Sektörel Ölçeklenebilirlik: Havacılık sektörü baz alınarak kurgulanan bu mimari tasarım; otomotiv, ağır sanayi ve genel endüstriyel makine imalatı bantlarına mimari bir değişikliğe gerek duymadan doğrudan uygulanabilir (scale edilebilir) esnekliktedir.

Proje Künyesi

Mevcut Durum ve Sorun

Bağlam: Savunma sanayiinde otonom platform ürünlerinin (TB2, AKINCI vb.) entegrasyon sahaları, katı regülasyonlar (traceability compliance) gerektirir. Fabrika bandındaki her bir fiziksel donanımın; hangi onaylı sipariş partisinden çekildiği, o istasyondaki kim tarafından kurgulandığı ve en nihayetinde hangi ana gövdeye yüklendiği zorunlu denetim (audit) kayıtlarıdır.

Kritik Sorunlar: Dijital ve rollere bağlanmış eşzamanlı bir kontrol mekanizması bulunmadığında, farklı platformlara ait yapısal parçaların karışma veya uyuşmama riski büyür. Yetki tanımlarının ve stok verilerinin (FIFO prensibinden uzak) ERP dışında yalnızca manuel pusulalarla (worksheet) yönetilmesi geriye dönük kök neden analizi (root-cause) yapabilmeyi olanaksızlaştırır.

Çözüm Mimarisi ve Aksiyon

Mimari Yaklaşım: Tamamen role-based güvenlik kısıtlarına ve asimetrik veri yönetimini sıfırlayan deterministik stok tahsisine dayanan üç katmanlı (3-tier) bir API mimarisi tasarlandı.

Uygulanan Metodoloji

Donanım (UUID) Serialization İşlemi

Her üretilen fiziksel donanım, veritabanına UUID formunda entegre edilir. Bu sayede üretim zamanı, parti türü ve hangi montaj hattına entegre edildiği asgari hata ile kayıt altına alınır:

class Part(models.Model):
    id = models.UUIDField(primary_key=True, default=uuid.uuid4, editable=False)
    part_type = models.ForeignKey(PartType, on_delete=models.PROTECT)
    produced_by = models.ForeignKey(Employee, on_delete=models.PROTECT)
    production_date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    aircraft = models.ForeignKey(Aircraft, null=True, blank=True, on_delete=models.SET_NULL)

Role-Based Access Control (RBAC) Düğümü

Sistemin “Production” katmanında görev ayrımı sağlanması için üç farklı erişim rolu sertleştirildi:

Otomatik Uyumluluk İzolasyonu

Model, veri girişi veya API isteği yapan personelin yanlış platformu talep etmesi durumunda uçak montajlarını fail-safe olarak engeller:

def validate_assembly(aircraft_type, part):
    """Platformlar arası çapraz geçişi durdurur"""
    if part.part_type.platform != aircraft_type.platform:
        raise ValidationError(
            f"{part.part_type.name} parçası {aircraft_type.name} donanımıyla kullanılamaz."
        )

Deterministik FIFO (First-In-First-Out)

Seri üretim döngüsündeki yıpranmayı hesaplamak amacıyla en eski tarihte teslim edilen ham parça öncelikli sorgulanır:

def allocate_part(part_type, aircraft):
    """En eski parçayı montaja tahsis et"""
    available_part = Part.objects.filter(
        part_type=part_type,
        aircraft__isnull=True,
        is_deleted=False
    ).order_by('production_date').first()
    
    if available_part:
        available_part.aircraft = aircraft
        available_part.save()
        return available_part
    raise StockError("Planlanan gereksinim stokta yok")

Denetim İzi İçin Soft-Delete Koruması

Parçalar revizyona çekilse veya ıskartaya çıksa da sistemden fiziksel olarak silinmez, audit log standartlarına uymak için işaretlenir (is_deleted).

Sonuçlar ve Operasyonel Kazanımlar

Sayısal Kazanım: (PoC ölçeklendirmesinde yapılan simülasyon ölçümlerine dayanır)

API Entegrasyon Mimarisi (ERP Hazırlığı)

OpenAPI 3.0 kullanılarak endüstriyel ana akım yönetim modüllerine (SAP / Oracle vb.) direkt soket açmaya uygun belgelendirme yapıldı.

GET    /api/parts/                 # Fabrikadaki tüm parçaları endeksle
POST   /api/parts/                 # Yeni girdi ürünü deklarasyonu
DELETE /api/parts/{id}/            # Parçayı ıskartaya ayır (soft-delete record)

GET    /api/aircraft/              # Banttaki tam montaj durumlarını çağır
POST   /api/aircraft/              # Hatta yeni framework aç
GET    /api/inventory/stock-levels # Anlık donanım stoğu (Live Count)

İlgili Bağlantılar

 Kaynak Kodu: Github/aerospace-manufacturing-execution-system

Son Güncelleme: Ocak 2026 | Versiyon 1.0

Kapsam: SCADE’in kapalı döngü yapısı ile kontrol katmanı arasında veri alışverişini sağlamak amacıyla geliştirilmiş, zero-copy prensibiyle çalışan bir entegrasyon uygulaması.

Proje Künyesi

Mevcut Durum ve Sorun

Bağlam: İTÜ Raylı Sistemler Laboratuvarı’ndaki anklaşman simülasyon sisteminin endüstriyel standartlara uygun HMI yapısına taşınması. Kritik Sorunlar: SCADE Display kapalı sistem mimarisi nedeniyle HIMA PLC’ler ile Modbus haberleşmesi kurulamaması ve dinamik saha konfigürasyonu eksikliği.

Çözüm Mimarisi ve Aksiyon

Mimari Yaklaşım

Mimari Kısıt Değerlendirmesi: SCADE platformu DO-178C / EN 50128 sertifikasyon bütünlüğünü korumak adına tüm asenkron dış ağ operasyonlarından arındırılmış “kapalı bir sistem” tasarım felsefesine sahiptir. Bu nedenle laboratuvardaki fiziksel PLC entegrasyonu için doğrudan dışarıdan asenkron çalışan bağımsız bir middleware katmanının geliştirilmesi zorunlu olmuştur.

SCADE’in ürettiği kod ile libmodbus arasında bir C99 middleware wrapper katmanı tasarlandı:

Haberleşme Akışı

Uygulanan Metodoloji

• Zero-Copy Entegrasyon: SCADE ana döngüsüne doğrudan hook yaparak kopya maliyetini ortadan kaldırdık.
• Dinamik Konfigürasyon: Saha kurulumunda yeniden derleme gerektirmemek için 3 bölümlü INI dosyası kullandık.

Güvenlik mekanizması: Eksik veya bozuk konfigürasyon dosyası algılandığında, sistem varsayılan ayarları (localhost bağlantısı) otomatik oluşturur ve kaydeder.

• Auto-Reconnection: Endüstriyel ortamlarda bağlantı kopmaları kaçınılmazdır.
• Değişim Algılama (Change Detection): Ağ trafiğini optimize etmek için batch read ve selective write stratejisi uygulandı.

Mimari Karar: HMI donanımlarında fiziksel olarak eşzamanlı çoklu komut işleme durumu kısıtlı olduğundan, çıkışlar sıralı bir döngüde değerlendirilir. Bu yapısal tercih, gereksiz fieldbus trafiğini (network flooding) engeller.

• Thread-Safe Logging: Kritik sistemlerde her olay kaydedilmelidir.

Anklaşman Kapsamı

Örnek rota: RT01: SN01E → TC01 → TC04 → TC02 → SN02E (Makas: Normal)

Emniyet Kuralı: Kritik tasarım ilkeleri gereği, sistem tarafından açıkça talep edilmeyen tüm sinyaller varsayılan olarak kısıtlayıcı duruma (kırmızı) geçecek şekilde kurgulanmıştır.

Sonuçlar ve Operasyonel Kazanımlar

Sayısal Kazanım: (PoC düzeyinde laboratuvar testlerinde elde edilen potansiyel değerler)

Proje Görselleri

İlgili Bağlantılar

 Kaynak Kod: Github/ansys-scade-modbus-integration-middleware 
 TOK 2025 Bildiriyi İndir: SCADE Modbus Bildiri (PDF)

Yazarlar: Dora Demir¹, İbrahim Can Kolotoğlu², Muhammet Işık², Serhat Boynukalın³, Mehmet Turan Söylemez²
¹ İTÜ Elektronik ve Haberleşme Müh. | ² İTÜ Kontrol ve Otomasyon Müh. | ³ İTÜ Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Bu çalışma, İTÜ EEF Raylı Sistemler Laboratuvarı’nda gerçekleştirilmiş ve Türkiye Otomatik Kontrol 2025 (TOK 2025) konferansında yayınlanmıştır.