Şamil ÇAHAL - HKS Has Asansör Ar-Ge Merkezi - s.cahal@hasasansor.com

Kadir ÇAVDAR - Bursa Uludağ Üniversitesi - cavdar@uludag.edu.tr2

KABİN MİMARİSİ & TASARIMI

ÖZET
Parametrik tasarım yaklaşımı günümüz mühendislik uygulamalarında zaman tasarrufu ve verimlilik artışı gibi birçok faydalar sağlamaktadır. Yaklaşımın felsefesi; tasarım parametrelerinin çeşitli uygulamalar ile değişken hale getirilip farklı sistem boyutlandırmalarının hızlı ve hatasız bir şekilde yapılması olarak özetlenebilir.

Asansör sektöründe genelde kuyu ölçülerine göre asansör kabini ve diğer sistem boyutlandırmaları yapıldığından her projede tekrar hesaplama ve tekrar bu hesaplara uygun şekilde projenin çizimi yaklaşımı yıllardır devam etmektedir. Bu yaklaşım firmalar açısından büyük bir işgücü ve zaman kullanımı anlamına geldiğinden verimliliği düşürmektedir.

Bu çalışmada; parametrik yaklaşım kullanılarak asansör projelerinin hızlı ve güvenilir şekilde hazırlanmasına imkân sağlayan yaklaşım tanıtılacaktır. Hazırlanan yazılım ve firma verimliliğine etkileri üzerinde durulacaktır. Yaklaşımın paket asansör üretimi yapılan firmamızda uygulaması, gelişimi ve etkiler değerlendirilecektir.

1.GİRİŞ
Günümüzde asansörler çok ileri teknoloji ürün olarak kabul edilmemekle birlikte inşaat sektörü ile etkileşimi sonucu katma değeri yüksek ürünler arasında sayılmaktadırlar. Ülkemizde de yerli kaynaklar ile üretimin yapılabildiği ve ihracatta pozitif bölümde yer alan ürünler arasındadır. Bu nedenle Ar-Ge çalışmaları ile sektörde daha fazla yeni ürünler ortaya konabilir.

Yeni kabin geliştirme ve parametrik tasarım çalışmaları ile ilgili asansör sektöründen gelen yayın sayısı çok azdır. Buna karşın farklı parametrik yazılımlar farklı sektörlerde karşımıza çıkmaktadır. Bu sistemlerden alınabilecek tecrübeler ile asansör sektörüne uygun bir yazılım geliştirilebilir. Yazılım geliştirme sürecinde makine, bilgisayar ve elektronik mühendisleri görev alabilir.

Özellikle asansör kabini imalatı ile ilgili çok sayıda yurt dışı patent mevcuttur. Bu patentlerin incelenmesi sonucu parametrik tasarım süreci için çok değerli bilgiler elde edilmiş ve özel patent başvuruları da yapılmıştır.

Parametrik tasarımın bir alt kümesi sayılabilecek montaja uygun tasarımda (Design for Montage; DfM) iyi bilinen birkaç tane değerlendirme metodu vardır. Bunlardan en iyi bilinenleri Boothroyd-Dewhurst metodu, Hitachi metodu, Lucas metodu ve IPA Stuttgart metodudur. İmrak vd tarafından yapılan çalışmada montaja uygun tasarımın tanımlanması ve bu tasarım tekniğinin asansör kabin kapılarına uygulanması ele alınmıştır. Mevcut ve önerilen kabin kapı mekanizmalarının parça sayısı, maliyet ve işlemlere göre kıyaslanması amaçlanmıştır [1].

Boothroyd tarafından montaj ve üretime uygun şekilde nasıl ürün geliştirilebileceği, bu süreçte uygulanabilecek çeşitli metotlar detaylı şekilde anlatılmıştır [2]. Bu metotlar parametrik tasarım süreçlerinde de kullanılabilecek ve faydalı olabilecek metotlardır. Benzer bir çalışmada da jenerik esnek montaj tasarım sürecinin temelleri incelenmiş ve örneklerle tasarımcılara yol gösterilmiştir [3].

Lu vd. tarafından hazırlanan çalışmada da hazırlanan projede yararlanılmıştır. Proje geniş anlamda düşünüldüğünde, parçaların temininde kullanılabilecek bir model bu yayından alınmıştır. Yayın özellikle asansör sektörü için bir tedarik zinciri önerisi getirmektedir [4]. Peter ise yaptığı tez çalışmasında üretim süreçlerini tabakalar şeklinde bölerek kompleks yapının azaltılabileceğini savunmaktadır [5].
Tasarım ile ilgili çok sayıda yayının yanı sıra az da olsa parametrik tasarım ile ilgili yayın ve internet sitesine rastlamak mümkündür [6-8].

Bu çalışmada, asansör kabini üretiminde verimliliği arttırmak amacı ile hazırlanmış olan bir parametrik yazılımın temelleri ve algoritması üzerinde durulacaktır.

2. PARAMETRİK TASARIM YAZILMININ GENEL YAPISI
Yaklaşık yirmi yıl önce mimarlık alanında ilk uygulamalarını gördüğümüz parametrik tasarım, diğer alanlarda da uygulanmaya başlanmıştır. Parametrik tasarım ile her şeyden evvel ana konstrüksiyonu çeşitlendirmek gerektiğinde büyük kolaylık sağlanmaktadır. Parametre; matematikte olduğu gibi, bilgisayar destekli tasarımlarda da bir modelin tüm elemanları arasındaki ilişkileri tanımlayan sayılar veya özelliklerdir. 

Projede herhangi bir eleman herhangi bir zamanda değiştirildiğinde bu değişiklik projenin ana yapısını bozmadan bütün sisteme uygulanır. Örneğin parametrik tasarım sayesinde kabin tasarımında kabin kapasitesi değiştiğinde kabin için gerekli olan parçalar da boyutsal olarak projeye uygun şekilde değişmelidir. Parametrik tasarım yazılımları, ürün modellerinin değişkenlerini kullanarak, ürünün projeye uygun olarak tasarlanmasını sistemin ihtiyaç duyduğu et kalınlıkları belirterek tasarıma uygulaması aynı zamanda üretim iş emirlerinin ve teknik resimlerinde büküm ve kesim işlem süreçlerini otomatik hesaplanmasını hedeflemektedir.

Oluşturulan veri tabanı ve kütüphane ile tekrarlayacak talepler kısa sürede karşılanarak müşteriye daha hızlı geri dönüşler sağlanabilir. CAD sistemi sürekli olarak ürün modellerini yenilemeli ve modelin sistemin kurallarına hala uyduğunu kontrol edip güvence altına almalıdır.

Her müşteri kendine uygun boyutlardaki ve isteklerdeki asansör için farklı taleplerde bulunmakta ve bu da tasarım süresini uzatmakta ve insana bağlılığı arttırmaktadır. Dolayısıyla üç temel faktör aynı bile olsa birbirinden farklı yüzlerce asansör tasarlamak gerekmektedir. Ürünün istenilen süre içerisinde teslim edilebilmesi için tasarımın hatasız olarak ve hızlı şekilde bitirilmesi şarttır. Tasarım esnasında müşterinin talepleriyle beraber aynı zamanda asansör standardında göz önünde bulundurmak gerekmektedir.

Bir proje olarak başlanan çalışmada, parça/malzeme çeşitliliği sebebiyle yaşanan verimlilik kayıpları ve kalite risklerinin yanında, tasarımdan kaynaklanan, üretime ve montaja yansıyan çeşitli sorunlara çözüm bulunması da hedeflenmiştir. Proje ile kabin tasarım süresi kısalmış ve tasarlanan yeni tip kabin ile üretim sürecindeki paketleme öncesi montaj/demontaj süreci de ortadan kalkmıştır.

3. ASANSÖR KABİNİNİN GENEL ÖZELLİKLERİ
Asansör kabini üretiminde kullanılan parametreler aşağıda sıralanmıştır:
− Ray Kapı; Kat Kapısından ana kabin ray merkezine mesafe.
− Ray arası mesafesi.
− Sistem tipi (MR-MRL-Hidrolik)
− Buton Tipi
− Ayna
− Küpeşte
− Zemin
− Tavan
− Kabin giriş sayısı
− Kabin girişlerinin konumu
− İtfaiyeci modülü isteniyor mu?
− Kabin yüksekliği
− Kabin derinliği
− Kabin genişliği
− Kapı genişliği
− Kapı tipi (Otomatik-, çarpma-, katlanır kapı)
− Aşırı yük sensörü
− Kapı yüksekliği
− Asansör standardı

Bu parametreler ile imalat sürecinde kabinler Şekil 1 ve 2.’de görülen Kabin Ölçü Formu ve Kabin Proje Formu ile takip edilirler.
Hazırlanan parametrik tasarım yazılımı ile kabin tasarım süreci ortalama 25 dakikalardan 3 dakikaya inmiştir. Yazılım ile hesaplanan sayılar; AutoCAD’e entegre edilen firma bünyesinde algoritmasını yazmış olduğumuz yazılım sayesinde, parametreleri değiştirerek kesilecek açınım ölçüsüne saniyeler içerisinde otomatik getirilmektedir. Şekil 3’te parametrik yazılım kullanım kılavuzu ve Şekil 4’te de AutoCAD yazılımında otomatik oluşturulan imalat resimlerine örnekler görülmektedir. Programda Şekil 3’teki kullanım kılavuzu kullanılarak Şekil 4’te görülen tasarım oluşturulabilir. Kullanım kılavuzunda da belirtildiği üzere AutoCAD yazılımı açıldıktan sonra istenen değerler girilerek parçaların boyutları, parçadaki deliklerin yeri ve sayısı otomatik olarak yeni değerlere göre değiştirilmektedir.

Parametrik kabin tasarım yazılımının algoritması oluşturulurken kullanılan mantık da Şekil 5’te verilmiştir. Hazırlanan yazılıma ait örnek bir çalışma sayfası da Şekil 6’da görülmektedir.

4. SONUÇ: Bu bildiride; çok farklı boyut ve özellikte siparişleri alınan yolcu asansörlerini çok hızlı bir şekilde tasarlamaya imkân veren ve firma imkanlarımız ile hazırladığımız parametrik yazılımının yapısı ve proje sonuçları tartışılmıştır.

Teşekkür: Bu proje TÜBİTAK-TEYDEB 1501 Sanayi Ar-Ge Destek programı kapsamında 3190085 no ile desteklenmiştir. Bu destek için TÜBİTAK’a teşekkür ederiz.

KAYNAKLAR: 
[1] İmrak E.C., Salman Ö. 2010. Asansör Kabin Kapılarının Montaja Uygun Tasarımı, 2. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, 11-12 Kasım 2010- Balıkesir.

[2] Boothroyd, G., 1994. Product design for manufacture and assembly. Computer-Aided Design, Vol 26, Sayı 7, July 1994, s. 505–520.

[3] Edmondson N.F., Redford A.H. 2002. Generic flexible assembly system design, Assembly Automation, Vol. 22 Sayı: 2, s.139 – 152.

[4] Lu T. P., Chang T. M., Yih Y., 2007. Production control framework for supply chain management—an application in the elevator manufacturing industry, International Journal of Production Research, 43:20, 4219-4233, DOI: 10.1080/00207540500142167

[5] Peter CHY., 2006. Complexity reduction of mechanical assemblies for layered manufacturing PhD Thesis, ISBN: 1374661945-2017, s. 217.

[6] https://www.ptc.com/en/blogs/cad/parametric-vs-direct-modeling-which-side-are-you-on, ziyaret tarihi: 10.05.2021.

[7] https://www.architectmagazine.com/design/parametric-design-whats-gotten-lost-amid-the-algorithms_o, ziyaret tarihi: 11.05.2021.

[8] https://continuingeducation.bnpmedia.com/article_print.php?C=1622&L=61, ziyaret tarihi: 11.05.2021.