TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
SteelPro 2023
18th New Horizons
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 79 - Kasım / Aralık 2022

Yapısal Çelik Günü


ÇELİK YAPI İNŞAATINDA DİJİTALLEŞME

Yeditepe Üniversitesinden Dr. Selçuk İz, 23. Yapısal Çelik Günü’nde gerçekleştirdiği “Çelik Yapı İnşaatında Dijitalleşme” başlıklı sunumunda, dijitalleşmenin getirdiği değişim süreçleri ve bu süreçlerin çelik sektörüne etkilerini değerlendirdi.

Değerli öğretim üyeleri, sevgili misafirler, yapısal çelik paydaşları, hepinizi sevgi ve saygı ile selamlıyorum. Bugün 23’üncüsü yaptığımız Yapısal Çelik Günü benim için çok buruk bir gün. Bildiğiz gibi 10 yıl yönetim kurulunda birlikte çalıştığım, 15 yıl yapısal çelik proje yarışmalarında beraber jüri üyeliği yaptığım, aynı zamanda üniversitede birlikte birçok öğrencinin tez danışmanlığını yürüttüğüm Nesrin hocamızı ablamızı, sırdaşımızı, dostumuzu kaybettik. Nur içinde yatsın. Allah’tan rahmet diliyorum.

Çelik yapı inşaatında dijitalleşme konusuna gelirsek, inşaat sektörü bildiğiniz gibi otomasyon teknolojisinin geliştirilmesi ve benimsenmesinde imalat sanayinin çok gerisinde kalmaktadır. Ancak inşaat otomasyon teknolojisinin sektörümüzde önemli bir rol oynamasının zamanı geldiği söylenebilir. İnşaat sektörü diğer sektörlere göre çok tutucu bir yapıya sahiptir. İnşaatta dijitalleşmeye geçilecekse bunu ilk yapacak olan sektör çelik yapı sektörüdür. Üretimin büyük kısmı fabrikalarda endüstrileşmiş ortamlarda yapılabilmektedir. Son dönemlerde ham madde girdilerindeki yüksek oranlardaki artış nedeniyle malzemenin efektif kullanımı, işçilik ve montaj maliyetlerinin dijitalleşmeye geçilerek düşürülmesi öngörülebilir.

İnşaat sektörünün gelecekteki evrimi, otomatik dijital tasarım analiz süreçleri ve inşaat çizimlerinin otomatik üretiminden inşaat görevlerine kadar pek çok biçimde dijitalleşmeye devam edecektir. 21. yüzyılda inşaat sektörünün başarısı yapım zorlukları olan binalara ve altyapıya yönelik yüksek talep ve yaşam döngüleri boyunca sürdürülebilirlik ihtiyacı gibi zor alanlarda, gelişmiş inşaat uygulamalarını taklit eden saha dışı imalata bağlıdır.

Robotlar ve endüstrileşmiş otomasyon sistemlerinin bu gelişmeye etkisi yüksek olacaktır. İnşaat otomasyonu, üretim süresini, malzeme verimliliğini, iş gücü üretkenliğini, işçi sağlığı ve güvenliğini iyileştirmenin yanı sıra iş gücü eksikliklerini gidermeye, çevresel etkiyi azaltmaya, yeni tasarım fırsatları yaratmaya yardımcı olur. Üretim süreçlerinde otomasyon günümüzde çözülmesine rağmen çelik yapı inşaatında şantiye uygulamalarında henüz otomasyon yaygınlaşamamıştır. Kısacası inşaatta dijitalleşme, büyüyen bir nüfusun küresel inşaat ve altyapı ihtiyaçlarını güvenli bir şekilde karşılama potansiyeline sahiptir. Yeni teknolojik gelişmeler, endüstri trendleri artık çelik yapı sektöründe de dijitalleşme zamanının geldiğinin sinyalini vermektedir.

İnşaatta dijitalleşme terimi, binaları ve altyapıyı inşa etmek için otomatikleştirilmiş iş akışlarını kullanan süreçleri, araçları ve ekipmanları tanımlar. Bazı durumlarda geleneksel manuel olarak yapılan görevleri otomatikleştirmek için araçlar sunulurken diğer durumlarda otomatikleştirilmiş araçlar yeni süreçlere geçişi veya özellikle inşaat süreçlerinin geliştirilmesini sağlar. İnşaatta dijitalleşme, yazılım tabanlı tasarım aşamasından saha dışı ve saha içi inşaatın dijitalleşmesine, tamamlanmış binadan toplanan sistem ve enerji kullanım verilerinin paylaşılmasına kadar bir projenin çeşitli aşamalarında gerçekleşir.

Çelik yapı inşaatında dijital araçların giderek daha fazla kullanılması ve endüstrileşmiş bina stratejileri inşaatın nasıl yapılacağı konusunda önemli bir etkiye sahip olabilir. Günümüzde endüstriyel inşaat, esas olarak imalat tekniklerinin yaygın olarak uygulandığı saha dışı inşaatı ifade eder. Sanayileşmiş bina süreçleri tipik olarak tek tek parçalardan birleşenlere ve tüm montajlara kadar bina altyapı elemanlarını üretmek için imalat süreçlerine yönelik teknik ve stratejiler kullanır.

İnsan – Makina İş Birliği
Hacimsel endüstrileşmiş mimari, belirli bir alan için fabrika benzeri bir ortamda modüller üretme, bunları şantiyeye taşıma ve binayı tamamlamak için bir araya getirme sürecidir. Üretim kökenleri nedeniyle endüstriyel yapı geleneksel inşaatta bulunmayan öngörülebilir değişkenlerin kesinliğini, güvenliğini ve kalite güvencesini sunar. Bunlar yeni fikirler olmasa da artık endüstriler arasında uygulanan otomasyon stratejilerinin etkisini artıran eşi benzeri görülmemiş bir teknoloji yansıması vardır. 3D modeller ara dijital veriler, üretim için doğrudan otomatik üretim hatlarına gönderildiğinden bina süreçleri geleneksel kâğıt çizimlerini ortadan kaldırır. Üretim hatları, malzemeleri yapı parçalarına ve düzeneklerine dönüştüren endüstriyel robotlar üst köprüler, konveyörler gibi otomatikleşmiş ekipmanları içerebilir. En iyi sonuçların, bir otomobil montaj hattında gördüğümüz gibi ince ayarlı insan – makina iş birliğinden geldiğine inanıyoruz.

1100’lü yıllarda yaşamış İsmail Ebul-İz El Cezeri’yi robotik sürahi ile şerbet dağıttığı için robotik sistemin öncülerinden biri olarak kabul ediyoruz. Yapı inşaatında dijitalleşme tarihine baktığımızda edebiyatçıların ve bilhassa sinemanın da rolü vardır. Bunlar robotik sistemlerin gelişimine de fikir olarak katkılarda bulunmuşlardır. 1954 yılında ilk endüstriyel robottan biri olan Unimate, George Devol tarafından geliştirildi ve 1960 yılında General Motors’a satıldı. 1961’de New Jersey’de bir montaj hattında çalışmaya başladı. Biliyorsunuz inşaatta prefabrikasyon milattan önce 210 yılında Çinliler tarafından Çin İmparatoru Qin Shi Huang’ın ordularını tasvir eden, pişmiş toprak heykellerden oluşan bir koleksiyon olan Terra Cotta Ordusu’nun yapımında kullanıldı.

Ayrıca Leonardo da Vinci de robotik insanlar konusunda çalışmalar yaptı. Isaac Asimov, robot serisinin arkasındaki bilim kurgu yazarının bu konuda büyük katkıları var. Descartes’in yapmış olduğu robotik çocuk, robotik kas gibi çalışmalar, Marry Shelly’nin yazmış olduğu Frankenstein robot çalışmalarına büyük fikir kaynağı oldu.

Bina bilgi modellemesi (BIM) ve bilgisayar destekli imalattaki (CAM) teknolojik ilerlemeler robotik ve üretim ölçeği ile birleştirildiğinde şu anda mevcut olmayan sistemlerde satın alınabilirlik ve esneklik sağlayabilir. 2D CAD’den 3D BIM’e geçiş, hızla gelişen robot teknolojisi kullanarak tüm montajların üretilmesini sağlayabilir. Ancak bu gerekli teknolojiye yapılan yatırımı uygulanabilir kılmak için tekrar ve yüksek hacim gerekir. Sonuç olarak konut piyasasındakiler gibi tekrarlayan bina tiplerinin geliştirilmesi için saha dışı imalatı çok yüksek olan çelik yapı sektöründe hızla gelişme beklenmektedir.

Şantiye dışı üretimde dijitalleşmeye baktığımızda, şantiye dışında çelik yapılar zaten belli bir oranda dijitalleşmeye devam ediyor. Fabrika otomasyonu tabii ki büyük bir yatırımdır. Kalite kontrol ve kalite güvencesini geliştirirken zamandan, paradan ve kaynaklardan tasarruf sağlar. Fabrika tabanlı inşaat, atıkları, su kullanımını, operasyonel enerjiyi ve toz kirliliğini azaltarak, malzemelerin yeniden kullanımını ve geri dönüşümünü optimize ederek çevresel faydalar sunar.

Dijitalleşme binalara ve altyapıya yönelik küresel talebin karşılanmasında önemli bir rol oynayacaktır. Şantiye dışında üretimde dijitalleşme bildiğiniz gibi kaynak robotları yarı otonom robotlar gibi insanlar tarafından kullanılan robotik araçlarla günümüzde çok yaygınlaşıyor. Şantiye dışı üretimde bazı dijital çelik konstrüksiyon fabrikaları yurt dışında o kadar iddialı ki çok az insan müdahalesiyle günün 24 saati çalışabilme yeteneğine sahipler. Tesis dışı otomasyon dediğimiz, bilhassa şantiyelerde tesis dışında yapılan imalatların artık insan elinden çıkarak robotlaştığı dünyamızda Türk çelik yapı sektörü dijitalleşerek bilhassa ham madde girdilerinin çok yükseldiği dönemlerde işçilik maliyetlerini aşağı çekerek hızlı bir şekilde daha ucuz imalatlar yapmak zorunda. Gerek kaynak robotları gerekse de montaj hatlarında çalışan robotik sistemler sayesinde hızla dijitalleşip boya konusundaki boya robotlarıyla daha ucuz ekonomik yapılar elde etmek her zaman mümkün. Dolayısıyla Türkiye’de de çalışan hatlar var ama daha çok dijitalleşmeye daha hızlı hareket etmeye de gerek var. Çünkü yapısal çeliğin bu konuda ilerleyebilmesi ve maliyetlerini düşürebilmesi için robotlaşma, dijitalleşme artık zorunlu halde. Bunu yapmak zorundayız. İşletmeler artık gelecek yıllardaki yatırımlarını dijitalleşme, robotlaşma, daha az adam/saat ile çelik yapı üretimine doğru ilerlemeye yönlendirmek zorundalar. Montajda robotların kullanılmasına başlandı. Bulon (cıvata) sıkma robotları gibi robotlar veya iş güvenliğini sağlayıcı yüksekte kullanılan robotların önümüzdeki 10 yıl içerisinde yaygın şekilde kullanılacağını biliyoruz.

Çelik Yapı Sektörü Bu Yatırımları Yapmak Zorunda

Çelik yapının şu anda diğer yapılara karşın dezavantajlarını giderebilmek, daha ekonomik çelik yapılar üretmek için robotik sistemlere, dijitalleşmiş çelik yapı üretimine hızlıca geçilmesi gerekiyor. Çelik yapı sektörü artık bu yatırımları yapmak zorunda. Yapmadığımız müddetçe sıkıntılar yaşayacağız. Çünkü asgari ücretlerin artışı, işçilik fiyatlarının yükselmesi gibi durumlar sektörü zorlayacaktır. Bilhassa ham madde girdilerinin Rusya – Ukrayna Savaşı nedeniyle düşmeyeceğini biliyoruz, fiyatlarının daha da artmasını bekliyoruz. Bu nedenle konu hakkında önlem alınması lazım.

Tabii şantiye dışı üretimin dışında şantiye içerisindeki robotik sistemler de önemli. Şantiye içi montaj hatlarındaki robotik sistemler henüz geliştirilme aşamasında. Şantiyedeki montajları hızla üretecek robotlar için şu anda çalışmalar var ama piyasalarda kullanılamıyor. Bununla ilgili yakın zamanda da geliştirilmiş bazı robotik sistemler var. Şantiyede bulon sıkan tırmanarak bulonu monte edip ankrajlayabilen robotlar yakın zamanda da daha ekonomik bir şekilde piyasaya sunulacak. Bunlar için büyük bir sermaye gücü ve yatırım gerekiyor. Bu yatırımı yapmak işletmeler için zor olacak ama sektörün öne geçebilmesi için dijitalleşme çok önemli. Ham madde fiyatlarına karşı bir şey yapamayız. Bunlar dünya genelindeki rakamlar, bununla ilgili bizim hızlı bir şekilde dijitalleşmeye geçmemiz gerekmekte.

Bildiğiniz gibi Boston Dynamics’in geliştirdiği şantiyeyi okuyan, kodlayan robotlar var. Onlar tabii ki hızlı bir şekilde daha da ilerliyor. Şantiye kontrolü, hak ediş yapmak gibi şantiyenin günlük ilerlemesini izleme gibi işlerde bize büyük destekleri oluyor. Bunların şantiyedeki imalatlarda hızla yaygınlaşacağını düşünüyoruz. Kaynak robotları zaten senelerdir Türkiye’de de kullanılıyor ama hatların daha da otomatikleştirilmesi, konveyör sistemiyle altı eksende kaynak yapılıyor hale getirilmesi gibi işlemlerin artık fabrikalarımızda da hızla yapılacağını biliyoruz. Yapılmak zorunda çünkü kaynakçı maliyetleri, elle yapılan kaynağın maliyeti çok yüksek.

Dijital İnşaat İşçileri

Şantiyede üretimde tabii ki kırıcı robotlar, asma tavan ya da alçıpan monte eden robotlar var. Dusty Robotics’in geliştirdiği şantiyelerde okuma yapıp günlük raporlama yapan ve montajı yönlendiren robotlar da var. Tabii “Dijital İnşaat İşçileri” dediğimiz robotların yaygınlaşması önümüzdeki 10 yıl içerisinde gündemde olacak. Bu bir personel eksikliği de yaratacaktır. Personel eksikliği için akademik camianın da bu konuda çalışması, robotik sistemlerle ilgili öğretimin artırılması gerekli. Bu konuda hem dernek hem de diğer paydaşların çalışmasında büyük fayda var.

Çelik yapı inşaatında vasıfsız eleman kullanılamıyor. Vasıflı eleman üretimi, bunları çalıştıracak mühendis kadroların ve robotlarla çalışacak teknik personellerin bilgilerinin güncellenmesi gerekiyor. Bunu da sektörün kısa zamanda yapacağını düşünüyoruz. Çünkü gelişmelerin dışında kalamayız. Dünyada çelik sektöründeki fiyatların artışı, Rusya – Ukrayna Savaşı’nın bir sonucu olan ham madde girdilerindeki yükseliş bizi ancak robotik sistemlere gidip, işçilik maliyetlerini düşürerek, daha güvenilir ve daha iyi ürünler elde etmek gibi bir gündeme zorlayacaktır. Sektörün bu işe sermaye ayırması önümüzdeki günlerde karşımıza gelecektir. Üniversitelerin de bu konuda çalışacak nitelikli personel ve ara personel yetiştirmesi için çalışmalarını artırması gerekmekte. Bilhassa sektörümüzde bir kaynakçının çok yüksek paralara çalıştığını biliyoruz. Kaynak robotlarının geliştirilmesi, hatta bunların üniversitelerde yerli malı olarak üretilmesi için çalışmaların yapılması gerekiyor. Derneğimiz de bu konuda çeşitli çalışmalar yürütüyor. Bu nedenle dijitalleşmeye bilhassa çelik yapı sektöründe mutlaka gerek var. Aksi halde sektörün ve dünyanın gerisinde kalacağız. Mutlaka hızlanmamız yatırımları artırmamız gerekiyor. Devlet desteğini almamız, üniversitelerin bu konuda araştırma ve geliştirmelerine devam etmesi lazım.

Otonom inşaat makinaları dediğimiz bilhassa kendi kendine insansız çalışan makinalar özellikle madencilikte kullanılıyor. Madencilikte otonom kazı makinaları, kazaların azaltılması iş güvenliğinin sağlanması, daha kaliteli yapılar yapılması gibi işlemlere ön ayak oluyorlar. İnşaatta dijitalleşmenin bir sürü avantajı var. Sürdürülebilirlik bunlardan bir tanesi. Dijitalleşme, iş gücü açığının giderilmesi, işçi sağlığı ve güvenliği, artan verimlilik ve üretkenlik, veri topluma yoluyla daha iyi öngörülebilir analizler, kalite, ölçeklenebilirlik getiriyor.

“Çelik yapı inşaatında dijitalleşmenin geleceği nedir?” dersek inşaat sektörü çok tutucu bir yapıya sahiptir. Dijitalleşmeye giden ilk sektörlerden biri çelik yapı sektörü olacaktır. Son zamanlarda ham maddelerdeki aşırı fiyat artışına karşılık çelik yapı sektörünü daha ileriye götürmenin tek yolu dijitalleşme malzemenin efektif kullanımı, işçilik ve montaj maliyetlerinin otomasyona gidilerek düşürülmesi yoluyla sektöre olan talebin artırılması hedeflenmelidir. İnşaat otomasyonunu belirlemeye olan ilgi, vasıflı işçi eksikliği, inşaat sektöründe daha fazla sürdürülebilirliğe doğru ilerleme göz önüne alındığında otomasyon ve robot teknolojisinin büyük ölçekte benimsenmesi inşaat sektöründe bir norm haline gelecektir. Uygun fiyatlı ve sürdürülebilir konut projeleri, hacimsel modüler binaların üretimi için ileri üretim teknolojileri geliştirilmeye devam edecektir.

Çelik yapı inşaatında dijitalleşme olabilir mi? Tabii ki olabilir. Çelik yapı sektöründe dijitalleşme günümüz teknolojisinde üretimdeki işçilik maliyetini %60 azaltabilir. Bu da hem sürdürülebilirlik açısından hem de çelik yapının yaygınlaşmasına yol açması açısından çok önemlidir. Dijitalleşebilme noktasında projelendirmeden başlayarak üretimdeki dijitalleşme ve montajdaki dijitalleşme oranlarına baktığımızda bunların hepsi yapılabilir. Robotik ve daha ileri teknolojilerle sektörün bence ileri götürülmesi hedeflenmelidir. Bu toplantının üniversitemizde yapılmasında emeği geçen başta Türk Yapısal Çelik Derneği Yönetim Kurulu Başkanı H. Yener Gür’eş olmak üzere herkese teşekkür ediyorum.
Çelik Yapılar - Sayı: 79 - Kasım / Aralık 2022

Kendimizi Sınayalım

KENDİMİZİ SINAYALIM SORU 79



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği