Hatalı yerleştirilen araç sigortalarının şablon eşleştirme yöntemiyle tespiti

Otomotiv sektörü 21. yüzyıl itibari ile farklılaşan dünya ve değişen çevresel koşullarla birlikte oldukça hızlı ilerlemeler kaydederken sektörün büyüklüğü de gün geçtikçe katlanarak artmaktadır. Günümüz dünyasında otomotiv sektörü, teknolojik gelişimlere ve yeni fikirlere açık bir pazar konumunda yer almaktadır. Gerçekleşen bu sektörel ve teknolojik gelişmeler ışığında araçlarda bulunan elektronik sistemlerin de gelişip farklılaştığı görülmektedir. Gelişen sektörel dinamiklerle de birlikte müşteri memnuniyeti firmalar için daha önemli hale gelmekte ve yapılan planlamalarda göz önüne alınmaktadır. Müşterilerden alınan geri bildirimlerle araçlarda birçok değişiklik yapılmakta olup araçlar teknolojik gelişimlerin entegrasyonuna daha açık hale getirilmektedir. Sektörel olarak teknolojiye uyumluluk furyası firmalar arası rekabetlere de fazlaca yansımaktadır. Büyük otomotiv pazarından payını almak isteyen firmalar; yenilikçi, ekonomik ve güvenilir modelleriyle olası tüm müşteri kitlelerine hitap etmeye çalışmaktadır. Bu doğrultuda araçlara yeni eklenen özelliklere bağlı olarak enerji bağlantıları ve seviyeleri de günden güne farklılaşırken aynı zamanda buna paralel olarak artmaktadır. Özellikle yeni gelişen elektrikli araç teknolojileri ile birlikte enerji düzeylerinde çok hızlı yükselişler olmaktadır. Geleneksel içten yanmalı ve hibrit sistemle çalışan artık eski nesil olarak adlandırılabilecek araçlar, motor ve akümülatör kaynaklı enerjiye sahipken, yeni nesil araçlarda kullanılan devasa lityum-iyon bataryalarla birlikte elektriksel enerji seviyeleri çok yükselmiştir. Depoloma miktarı, kullanım durumları ve verimleri değerlendirildiğinde lityum-iyon bataryalar faydalı ve güvenli olarak kabul edilseler de barındırdıkları enerjinin sisteme kontrolsüz aktarımı kontrol edilmesi gereken hassas bir noktadır. Araçların çevresel bir takım etmenlere maruz kalmaları durumunda lityum-iyon bataryadan fazla enerji çekmeleri istenmeyen sonuçlara yol açabilmektedir. Örnek olarak araç üzerinde yangın, kaza veya farklı güvenlik bölümlerinin devre dışı kalması gibi sorunlar görülebilir. Bu noktada üretici firmalar ve kullanıcılar tarafından geçmişte var olan fiyat odaklı yaklaşım yerini günümüzde güvenlik kriterlerinin yüksekliğine bırakmıştır. Üretici firmalar müşterilerin bu beklentilerini yanıtsız bırakmamakta olup bu sebeple oluşabilecek prestij kayıplarını da yaşamak istememektedirler. Tüm bunlar ışığında araç elektroniğinde bu seviyelerdeki enerjilerin güvenli bir şekilde kontrol edilmesi önemliyken yolcu ve araç sağlığı için bir takım koruyucu önlemlerin alınması da gerekmektedir. Tüm enerji uygulamalarında olduğu gibi araç elektroniğinde de sigortalar önemli bir yer tutmakta olup yıllardır güvenle kullanılmaktadır. Sigorta sayıları araçlarda yer alan ve müşteri istekleriyle değişen donanımlara göre farklılık göstermektedir. Kullanıcı seçimine bağlı olarak değişen özellikler neticesinde sigorta sayıları değişiklik gösterse de sistemin çalışması için temel olarak kullanılması gereken zorunlu sigortalar mevcuttur. Sigorta sayısının fazla olması sebebiyle sigortaların ortak bir alanda toplanma zorunluluğu doğmaktadır. Herhangi bir müdahale, değişim veya kontrol durumunda tüm sigortaların kolay erişilebilir ve ortak bir alanda toplu halde bulunması kullanıcıya ve teknik servise büyük bir avantaj sunmaktadır. Bunun için diğer sektörlerde olduğu gibi otomotiv sektöründe de yaygın olarak sigorta kutuları kullanılmaktadır. Sigorta kutuları kutu içerisinde sigorta erimesi kaynaklı herhangi bir yangın durumunda yanmaz materyallerden üretilerek aynı zamanda geriye kalan sistemi koruma görevini de dolaylı yollardan üstlenmektedir. Araç üzerinde kullanılan tüm bu sigortaların sigorta kutularına montajı manuel olarak yapılmaktadır. Manuel montaj uygulamalarında hatalı yapılan yerleştirmeler hem araçta hatalara sebebiyet vermekte hem üretim sisteminde aksamalara yol açmakta hem de yolcu güvenliğini tehlikeye atmaktadır. Tüm aşırı güç tüketim durumlarını kontrol eden sigortaların doğru şekilde çalışabilmesi için motaj işleminin doğru bir şekilde yapılması gerekmektedir. Üretilen sigorta kutusunda yer alan sigorta hatalı yerleştirme işleminin araç üzerine montaj işlemi yapılmadan önce bulunarak giderilmesi gerekmektedir. İnsan odaklı yaklaşım olan montaj işleminde meydana gelen bu hatalardan sonra tekrar yapılacak olan insan odaklı göz kontrol sistemi tekrardan hataya müsait bir ortam hazırlamaktadır. Bu sebeple kontrol işleminin insan odaklı yaklaşım yerine otonom olarak yapılarak hata olasılığının azaltılması hedeflenmiştir. Hassas üretim tesislerinde de kullanılan görüntü işleme uygulamalarından biri olan şablon eşleştirme yöntemiyle sigorta kutusuna montajı hatalı yapılan araç sigortalarının tespiti hedeflenmiştir. Şablon eşleştirme, seri üretim koşullarında ürün renk ve boyut tespiti ile mevcudiyet doğrulaması işlemlerinde çoğunlukla kullanılmaktadır. Tespit işlemi için özel olarak tasarlanan konuma bağlı sigorta tespit sistemi (KSTS) deney düzeneğine sigorta kutusu yerleştirilerek sigorta kutularının görüntüleri alınmıştır. Benzerlik oranının en efektif çalıştığı eşik değer deneysel olarak yapılan çalışmalarla %75 olarak belirlenmiş ve testler bu eşik değerde gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan uygulama sayesinde otonom hata tespiti gerçekleştirilen yazılım ve test sistemi oluşturulmuştur. Yazılımsal altyapı Python 3.8 programlama dilinde OpenCv kütüphanesi kullanılarak hazırlanmıştır. Grafiksel arayüz ve kamera yayının aynı anda verilebilmesi ve gecikme olmaması için multithreading yönteminden faydalanılmıştır. Python PySimpleGui kullanılarak arayüz oluşturulmuş olup bu sayede verilerin takibi ve kontrolü kolaylaştırılmıştır. Sonuçlar veritabanına aktarılarak uzaktan kontrol sistemi de kurulmuş ve oluşabilecek uygunsuzluk durumlarının sürekli takip edilebilmesi sağlanmıştır. Sistemin prototipi tasarlanarak algılama hızı, tespit değerleri ve hata oranı simüle edilmiştir. Gerçek zamanlı deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yanlış montajı yapılan 1 adet sigortanın eşik değeri %78 bulunurken doğru montajı yapılan 1 adet sigortanın eşik değeri de %72 olarak bulunmuştur. Toplamda 2 adet hatalı sonuca ulaşılmıştır. Sonuç olarak geliştirilen yöntemle arızalı sigorta tespiti doğruluk oranı %99,33 olarak elde edilmiştir. Testler sonucunda manuel olarak sigortaların araç sigorta kutusuna hatalı takılma oranının, en fazla hata gerçekleştirilen sigorta kutusunda %12,96 oranına kadar yükselebildiği tespit edilmiştir. Hazırlanan KSTS sisteminin algılama hızı 237 ms'dir. Günümüzde şablon eşleştirme uygulamaları yerini derin öğrenme tabanlı görüntü işleme uygulamalarına bıraksa da onlarca farklı sigorta kutusu ve yüzlerce farklı sigorta yerleşimi olan bir üretim hattında işlevsel olarak kullanılması pek mümkün olmamaktadır. Tüm sigorta kutusu değişimlerinde derin öğrenme eğitim süreçlerini gerektirmesi sebebiyle tespit sistemi olarak derin öğrenme tabanlı yöntemler yerine şablon eşleştirme tercih edilmiştir. Kurulan test sistemi sayesinde operatör kaynaklı hatalı montaj oranları minimize edilmiş, üretim hattında kaybedilen kontrol zamanında iyileştirme sağlanarak kalitesel süreç hedeflerine ulaşılmıştır. Tüm bunların yanında araç ve yolcu güvenliği artırılarak istenen hedeflere ulaşılmıştır.