Endüstri 4.0 ve Yapısı

Her sanayi devrimi bir öncekinin olumsuz kısımlarını düzeltme ve yenilikler getirme üzerine kurulmuştur. Yaşanan ilk üç sanayi devriminde ortaya çıkan en önemli faktörler doğal kaynakların hızla tahrip edilmesi, sürdürülebilirlik ve ağırlıklı olarak insan faktöründen kaynaklanan hatalardır. Günümüz içerisindeki süreçte ise Endüstride 4. Devrime tanıklık etmekteyiz.

Şekil: Endüstrinin Tarihsel Gelişimi
Kaynak: Türkiye’nin Endüstri 4.0 Platformu, 2018.


Almanya’dan doğan ve günümüze kadar birçok aşama kaydederek olumlu değişimlere neden olan bu kavram sırasına paralellik göstererek 4. sanayi devrimi ya da başka bir söyleyiş ile “Endüstri 4.0” adını almıştır. Almanya Eğitim ve Araştırma Bakanlığı 2010 yılında, mevcut yapı içerisinde ve geleceğe yönelik olarak ülke ekonomisine katkı sağlaması beklenen 10 projeyi duyurdu. “Gelecek Projesi” olarak nitelendirilen bu çalışmalar “İleri Teknoloji Stratejisi 2020’nin Gelecek Projeleri” adıyla yayınlandı. Daha çok günlük yaşamdaki sorunlara yönelik olan bu projelere örnek olarak; alternatif enerji kaynaklarının kullanımı, karbon emisyonlarının azaltılması, çevre dostu ve akıllı şehirlerin kurulması verilebilir. Şu anda ele almış olduğumuz Endüstri 4.0 kavramı da bu projeler içerisinde adı geçmekteydi ve ilk olarak 2011 yılında Almanya’nın Hannover şehrinde gerçekleştirilen fuarda gündeme getirildi. Alman hükümeti, bu projeye 200 milyon Euro yatırım yaptı ve daha sonrasında Federal Almanya Ulusal Bilim ve Araştırma Akademisi “Endüstri 4.0 Strateji Belgesi” hazırladı ve 2013 yılında yapılan Hannover Fuar’ında açıklandı. Yeni sanayi devriminin özünü ortaya koyan bu belge Almanya odaklı olmasına rağmen etkisi sadece o sınırda kalmamıştır. Endüstri 4.0 temel olarak; üretim süreçlerinde yer alan bütün faktörlerin birbirleriyle etkileşim içerisinde olmasını, sistem içerisinde bulunan bütün verilere gerçek zamanlı olarak ulaşılmasını ve çıktılar(output) üzerinde yapılan optimum katma değerin sağlanmasını hedef almaktadır. Almanya’da 2015 yılında gerçekleştirilen ve 235 şirketin katılım göstermiş olduğu, Endüstri 4.0 kavramını anlamaya yönelik bir anket yapılmıştır. Bu anket sonucunda ise endüstriyel internet, entegre edilen analizler, süreçlerin dijitalleşen yapısı, inovasyon’a dayalı iş modelleri, tüm üretim ve değer zincirinde yaratılan yatay iş birlikleri endüstri 4.0 kavramının temellerini oluşturmuştur
[1]. Batılı ülkelerin üretimde arayışa gitmesinin ve bu yeni Endüstri devrimini ortaya koymalarının nedenleri arasında, ilk defa Doğu ülkeleri tarafından geçilmeleri de yatmaktadır.

Endüstri 4.0 Yapısı

Şekil: Endüstri 4.0 Yapısı
Kaynak: Türkiye’nin Endüstri 4.0 Platformu, 2018.

Akıllı Robotlar
Endüstri 4.0 yapısı içerisinde akıllı robotlar; operatörler ve robot otomasyon sistemi ile nesnelerin interneti aracılığıyla etkileşim kurması geleceğin akıllı fabrikalarında gerçekleştirilecek olan üretimin yapısını oluşturacaktır [2]. Geçmiş dönemler de robotlar daha çok kirli ve tehlikeli olarak nitelendirilecek işler için kullanılmaktaydı. Fakat günümüz sisteminin içindeki robotlar sağlıkta, tarım uygulamalarında, üretim sistemlerinde, eğlence ve ulaşım sektörlerine kadar çok noktada kullanılır duruma gelmiştir. Endüstri 4.0 yapısında önemli yer tutan robotik ve kobotik sistemler uyum içerisinde çalışarak üretimde hatayı azaltmayı ve hızı arttırmayı hedeflemektedir [3].

Simülasyon ve Modelleme
Simülasyon, gerçek dünya içerisinde yer alan bir fiziksel sisteme ait olan verilerin sanal ortama aktarılmasıdır. Bu sanallaştırma neticesinde süreçlerin takip edilmesinden dolayı işletmelere zaman, maliyet ve risk yönetimi avantajları sağlamaktadır. Simülasyonun amacı, süreçler içerisinde gerçekleşebilecek bütün olasılıkların önceden fark edilmesini ve bu olasılıkların önlenmesi için gerekli planların hazırlanmasını sağlamaktır. Dijital dünyanın gelişmesine paralel olarak simülasyon kavramı, eğitim, sağlık, imalat, işletme, pazarlama gibi pek çok alanda önem kazanmıştır. Kullanılacak olan simülasyon araçları karar verme süreçlerine doğrudan etkisi, işletme içi ve dışı kritik değişimlerin fark edilmesi ve bu değişimlere çabuk tepkiler verilmesi için etkisi büyük olacaktır [4]. Örneğin, Siemens firması bir Alman ekipman üreticisi firma ile ortak çalışarak fiziksel makinelerden aldıkları verileri kullanarak parçaların işlenmesinin simülasyonunu sağlayan sanal bir makine ortaya koymuştur. Bu makine ile işleme süreçlerinde geçen hazırlıktan %80 oranında zaman tasarrufu sağlamıştır [5].

Yatay ve Dikey Entegrasyonlar
Yatay Entegrasyon; müşteri profili aynı olan işletmeler arasında gerçekleştirilen birleşmelerdir. Bu entegrasyondaki amaç, aynı profildeki müşteriye hitap eden işletmelerin birbirleriyle ortak hareket ederek pazar içindeki paylarını arttırmak istemeleridir. Yatay entegrasyon, rekabetin yoğun olduğu ve ürün modasının geçme eğiliminin yüksek olduğu durumlarda kullanılır. İşletmeler, belirsizliklerini azaltmak, Ar-Ge çalışmalarını önemseyerek rekabet gücünü arttırmak ve piyasa değerini yükseltmek için bu entegrasyon içine dahil olurlar. Dikey Entegrasyon; aynı sektör içerisinde fakat farklı alt sektörler içerisinde de müşterileri bulunan işletmelerin birleşmeleridir. Bu entegrasyondaki amaç, üretim maliyetlerini azaltmak, tedarik zinciri ağını güçlendirmek ve karı dengelemektir. Yatay ve dikey entegrasyon; müşteriye özelleştirilmiş üretimin kolaylaştırılması, kaynakların verimli olarak kullanılması, tedarik zincirinde optimizasyonun sağlanması ve yapıların esnekleşmesi gibi endüstri 4.0’a katkılar sağlamaktadır [6].

Nesnelerin İnterneti
Günümüz teknolojisinde yaşanan gelişmeler ile birlikte hayatı kolaylaştıran teknolojik cihazların kullanımı vazgeçilmez duruma gelmiştir. Hızla yaygınlaşan bu kavram, akıllı cihazların birbirini anlayan ve algılayan, birbirleriyle iletişime geçebilen nesneler vasıtasıyla kurdukları, akıllı bağlantı olarak tanımlanabilir. Cisco (2013) raporuna göre, 2020 yılına kadar 2,5 milyar insanın çevrim içi dünyaya adım atacağını ve 37 milyar yeni nesnenin birbirine bağlanacağını ön görmesi ise gelecekte “nesnelerin interneti” kavramının daha da önem kazanması ve hayatımıza etkisinin artacağının habercisidir [7]. Nesnelerin interneti, bina ve akıllı ev uygulamaları, otomotiv ve ulaşım sistemleri, akıllı şehir uygulamaları, sağlık hizmetleri, askeri uygulamalar, tarım uygulamaları gibi kullanım alanlarında etkindir.

Siber Fiziksel Sistemler
Endüstri 4.0 alt yapısına sahip olan üretim süreçleri, çeşitli ara yüzler aracılığıyla birçok farklı ağ ile bağlantıya geçmesini ve bu ağlar ile farklı servislerle iletişim sağlaması esasına dayanmaktadır. Bu yapıyı daha iyi kavramamız için akıllı telefonlarımızı örnek olarak verebiliriz. Akıllı telefonlarımız internet bağlantılarını kullanarak çeşitli uygulamalara, içeriklere ve hatta diğer akıllı telefonlarla farklı platformlarda iletişim kurmamızı sağlar. Bu bağlamda endüstri 4.0’da siber ve fiziksel dünyalar arasındaki entegrasyonu makinelere yansıtır. Bunun da en güzel örneği ise “Akıllı Fabrikalar” dır [8].

Bulut Bilişim Sistemleri
Kullanıcıların depolama ve uygulamaları içeren bilişim hizmetlerine teknik alt yapısını önemsemeden internet vasıtasıyla yer ve zaman fark etmeksizin erişebilme modeli olarak tanımlanabilir [9]. bu sistemler verimlilik artışı, ürün ömrü maliyetlerinin düşürülmesi, gereksiz stoklardan kaçınılması, kaynakların optimum olarak kullanılmasını sağlar [10].

Katmanlı Üretim
Sanal bir model bilgisayar programları aracılığıyla katmanlara kesildikten sonra 3D yazıcılar ile birleştirilerek fiziksel model haline getirilir. Katmanlı üretim, sisteme esneklik kazandırır. Üretimi güç olan parçalar bu şekilde bir araya getirilerek kolaylıkla üretilebilir ve bu da beklentilere doğru cevaplar verme anlamında rekabet üstünlüğü sağlamaktadır. Özellikle üretimi esnekleştirmesi ve üretim süreçlerine hız kazandırması açısından endüstri 4.0’ın bir parçası haline gelmiştir [11].

Artırılmış Gerçeklik
Artırılmış gerçeklik, reel dünyada bulunan fiziksel ortamın ses, video ve grafikler yardımıyla bilgisayarlar aracılığı ile duygusal girdiler kullanılarak canlı ve dinamik yani gerçekmişçesine hissetmemizi sağlayan, ilerleyen süreçte hayatımıza daha da yerleşecek olan kavramdır. IKEA, AUDI, DULUX, JOHN LEWIS, AMAZON, L’OREAL PARIS, HOUZZ gibi firmalar artırılmış gerçeklik kavramına yer veren firmalardandır.

Büyük Veri
Büyük veri, temelde işletmenin ihtiyaç duyduğu verilerin gerek kendi bünyesi gerekse dış organizasyonlardan sağlanması, analiz edilmesi ve bu analizlerin sonucu varılan kanının üretim planlarına dâhil edilmesini yansıtmaktadır. Gerçek zamanlı hata ve sorunların temel nedenini bulma, müşterilerin satın alma eğilimlerinin tespiti, yeni yatırımların risklerini tekrar hesaplama, süreci etkilemeden önce yanlış davranışların önlenmesi gibi pek çok alanda önem teşkil etmektedir [12].

KAYNAKÇA

[1] Akeson, Linus (2016), Industry 4.0: Cyber-Physical Systems and their impact on Business Models, Master’s Thesis, Karlstad University Faculty of Health, Science and Technology, Sweden.

[2] Aly, A., Griffiths, S., Stramandinoli, F. (2017). “Metrics and Benchmarks in Humanrobot Interaction : Recent Advances in Cognitive Robotics”, Cognitive Systems Research Journal,Vol: 43, pp. 313-323.

[3] Fırat, O., Fırat, S. (2017), “Endüstri 4.0 Yolculuğunda Trendler ve Robotlar”. İstanbul Üniversitesi İşletme Fakültesi Dergisi, C: 46, ss. 211-223.

[4] Çelen, Serap (2017), “Sanayi 4.0 ve Simülasyon”. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, C: 1, ss. 9–26.

[5] TÜSİAD (2016), Türkiye’nin Sanayi 4.0 Dönüşümü, TÜSİAD: Ankara.

[6] Proente Otomasyon. “Endüstri 4.0’da Yatay Dikey Entegrasyon”. https://proente.com/endustri-4-0da-yatay-dikey-entegrasyon/

[7] Cisco Systems (2013), The Internet of Everything and the Connected Athlete : This Changes …Everything, Cisco: California.

[8] Ersoy, Ali Rıza (2016), “Siemens’in Endüstri 4.0’a Bakışı ve Çalışmaları”, Elektrik Mühendisliği Dergisi, S: 459, ss. 48.

[9] Seyrek, İbrahim Halil (2011), “Bulut Bilişim: İşletmeler için Fırsatlar ve Zorluklar”, Gaziantep Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, C: 10, ss. 701–713.

[10] Yıldız, Aytaç (2018), “”Endüstri 4.0 ve Akıllı Fabrikalar””, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, C: 22, ss. 546-556.

[11] Türkiye’nin Endüstri 4.0 Platformu. “Endüstri 4.0 ile Katmanlı Üretim”. https://www.endustri40.com/endustri-4-0-ile-katmanli-uretim/

[12] Witkowski, K. (2017), “Internet of Things, Big Data, Industry 4.0 – Innovative Solutions in Logistics and Supply Chains Management”, Procedia Engineering, Vol: 182, pp. 763–769.

YAZAR : OĞUZHAN ACAR

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: