Siber-fiziksel sistemler (SFS), fiziksel bir mekanizmanın bilgisayar tabanlı algoritmalar tarafından kontrol edildiği veya izlendiği sistemlerdir. Siber-fiziksel sistemlerde, fiziksel ve yazılım bileşenleri derinlemesine iç içe geçmiştir, farklı mekansal ve zamansal ölçeklerde çalışabilir, çoklu ve farklı davranışsal modaliteler sergileyebilir ve bağlamla değişen şekillerde birbirleriyle etkileşime girebilir. SFS örnekleri arasında akıllı şebeke, otonom otomobil sistemleri, tıbbi izleme, endüstriyel kontrol sistemleri, robotik sistemler ve otomatik pilot aviyonik projeleri sayılabilir.
SFS, disiplinlerarası yaklaşımları, sibernetik, mekatronik, tasarım ve süreç bilimini birleştirme teorisini içerir. Sürecin genel gidişatı genellikle gömülü sistemler olarak adlandırılır. Gömülü sistemlerde, daha çok hesaplama öğelerine yönelim varken, fiziksel öğeler ve hesaplama öğeleri arasındaki bağlantıya daha az eğilim vardır. SFS aynı temel mimariyi paylaşan Nesnelerin İnterneti'ne (IoT) benzer; yine de SFS, fiziksel ve hesaplama unsurları arasında daha yüksek bir kombinasyon ve koordinasyon sunar.
Siber-fiziksel sistemlerin öncü alanları; havacılık, otomotiv, kimyasal süreçler, sivil altyapı, enerji, sağlık, üretim, ulaşım, eğlence ve tüketici aletleri gibi çeşitli alanlardır.
Genel bakış
Daha geleneksel gömülü sistemlerin aksine, tam teşekküllü bir SFS tipik olarak bağımsız cihazlar yerine fiziksel giriş ve çıkışla etkileşen öğeler ağı olarak tasarlanmıştır. Bu kavram, hesaplama zekasına uygun bir yaklaşım sergiler. Dolayısıyla robotik ve sensör ağları arasındaki akıllı mekanizmalara yakından bağlıdır. Bilim ve mühendislikte devam eden ilerlemeler, akıllı mekanizmalarla hesaplama ve fiziksel öğeler arasındaki bağlantıyı geliştirerek siber-fiziksel sistemlerin uyumluluğunu, özerkliğini, verimliliğini, işlevselliğini, güvenilirliğini, güvenliğini ve kullanılabilirliğini artırır. Bu, siber-fiziksel sistemlerin potansiyelini çeşitli yönlerde genişletmektedir: müdahale (örn. Çarpışmadan kaçınma ); hassasiyet (örneğin, robotik cerrahi ve nano seviye imalat); tehlikeli veya erişilemeyen ortamlarda çalışma (ör. arama kurtarma, yangınla mücadele ve derin deniz keşfi ); koordinasyon (örneğin, hava trafik kontrolü, savaş savaşı); verimlilik (ör. sıfır net enerji binaları ); ve insan kabiliyetlerinin arttırılması (örneğin, sağlık bakımı izleme ve tedariki).
Mobil Siber-Fiziksel Sistemler
Mobil siber-fiziksel sistemler, adından da anlaşılacağı üzere hareket edebilme yeteneğine sahiptir ve siber-fiziksel sistemlerin önemli bir alt kategorisidir. Mobil fiziksel sistemlere örnek olarak insanlar veya hayvanlar tarafından taşınan mobil robotik ve elektronikler verilebilir. Akıllı telefonların popülaritesindeki artış, mobil siber-fiziksel sistemler alanına olan ilgiyi artırmıştır. Akıllı telefon platformları, en ideal mobil siber-fiziksel sistemlerin başında gelmektedir. Bunun nedenini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
- İşleme yeteneği, yerel depolama gibi önemli hesaplama kaynakları
- Dokunmatik ekranlar, kameralar, GPS çipleri, hoparlörler, mikrofon, ışık sensörleri, yakınlık sensörleri gibi çoklu duyusal giriş / çıkış cihazları
- Cihazları İnternet'e veya diğer cihazlara bağlamak için WiFi, 4G, EDGE, Bluetooth gibi çoklu iletişim mekanizmaları
- Java,C # veya JavaScript gibi mobil SFS düğüm yazılımının hızlı bir şekilde geliştirilmesini sağlayan yüksek düzey programlama dilleri
- Google Play Store ve Apple App Store gibi kolayca kullanılabilen uygulama dağıtım mekanizmaları
- Bataryanın sık sık yeniden şarj edilmesi dahil son kullanıcı bakımı
Yerel olarak(lokal çalışma ortamında) mevcut olandan daha fazla kaynak gerektiren görevler için; akıllı telefon tabanlı mobil siber-fiziksel sistem düğümlerinin hızlı aksiyon almaları için ortak bir mekanizma kullanılır. Bunu yapmak için mobil siber-fiziksel sistemi, bir sunucuya veya bulut ortamına bağlayarak bir ağ bağlantısı kurulur. Böylece karmaşık işlem görevlerini gerçekleştirmek mümkün kılınır. Aksi halde kaynak gerektiren görevler yerel kaynak kısıtlamaları altında imkânsızdır. Mobil siber-fiziksel sistemlere örnek olarak; CO2 emisyonlarını izleme ve analiz etme, trafik kazalarını tespit etme, sigorta telematiği ve ilk yanıtlayanlara durumsal farkındalık hizmetleri sağlama, trafiği ölçme, ve kalp hastalarını izlemek projeleri verilebilir.
Örnekler
SFS'nin yaygın uygulamaları tipik olarak sensör tabanlı iletişim özellikli otonom sistemlerdir. Örneğin, birçok kablosuz sensör ağı ortamın bazı koşullarını izler ve işlenen bilgileri merkezi bir düğüme aktarır. Diğer SFS türleri arasında otonom otomotiv sistemleri, tıbbi izleme, proses kontrol sistemleri, dağıtılmış robotik ve otomatik pilot aviyonik projeleri bulunmaktadır.
Böyle bir sistemin gerçek dünyadaki örneklerinden biri MIT'deki Dağıtık Robot Bahçesi'dir. Bahçe, her domatesin ayrı ayrı durumunu izleyen sensör ağı ile donatılmıştır. Bu sistem, domates bitkileriyle dolu bir bahçede dağıtılmış algılamayı; navigasyon, manipülasyon ve kablosuz ağları birleştirirerek sağlar.
Idaho Ulusal Laboratuvarı ve esnek kontrol sistemlerini araştıran işbirlikçiler, kritik altyapıyı oluşturan SFS'nin kontrol sistemlerine odaklanmaktadırlar. Bu çalışma, yeni nesil siber-fiziksel sistem tasarımına bütünsel bir yaklaşım getiriyor ve siber güvenlik, insan etkileşimi ve karmaşık bağımlılıklar gibi iyi ölçülmeyen esneklik yönlerini göz önünde bulunduruyor.
Diğer bir örnek, MIT'in devam eden CarTel projesidir. Bu proje, Boston bölgesindeki bir taksi filosunun gerçek zamanlı trafik bilgilerini toplamaktadır. Geçmiş verilerle birlikte kullanılan bu bilgiler, günün belirli bir saati için en hızlı rotaları hesaplamakta kullanılır.
SFS ayrıca elektrik şebekelerinde, özellikle akıllı şebekeler bağlamında, dağıtılmış yenilenebilir üretimin entegrasyonunu geliştirmek için kontrol mekanizması sağlar. Rüzgar çiftliği üretimi çok yüksek olduğunda şebekedeki akım akışını sınırlamak için özel iyileştirici eylem şeması gereklidir. Dağıtık SFS bu tür sorunlar için temel bir çözümdür
Endüstri alanında bulut teknolojileri tarafından desteklenen siber-fiziksel sistemler; , SAP, Honeywell, Microsoft gibi ortaklarla birlikte Avrupa Komisyonu'nun IMC-EZOP projesi kapsamında Endüstri 4.0 için yeni yaklaşımlar geliştirilmesine yol açmıştır.
Gelecekteki imalatlar için siber-fiziksel modeller — Siber-fiziksel sistem geliştirme motivasyonu sayesinde “birleştirilmiş-model” yaklaşımı üretilmiştir. Birleştirilmiş model, bulut platformunda çalışan ve hem veriye dayalı analitik algoritmaların hem de diğer mevcut fiziksel bilgilerin entegre bilgisini kullanarak, sistemin sağlık durumunu simüle eden gerçek makinenin . Birleştirilmiş model ilk olarak, erken tasarım aşamasında bir dijital görüntü oluşturur. Sistem tasarımı ve fiziksel bilgi, gelecek analiz için referans olarak bir simülasyon modelinin oluşturulduğu ürün tasarımı sırasında günlüğe kaydedilir. Başlangıç parametreleri istatistiksel olarak genelleştirilebilir ve testten elde edilen veriler veya parametre tahmini kullanılarak üretim süreci ayarlanabilir. Simülasyon modeli, daha sonraki kullanım aşamasında makine durumunu sürekli olarak kaydedebilen ve takip edebilen gerçek makinenin yansıtılmış bir görüntüsü olarak düşünülebilir. Son olarak, bulut bilişim teknolojisi tarafından sunulan her yerden sağlanabilen bağlantı sayesinde birleştirilmiş model, gerçek ekipmanlara veya makine verilerine fiziksel erişimin sınırlı olduğu durumlarda dahi fabrika yöneticileri için erişilebilirlik sağlar. Bu özellikler sayesinde siber-fiziksel sistem üretimi için son derece elverişli bir ortam oluşmaktadır.
Tasarım
Gömülü ve siber-fiziksel sistemlerin geliştirilmesindeki bir zorluk, bu sistemlerin tasarım uygulamalarında yer alan yazılım ve makine mühendisliği gibi çeşitli mühendislik disiplinleri arasındaki büyük farklardır. Buna ek olarak, bugün itibarıyla tasarım uygulamaları açısından bakacak olursak, SFS'de yer alan disiplinlerin tümünü kapsayacak ortak bir “dil” yoktur. Bugün, hızlı inovasyonun gerekli olduğu varsayılan bir pazarda, tüm disiplinlerden mühendislerin sistem tasarımlarını işbirliği içinde araştırabilmeleri, yazılım ve fiziksel unsurlara sorumluluklar tahsis edebilmeleri ve aralarındaki ödünleşmeleri analiz edebilmeleri gerekmektedir. Son çalışmalar göre; SFS sistemlerinde yer alan farklı disiplinleri birleştirmek için yeni araçlar veya tasarım yöntemleri uygulamak yerine ortak simülasyon kullanmak mümkündür.MODELISAR projesinden elde edilen sonuçlar, bu yaklaşımın İşlevsel Maket Arayüzü biçiminde eş-simülasyon için yeni bir standart önererek uygulanabilir olduğunu göstermektedir.
Bir siber-fiziksel üretim sisteminin tasarlanması ve uygulanması 5C mimarisine (bağlantı(connection), dönüştürme(conversion), siber(cyber), kavrama(cognition) ve yapılandırma(configuration)) dayalı olarak yapılabilir. "Bağlantı" seviyesinde, cihazlar kendiliğinden bağlanabilecek ve kendini algılayacak şekilde tasarlanırlar. "Dönüştürme" seviyesinde, bağlı cihazlardan ve sensörlerden gelen veriler, makinelerin kendi potansiyel sorunlarını kendinilerinin tahmin etmesini ve kendi kritik sorunlarının özelliklerini tanıması amaçlanmaktadır. "Siber" düzeyde, her makine kendi alet(fiziksel) özelliklerini kullanarak kendi "ikiz" ini yaratır ve "Zaman-Makine" metodolojisine dayanarak makine sağlığı(doğru tasarlanmış makine) modelini daha da karakterize eder. Siber uzayda "ikiz" üretmenin amaçlarından biri, uçtan uca performans için gereken ileri düzeydeki karşılaştırmaları, kendi kendine yapabilmeyi sağlamaktır. "Kavrama" düzeyinde, öz-değerlendirme ve öz-değerlendirmenin sonuçları, kullanıcılara potansiyel sorunların içeriğini ve bağlamını, "Infographic" yani bilgi görseli olarak sunulmaktadır. "Konfigürasyon" seviyesinde, makine veya üretim sistemi, esnek performans elde etmek için öncelik ve risk kriterlerine göre yeniden yapılandırılabilir.
Orijinal "ikiz model" fikri, fiziksel bir işlemin sanal bir işlemle, akıllı bir birleştirme aracısıyla birleştirilmesi fikrinden gelmiştir. Bu kavramın ayrıntılı versiyonu, ilgili kaynakçada sunulmuştur.
Konunun Önemi
ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF-National Science Foundation) siber-fiziksel sistemleri önemli bir araştırma alanı olarak tanımlamıştır. 2006 yılının sonlarından itibaren NSF ve diğer ABD federal ajansları, siber-fiziksel sistemler üzerine çeşitli çalıştaylara sponsor olmaktadırlar.
Ayrıca bakınız
- İç mekan konumlandırma sistemi (Indoor positioning system)
- Endüstri 4.0 (Industry 4.0)
- Akıllı bakım sistemi
- Nesnelerin interneti (Internet of Things)
- Duyarlı bilgisayar destekli tasarım (Responsive computer-aided design)
- Sinyal akış grafiği (Signal-flow graph)
Kaynakça
- ^ "US National Science Foundation, Cyber-Physical Systems (CPS) 8 Mayıs 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde ."
- ^ a b Khaitan et al., "Design Techniques and Applications of Cyber Physical Systems: A Survey 25 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde .", IEEE Systems Journal, 2014.
- ^ Hancu (2007). "Mechatronic approach for design and control of a hydraulic 3-dof parallel robot". The 18th International DAAAM Symposium, "Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Creativity, Responsibility and Ethics of Engineers".
- ^ Lee, E.A., Seshia, S.A.: Introduction to Embedded Systems - A Cyber-Physical Systems Approach. LeeSeshia.org, 2011.
- ^ Suh, S.C., Carbone, J.N., Eroglu, A.E.: Applied Cyber-Physical Systems. Springer, 2014.
- ^ Rad (2015). "Smart Monitoring of Potato Crop: A Cyber-Physical System Architecture Model in the Field of Precision Agriculture". Conference Agriculture for Life, Life for Agriculture. Cilt 6. ss. 73-79.
- ^ Lee (23 Ocak 2008). "Cyber Physical Systems: Design Challenges". University of California, Berkeley Technical Report No. UCB/EECS-2008-8. 30 Mayıs 2008 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 7 Haziran 2008.
- ^ C.Alippi: Intelligence for Embedded Systems 2 Mart 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. Springer Verlag, 2014, 283pp, .
- ^ "Cyber-physical systems". Program Announcements & Information. The National Science Foundation, 4201 Wilson Boulevard, Arlington, Virginia 22230, USA. 30 Eylül 2008. 16 Ocak 2009 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 21 Temmuz 2009.
- ^ . 29 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Nisan 2012.
- ^ White, Jules; Clarke, S.; Dougherty, B.; Thompson, C.; Schmidt, D. (PDF). Springer Journal of Internet Services and Applications. 4 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Şubat 2011.
- ^ J. Froehlich, T. Dillahunt, P. Klasnja, J. Mankoff, S. Consolvo, B. Harrison, and J. Landay, "UbiGreen: investigating a mobile tool for tracking and supporting green transportation habits," in Proceedings of the 27th international conference on Human factors in computing systems. ACM, 2009, pp. 1043–1052.
- ^ P. Handel, I. Skog, J. Wahlstrom, F. Bonawide, R. Welsh, J. Ohlsson, and M. Ohlsson: Insurance telematics: opportunities and challenges with the smartphone solution, Intelligent Transportation Systems Magazine, IEEE, vol.6, no.4, pp. 57-70, winter 2014, DOI:10.1109/MITS.2014.2343262
- ^ Thompson, C.; White, J.; Dougherty, B.; Schmidt, D. C. (2009). "Optimizing Mobile Application Performance with Model–Driven Engineering" (PDF). Software Technologies for Embedded and Ubiquitous Systems. Lecture Notes in Computer Science (İngilizce). 5860. s. 36. doi:10.1007/978-3-642-10265-3_4. ISBN .
- ^ Jones (2001). "Forecasting traffic flow". . Cilt 38. ss. 90-91.
- ^ Rose, G. (2006). "Mobile Phones as Traffic Probes: Practices, Prospects and Issues". Transport Reviews. 26 (3). ss. 275-291. doi:10.1080/01441640500361108.
- ^ Leijdekkers, P. (2006). "Personal Heart Monitoring and Rehabilitation System using Smart Phones". 2006 International Conference on Mobile Business. p. 29. doi:10.1109/ICMB.2006.39. hdl:10453/2740. ISBN 0-7695-2595-4.
- ^ S. Karnouskos: Cyber-Physical Systems in the Smart Grid (PDF; 79 kB). In:Industrial Informatics (INDIN), 2011 9th IEEE International Conference on, July 2011. Retrieved 20 Apr 2014.
- ^ . people.csail.mit.edu. 2011. 5 Nisan 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Kasım 2011.
- ^ Loukas, George (2015). Cyber-Physical Attacks: A Growing Invisible Threat. Butterworth-Heinemann. ISBN . 23 Mart 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 10 Nisan 2020.
- ^ . cartel.csail.mit.edu. 2011. 11 Ağustos 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Kasım 2011.
- ^ Liu (Kasım–Aralık 2017). "Decentralized State Estimation and Remedial Control Action for Minimum Wind Curtailment Using Distributed Computing Platform". IEEE Transactions on Industry Applications. 53 (6). s. 5915.
- ^ A. W. Colombo, T. Bangemann, S. Karnouskos, J. Delsing, P. Stluka, R. Harrison, F. Jammes, and J. Lastra: Industrial Cloud-based Cyber- Physical Systems: The IMC-AESOP Approach 15 Şubat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. Springer Verlag, 2014, .
- ^ Wu (2014). "Cloud-Based Design and Manufacturing: A New Paradigm in Digital Manufacturing and Design Innovation" (PDF). Computer-Aided Design. Cilt 59. ss. 1-14. 17 Mayıs 2018 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 10 Nisan 2020.
- ^ Wu, D., Rosen, D.W., & Schaefer, D. (2014). Cloud-Based Design and Manufacturing: Status and Promise. In: Schaefer, D. (Ed): Cloud-Based Design and Manufacturing: A Service-Oriented Product Development Paradigm for the 21st Century, Springer, London, UK, pp.1-24.
- ^ Lee (2014). "Recent Advances and Trends of Cyber-Physical Systems and Big Data Analytics in Industrial Informatics". IEEE Int. Conference on Industrial Informatics (INDIN) 2014.
- ^ Lee (2013). "Recent advances and trends in predictive manufacturing systems in big data environment". Manufacturing Letters. 1 (1). ss. 38-41.
- ^
- ^ J .Fitzgerald, P.G. Larsen, M. Verhoef (Eds.): Collaborative Design for Embedded Systems: Co-modelling and Co-simulation. Springer Verlag, 2014, .
- ^ . www.imscenter.net. 27 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ekim 2014.
- ^ Lee (Ocak 2015). "A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems". Manufacturing Letters. Cilt 3. ss. 18-23.
- ^ Lee (Ocak 1998). "Teleservice engineering in manufacturing: challenges and opportunities". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 38 (8). ss. 901-910.
- ^ Lee (1993). "Analysis of machine degradation using a neural network based pattern discrimination model". Journal of Manufacturing Systems. 12 (5). ss. 379-387.
- ^ Wolf (Kasım 2007). "The Good News and the Bad News (Embedded Computing Column". IEEE Computer. 40 (11). ss. 104-105.
- ^ . 17 Mayıs 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Haziran 2008.
- ^ . 17 Ocak 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Haziran 2008.
- ^ . 12 Mayıs 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ağustos 2008.
- ^ . 27 Ağustos 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ağustos 2008.
- ^ . 15 Aralık 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Ağustos 2008.
- ^ . 17 Aralık 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Ağustos 2008.
- ^ . 6 Haziran 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Haziran 2009.
- ^ "Bridging the Cyber, Physical, and Social Worlds". 16 Temmuz 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Şubat 2011.
- ^ . 20 Ağustos 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Şubat 2012.
Daha Fazla Bilgi
- Edward A. Lee, Cyber-Physical Systems - Are Computing Foundations Adequate? 20 Ekim 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Paulo Tabuada,
- Rajesh Gupta,
- E. A. Lee and S. A. Seshia, Introduction to Embedded Systems - A Cyber-Physical Systems Approach, http://LeeSeshia.org, 2011. 20 Şubat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- E. A. Lee and S. A. Seshia, Introduction to Embedded Systems - A Cyber-Physical Systems Approach, http://LeeSeshia.org, 2011. 20 Şubat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Ahmad I., Security Aspects of Cyber Physical Systems 25 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
Dış bağlantılar
- CPS Sanal Organizasyonu13 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Siber-Fiziksel Sistemler Haftası konferansı 10 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde . Güncel araştırmaları örneklemektedir]
- Siber-Fiziksel Sistemler üzerindeki işlemler 15 Nisan 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde . ACM Dergisi
- En Çok Belirtilen İmalat Makaleler 10 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- En Çok Belirtilen Prosedür CIRP Makaleleri 10 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Siber fiziksel sistemler SFS fiziksel bir mekanizmanin bilgisayar tabanli algoritmalar tarafindan kontrol edildigi veya izlendigi sistemlerdir Siber fiziksel sistemlerde fiziksel ve yazilim bilesenleri derinlemesine ic ice gecmistir farkli mekansal ve zamansal olceklerde calisabilir coklu ve farkli davranissal modaliteler sergileyebilir ve baglamla degisen sekillerde birbirleriyle etkilesime girebilir SFS ornekleri arasinda akilli sebeke otonom otomobil sistemleri tibbi izleme endustriyel kontrol sistemleri robotik sistemler ve otomatik pilot aviyonik projeleri sayilabilir SFS disiplinlerarasi yaklasimlari sibernetik mekatronik tasarim ve surec bilimini birlestirme teorisini icerir Surecin genel gidisati genellikle gomulu sistemler olarak adlandirilir Gomulu sistemlerde daha cok hesaplama ogelerine yonelim varken fiziksel ogeler ve hesaplama ogeleri arasindaki baglantiya daha az egilim vardir SFS ayni temel mimariyi paylasan Nesnelerin Interneti ne IoT benzer yine de SFS fiziksel ve hesaplama unsurlari arasinda daha yuksek bir kombinasyon ve koordinasyon sunar Siber fiziksel sistemlerin oncu alanlari havacilik otomotiv kimyasal surecler sivil altyapi enerji saglik uretim ulasim eglence ve tuketici aletleri gibi cesitli alanlardir Genel bakisDaha geleneksel gomulu sistemlerin aksine tam tesekkullu bir SFS tipik olarak bagimsiz cihazlar yerine fiziksel giris ve cikisla etkilesen ogeler agi olarak tasarlanmistir Bu kavram hesaplama zekasina uygun bir yaklasim sergiler Dolayisiyla robotik ve sensor aglari arasindaki akilli mekanizmalara yakindan baglidir Bilim ve muhendislikte devam eden ilerlemeler akilli mekanizmalarla hesaplama ve fiziksel ogeler arasindaki baglantiyi gelistirerek siber fiziksel sistemlerin uyumlulugunu ozerkligini verimliligini islevselligini guvenilirligini guvenligini ve kullanilabilirligini artirir Bu siber fiziksel sistemlerin potansiyelini cesitli yonlerde genisletmektedir mudahale orn Carpismadan kacinma hassasiyet ornegin robotik cerrahi ve nano seviye imalat tehlikeli veya erisilemeyen ortamlarda calisma or arama kurtarma yanginla mucadele ve derin deniz kesfi koordinasyon ornegin hava trafik kontrolu savas savasi verimlilik or sifir net enerji binalari ve insan kabiliyetlerinin arttirilmasi ornegin saglik bakimi izleme ve tedariki Mobil Siber Fiziksel SistemlerMobil siber fiziksel sistemler adindan da anlasilacagi uzere hareket edebilme yetenegine sahiptir ve siber fiziksel sistemlerin onemli bir alt kategorisidir Mobil fiziksel sistemlere ornek olarak insanlar veya hayvanlar tarafindan tasinan mobil robotik ve elektronikler verilebilir Akilli telefonlarin popularitesindeki artis mobil siber fiziksel sistemler alanina olan ilgiyi artirmistir Akilli telefon platformlari en ideal mobil siber fiziksel sistemlerin basinda gelmektedir Bunun nedenini asagidaki gibi siralayabiliriz Isleme yetenegi yerel depolama gibi onemli hesaplama kaynaklari Dokunmatik ekranlar kameralar GPS cipleri hoparlorler mikrofon isik sensorleri yakinlik sensorleri gibi coklu duyusal giris cikis cihazlari Cihazlari Internet e veya diger cihazlara baglamak icin WiFi 4G EDGE Bluetooth gibi coklu iletisim mekanizmalari Java C veya JavaScript gibi mobil SFS dugum yaziliminin hizli bir sekilde gelistirilmesini saglayan yuksek duzey programlama dilleri Google Play Store ve Apple App Store gibi kolayca kullanilabilen uygulama dagitim mekanizmalari Bataryanin sik sik yeniden sarj edilmesi dahil son kullanici bakimi Yerel olarak lokal calisma ortaminda mevcut olandan daha fazla kaynak gerektiren gorevler icin akilli telefon tabanli mobil siber fiziksel sistem dugumlerinin hizli aksiyon almalari icin ortak bir mekanizma kullanilir Bunu yapmak icin mobil siber fiziksel sistemi bir sunucuya veya bulut ortamina baglayarak bir ag baglantisi kurulur Boylece karmasik islem gorevlerini gerceklestirmek mumkun kilinir Aksi halde kaynak gerektiren gorevler yerel kaynak kisitlamalari altinda imkansizdir Mobil siber fiziksel sistemlere ornek olarak CO2 emisyonlarini izleme ve analiz etme trafik kazalarini tespit etme sigorta telematigi ve ilk yanitlayanlara durumsal farkindalik hizmetleri saglama trafigi olcme ve kalp hastalarini izlemek projeleri verilebilir OrneklerSFS nin yaygin uygulamalari tipik olarak sensor tabanli iletisim ozellikli otonom sistemlerdir Ornegin bircok kablosuz sensor agi ortamin bazi kosullarini izler ve islenen bilgileri merkezi bir dugume aktarir Diger SFS turleri arasinda otonom otomotiv sistemleri tibbi izleme proses kontrol sistemleri dagitilmis robotik ve otomatik pilot aviyonik projeleri bulunmaktadir Boyle bir sistemin gercek dunyadaki orneklerinden biri MIT deki Dagitik Robot Bahcesi dir Bahce her domatesin ayri ayri durumunu izleyen sensor agi ile donatilmistir Bu sistem domates bitkileriyle dolu bir bahcede dagitilmis algilamayi navigasyon manipulasyon ve kablosuz aglari birlestirirerek saglar Idaho Ulusal Laboratuvari ve esnek kontrol sistemlerini arastiran isbirlikciler kritik altyapiyi olusturan SFS nin kontrol sistemlerine odaklanmaktadirlar Bu calisma yeni nesil siber fiziksel sistem tasarimina butunsel bir yaklasim getiriyor ve siber guvenlik insan etkilesimi ve karmasik bagimliliklar gibi iyi olculmeyen esneklik yonlerini goz onunde bulunduruyor Diger bir ornek MIT in devam eden CarTel projesidir Bu proje Boston bolgesindeki bir taksi filosunun gercek zamanli trafik bilgilerini toplamaktadir Gecmis verilerle birlikte kullanilan bu bilgiler gunun belirli bir saati icin en hizli rotalari hesaplamakta kullanilir SFS ayrica elektrik sebekelerinde ozellikle akilli sebekeler baglaminda dagitilmis yenilenebilir uretimin entegrasyonunu gelistirmek icin kontrol mekanizmasi saglar Ruzgar ciftligi uretimi cok yuksek oldugunda sebekedeki akim akisini sinirlamak icin ozel iyilestirici eylem semasi gereklidir Dagitik SFS bu tur sorunlar icin temel bir cozumdur Endustri alaninda bulut teknolojileri tarafindan desteklenen siber fiziksel sistemler SAP Honeywell Microsoft gibi ortaklarla birlikte Avrupa Komisyonu nun IMC EZOP projesi kapsaminda Endustri 4 0 icin yeni yaklasimlar gelistirilmesine yol acmistir Gelecekteki imalatlar icin siber fiziksel modeller Siber fiziksel sistem gelistirme motivasyonu sayesinde birlestirilmis model yaklasimi uretilmistir Birlestirilmis model bulut platformunda calisan ve hem veriye dayali analitik algoritmalarin hem de diger mevcut fiziksel bilgilerin entegre bilgisini kullanarak sistemin saglik durumunu simule eden gercek makinenin Birlestirilmis model ilk olarak erken tasarim asamasinda bir dijital goruntu olusturur Sistem tasarimi ve fiziksel bilgi gelecek analiz icin referans olarak bir simulasyon modelinin olusturuldugu urun tasarimi sirasinda gunluge kaydedilir Baslangic parametreleri istatistiksel olarak genellestirilebilir ve testten elde edilen veriler veya parametre tahmini kullanilarak uretim sureci ayarlanabilir Simulasyon modeli daha sonraki kullanim asamasinda makine durumunu surekli olarak kaydedebilen ve takip edebilen gercek makinenin yansitilmis bir goruntusu olarak dusunulebilir Son olarak bulut bilisim teknolojisi tarafindan sunulan her yerden saglanabilen baglanti sayesinde birlestirilmis model gercek ekipmanlara veya makine verilerine fiziksel erisimin sinirli oldugu durumlarda dahi fabrika yoneticileri icin erisilebilirlik saglar Bu ozellikler sayesinde siber fiziksel sistem uretimi icin son derece elverisli bir ortam olusmaktadir TasarimGomulu ve siber fiziksel sistemlerin gelistirilmesindeki bir zorluk bu sistemlerin tasarim uygulamalarinda yer alan yazilim ve makine muhendisligi gibi cesitli muhendislik disiplinleri arasindaki buyuk farklardir Buna ek olarak bugun itibariyla tasarim uygulamalari acisindan bakacak olursak SFS de yer alan disiplinlerin tumunu kapsayacak ortak bir dil yoktur Bugun hizli inovasyonun gerekli oldugu varsayilan bir pazarda tum disiplinlerden muhendislerin sistem tasarimlarini isbirligi icinde arastirabilmeleri yazilim ve fiziksel unsurlara sorumluluklar tahsis edebilmeleri ve aralarindaki odunlesmeleri analiz edebilmeleri gerekmektedir Son calismalar gore SFS sistemlerinde yer alan farkli disiplinleri birlestirmek icin yeni araclar veya tasarim yontemleri uygulamak yerine ortak simulasyon kullanmak mumkundur MODELISAR projesinden elde edilen sonuclar bu yaklasimin Islevsel Maket Arayuzu biciminde es simulasyon icin yeni bir standart onererek uygulanabilir oldugunu gostermektedir Bir siber fiziksel uretim sisteminin tasarlanmasi ve uygulanmasi 5C mimarisine baglanti connection donusturme conversion siber cyber kavrama cognition ve yapilandirma configuration dayali olarak yapilabilir Baglanti seviyesinde cihazlar kendiliginden baglanabilecek ve kendini algilayacak sekilde tasarlanirlar Donusturme seviyesinde bagli cihazlardan ve sensorlerden gelen veriler makinelerin kendi potansiyel sorunlarini kendinilerinin tahmin etmesini ve kendi kritik sorunlarinin ozelliklerini tanimasi amaclanmaktadir Siber duzeyde her makine kendi alet fiziksel ozelliklerini kullanarak kendi ikiz ini yaratir ve Zaman Makine metodolojisine dayanarak makine sagligi dogru tasarlanmis makine modelini daha da karakterize eder Siber uzayda ikiz uretmenin amaclarindan biri uctan uca performans icin gereken ileri duzeydeki karsilastirmalari kendi kendine yapabilmeyi saglamaktir Kavrama duzeyinde oz degerlendirme ve oz degerlendirmenin sonuclari kullanicilara potansiyel sorunlarin icerigini ve baglamini Infographic yani bilgi gorseli olarak sunulmaktadir Konfigurasyon seviyesinde makine veya uretim sistemi esnek performans elde etmek icin oncelik ve risk kriterlerine gore yeniden yapilandirilabilir Orijinal ikiz model fikri fiziksel bir islemin sanal bir islemle akilli bir birlestirme aracisiyla birlestirilmesi fikrinden gelmistir Bu kavramin ayrintili versiyonu ilgili kaynakcada sunulmustur Konunun OnemiABD Ulusal Bilim Vakfi NSF National Science Foundation siber fiziksel sistemleri onemli bir arastirma alani olarak tanimlamistir 2006 yilinin sonlarindan itibaren NSF ve diger ABD federal ajanslari siber fiziksel sistemler uzerine cesitli calistaylara sponsor olmaktadirlar Ayrica bakinizIc mekan konumlandirma sistemi Indoor positioning system Endustri 4 0 Industry 4 0 Akilli bakim sistemi Nesnelerin interneti Internet of Things Duyarli bilgisayar destekli tasarim Responsive computer aided design Sinyal akis grafigi Signal flow graph Kaynakca US National Science Foundation Cyber Physical Systems CPS 8 Mayis 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde a b Khaitan et al Design Techniques and Applications of Cyber Physical Systems A Survey 25 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde IEEE Systems Journal 2014 Hancu 2007 Mechatronic approach for design and control of a hydraulic 3 dof parallel robot The 18th International DAAAM Symposium Intelligent Manufacturing amp Automation Focus on Creativity Responsibility and Ethics of Engineers Lee E A Seshia S A Introduction to Embedded Systems A Cyber Physical Systems Approach LeeSeshia org 2011 Suh S C Carbone J N Eroglu A E Applied Cyber Physical Systems Springer 2014 Rad 2015 Smart Monitoring of Potato Crop A Cyber Physical System Architecture Model in the Field of Precision Agriculture Conference Agriculture for Life Life for Agriculture Cilt 6 ss 73 79 Lee 23 Ocak 2008 Cyber Physical Systems Design Challenges University of California Berkeley Technical Report No UCB EECS 2008 8 30 Mayis 2008 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 7 Haziran 2008 C Alippi Intelligence for Embedded Systems 2 Mart 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde Springer Verlag 2014 283pp 978 3 319 05278 6 Cyber physical systems Program Announcements amp Information The National Science Foundation 4201 Wilson Boulevard Arlington Virginia 22230 USA 30 Eylul 2008 16 Ocak 2009 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 21 Temmuz 2009 29 Mayis 2012 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 12 Nisan 2012 White Jules Clarke S Dougherty B Thompson C Schmidt D PDF Springer Journal of Internet Services and Applications 4 Agustos 2016 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 21 Subat 2011 J Froehlich T Dillahunt P Klasnja J Mankoff S Consolvo B Harrison and J Landay UbiGreen investigating a mobile tool for tracking and supporting green transportation habits in Proceedings of the 27th international conference on Human factors in computing systems ACM 2009 pp 1043 1052 P Handel I Skog J Wahlstrom F Bonawide R Welsh J Ohlsson and M Ohlsson Insurance telematics opportunities and challenges with the smartphone solution Intelligent Transportation Systems Magazine IEEE vol 6 no 4 pp 57 70 winter 2014 DOI 10 1109 MITS 2014 2343262 Thompson C White J Dougherty B Schmidt D C 2009 Optimizing Mobile Application Performance with Model Driven Engineering PDF Software Technologies for Embedded and Ubiquitous Systems Lecture Notes in Computer Science Ingilizce 5860 s 36 doi 10 1007 978 3 642 10265 3 4 ISBN 978 3 642 10264 6 Jones 2001 Forecasting traffic flow Cilt 38 ss 90 91 Rose G 2006 Mobile Phones as Traffic Probes Practices Prospects and Issues Transport Reviews 26 3 ss 275 291 doi 10 1080 01441640500361108 Leijdekkers P 2006 Personal Heart Monitoring and Rehabilitation System using Smart Phones 2006 International Conference on Mobile Business p 29 doi 10 1109 ICMB 2006 39 hdl 10453 2740 ISBN 0 7695 2595 4 S Karnouskos Cyber Physical Systems in the Smart Grid PDF 79 kB In Industrial Informatics INDIN 2011 9th IEEE International Conference on July 2011 Retrieved 20 Apr 2014 people csail mit edu 2011 5 Nisan 2018 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 16 Kasim 2011 Loukas George 2015 Cyber Physical Attacks A Growing Invisible Threat Butterworth Heinemann ISBN 9780128012901 23 Mart 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 10 Nisan 2020 cartel csail mit edu 2011 11 Agustos 2007 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 16 Kasim 2011 Liu Kasim Aralik 2017 Decentralized State Estimation and Remedial Control Action for Minimum Wind Curtailment Using Distributed Computing Platform IEEE Transactions on Industry Applications 53 6 s 5915 A W Colombo T Bangemann S Karnouskos J Delsing P Stluka R Harrison F Jammes and J Lastra Industrial Cloud based Cyber Physical Systems The IMC AESOP Approach 15 Subat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde Springer Verlag 2014 978 3 319 05623 4 Wu 2014 Cloud Based Design and Manufacturing A New Paradigm in Digital Manufacturing and Design Innovation PDF Computer Aided Design Cilt 59 ss 1 14 17 Mayis 2018 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 10 Nisan 2020 Wu D Rosen D W amp Schaefer D 2014 Cloud Based Design and Manufacturing Status and Promise In Schaefer D Ed Cloud Based Design and Manufacturing A Service Oriented Product Development Paradigm for the 21st Century Springer London UK pp 1 24 Lee 2014 Recent Advances and Trends of Cyber Physical Systems and Big Data Analytics in Industrial Informatics IEEE Int Conference on Industrial Informatics INDIN 2014 Lee 2013 Recent advances and trends in predictive manufacturing systems in big data environment Manufacturing Letters 1 1 ss 38 41 J Fitzgerald P G Larsen M Verhoef Eds Collaborative Design for Embedded Systems Co modelling and Co simulation Springer Verlag 2014 978 3 642 54118 6 www imscenter net 27 Mayis 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 21 Ekim 2014 Lee Ocak 2015 A Cyber Physical Systems architecture for Industry 4 0 based manufacturing systems Manufacturing Letters Cilt 3 ss 18 23 Lee Ocak 1998 Teleservice engineering in manufacturing challenges and opportunities International Journal of Machine Tools and Manufacture 38 8 ss 901 910 Lee 1993 Analysis of machine degradation using a neural network based pattern discrimination model Journal of Manufacturing Systems 12 5 ss 379 387 Wolf Kasim 2007 The Good News and the Bad News Embedded Computing Column IEEE Computer 40 11 ss 104 105 17 Mayis 2008 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 9 Haziran 2008 17 Ocak 2009 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 9 Haziran 2008 12 Mayis 2009 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 1 Agustos 2008 27 Agustos 2008 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 3 Agustos 2008 15 Aralik 2007 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 4 Agustos 2008 17 Aralik 2006 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 4 Agustos 2008 6 Haziran 2009 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 5 Haziran 2009 Bridging the Cyber Physical and Social Worlds 16 Temmuz 2012 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 25 Subat 2011 20 Agustos 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 8 Subat 2012 Daha Fazla BilgiEdward A Lee Cyber Physical Systems Are Computing Foundations Adequate 20 Ekim 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde Paulo Tabuada Rajesh Gupta E A Lee and S A Seshia Introduction to Embedded Systems A Cyber Physical Systems Approach http LeeSeshia org 2011 20 Subat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde E A Lee and S A Seshia Introduction to Embedded Systems A Cyber Physical Systems Approach http LeeSeshia org 2011 20 Subat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde Ahmad I Security Aspects of Cyber Physical Systems 25 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde Dis baglantilarCPS Sanal Organizasyonu13 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde Siber Fiziksel Sistemler Haftasi konferansi 10 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde Guncel arastirmalari orneklemektedir Siber Fiziksel Sistemler uzerindeki islemler 15 Nisan 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde ACM Dergisi En Cok Belirtilen Imalat Makaleler 10 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde En Cok Belirtilen Prosedur CIRP Makaleleri 10 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde