Sanal alandan uzay boşluğuna

Dünyanın en hızlı uzay arazi aracının (SUV) muazzam dayanıklı olması gerekiyor. Dünyayla Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) arasındaki standart rotasında insanları ve kargosunu götüren ve geri getiren düzenli seferlerini yaparken, bu aracın saatte 27 bin kilometreden fazla hız yapması gerekecek (Mach 25). Dream Chaser adıyla bilinen bu aracın aynı zamanda 1.650 santigrad dereceden yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması da şart. Atmosfere tekrar girişi sırasında sürtünme nedeniyle ortaya çıkan ısı pek çok malzemeyi eritmeye yetecek kadar sıcak olduğundan bu oldukça zorlu bir stres testi. “Chaser”ın bu gibi meydan okumalarla başa çıkabilmesini sağlamak için hem malzemelerin doğru seçilmiş olması hem arka planda yatan yapısal mühendislik hesaplamalarının doğru yapılması, devasa sayıda zorunluluğa uyulması ve her şeyin birbiriyle uyumlu bir şekilde çalışıyor olması gerekiyor. Bu aracın kendisinin kusursuz bir şekle sahip olması şart ve ayrıca üretilmeden ve ilk defa faaliyete alınmadan önce binlerce kez fırlatma, uçuş ve iniş simülasyonlarının yapılması da zaruri. Uzay aslında aşırı derecede haşin bir ortam ve hataları affetmek konusunda hiç acıması yok. Bu yüzden Dream Chaser’ın geliştirme ve simülasyon süreçleri oldukça ihtiraslı, pahalı ve zaman alıcı olmak zorunda. Kritik görev yazılımları Sierra Nevada Corporation’ın (SNC) yeniden kullanılabilir SUV’ler geliştiren ve üreten bölümü olan Uzay Sistemleri, bugüne kadar 420’den fazla görevi yerine getirerek ve tek bir hatası bile olmayan 4 bin civarında ürünün teslimatını yaparak uzayda geçirdiği 25 yıldan uzun bir tecrübeye sahip. Başarıyla gerçekleştirilen bu görevlerden 70’inden fazlası NASA için yapıldı. Bir başka deyişle bu şirket, uzayın sıfır yerçekimli ortamında bile uzmanlığıyla ağır sıklet kalıyor. SNC’nin Uzay Sistemleri kendine ortak seçerken resmen kılı kırk yarıyor. SNC, Dream Chaser görevi için de hava ve uzay yolculukları, yazılım, malzeme ve içinde Siemens PLM’in de olduğu modern araştırmalar alanlarında dünya klasmanında şirketlerden oluşturulmuş bir “rüya takım” kurdu. Teamcenter yardımlaşma platformuna ve onun veri omurgasına sahip Siemens’in PLM yazılımı, imalatçıların karmaşık ürünler hakkında olağanüstü yüksek hacimli verileri büyük bir hızla bir araya getirmelerine, onları analiz etmelerine ve diğer tüm kullanıcıların erişimine hazır hale getirmelerine olanak sağlayan bir inovasyon sistemi sunuyor. Burada ürün geliştirme ekipleri farklı yaklaşımların uzlaştırıldığı çoklu bir CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) ortamında çalışıyor. Her ne kadar kulağa çok basitmiş gibi gelse de bu gibi bir ortamın oynadığı rol çok önemli. Eğer bir mühendis tüm bu verilere tek bir sistem üzerinden erişebiliyorsa, o zaman sürekli olarak verileri yükleme, indirme, kesme, araya sıkıştırma ve gönderme gibi işlere zaman harcamasına gerek kalmaz. Dream Chaser ve United Launch Alliance’ın (ULA) Atlas V Rocket gibi görevlerin başarısının altında yatan önemli bir faktör de güvenilir ve tek bir kaynağa sahip olunmasıdır. SNC’nin Uzay Sistemleri PLM’in portföyünden kendine entegre bir ürün tasarımı, geliştirimi ve imalatı sunan bir yazılım sistemini seçti: Dream Chaser’ın geliştirilmesini daha şimdiden fevkalade hızlandırmış olan NX TM platformunu… Siemens PLM Yazılımı’nın başkanı ve CEO’su olan ve ayrıca son 36 yılını yazılım geliştirmeye adamış Chuck Grindstaff, “Sizin inovasyonunu yaptığınız şeyi dönüştüren aynı kuvvetler sizin inovasyon yapma tarzınızı da dönüştürecektir. İleri robot bilimi, 3D baskı, bilgi otomasyonu, bunların tümü akıllı inovasyonun nereye doğru gittiğinin örnekleridir. Onların hepsinde ortak olan tek şey onların tümünün de dijitalleşmenin güçleriyle yönlendirilmeleridir. İmalatçıların inovasyon yapmak için bu dijitalleşme eşiğinden kaldıraç olarak faydalanma dereceleri, onların yeni iş fırsatlarında proaktif dijitalleşmenin nasıl yönlendirici bir rol oynayacağını belirleyecektir” diyor. 
~
Dijitale dönüşenler öncü olacak Kendi faaliyetlerini dijital birer teşebbüse dönüştürebilenlerin burada öncülük yapacaklarına hiç kuşku yok. Siemens’in PLM yazılımı, tüm endüstrilerdeki imalatçılara dijital teşebbüsleri optimumlaştırmaları ve rekabetçi görünüm kazanmak konusunda ihtiyaç duydukları inovasyonları gerçekleştirmeleri için yardımcı olarak bu işin nasıl başarılabileceğini gösteriyor. Sonuçta ortaya çıkan sadece daha akıllı ürünler değil aynı zamanda onları yapan daha akıllı makineler de… PLM’in kalbinde bütün bir geliştirme zinciri boyunca ürünleri dijital bir ikizin, yani tek tek bileşenlerinin farklı konfigürasyonlara takılabildiği ve bütün yönleriyle test edilebildiği sanal bir kopyasının, simülasyonuyla gerçekleştirme yeteneği yatıyor. Buna örnek olarak 2012 yılından beri Kırmızı Gezegen üzerinde faaliyette olan ve gerçekleştirilmeden önce binlerce kere test edilen Mars Rover “Curiosity”nin yere indirilişi gösterilebilir. Bir başka örnek de American Axle’dır. Dijital ikizlerden faydalanan simülasyonlar sayesinde bu otomobil üreticisi, arabaların içine giren yol gürültüsünü ve titreşimleri azaltmanın yanı sıra garanti maliyetlerini de yılda yüzde 20-30 aralığında aşağıya çekmeyi başarmıştır. Siemens’in en inovasyoncu müşterileri kendi dijital teşebbüslerini daha şimdiden dönüştürmeye başladı bile. Burada yeni olan husus, bu faaliyetlerin hava ve uzay yolculuğunun ötesine kaydırılarak tüketici mallarının üretiminde de kullanılması. Örneğin Maserati yeni Ghibli modeli ile pahalı arabalar pazarında kendi konumunu güçlendirmeyi ve satışlarını katlamayı ümit ediyor. Maserati’nin üretim hacminde bu yüzden görülecek artış dikkate alındığında, üstün kaliteli lüks otomobillerin imalatıyla ilgili marka imajı ve ürün kalitesini korumak çok önem kazanacak. Bu gerçek akılda tutularak, Ghibli’nin uçtan uca ürün yaşam döngüsünün baştan aşağıya yönetiminde yardımlaşma platformu ve veri omurgası olarak Teamcenter, ileri tasarım aracı olarak NX ve süreç tanımlamaları ile sanal üretim simülasyonları için de Tecnomatix kullanılacak. 
Vitrin gibi fabrika Siemens bu gibi inovasyonları müşterileri için masaya yatırmak amacıyla kendisine ait dijital teşebbüsler işletiyor: Siemens Electronics Works Amberg (EWA) ile onun Çin, Chengdu’daki kardeş tesisi (SEWC). Bu iki tesis aslında Siemens’in PLM yazılımından nasıl faydalanılabileceğinin ideal birer örneği. Bu tesislerde kullanılan imalat yöntemleri bundan 10 yıl sonra nelerin standart olarak kabul görüyor olabileceğini yansıtıyor. Mesela burada ürünler kendilerine ait imalat süreçlerini kontrol edebiliyor. Simatic Simatic’i üretiyor: Yani burada programlanabilir mantık devreleri başka mantık devrelerinin imalatını kontrol ediyor. Amberg’de her bir ürünün yaşam döngüsü en küçük ayrıntısına kadar incelenip takip edilebilir.
~
 Her gün yaklaşık 50 milyon adet süreç bilgileri kalemi üretilir ve sonra bu tesisin BT imalat uygulama sistemine yüklenir. Bu yazılım bütün imalat kurallarını ve süreçlerini tanımlar. Bu şekilde üretim süreci başından sonuna kadar kaydedilir ve ardından sanal bir ortamda kontrol edilir. Yazılım aynı zamanda AR-GE departmanına da bağlanmış durumdadır. Simatic’in geliştirilmesiyle ilgili en son veriler NX ve Teamcenter yazılım çözümleri aracılığıyla doğrudan imalat süreçlerine gönderilir. Grindstaff, “Ürün ve üretim yaşam döngüsünün tamamı boyunca böylesi bir dijitalleşmeyi mümkün kılan tek şirket Siemens’tir. Biz Amberg deneyiminden dersler çıkarıyor ve onları müşterilerimizin kendi inovasyon seviyelerini yükseltmelerine yardımcı olacak şekilde hayata geçiriyoruz” diyor. Sanal ortamda her şey optimum seviyede hazırlık yapmaya bağlıdır. Bu yüzden ABD’nin önde gelen makine araçları imalatçısı Kapp Niles kendi makinelerini gerçek üretime hazır hale getirmek için sanal bir ortamda PLM yazılımından faydalanıyor. Kapp Niles’a göre, geliştirme döngüsünün ilk aşamasından başlayarak alternatif mekatronik geliştirme kavramları yaratan ve onları test eden bir program olan Mekatronik Kavram Tasarımcısı sayesinde bir iş istasyonunda tamamlanması gereken programlama işleri sadece bir haftada yapılabiliyor ki bu makinenin gerçek dünyadaki akranında bu iş üç hafta sürüyor. Dream Chaser uzay gemisi örneğinde, NX yazılım çözümünün en güçlü yanlarından biri de geniş bir tasarımlar yelpazesinin simülasyonunun son derece düşük bir maliyetle yapılabilmesidir. Bu sayede bu yazılım bir prototip yaratılmadan önce bile bu SUV’nin amaçları için hangi malzeme formlarının ve kombinasyonlarının en uygun olacaklarına karar verilmesini mümkün kılıyor. Örneğin dünyanın atmosferine tekrar girdiğinde bu uzay gemisini yüksek basınca ve aşırı sıcaklıklara karşı korumak için seramik fayanslar kullanılıyor. Her ne kadar ilk uzay mekiklerinde kullanılan koruyucu seramik fayansların çoğunun ebatları birbirinden farklıysa da Dream Chaser üzerindeki fayansların yarısından çoğu aynı ebatta olduğundan imalat maliyetleri de adamakıllı düşmüştü. 
Kupayı Britanya’ya geri getirmek PLM yazılımı aynı zamanda kişisel dileklerin gerçekleştirilmesinde de rol oynayabilir. Yelkencilik dünyasından bir örnek de Ben Ainslie Racing’in (BAR) Amerika Kupası’nı 1851 yılından bu yana ilk defa Britanya’ya geri getirme dileğinin gerçekleşmesine olanak sağlayacak kusursuz bir katamaran geliştirmekle ilgili. 34’üncü Amerika Kupası’nın sahibi Sör Ben Ainslie liderliğindeki bu ekip, PLM kullanarak geniş bir geometriler yelpazesinin simülasyonunu yapabilir, onları analiz ve test edebilir ve hız ile sarsılmazlık talepleri bazında doğru dengeyi tutturabilir. BAR’ın teknik direktörü Andy Claughton, “NX sayesinde biz artık sadece bir düğmeye basarak yüzlerce geometriyi test edebiliyoruz” diyor. Yelkencilik profesyonelleri için NX’in bir başka avantajı da eskiden bürokratik evrak işlerine harcanan zamandan devasa oranda tasarruf edilmesini sağlaması. Amerika Kup’ın kuralları katılımcıların kullanılan her bir bileşenin içerdiği malzemeler, menşei ve üretildiği yer bazında tarihçelerini belgelendirmelerini zorunlu kılıyor.
~
Teamcenter artık bu zahmetli belgelendirme işini dijital ortamda sanki bir yan ürünmüş gibi kolaylıkla üretebiliyor. Son olarak, bu yazılım son dakika geliştirmelerine bile izin veriyor: Yarış başladıktan sonra belirli parçaların değiştirilmesi gerekip gerekmediğinin kontrol edilmesi ve zafer kazanılmasında belirleyici bir faktör olan ağırlığın daha ne kadar azaltılabileceğine karar verilmesi mümkün. 
Formula 1’de sanal zafer Grindstaff, “Bu türden bir dijital planlama aslında geleceğin inovasyonları hakkında ipuçları veriyor. İnovasyoncu bir fikirle neler yapılması gerektiğinden fazlasını bilmeniz gerekir, yani onu nasıl sunacağınızı bilmeniz şarttır. Bunun gerçekleşmesi için tüm kullanıcıların çabucak ve doğru kararlar alabilmelerini sağlamak onların doğru zamanda doğru bilgilerle ve doğru kavramlarla donatılmaları gerekir” diyor. Grindstaff daha sonra kendi kendilerini süregiden bir temelde optimumlaştıracakları akıllı modeller çıkarabilmesi için bu bilgilerin vazgeçilmez birer bileşen olduklarını düşünüyor. “Bu modeller hangi şartları yerine getireceklerini ve bunu nasıl başaracaklarını bilmek zorunda. Onların kendilerinin karmaşık bir sistemin parçası olduklarını ve hep birlikte birbirlerine bağlandıklarını kavramaları gerekir” diyor. Formula 1’de bitmiş ürün diye bir şey yoktur. Burada bir araba her hafta sayısı bini bulan tasarım değişiklikleri yaşayan ve sürekli evrimleşen bir prototipten ibaret olduğundan, mühendislik çıktısını artırmak bu yarışta gerçek bir avantaj yaratabilir. FIA Formula Bir Yapımcılar Dünya Şampiyonası’nı dört kez kazanmış Infiniti Red Bull ekibi yeni bileşenler tasarlamak, onları sanal ortamda test etmek, bilgisayarın faresine tek bir dokunuşla onların imalatını planlamak ve sonra onları dünyanın dört bir köşesindeki varış noktalarında bekleyen arabalara kurmak için Siemens PLM tarafından sunulan dijital omurgaya güveniyor. Bir Formula 1 sürücüsüne uygulanan kuvvetlerle kıyaslandığında, Dream Chaser’da yapılan bir yolculuk oldukça konforlu kalır. Onun uzay boşluğunda çok işe yarayan özel yapımı sayesinde dünyanın atmosferine yeniden girerken yaşadığı kritik anlarda yolcular ve hassas cihazlar üzerindeki süratlenme güçlerini sadece 1,5 gr ile sınırlandırmak mümkündür. Dünyanın bu en hızlı SUV’sinin içindeki yolcular lunaparklardaki inişli çıkışlı hızlı trenlere bindiklerinde maruz kalacakları güçlerin üçte birinden azını hissedecekler ki bu yolculuğun yeryüzünde dijital bir teşebbüste başlatıldığı göz önüne alındığında bu inanılmaz bir başarıdır.