Bilgisayar Destekli İmalat ve Endüstri 4.0
ofeyzioglu@gsu.edu.tr
İçerik
Dersin Amacı
Bu dersin temel amacı öğrencileri dijital teknolojilerin ve Endüstri 4.0 ilkelerinin modern üretim uygulamaları üzerindeki dönüştürücü etkisi hakkında eğitmektir. Bu ders, öğrencileri bilgisayar sistemleri, otomasyon, veri analitiği ve siber-fiziksel sistemleri üretim süreçlerine entegre etmek için gerekli bilgi ve becerilerle donatmayı, gelişen endüstriyel ortamda verimliliği, üretkenliği, sürdürülebilirliği ve rekabet gücünü artırmayı amaçlamaktadır. Öğrenciler, üretim operasyonlarını optimize etmek, veri odaklı kararlar almak ve dördüncü sanayi devriminin imalat endüstrisi üzerindeki daha geniş etkilerini anlamak için gelişmiş teknolojilerden yararlanmayı öğrenirler.
Dersin İçeriği
Endüstri 4.0'a Giriş: Endüstri 4.0 Tanımı; Endüstri 4.0'a Yön Veren Teknolojiler; Endüstri 4.0 için Zorluklar; Kalite 4.0; Tedarik Zinciri 4.0; Veri Standardizasyonu; İnternet ve Ethernet; Nesnelerin İnterneti; Endüstriyel Kontrol Sistemleri ve IoT; Büyük Veri; Otomasyon ve Yazılım Teknolojileri; VR, AR ve AI; Bakım 4.0; Esnek Üretim; Endüstri 4.0 için Olgunluk Modelleri.
Endüstri 4.0 için İleri İmalata Giriş: Üretimde Kariyer; Üretim Kariyeri Arayışı; Üretim Şirketleri; Bir Üretim Şirketinin Planlanması ve Çalıştırılması; Üretim Süreçleri; Üretimde Bilgisayarlar; Üretimde Otomasyon.
Bilgisayarla Bütünleşik Üretim: CIM'e Giriş; OpenCIM Yazılımının Tanıtımı; Parçalar ve Üretim Akışı; Depolama Kurulumu; Üretim Planlama; Süreçler ve Makine Tanımı; Parça Tanımı; Ürün Parçası Tanımlama; Yeni Parça Üretme; Zamanlama ve Optimizasyon; Cihaz Görünümünde Üretim Ayrıntılarını Görüntüleme; Depolama Görünümünde Üretim Ayrıntılarını Görüntüleme; Tornada Parça Üretimini Tanımlama; Bütünleşik Üretim; Bütünleşik Üretimi İzleme.
Robotik Temelleri: Robotiğe Giriş; Robotik Kontrol Yazılımının Kullanımı; Robot Konumlarının Kaydedilmesi; Basit Bir Alma ve Yerleştirme Görevinin Programlanması; Mutlak ve Göreceli Konumlar; Temel Robotik Programlama Araçları; Blok Hizalama Projesi; Besleyiciler ve Şablonlar; Çevresel Aygıtlar; Doğrusal Kayar Taban Projesi; Enkoderler; Yuvarlanma ve Eğim; Robotun Doğrusal Hareketleri Gerçekleştirecek Şekilde Programlanması; Robotun Dairesel Hareketleri Gerçekleştirecek Şekilde Programlanması.
CNC Freze Teknolojisi: Giriş ve Güvenlik; CNCMotion Kontrol Yazılımı; İş Parçasının Montajı; Takımlama; Referans Konumları; Bir Programın Doğrulanması; Bir Programın Çalıştırılması; NC Programlamanın Temelleri; Takım Ofseti Teorisi; Ark Programlama.
CNC Tornalama Teknolojisi: Giriş ve Güvenlik; CNC Hareket Kontrol Yazılımı; İş Parçasının Sabitlenmesi; Takımlama; Referans Konumları; Bir Programın Doğrulanması; Bir Parçanın İşlenmesi; NC Programlamaya Giriş; Konikliğin Programlanması; Konikliğin İşlenmesi; Ark Programlama; Çoklu Takımlarla İşleme.
Dersin Öğrenme Çıktıları
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci:
1. Endüstri 4.0 Prensiplerinin anlaşılması: Özellikle modern üretimde robotik, CNC teknolojileri ve sistem otomasyonuna nasıl uygulandıklarına odaklanarak Endüstri 4.0'ın temel ilkelerini ve prensiplerini kavrar.
2. CNC freze ve torna yeterlilik: Hassas üretim süreçleri için CNC freze ve torna makinelerini programlama, çalıştırma ve kullanma konusunda temel bilgi ve becerileri edinir.
3. Üretimde Robotik Uygulaması: Otomasyon ve gelişmiş verimlilik için robotların programlanması, çalıştırılması ve entegrasyonu dahil olmak üzere modern üretimdeki robotik uygulamalarını derinlemesine anlar.
4. CNC Sistemleri ile Robotik Entegrasyonu: Süreçleri optimize etmek, hassasiyeti artırmak ve üretimde tekrar eden görevleri otomatikleştirmek için robotik ile CNC makinelerini etkin bir şekilde entegre eder.
5. Otomasyon Sistemleri Bilgisi: PLC'ler (Programlanabilir Mantık Denetleyicileri) ve diğer otomasyon teknolojileri de dahil olmak üzere üretimde kullanılan otomasyon sistemlerinin ilkelerini ve bileşenlerini anlar.
6. Otomasyon Sistemleri Tasarlama Yeteneği: Üretim süreçlerini kolaylaştırmak için robotik ve CNC teknolojilerini birleştirerek belirli üretim görevleri için otomatik sistemler tasarlar ve yapılandırır.
7. Üretim Süreçlerinin Optimizasyonu: CNC, robotik ve otomasyonun etkin kullanımı yoluyla üretim süreçlerini optimize etmek, israfı azaltmak, döngü sürelerini iyileştirmek ve genel üretkenliği artırmak için bilgi ve becerileri uygular.
Öğretim Yöntemleri
Bilgisayar Destekli Öğretim; Bire-Bir Uygulama; Benzetim; Problem Çözme.
Kaynaklar
Dersin kaynakları çevrim içi olarak sunulacaktır.
Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|---|
| 1 | Endüstri 4.0 kavramına giriş |
| 2 | Endüstri 4.0 kavramına giriş |
| 3 | Endüstri 4.0 için ileri imalat sistemlerine giriş |
| 4 | Endüstri 4.0 için ileri imalat sistemlerine giriş |
| 5 | Bilgisayar bütünleşik imalat |
| 6 | Bilgisayar bütünleşik imalat |
| 7 | Bilgisayar bütünleşik imalat |
| 8 | Ara Sınav |
| 9 | Robotik Temelleri |
| 10 | Robotik Temelleri |
| 11 | CNC freze teknolojisi |
| 12 | CNC freze teknolojisi |
| 13 | CNC torna teknolojisi |
| 14 | CNC torna teknolojisi |
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|---|
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | |
| 8 | |
| 9 | |
| 10 | |
| 11 | |
| 12 | |
| 13 | |
| 14 |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Yarıyıl içi çalışmaların başarı notuna katkısı | 6 | 60 |
| Yarıyıl sonu çalışmaların başarı notuna katkısı | 1 | 40 |
| Toplam | 7 | 100 |
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Ödevler | 0 | 0 |
| Sunum | 0 | 0 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 20 |
| Proje | 0 | 0 |
| Laboratuar | 0 | 0 |
| Diğer Uygulamalar | 0 | 0 |
| Kısa Sınavlar | 5 | 40 |
| Dönem Ödevi / Projesi | 0 | 0 |
| Portfolyo Çalışmaları | 0 | 0 |
| Raporlar | 0 | 0 |
| Öğrenme Günlükleri | 0 | 0 |
| Bitirme Tezi/Projesi | 0 | 0 |
| Seminer | 0 | 0 |
| Diğer | 0 | 0 |
| Toplam | 6 | 60 |
Yeterlilik İlişkisi
| Numara | Program Yeterlilikleri | Puan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fen ve mühendislik bilimleri konularında yeterli bilgi birikimi | X | ||||
| 2 | Bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri karmaşık mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi | X | ||||
| 3 | Karmaşık Endüstri Mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme, doğrulama ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi | |||||
| 4 | Karmaşık bir üretim veya hizmet sistemini, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi ve değişken kısıtlar ve koşullar altında, performans boyutlarını iyileştirmeye yönelik tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi | X | ||||
| 5 | Endüstri Mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern yöntem, teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi | X | ||||
| 6 | Karmaşık Endüstri Mühendisliği problemlerinin veya bu alandaki araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuç çıkartma, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi | |||||
| 7 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde ve farklı rollerde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi | X | ||||
| 8 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi | |||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme, bilgi yönetimi araçlarını kullanma ve kendini sürekli yenileme becerisi | |||||
| 10 | Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; Endüstri Mühendisliği uygulamalarında kullanılan ulusal ve/veya uluslararası standartlar hakkında bilgi | |||||
| 11 | Proje yönetimi ile risk yönetimi ve değişim yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi | |||||
| 12 | Girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi | |||||
| 13 | Endüstri Mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri hakkında bilgi; toplumsal ve kurumsal sosyal sorumluluk bilinci | |||||
| 14 | Çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi | X | ||||
| 15 | Endüstri Mühendisliği çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık | |||||
AKTS - İş Yükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süre | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Çalışma Süresi | 13 | 3 | 39 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 11 | 11 |
| Yarıyıl Sonu Sınavı (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 16 | 16 |
| Kısa Sınavlar | 5 | 3 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 123 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 | 4.92 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 5 | ||