Geleceğin İş Makineleri

(1)

Derleyen: Burkay SARI / Makine Yük. Müh. - Kaynak Yük. Müh.

İnşaat endüstrisi, devam eden kentleşme ve modern- leşme için en önemli sektörlerden birisidir. İnşaat sektörü, CO₂ emisyonlarını daha da azaltarak daha sürdürülebilir bir çevreye katkıda bulunmaması sebebiyle oldukça eleştiri almaktadır. Aynı zamanda, endüstri tamamen yeni şekiller- de değişen, küresel ısınma ve çevre sorunları gibi çeşitli dış koşullarla karşı karşıyadır.

Özellikle siyasetteki ve toplumdaki güçler, daha dü- şük emisyonlar ve daha kaynak dostu şantiyeler için baskı yapıyor. Binalara ve altyapıya yönelik artan ta- lep, özellikle şantiyelerin durağan üretkenlik seviyeleri (1991'den 2018'e kadar +%4) göz önüne alındığında, zamanımızın en büyük zorluklarından biri haline gel- miştir. Bu durum inşaat sektörünü uygun yanıtları bulma baskısı altına sokmaktadır. Ve gelecekte bu zorluklara en iyi cevapları bulan, piyasada rekabet avantajı elde edecektir.

İnşaat sektöründe kullanılan iş makinaları da, gelecekte yaşayacağımız dünyaya daha az zarar vermesi, karbon ayak izinin küçültülmesi, daha verimli olması, birbiri ile işbirli- ği içerisinde otonom çalışma gibi çeşitli kriterler düşünülerek üretici ve tasarımcılara çeşitli durumları düşündürmektedir.

Otomasyon, Robotik ve İletişim İş Makinelerin Geleceği Olacak

Birçok firma madencilik, inşaat ve tarım ekipmanı en- düstrileri için gelecek trendleri ele almak için fütüristlerle işbirliği yapmaktadır. Yarını İnşa Etmek konusundaki süre gelen çabalarının bir parçası olarak, endüstriyel endüstri- ler için tahminlerini toplamak için profesyonel fütüristlerle ortaklık kurdu. Fütüristler bilim, teknoloji ve iş dünyasında gelecek eğilimleri tahmin ediyorlar ve şirketlerin bugünün yeniliklerinin geleceğin endüstrilerini nasıl etkileyeceğini anlamalarına yardımcı oluyorlar.

İnşaat sektörüne her sene trilyonlarca (2020 yaklaşık 10 trilyon $) ABD Doları harcanıyor.

Bu nedenle dünyanın genel ekonomik gelişimine önemli bir katkı sağlıyor. Sektör, aynı zamanda, makul fiyatlı konut ve kurumsal binaların yanı sıra, büyük ölçekli binalara ve altyapılara olan ihtiyacı karşılayan bir ortamın yaratılmasında da kilit bir rol oynar.

Geleceğin İş Makineleri

https://mikeshouts.com/concept-x-excavator-by-doosan-infracore/

(2)

Geleceğin iş makineleri için yapılan çalışmaları,

• Madencilik,

• İnşaat,

• Mevcut Makinelerin verimini arttıracak yeni sistemler,

• Makineler arasında otomasyon ve iletişim,

• Tarım Makineleri,

• Otonom Makineler,

• Altyapı Makinelere,

• Yeni Malzeme ve Yeni üretim metodları,

• Sürdürülebilir ve Geri dönüştürülebilir malzemeler le üretim,

başlıkları altında özetleyebiliriz.

Madencilik

Madencilik, otomasyon ve nanoteknoloji işin doğasını değiştirdiği ve insanların tehlikeli yönlerinden daha fazla uzaklaştığı için önemli miktarda değişim için ayarlanmış bir endüstridir. İnsanlar, madencilik denkleminden çıkara- rak daha özgür makinalar elde edilebilir. Makinelerde ve araçlarda; insanların oturabileceği yerlere ihtiyacınız yok, aslında. Uzaktan kumandalı veya otonom makinalar ile insanlar tehlikeli durumlardan kaçarken , insanları daha gü- venli ve daha huzurlu çalışmasını sağlayabiliriz. Örneğin

zehirli dumanlardan ve diğer tehlikelerden kaçınabilirler.

Yakın zamanda bu tür işler otonom ve uzaktan kumandalı makinelere yapılacaktır.

Geleceğin madenciliği büyük olasılıkla otonom makineler, uzaktan kumandalı makineler ve gelişmiş robotiklerin bir karışımı olacaktır. Otonom makineler, görev döngüsü, tekrarlayan görevleri yerine getirirken, insanlar çok daha hoş ortamlarda simülatörler aracılığıyla uzaktan kumandalı makinelere pilotluk yapacak. Bu simülatörler, operatörle- https://www.constructionweekonline.com/products-services/

article-41071-komatsu-unveils-driverless-autonomous-dump- truck

https://www.portalautomotriz.com/noticias/corporativo-e-industria/volvo-ce-probara-palas-cargadoras-con-control-remoto-y-soluciones

(3)

İŞ MAKİNALARI MÜHENDİSLERİ BİRLİĞİ DERNEĞİ

rine, engebeli arazide ileri ve geri hareket etme gibi ze- mindeki koşullara dayalı olarak dokunsal geri bildirimde bulunacaktır.

İletişimde çığır açan, 5G bağlantısının (ve ötesinde) artan bant genişliği, makineler arası iletişimin yanı sıra, insanlar ve makineler arasında anında iletişimi mümkün kılacaktır. Ayrıca, bu makineler, yapılan işi belirlemek için daha gelişmiş analitik ölçüm araçlara sahip olacak ve ar- dından bu bilgileri hızlı ayarlamalar yapabilen operatörlere geri gönderecek.

Gelecek geldiğinde, madencilik operasyonları her zaman yerden olmayacak. Karada kolayca bulunamayan kaynaklar için okyanus tabanına giderek daha fazla baka- cağız.

Okyanus tabanını analiz etmek için daha ileri teknolojileri kullanacağız. Bugünün standartlarına göre ulaşılması

zor olan alanlardan giderek daha fazla malzeme çıkara- cağız. Dünyadaki insanlar tarafından programlanan ve iş- letilen otonom ve uzaktan kumandalı ekipman, bu tür ma- denciliği güvenli, verimli ve uygun maliyetli hale getirecek.

Birçok şirket bu hedeflere ulaşmak için çalışmalara şimdiden başladı.

İnşaat

İnşaat sektörü, dünya üzerinde tam bir revizyon için en gelişmiş ekonomi sektörlerinden biridir. Önümüzdeki 20 yıl içinde büyük değişiklikler görmesi muhtemel olacaktır.

Makinelerin birçoğu 2020'de tamamen elektrikli hale geliyor ve önümüzdeki on yıllarda, özellikle yaşam ömrü boyunca daha fazlası özerk hale gelecek ve iş sahasın- da birbirleriyle, üreticilerle ve robotlarla giderek daha fazla konuşacaklar. Ekipman ve inşaat yöntemlerinin Nesnelerin İnterneti (IoT), robotik, yapay zeka

ve daha modüler ön tasarımdaki gelişmelerden giderek daha fazla etkilendiği bir geleceğe işaret edi- yor.

Gelecekte inşa edeceğimiz binalar, henüz ortaya çıkarmaya başladığımız teknik ve teknolojileri kullanarak giderek daha karmaşık hale gelecek. “Süper yüksek” gök- delenlerin, ticari binaların ve konut konutlarının inşası, özel bir yerde inşa edilen ve daha sonra kurulan, tüm odalar ve mobilyaları da dahil olmak üzere daha prefabrik ele- manlar kullanılarak giderek daha modüler hale getirilecek.

https://www.youtube.com/watch?v=rHAnrICcjUs&t=180s

(4)

Bu, durum maliyetleri azaltacak, proje teslim sürelerini hızlan- dıracak ve inşaat süreçlerini ba- sitleştirecektir. Bunun bir örneği, 3 Boyutlu yazıcı mantığı ile binaların üretilmesini verebiliriz. Bu tür bir binalar zaten test ediliyor ve yal- nızca popülaritesi artacaktır. Daha küçük bina türleri için, evlerin tüm parçaları 3D yazdırılacak, ardın- dan dünyanın gelişmekte olan böl- gelerinde hızlı bir şekilde uygun fiyatlı konutlar sağlamak için prefabrik elemanlarla tamamlanacak.

Bu, Meksika'da zaten başarıldı ve geliştiriciler, bu modeli dünyanın

diğer yerlerinde kullanmak istiyor. Artan işleme ve simü- lasyon yetenekleri, mimaride yeni fikirlere ve yaklaşımlara izin vererek, binalara daha garip açılar, baskınlar, eğriler ve kesikler getirerek cesur görsel ifadeler sunacak.

İnşaat sektöründe kullanılan malzemelerde yenilikler, örneğin boyadaki yeni polimerler, iç hava kalitesini iyileşti- recektir. Duvarlardaki sensörler sağlıksız havayı, kimyasal- ları, dumanı ve yangını izleyecektir. Ateşe ve bozulmaya dayanıklı yeni laminatlar bir kez daha ahşabı - hazırlamak için daha az enerji gerektiren yenilenebilir bir kaynak - önde gelen bir yapı malzemesi yapacak ve inşa edilen bi- nanın türü ne olursa olsun, toplu taşıma, araç paylaşımı ve

otonom araçlar bireysel araç sahipliğini azaltacağından, taşıtlar için mevcut park yeri miktarı azalacaktır. Otopark yapılarının olduğu yerlerde elektrikli araçları şarj etmek için kendi enerjisini üretecek hale getirilecek.

Mevcut Makinelerin Verimini Arttıracak Yeni Sistemler

Drone teknolojisi, robotik ve yapay zeka, birçok sektör- de olduğu gibi iş makineleri sektöründe de işin doğasını çarpıcı biçimde değiştirmektedir.

Uçan dronlar, şantiyelerdeki inşaatı izleyerek, projeler ilerledikçe müteahhitlere kritik veriler ve görselleştirmeler https://all3dp.com/2/best-companies-building-3d-printed-houses/

https://all3dp.com/2/best-companies-building-3d-printed-houses/

(5)

gönderecek. Dronlar, okuma yapmak ve proje yöneticile- rine geri beslenebilecek veya performansı artırmak veya benzersiz zorlukları çözmek için 3D modelleme yazılımına entegre edilebilecek önemli bilgileri iletmek için binalar ve duvarların arkasında yukarı ve aşağı seyahat edeceklerini fütürüstler düşünüyorlar.

İnsanları ve köpekleri andıran robotlar, iş sahalarının demirbaşları haline gelecek, ağır fiziksel emeği üstlenecek ve faydalı veriler toplayacak. Yapay zeka, bu robotların kritik kararlar almasına ve bilgileri mimarlara ve inşaat şirket- lerine geri iletmesine yardımcı olacak.

Bunun tersine, insanlar, uyarı sistemleri, koruyucu zırh ve hava yastıkları kullanarak güvenliği artırırken, fiziksel yeteneklerini ve karar verme becerile- rini geliştiren tam vücut kıyafetleri gi- yen robotlara daha çok benzeyeceğini düşünüyorlar.

İletişim ve Otomasyon

Düşük gecikmeli internet bağlantı- ları (5G) sağlayan yeni uydu sistemleri de dahil olmak üzere telekomünikas- yondaki ilerlemelerin yardımıyla, iş sa- halarındaki makineler birbirleriyle ko- nuşacak, konumlarını, seyahat yollarını ve daha fazlasını paylaşacak.

Gerçek zamanlı analitikler makine üreticileri ve yüklenicilerle paylaşıldı- https://leica-geosystems.com/products/

uav-systems/solutions/aibot-cx

https://www.bdcmagazine.com/2018/05/the-impact-of-artificial-intelligence-in-the- construction-industry/

(6)

ğından ve makineler bakım ve performans için iş sahasın- da sürekli olarak izlendiğinden, yeni telemetrik sistemleri makine çalışma süresini daha da artıracaktır.

Geliştirilmiş bağlanabilirlik aynı zamanda otonom makinelerin iş sahalarında malzeme taşıma gibi görev döngüsü görevlerini yerine getirmesini ve uzaktan kumandalı makinelerin saha dışında insanlar tarafından pilot olarak ça- lıştırılmasını sağlayarak güvenlik ve verimliliği artıracaktır.

Sanal ve artırılmış gerçeklik, şirketlere, dünyanın neresinde olurlarsa olsunlar, şantiyede ortaya çıkan zorlukları çözmek için ulaşılması zor yerlere daha iyi erişim ve gelişmiş yete- nekler sağlayacak ve ardından çözümleri uygulamak için robotları kullanacak.

Tarım Makineleri

Dünya nüfusundaki büyümeyi desteklemek için, insanlar gıda yetiştirebileceğimiz verimliliği artırmaya çalıştıkça, tarım muazzam yenilikler görecek. Halihazırda meydana gelen hızlı kentleşme ile birlikte, dünya nüfusunun çoğun- luğu önümüzdeki on yıllarda şehirlerde yaşayacak. Bu, çift- liklerin beslemeleri gereken kentsel nüfusa yaklaşacağı ve bu hamlelerle çiftliklerin artık yalnızca bildiğimiz geniş ekin tarlaları gibi görünmeyecekleri anlamına geliyor.

RFID (Radyo Frekansı ile Tanımlama) teknolojisi ve sen- sörler ile bitkilerin aldıkları besin ve su miktarının tek bir damlaya kadar kontrol edilmesi sağlanacak, doğal kay- https://www.fluidpowerworld.com/volvo-unveils-next-generation-autonomous-hauler/

https://www.skygreens.com/

(7)

naklarımızın verimliliğini en üst düzeye çıkaracak şekilde her bitkiye uygulanacaktır.” Gelişecek teknolojilerin amacı, bir bitki yetiştirmek için gerekli olan daha az enerji, su, böcek ilacı, gübrenin çok azını kullanmayı amaçlamaktadır.

Otomatik makineler, özellikle mahsullerin hasadı olmak üzere, zahmetli ve zor çiftçilik işlerinin çoğunu üstlenecek.

Yapay zeka kullanan robotlar, meyve ve sebzeleri toplayacak ve bunları ya insan kullanımı ya da yerinde saklamak için sıralayacak.

Bu daha iyi kontrol edilen tarım ortamlarında, gıda is- rafını azaltmak için mahsul büyümesi insan beslenme alış- kanlıklarına göre iyileştirilecektir. Yetiştirilen gıda miktarının tam olarak ihtiyaç duyulan miktar olduğundan emin olmak için daha küçük partiler daha sürekli döngülerde yetiştiri- lebilir, böylece istenmeyen veya kullanılmayan mahsullerin büyük hasatlarını ortadan kaldırır.

Yeni teknolojiler, suyun besin açısından zengin olduğu tuzlu suda yetişen ekinleri geliştirmemizi sağlayacak. Bu tesisler, dünya çapındaki tatlı su kıtlığının üstesinden gel- meye yardımcı olacak ve tatlı su sağlamakta zorlanan po- pülasyonları beslemeye yardımcı olması düşünülmektedir.

Tuzlu su çiftlikleri, aynı arazi parçasından yiyecek ve enerji sağlamak için güneş ve rüzgar çiftlikleri ile birleşti- rilecek ve aynı zamanda tatlı su talebini azaltılabilecektir.

Korozyona dayanıklı yeni ekipmanlar ile, yeni besinlerin ye- tiştirme altyapısı hem de çiftliklerde kurulan güneş panel- leri veya rüzgar türbinleri açısından bu tuzlu su çiftliklerinin inşasında ve hasat edilmesinde verimliliği artıracaktır.

Altyapı

Karayolu altyapı endüstrisi de tam bir revizyon için ge- cikmiş ve muhtemelen 20-40 yıl içinde muazzam miktarda değişim görecek. Özellikle, yarının altyapısının, araçların üzerinde seyahat edebileceği yüzeylerden çok daha fazla fayda sağlayacaktır. Karayolları, enerji üretmek, lojistiği geliştirmek ve tahmine dayalı analitikte kullanılacak verileri toplamak için kullanılabilecek değerli gayrimenkuller sunar.

Yakın zamanda, karayollarını daha akıllı ve araçlarla daha entegre hale getirme konusunda bazı değişiklikler olacağı görülmektedir. Nesnelerin İnterneti'ni (IoT) yön- lendiren bileşenlerin fiyatı zamanla düşecektir. 5G iletişimi muazzam bir bant genişliği sağlayacağı düşünüldüğünde yollara ve kavşaklara yerleştirilecek sensörler üzerinden, değerli veriler toplanacak ve araçlarla doğrudan iletişim kurulacaktır.

Bu gömülü sensörleri etkinleştirmek için, gelecekteki karayolları, titiz kullanım için daha iyi moleküler yapılar sağlamak için nanoteknoloji ilkelerini kullanacak - “nano- https://innovationorigins.com/en/the-robot-is-ready-for-the-conquest-of-the-agricultural-sector/

(8)

beton”. Yollar, hava koşullarına, iklim değişikliğine ve aşın- ma ve yıpranmaya karşı daha dayanıklı cam benzeri malzemeler olabilecek nano betonla kaplanacak.

Bu sensörler hava durumu bilgilerini, yüzey sıcaklı- ğını, yüzey koşullarını, trafik koşullarını, yaklaşan tehli- keleri, hayvan geçişlerini ve diğer olası yavaşlamaları izleyecektir. Daha sonra bu güncel bilgileri araçlara göndererek şerit değiştirme ve alternatif rota önerile- rinde bulunabilirler. Camın içine yerleştirilmiş LED ışık- lar, trafik akışını ve güvenliğini artırmak için bir anda trafiği veya ters şeritleri yönlendirebilir. Sensörler aylar ve yıllar boyunca daha fazla veri topladıkça, insanların ve ürünlerin taşınmasını iyileştirebilecek değerli bilgiler sağlar.

Ulaşımda yaşanacak değişiklikler, çok daha uygun maliyetli olan ham maddelerin dağıtımına odaklanan ve tüke- tim noktasına daha yakın yerel ve bölgesel fabrikalara geri

dönen değişiklikler anlamına gelebilir. 3D baskı ile birleşti- ğinde bu, ambalaj ve plastik kullanımında azalma ve daha kolay taşınan ürünler anlamına gelebilir.

Bu arada, insanlar en yoğun seyahat sürelerini azaltmak için bağlantılarını ve sensörlerini kullanan daha akıllı yollar kullanıyor olabilir, hatta örneğin ofisleri çalışanlarının yaklaştığı konusunda uyarıyor olabilir. Bu senaryolar insan- ların ve iş hayatı için oldukça önemlidir.

Yeni Malzemeler, Yeni Yöntemler

Gelecekle ilgili net olan bir şey, yarının altyapısının bu- gün sahip olduklarımızın yerini almayacağıdır. Altyapı, yeni yöntemlerle oluşturulan ve yeni yöntemlerle inşa edilen yeni malzemelerden inşa edileceği görülmektedir. .

Gelecekte yaşayacağımız iklim değişikliği ve büyük fırtına olayları için altyapımıza çok daha fazla dayanıklılık kazandırmamız gerekmektedir. Beton ve çeliği kaplayan kendi kendini onaran epoksiler geliştirilmektedir ve bunlar, köprülerin ve diğer metal yapıların kendilerini hasardan

"iyileştirmelerini" sağlarken, hava koşullarına ve paslanmaya daha iyi direnmelerini sağlayacaktır.

Binalar ve diğer yapılar daha akıllı olacak ve sensör- lerini ve bağlantılarını kullanarak bozulma için kendilerini izleyecek. Hafif köprü yapımını sağlamak ve hava koşulları- na ve depremlere karşı koruma sağlamak için paslanmaya dayanıklı daha fazla karbon polimeri kullanılması gibi bazı yeni teknolojiler bugün içerisinde bile yavaş yavaş kullanıl- maya başlanmıştır.

Enerji kullanımı ve tüketimi, gelecekteki altyapı geli- şiminde önemli bir faktör olacaktır. Yüksek yoğunluklu fı- rınlara güç sağlamak için ayna kullanmak gibi yeni çelik ve beton hazırlama yöntemleri, altyapı geliştirmeyle ilişkili enerji ve karbon emisyonlarını azaltacak - bu uygulamalar için artık fosil yakıtların yakılmasına gerek kalmayacak. Ta- mamen elektrikli inşaat ekipmanları, yeni altyapı inşaatıyla

ilişkili karbon emisyonlarını da ortadan kaldıracaktır.

Yeni denenen teknolojilerden yollardaki fotojenik hüc- reler, şehirlere ve mahallelere güç sağlayan yerel elektrik şe- bekelerine taşımak için güneş enerjisini yakalaması düşünül- müş, çatılar, otoparklar ve di- ğer geniş asfalt alanlar gibi şu an verimli olarak kullanamadı- ğımız alanlar bu teknolojiler ile jeneratörlere dönüştürülebilir, makine ve araçlara güc ver- mek üzerine yeniden tasarlan- ması düşünülebilir.

https://grist.org/article/2009-08-28-could-we-replace-roads- and-parking-lots-with-solar-panels/

https://solarimpulse.com/news/wattway-on-the-road-to-renewable-energy

(9)

42 Yeni Malzemeler ve Sürdürülebilirlik

Dünya, daha sürdürülebilir bir ekonomiye doğru ilerleyecek ve şirketler kirliliği en aza indirmeye, çevreyi korumaya ve doğal kaynakla- rı daha iyi kullanmaya çalışacağından, atık yönetimi ve geri dönüşüm endüstrileri önümüzdeki 20-40 yıl içinde kapsamlı deği- şiklikler daha da hızlanarak hayatımıza katıla- caktır.

Daha çevreci , maliyet azaltacak çözümler, artık daha cesurca denenecektedir. Tüketiciler geri dönüş- türülemeyen malzemelerin kullanımını azaltmak isterken, şirketler ürünlerinin tüm yaşam döngüleri ve bunları yapmak için kullanılan malzemeler üzerinde daha fazla sorum- luluğu üzerilerine almaktadır. Şirketlerin, örneğin bakım ve çalışma süresi önlemleri yoluyla müşterilerinin, ürün yaşam döngüsünü uzatmasına yardımcı olan daha fazla hizmet sunacağı anlamına gelir.

Bazı ülkeler zaten belirli endüstrilerin ürünleri geri dö- nüşüm ve yeniden kullanım için kabul etmesi gerektiğini zorunlu kılıyor, ancak genel olarak tüketiciler sürdürülebi- lirliğe öncelik veren şirketlerle iş yapmak istediğinden, bir- çok şirket bu hamleleri gönüllü olarak yapacakları bugün- den belli olmaktadır.

Atık ve geri dönüşüm endüstrilerinin odak noktasının çoğu şehirler olacak.Daha fazla insan metropollere taşın- dıkça ve kentleşme arttıkça, şehirlere yiyecek ve malzeme getirmek ve ardından atıkları taşımak ve geri dönüştürmek, gezegendeki en büyük endüstrilerden biri haline gelecek ve daha verimli üretmek için yenilikçi teknolojilerden yarar- lanılacaktır.

Atık toplamak ve geri dönüştürmek için kullandığımız araçlar tamamen elektrikli olacak ve bu sadece emisyonla- rı değil, gürültüyü de azaltacaktır. Bu, insanlar uykudayken toplama işlemlerinin yapılabileceği ve gürültü kirliliğinin hastanelerde veya okullarda insanları rahatsız etmeyeceği anlamına gelir. Daha az emisyon ve daha az gürültü aynı zamanda daha sık atık ve geri dönüşüm toplamayı müm- kün kılacak, bu da atık ve geri dönüşüm tesislerinin malzemeleri daha küçük birimlerde işleyerek etkinliklerini ve lojistik verimliliğini artırabileceği anlamına geliyor.

Bu, malzemeleri ürün akışlarına yeniden yerleştirmeyi daha kolay ve daha verimli hale getirecektir. Uzaktan ku- mandalı ve otonom ekipman da önemli bir rol oynayacak.

İnsanlar, ofis binası gibi çok daha hoş bir ortamda bulunan bir simülatörün pilotluğunu yaparak çöpleri çekme ve ayır- ma gibi kirli işlerden kaçınabilecekler. Otonom araçlar atık yönetiminde şimdiden bir rol oynamaya başlarken, nakliye- ciler ve kamyonlar şehirlerimizdeki tek kendi kendini süren makineler olmayacak.

https://www.miniature-construction-world.co.uk/volvo-sfinx.htm

https://eu.doosanequipment.com/en/news/2021-04-21- doosan-if-design-award-2021#

https://newatlas.com/volvo-electric-fl-garbage-truck/54563/