontrolleri
Özetle
Günlük hayatta otomasyonun evrimi tarih boyunca devam etti ve gelecek nesillerde de kendini göstermeyi sürdürecek. Teknolojimiz ilerledikçe, robotik süreç otomasyonunun evriminin sektörümüzde daha büyük bir etki yaratmasını bekleyebiliriz.
Bunu bizim kadar bilgilendirici ve ilgi çekici bulduğunuzu umuyoruz; özellikle endüstriyel otomasyonun tarihine ilgi duyduysanız. Herhangi bir sorunuz varsa veya ürünlerimizi daha ayrıntılı konuşmak isterseniz, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin! Yaptığımız işte uzmanız ve her şekilde yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123