Endüstri 4.0 sürecinde iş sağlığı ve güvenliği: Dijital sistemlerin rolü ve uygulamaları

Abstract

Bu tez çalışmasında Endüstri 4.0 teknolojileriyle olan entegrasyonu ve dijital sistemlerin bu alandaki dönüştürücü rolü incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı; yapay zeka, dijital ikiz ve bilgisayar destekli tasarım (CAD) gibi ileri teknolojilerin, iş kazalarını ve mesleki riskleri fiziksel sahaya yansımadan önce önlemedeki etkilerini somut uygulamalar üzerinden ortaya koymaktır. Çalışma kapsamında iki temel uygulama alanı değerlendirilmiştir. İlk olarak, otomotiv sektöründe araçların yan kapı darbe kirişlerinin tasarımı ve test süreçleri CAD ortamında Solidworks ve Dynaform yazılımları kullanılarak simüle edilmiş, analizler sonucunda DP980 çeliğinden imal edilen boru kesitli profilin en uygun korumayı sağladığı tespit edilmiştir. Yapay zeka ile yapılan değerlendirmeler neticesinde, üretim öncesi yapılan bu dijital simülasyonların geleneksel test yöntemlerine kıyasla insan-makine etkileşimini en aza indirerek uzuv kaybı, ezilme gibi iş kazası risklerini %60 ile %80 oranında azalttığı saptanmıştır. İkinci bir uygulama olarak inşaat şantiyelerinde dijital ikiz teknolojisinin kullanımı incelenmiş; giyilebilir sensörler ve sanal şantiye modelleri sayesinde tehlikeli bölgelere izinsiz girişlere 0.3 saniye gibi son derece kısa bir sürede tepki verildiği görülmüştür. Elde edilen bulgular, Endüstri 4.0 teknolojilerinin İSG alanında tehlikeleri henüz sanal ortamdayken tespit edip kaynağında yok etme imkanı sunduğunu ve geleneksel güvenlik yöntemlerinden çok daha etkili bir koruma sağlayarak "sıfır kaza" hedefine ulaşmada hayati bir rol oynadığını göstermektedir.

This thesis examines the integration of Industry 4.0 technologies and the transformative role of digital systems in this field. The main objective of the study is to demonstrate, through concrete applications, the effects of advanced technologies such as artificial intelligence, digital twins, and computer-aided design (CAD) in preventing occupational accidents and risks before they manifest in the physical field. Two main application areas were evaluated within the scope of the study. Firstly, in the automotive sector, the design and testing processes of side door impact beams of vehicles were simulated in a CAD environment using Solidworks and Dynaform software. As a result of the analyses, it was determined that the tubular profile manufactured from DP980 steel provided the most suitable protection. As a result of evaluations made with artificial intelligence, it was found that these digital simulations performed before production reduced the risk of occupational accidents such as limb loss and crush injuries by 60% to 80% compared to traditional testing methods by minimizing human-machine interaction. As a second application, the use of digital twin technology in construction sites was examined; Wearable sensors and virtual construction site models have shown that unauthorized entries into hazardous areas can be detected in an extremely short time, such as 0.3 seconds. The findings demonstrate that Industry 4.0 technologies offer the possibility of detecting and eliminating hazards at their source while they are still in the virtual environment, providing much more effective protection than traditional safety methods and playing a vital role in achieving the "zero accident" goal.