Durum izleme ve kestirimci bakım sektöründe etik kurallarımla ters düşen durumlarla sık sık karşılaşmamın ardından bu alanlarda yatırım yapmayı düşünenler için bilgilendirme amaçlı bu yazıyı kaleme aldım. Kişisel tecrübelerime dayanan bir yazı olmakla birlikte alınan olursa kusuruma bakmasın :)  

(Kabul ediyorum uzun bir yazı, dilerseniz direkt sona atlayıp sonuç kısmını okuyabilirsiniz.)

Son dönemde yaşanan pandemi sebebi ile artan dijitalleşme ihtiyacı üretim alanında da kendini göstermekte. Üretimin durmaması gerekirken insana bağlı süreçler firmaları durum izleme sistemlerine yöneltiyor. Artan taleple birlikte pazara arz edilen ürün sayısı da her geçen gün artmakta. Durum izleme sistemlerinin en önemli parametresi olan titreşim başlı başına bir uzmanlık gerektirdiği için bakım mühendisleri tarafından ürünlerin değerlendirilmesi zorlaşıyor ve bu durum mühendisin firmanın satış personelleri tarafından yanlış yönlendirilmeye açık hale gelmesine sebep oluyor. Bu alanda ürünler geliştiren bir firmanın sahibi ve baş tasarımcısı olarak elimden geldiğince objektif bir biçimde kullanıcıları bilinçlendirmenin gerekliliğini üzülerek görmekteyim.

Ürünleri 2 ana başlıkta değerlendirelim:
✓ Donanım
✓ Yazılım

Donanım

Titreşim, sıcaklık, akım/voltaj, basınç, ultrasonik/akustik ölçümleri ürünlerde karşılaşılan sensör tipleridir. En yaygın karşılaşılacak olan sensörler titreşim ve sıcaklık sensörleridir. Muhtemelen sıcaklığı tüm ürünlerde görürsünüz çünkü sıcaklık hem ucuz hem de kolay kullanımlı bir sensör tipi olduğu için her ürüne eklenir, cihaz kendi iç sıcaklığını ölçer, net olarak okunan değer ölçülen cihaza ait doğru veriyi vermez ancak ilişkili olacağı için çoğu durumda yeterlidir. Asıl odak ise titreşimde olacaktır.

Yazımın devamı titreşim sensörleri ile devam edecek, diğer sensör tipleri ile ilgili uzmanlık alanım olmadığı için ahkam kesmem doğru olmayacaktır. Şunu belirtebilirim ki, sensör tipleri farklı olsa da “Data Acquisition” teknikleri farklılık göstermeyecek ve aynı kurallar farklı veri tiplerine uyarlanabilir.

Titreşim sensörleri detaylarına girmeden önce şu uyarıyı yapmak istiyorum, neredeyse 2021 yılına geldik, lütfen yalnızca RMS, CREST, Kurtosis vs. veren sensörlere yatırım yapmayın.

Titreşim sensörlerini bu alanda ivmeölçer olarak bulacaksınız (Titreşim ivme, hız ve deplasman olarak ölçülebilir ancak bu detaya inmeyeceğim zira durum izleme alanında bu değerlerin tamamı ivme olarak ölçülüp hesaplamalar ile diğer birimlere dönüştürülür.) ivmeölçerleri de MEMS ve Piezo olarak temelde 2 tipte göreceksiniz. Bu tiplere bakarak bir seçim yapmanıza gerek yok, bu farklılık birtakım özelliklere (yazının devamında bahsedeceğim) etki edeceği için kullanılan tekniğe değil ortaya çıkan sonuca bakmanız yeterli.

Frekans Aralığı: Seçiminizdeki en önemli faktör bu olmalı. Tabii ki sizin çalışma sıcaklığınız 1500C iken maksimum 1000C’de çalışan bir sensör kullanamazsınız bu tarz durumları hariç tutuyorum.

Bu değer, firmalar tarafından kullanıcının en çok aldatıldığı husustur. Şunu net bir şekilde sorun: Örnekleme hızı ile lineerlik değerleri ayrı ayrı nedir? Maalesef şunu görüyorum piyasada; frekans aralığı örneğin 4kHz olarak verilmiş ancak sensör 1kHz’e kadar lineer ve örnekleme hızı 4kHz. Bu durumda kullanıcı ölçümlerinde yalnızca 1kHz’e kadar olan titreşimleri doğru bir şekilde görecektir. Bir de şu durum var; 3 eksen sensörlerde her eksen için bu özellikler aynı mı onu da sorun. Teknik dokümanlarda şuna denk gelebilirsiniz:

(Teknik detayı okumayabilirsiniz.)

Teknik detay: Lineerlik kavramında bahsettiğim doğru ölçüm kavramı titreşim ölçümlerinde -3dB olarak adlandırılan bir aralığı temsil eder hiçbir ölçüm tipi/türü yüzde yüz doğru olmadığı gibi titreşim alanında da ölçülen ile gerçek değer arasında frekans spektrumunda yarı yarıya fark olana kadar ölçüm doğru kabul edilir. Bazı sensörlerde bu lineerlik %5 ve -3dB olarak ayrı ayrı da verilir (Genelde Ar-Ge alanında kullanıldığında). Saygı duyarım.

Frekans Çözünürlüğü: Bu faktör hesaplanan bir değerdir. Örnekleme hızı ile örnekleme adedinin oranı bu sayıyı verir ve sensörü kontrol eden kontrolcü ve hafıza birimi ile ilgilidir. Ne kadar uzun ölçüm alırsanız o kadar yüksek çözünürlükte bir spektrum elde edersiniz. Ancak bu her zaman iyi sonuç verecek anlamına gelmez. Hata sinyalini perdeleyen farklı sinyalleri de toplamanıza ve hata sinyalinin spektrumda daha düşük yoğunlukta görülmesine sebep olabilir. Konuya devam etmeyeceğim ancak ilgililer “Fourier Dönüşümü” ve “Nyquist Teorisi/Örnekleme Teorisi” olarak araştırabilirler.

Ölçüm Aralığı: Bu değer maksimum ölçebileceğiniz ivme değerini temsil eder. Ne kadar büyük o kadar iyi şeklinde bakmayın çünkü aralık arttıkça bir sonraki faktör olan gürültü yoğunluğu da artacaktır. Bu değerin en iyi seçimi olabilecek en düşük ayarı kullanmaktır. Sensörün ayarlanabilir olması farklı noktalarda kullanabilmesi için önemlidir. Bu zamana kadar denk geldiğim en yüksek ivme değeri bir yarı hermetik kompresörde +-14g civarıydı. Direkt olarak bakıma alınmalı şeklinde firmayı yönlendirdik. Şöyle hareket edebilirsiniz, sisteminiz çalışırken yerleşim yapılacak noktalarda ölçümler aldırın ve maksimumunun 1.5-2 katını ölçebilecek bir sensör seçimi yapın.

Gürültü Yoğunluğu: Bu değer açıkçası oldukça teknik bir durum, bakım mühendisi olarak buna yorum yapamıyor olmanız çok doğal. Bu birimin sizi nasıl etkileyeceğini açıklayayım. Ölçümde gürültü ne kadar fazla ise hata sinyalini yakalamak o kadar zorlaşır, hata sinyali olarak da çok büyük ölçüde rulman/dişli kutusu gibi mekanizmalardaki çatlakları düşünebilirsiniz. Bu çatlaklar küçük genliklerde vurular oluşturur bu vurular gürültü arttıkça gürültünün arkasına gizlenir. Çatlak büyüdükçe genlik artar ve gürültüden ayrışır hale getirir. Yani gürültü ne kadar azsa hatayı o kadar erken fark etme ihtimaliniz oluşur.

Veri Aktarımı: Veri aktarımı konusunda iyidir kötüdür diye yorum yapmak pek mümkün değil. Kullanım alanına göre en doğru olanına karar verilmeli gibi kaba bir yanıt vermekten başka yönlendirme yapamıyorum. Günün sonunda ölçüm verilerini bir yerlerde depolamak sonrasında analiz etmek istiyoruz. İşin en başında bu verilerin sensörlerden, saklama kaynaklarına iletilmesi gerekiyor. Bu aradaki iletişim modeli üründen ürüne farklılık gösterebiliyor. IoT ürünlerinin sürekli bağlılık ihtiyacı ise ayrıca bir altyapı gereksinimi doğurmakta. Sıradan network(modem) cihazlarının kapasiteleri ise ihtiyacı karşılama konusunda yetersiz kalacaklardır, bu hususa dikkat ediniz.

Yazılım

Yazılım tarafını iki kısma ayırarak başlıyorum:

Veri Analizi
Mimari

Veri Analizi: Titreşim verisi alındıktan sonra bazı standart istatistiksel hesaplamalar yapılır. Bu verileri talep ediniz. Hatta biz açık kaynak olarak dahi sunuyoruz, üreticinizden talep edebilirsiniz eklemeleri için. İstatistiksel yöntemlerin ilerisinde oldukça popüler olan bir kısım da yapay zekâ ve makine öğrenmesi. Bu başlıkları kestirimci bakım tarafında da sıkça duyuyoruz. Yapay zekâ adı altında sunulan birçok ürün aslında ISO10816 ve benzeri standartlardaki değerler üzerinden sonuç veriyor. Özel, süper, harika algoritmalar ile sonuçlar elde ettiğini söyleyen ürünler de geleneksel sinyal işleme yöntemleri ile gürültü azaltmaktan öteye pek de varamıyor. Kesinlikle çalışmıyorlar işe yaramazlar demiyorum ancak bu tarz ürünler ile karşılaştığınızda sahada kendi ekipmanınız ile bir demo çalışması isteyin. Matlab’da üretilmiş hata sinyalleri ile demo yapıp çalıştığını iddia eden üreticilere temkinli yaklaşınız.

Mimari: Yazımızın son kısmı yazılım mimarisi ile alakalı, bu alandaki problemleri ürünü satın alıp entegrasyon aşamasına geldiğinizde yaşayacaksınız. Dikkat edilmesi ve değerlendirilmesi gereken hususlardan bahsetmeden önce yazımı okuyan bakım mühendislerine şunu belirtmek istiyorum; firmanızdaki IT personelinin, entegrasyon süreci için gerekli yeterliliğe sahip olmama ihtimali yüksek. Ürün seçimi yaparken entegrasyon desteği alabileceğiniz bir firma seçimi yapınız.

Yazılım tarafında çözümler iki şekilde karşınıza çıkacak biri On-Premise denilen sizin network altyapınızda kapalı olarak çalışacak durum, diğeri ise Cloud denilen yazılımın internet ortamında çalışan hali. On-Premise çözümlerin tek avantajı veri gizliliği konusunda endişeniz varsa internete çıkmadığı için güvenlik tarafında daha az endişe edilen bir seçenek. Bu durumun zamanla kırılacağını düşünüyorum çünkü ekonomik sebepler Cloud çözümlerin fiyatlarını On-Premise çözümlere karşı rekabet edilemeyecek seviyeye düşürüyor. Üretici açısından her hali ile Cloud sistemler avantajlı hale geliyor gün geçtikçe bu sebeple müşteriye de daha avantajlı fiyatlar ile sunulabiliyor. Cloud sistemlerde entegrasyon için yapılması gereken tek durum cihazların internete çıkışına izin verilmesi. On-Premise ’de ise ihtiyaçlar artıyor. Cloud sistemler sizin iç sisteminize bağlanamaz diye bir düşünce ile yaklaşılmaması gerekiyor bizim ürünlerimiz için konuşacak olursam ham/işlenmiş veri çıkışı, ölçüm emri kontrolleri gibi giriş çıkışlara sistemimiz izin veriyor ve entegrasyonunda ücretsiz destek oluyoruz. Bu konular hakkında satın almayı düşündüğünüz ürünler için detaylı sorular yöneltiniz. Zira bir yatırım yapılıp sonrasında işlevsellik için çok daha fazlasını entegrasyon hizmetlerine ödüyor olabilirsiniz.

Sonuç:

Satın alma kararı verecek kişi sizseniz yazının tamamını okuyun.

Spektrum vermeyen, yalnızca RMS değeri veren sensörlere yatırım kesinlikle yapmayın, ekstra ücret talep edenlere gülüp geçin.

Mükemmel sonuçlar veren algoritma/yapay zekâ ürünlerini kendi tesisinizde demo ile test edin.

Tüm sistem Scada sistemimizde çalışsın diye ısrarcı olmayın, ihtiyaç olan giriş çıkış entegrasyonlarını talep edin.

Entegrasyon konusunda destek alabileceğiniz firmalar ile çalışın.

Kaynakça

-https://searchnetworking.techtarget.com/answer/How-many-devices-can-one-80211n-standard-access-point-control
-https://tr.wikipedia.org/wiki/DHCP
-https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:10816:-8:ed-1:v1:en