Bir de aramızdan bazıları diyebilir ki "Biz araştırma geliştirme (Ar-Ge) ya da ürün geliştirme (Ür-Ge) yapmıyoruz, bizim için bu teknolojiler biraz fazla gelir!". İşte o zaman söyleyebileceğimiz bir şey var: "Emin misiniz?"

Günümüzde firmalar farkında olmasalar bile uzun vadeli stratejileri sebebi ile piyasadaki konumlandırmalarını belirlemektedirler. Bazı firmalar "ben öncü olacağım, her şeyi kendim icat edeceğim" derken, bir diğer uç noktadaki firmalar ise, "piyasada ne varsa aynısını kopyalayıp yapacağım" diyebilmektedirler. Biraz daha aradakiler ise var olan çözümleri biraz iyileştirme yolunda bir çaba sarf ederken tüm firmaların amacı ise şirketin kârlılığını arttırıp sürdürülebilirliğini garanti altına almak olarak özetlenebilir.

Konumlandırma dizeyinde (portfolio matrix) nerede olursak olalım, teknik kararlar almak zorundayız. En basitinden bir ürünü kopyalarken bile "tersine mühendislik" dediğimiz olgudan faydalanmaktayız. Örnek olarak sac bir parçayı kopya olarak üretebilmek için onun kalıbını dizayn etmek zorundayız. Elimizdeki malzemeler daha farklı olabileceğinden ya da üretim toleranslarımız daha farklı olabileceğinden bazı önlemler almak zorundayız. Tüm bu işlemler teknik bir karar mekanizmasının işlemesi anlamına geldiğine göre, sanal prototipleme ve simülasyonun hepimiz için mutlaka faydalı bir araç olarak işlerimizi kolaylaştırabilecek unsurlar içerdiğini söylemek hatalı olmayacaktır.

Sanal ortamda simülasyon yapmak ise genel anlamda çoklu cisimler dinamiği (Multi-Body Dynamics: MBD), sonlu elemanlar analizleri (Finite Element Analysis: FEA), akışkanlar mekaniği (Computational Fluid Dynamics: CFD) ile mekatroniği de kapsayan kontrol ve sistem mühendisliği gibi teknolojileri kullanmak anlamına gelmektedir. Bu teknolojiler ile fiziğin çeşitli disiplinlerinde çalışmalar yapmak mümkün olabildiğinden, örnek olarak bir radyatörün içinden geçen sıvının metal parçalar ile ısı değiş tokuşu CFD ile hesaplanıp, bu ısının oluşturacağı deformasyon ve dolayısı ile gerilme FEA ile tespit edilebilmektedir;

FSI ile ısı eşanjörü hesabı (6)

Aynı şekilde, bir elektrik akımının oluşturduğu elektromanyetik alanın hesabı ve oluşan ısı dağılımı ile kuvvetlerin tespiti de FEA teknolojisi ile çalışmak anlamına gelmektedir. Derin çekme ve benzeri sac şekillendirme proseslerindeki kalıp simülasyonları, dövme ve ısıl işlem hesapları da FEA'nın ilgi alanına girmektedir. Bir iş makinesinin aşırı yükleme neticesinde kalıcı deformasyona uğrayıp uğramayacağı ya da motor yataklarının titreşim problemlerini çözmeye yetip yetemeyeceğinin hesabı da FEA ile yapılırken, çalışan bir mekanizmada oluşan kuvvetlerin tespiti ve örnek olarak bir dişli kutusunun dizaynı için gerekli olan yüklemelerin bulunması ise MBD teknolojisi ile sağlanmaktadır.

Simülasyon yapılabilecek fiziğin temel alanları ve bu alanların etkileşimi (7)

Önemli bir nokta ise, hangi alanda çalışma yaparsak yapalım, süreçlerin hep aynı mantıkla işlediğidir; İlk etapta bir CAD modeli MBD, FEA yada CFD yazılımı içerisine alındıktan sonra hesap modelleri oluşturulmalıdır. Hesap modelleri oluşturma işlemi, bu sürecin en çok zaman alan evresi olup, tüm malzeme modelleri ve montajdaki parçaların birbirleri ile ilişkilerinin (contact) tanımlandığı, bilgisayarın çözüme ulaşabilmesi için yönlendirmemiz doğrultusunda yapıyı hesaplanabilir küçük parçalara böldüğü (sonlu sayıda elemanlar) adım olarak tanımlanabilir. Akabinde bu modele uygulanan yükler neticesinde kullanılan yazılımın algoritması tüm parçaların birbirlerine ilettikleri deplasmanları ve yükleri hesaplayarak bir tüme varım ile sistemin davranışının incelenmesine fırsat vermektedir. İşte, klasik ürün geliştirme mantığına eklenmesi gereken halka bu simülasyon sürecidir.

Masaüstü Mühendisliği Araçları (8)

Aramızda, "Acaba simülasyon olunca her şey hemen rayına oturacak mı? Artık prototip yapmam gerekmeyecek mi?" diye soranlar olabilir. Her şeyden önce bu tür teknolojilerin tam olarak öğrenilmesinin belirli bir sürece gereksinim gösterdiğini hiç bir zaman unutmamamız lazım. Ayrıca bu teknolojiler öğrenildikçe daha farklı yeni imkânlar sunacağından, öğrenmede gösterilecek sürekliliğin de ürünlerin geliştirilmesinde bir süreklilik olacağını düşünmek ve aynı toplam kalite yönetiminde olduğu gibi bilgisayar destekli mühendislik (Computer Aided Engineering: CAE) alanında da hiç bitmeyen sürekli bir çalışma gerektiğini göz ardı etmemek gerekir. Firma içerisinde bu teknolojilerin iyi kötü anlaşılmaya başlanmasından sonra, simülasyon tüm ürün geliştirme süreçleri içerisinde yerini bulmaya başlayınca, tüm deneme yanılma süreçleri masa üstüne taşınacağından dolayı, nihai olarak üretilecek prototipin problemsiz olarak çalışmasını çok yüksek bir ihtimalle beklemek yanlış olmayacaktır. Üretilen prototip ile simülasyon arasında farklılık tespit edildiği takdirdeyse, yükleme koşullarında ve malzeme seçiminde bir hata olduğunu, ya da üretimde resimlere nazaran bir farklılık olduğunu düşünmek doğru olacaktır. Bu sürecin oturtulmaya başlandığı ilk zamanlarda bu tür farklılıklar daha sık beklenmekle beraber, zamanla gerek üretim kalitesi, gerekse FEA modelleme kalitesi arttırılarak sonuçların örtüştüğünü gözlemlemek mümkün olacaktır. Günün sonunda tüm bu çalışmalar bir ürünün üretilmesini hedeflediği için prototip yapılması elbette kaçınılmaz olacaktır. Ancak simülasyon, prototiplerde deneme yanılma sürecini minimize etmeyi amaçlamaktadır.

Sonuç olarak simülasyon sayesinde çıkabilecek problemlerin azaltılması sağlandığı için ömrün uzatılıp servis maliyetlerinin düşürülmesi mümkün olmaktadır. Aynı zamanda kütle optimizasyonu ile maliyetlerin kısılması ve daha yüksek bir kalite seviyesinin ulaşılması müşteri memnuniyetini arttırdığı gibi sertifikasyon süreçlerini de kolaylaştırarak yeni pazarlara açılmayı mümkün hale getirmektedir. Dolayısı ile performans ve güvenlikten ödün vermeden, kaliteli ancak düşük maliyetli ürünleri hızlı bir şekilde sunabilmek istiyorsak bilgisayar destekli mühendislik araçlarına ve daha da önemlisi bu araçları kullanacak insanlara yatırım yapmamızın gerekliliği ise kaçınılmaz bir gerçek olarak karşımıza çıkmaktadır.

Hepimize Sisifus işimizde kolay gelsin!..

1- Türk Dil Kurumu bilişim tanımlaması: "İnsanoğlunun teknik, ekonomik ve toplumsal alanlardaki iletişiminde kullandığı ve bilimin dayanağı olan bilginin özellikle elektronik makineler aracılığıyla düzenli ve akla uygun bir biçimde işlenmesi bilimi, informatik, enformatik." www.tdk.gov.tr

2- Meredith and Shafer, Operations Management for MBAs, 2nd Edition

3- Bkz. Rosenberg, Dünya Mitolojisi, Büyük Destanlar ve Söylenceler Antolojisi, İmge Kitapevi 2. baskı, sayfa 157

4- Shapiro, Basic Marketing, 9th Cdn Ed. Sayfa 260

5- Front End Product Development, ANSYS Inc., Mechanical Customer Presentation

6- Fluid Structural Interface (FSI) Capabilities, ANSYS Inc., CFX Customer Presentation

7- Multiphysics Simulation Capabilities, ANSYS Inc., Customer Presentation,
Elektromayetik Simülasyon: CAD-FEM, Kalıp ısı transferi hesabı: Figes - SKS

8- Computer Aided Engineering (CAE), Desktop Engineering Capabilities, ANSYS Inc., Customer Presentation