Bugünün Fabrikasında IoT ve Otomasyon: Mimari, Güvenlik, ROI ve Saha Uygulamaları

Velmor Teknoloji

27 Ekim 2025

Bugünün Fabrikasında IoT ve Otomasyon: Mimari, Güvenlik, ROI ve Saha Uygulamaları

1) Neden “Şimdi”? İş Problemi → Çözüm Eşlemesi

IoT ve otomasyon bugün işletmelerin üç temel ihtiyacına cevap veriyor:

Görünürlük: Makine duruş nedenleri, çevrim süreleri, enerji tüketimi.
Tepkisellik: Hata oluşmadan önce uyarı; kalite dışına çıkınca anında duruş.
Standartlaşma: Farklı marka cihazların tek panelden yönetimi, kayıtlı süreçler.

Hızlı kazanımlar (0–90 gün):

Çevrim süresi ve arıza kaynaklı duruş verilerinin toplanması, kayıp analizleri
Enerji sayaçlarından hat bazlı tüketim takibi, pik saat alarmı
Basit kural motoru ile (if/then) otomatik uyarılar ve bakım iş emirleri

2) Bugün Kullanılan Tipik Mimari (Saha→Kenar→Bulut/On-prem)

Saha Katmanı: Sensörler (sıcaklık, titreşim, akım), PLC/RTU, robot kolları, HMI.
Kenar (Edge) Katmanı: Endüstriyel PC veya gateway; veri toplama, protokol dönüştürme, temel filtreleme/önişleme (ör. median filter, downsampling).
Veri Katmanı: Zaman serisi veritabanı (TSDB), mesajlaşma kuyruğu, olay günlüğü.
Uygulama Katmanı: SCADA/MES entegrasyonu, dashboard’lar, uyarı ve iş akışları, bakım/kalite/enerji modülleri.
Kimlik ve Güvenlik: Sertifika yönetimi, rol tabanlı erişim (RBAC), ağ segmentasyonu.

Dağıtım seçenekleri (bugün):

On-prem: Düşük gecikme, veri egemenliği; bakım yükü daha fazla.
Özel Bulut / Hibrit: Esneklik ve merkezi görünürlük; iyi bir VPN/SD-WAN kurgusu şart.

3) Saha İletişimi ve Protokoller (Bugün En Çok Karşılaşılanlar)

Modbus RTU/TCP: Basit, yaygın; eski-yeni birçok cihazda.
OPC UA: Platform bağımsız, güvenlik ve modelleme avantajlı; modern MES/SCADA köprüsü.
MQTT (Sparkplug B dahil): Hafif, publish/subscribe; edge-→platform aktarımında tercih.
Profinet/EtherNet/IP: Zaman kritik kontrol; PLC-robot hücrelerinde.
REST/GraphQL Web API: Üst sistem entegrasyonlarında (ERP, CMMS, QMS).

Pratik kural: Saha kontrolü için deterministik endüstriyel protokoller, yukarı akış (veri/toplama) için MQTT veya OPC UA birlikte kullanılır.

4) Güvenlik: Bugünün “olmazsa olmaz”ları

Ağ Segmentasyonu: OT ağı (saha) ile IT ağını ayır; sadece kural bazlı geçiş.
Zero Trust İlkeleri: Cihaz kimliği + sertifika; hiçbir cihaza “varsayılan güven” yok.
Şifreleme: MQTT/TLS, OPC UA Secure; at-rest şifreleme (TSDB yedekleri).
Erişim Yönetimi: RBAC, MFA; kim neyi, ne zaman yaptı? (denetim izi).
Yama ve Envanter: Cihaz/versiyon envanteri tutulur; periyodik patch planı.
Olay Yönetimi: SIEM entegrasyonu, anomali alarmı; tatbikatlı IR (incident response).

5) KPI’lar (Bugün Takip Edilen Ölçümler ve Formüller)

OEE (Overall Equipment Effectiveness):
OEE = Kullanılabilirlik × Performans × Kalite
MTBF / MTTR: Arızalar arası ortalama süre / Ortalama onarım süresi.
Enerji Yoğunluğu: kWh / üretim birimi (adet, kg, m²).
Hata PPM / First Pass Yield: Kalite süreçleri için anlık göstergeler.
Duruş Haritası: Neden-süre-frekans ile Pareto grafiği (bugün en etkili görsel).

6) ROI: Basit ve Bugün Geçerli Hesap Mantığı

Yıllık Kazanç = (Azalan duruş saatleri × saatlik hat maliyeti)

(Enerji optimizasyonu kWh × birim enerji fiyatı)
(Azalan hurda/yeniden işleme maliyeti)
(Azalan plansız bakım × ortalama işçilik/sarf)

Geri Dönüş Süresi (Payback) = Toplam yatırım / Yıllık kazanç

Bugün birçok tesiste 9–18 ay bandı makul kabul ediliyor (hat ve kapsam bağımlı).

7) Entegrasyon: SCADA, MES, ERP, CMMS (Bugünkü Akış)

SCADA/PLC → Edge: OPC UA/driver’lar ile veri çek; tag standardizasyonu yap.
Edge → Platform: MQTT (QoS1) + kalıcı oturum; kesintide buffer’dan devam.
Platform → MES/ERP: REST API/OPC UA server; iş emri, reçete, lot, maliyet.
Bakım (CMMS): Anomali → otomatik iş emri; stok/tedarik tetikleme.
Kalite (QMS/LIMS): SPC limit dışı ölçümde otomatik duruş veya uyarı.

8) Saha Uygulaması: 6 Haftalık Referans Yol Haritası (Bugün)

Hafta 1: Keşif ve Hedefler

Hat seçimi, sorun envanteri, KPI hedefleri, veri sözlüğü (tag list).
Hafta 2: PoC Mimari ve Donanım
Gateway/edge kutuları, ağ topolojisi, güvenlik politikası.
Hafta 3: Protokol & Haritalama
PLC/robot/sayaç bağlantıları, tag normalizasyonu, birim/timebase standardı.
Hafta 4: Dashboard & Alarm
OEE, duruş paretoları, enerji ekranları, e-posta/Teams/Telegram alarm akışları.
Hafta 5: Entegrasyon
CMMS/MES/ERP API akışları, kullanıcı rolleri, eğitim.
Hafta 6: Canlıya Alma & İzleme
Pilot devreye alma, SLO/uyarı eşikleri, iyileştirme backlog’u.

9) Bugün Karşılaşılan Tipik Hatalar ve Çözümler

Aşırı veri toplama (data swamp): Önemli tag’ları önceliklendir; downsampling.
Standartsız tag isimleri: İsimlendirme şeması (Line.Station.Device.Tag).
Tek üreticiye kilitlenme: Açık protokol ve modüler mimari ısrarı.
Güvenliğe sonradan bakma: Kurulum öncesi ağ segmentasyonu ve IAM kuralı.
Dashboardsız veri gölü: İlk günden OEE/enerji/duruş ekranlarını kur.

10) Bugün İçin Örnek Çözüm Paketleri (Özet)

Enerji İzleme: Sayaçlar → Edge → TSDB → alarmlar (pik, reaktif, talep).
Önleyici Bakım: Titreşim/sıcaklık → eşik + eğilim analizi → CMMS iş emri.
Kalite SPC: Ölçüm cihazı → istatistik ekranı → limit dışı oto-dur/uyarı.
Hücre Performansı: PLC çevrim süresi, duruş nedeni sınıflandırma, OEE.
Şarj Operasyonları (EV): İstasyon telemetrisi → dinamik fiyat/arıza alarmı.

11) Satın Alma ve Maliyetlendirme (Bugünün Pratiği)

CapEx: Gateway/edge donanımı, sensörler, ağ ekipmanı, lisans.
OpEx: Bulut/altyapı, bakım & destek, izleme, kalibrasyon.
Sözleşme Maddeleri: SLA (uptime), veri mülkiyeti, güvenlik ve denetim, çıkış stratejisi (veri taşıma).
Tedarikçi seçimi: Referans kurulum, PoC başarı kriterleri, açık protokol desteği.

Sonuç

Bugünün IoT ve otomasyon projeleri; ölç, görünür kıl, standartlaştır, otomatikleştir prensipleriyle, kısa sürede ölçülebilir kazanımlar üretiyor. Başarı, doğru mimari, güvenlik disiplini, net KPI’lar ve adım adım devreye alma ile geliyor.