Endüstri 4.0

2018-03-28'de Mahir Yıldızhan paylaştı.
Endüstrinin Evrimi
Sanayi 4.0
Endüstri denilen şey, insanlığın ilk el aletleri yapımına başladığı dönemde başlamıştır aslında. Ancak bizler endüstriye endüstri demeye ilk buharlı makinelerin kullanımı ile başlıyoruz. Endüstriye, evrim demek ve bölgesel olarak bu evrimi tamamlamış / tamamlamamış yargılarında bulunmak çokta yanlış olmaz sanırım. İlk Avrupa’da başladığı düşünülen 1. Evrim bu şekilde başladı. 2. Evrim ise elektrik enerjisinin buhar enerjisi ile yer değiştirmesi ile başladı. Elektrik kullanımı beraberinde elektronik ve PLC sistemlerini de getirdi. Bu da 3. Evrim olan otomasyon evrimini oluşturdu.

Günümüzde bahsettiğimiz 4.0 aslında endüstrinin geçirmekte olduğu 4. evrimi ifade etmekte. Bu evrimi tetikleyen şey ise akıllı cihazlar ve internet. İçerisinde bir çok konuyu barındırsa da 4.0 için bilgisayar teknolojilerinin üretim sistemleri ile oryantasyonu da diyebiliriz. Bilgisayar teknolojileri diyorum ama içerisinde büyük miktarda mobilite de içermekte. Tabi ki mobilite de bir bilgisayar teknolojileri ürünü olduğu için tanım yine yanlış olmaz.

4.0 Neden Ortaya Çıktı?

Peki imalat sektörü neden 4.0 evrimine ihtiyaç duydu? Aslında bu sorunun yanıtı, “4.0 ülkeler arası bir politik savaş sonucu olarak ortaya çıktı.” Çin, 2000’li yılların başında insan gücünün çokluğunu kullanarak dünya üzerinde imalat sektörünün çok büyük bir bölümünü eline geçirdi. Ufak kâr marjları ile çok fazla adetlerde üretim ile gelir düzeyini ciddi arttırdı. Buna karşılık Avrupa’da bu kadar büyük bir insan gücü olmadığı için imalat sektöründe ciddi gerilemeler yaşadı. Çin’in bu insan gücüne karşı savaşabilmek için, düşük maliyet ve insansız üretim yapabilen, esnek ve akıllı sistemlerin bir bütün olarak çalışmasını planlayan Almanya ilk defa 2011 yılında Hannover Fuarı'nda Endüstri 4.0 tanımını ortaya koydu. Günümüzdeki sosyal medya ve iletişim ağlarının çok hızlı çalışması konunun hızlıca tüm dünyaya yayılmasını sağladı.

Günümüzde Türkiye’de, içinde bulunduğu zor durumlara rağmen, bu konuda çalışmalar yürütmek için minik de olsa adımlar atmakta. Tabi ki de 4.0 diğer evrelerde olduğu gibi maddi ihtiyaçlara dayalı değil. Yani 4.0 evriminin bir parçası olmak için maddiyattan ziyade, zihin gücüne yani uzman insan gücüne ihtiyacımız var.

Endüstri 4.0’ın Avantajları Neler?

Asıl amaç insan gücü ihtiyacını minimize etmek. Tabi içerisinde barındırdığı teknolojiler sayesinde bir çok fayda da sağlamakta. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz;

  • İnsan gücü gereksinimi en alt seviyededir. Bu sayede, insanın hata payı da en alt seviyeye iner. 
  • Maliyetler düşer. İnsan gücü gereksinimi tek başına bir maliyet değildir. İnsanları fabrikaya getirmek için servis hizmeti almalısınız. Mola vermeli yemek servis etmelisiniz. Çalışma ortamlarını havalandırmalı, aydınlatmalısınız. Robotik ortamlarda bunların hiçbirine gereksinim duymazsınız.
  • Üretim yelpazeniz genişler. Kurulan sistemler ve haberleşme, öğrenme yetenekleri sayesinde ürettiğiniz ürün çeşitliliği artar. 2 ürün için 2 fabrika ya da 2 ayrı hatta değil tek hat ile bir çok ürünü bir arada üretebilir hale gelirsiniz.
  • Üretim hızı, kalitesi ve kararlılığı artar. Esnek üretim sistemleri sayesinde daha fazla ürün üretebilir, ürünlerinizin kalitelerini istediğiniz seviyede tutabilirsiniz. İnsana dayalı üretimlerde kalite sürekli değişkendir. Bu evrimle bu değişkenliği en alt düzeye çekebilirsiniz.
  • Rekabet gücünüz artar. Bu evrimin getirdiği avantajlar sayesinde piyasadaki kartlarınız güçlenir. Daha fazla ürün, daha fazla adette, daha ucuza ve daha kararlı üretimler sayesinde tercih edilme oranınız artar.
  • Yeni iş kolları ortaya çıkar. 4.0 ile alt başlıklarda bahsedeceğim her bir jargon belki birden çok yeni iş kolu demek. Kendinize bu alanlarda yeni iş imkanları bulabilirsiniz.
İnce detaylara girdiğinizde sayacak çok madde bulabiliriz. Temel olarak bu faydalardan bahsetmek yeterli.

Endüstri 4.0’ın Alt Başlıkları
Aslında bilgisayar teknolojileri dediğinizde alt başlıkların çokluğunu tahmin edebilirsiniz. Ama yine de genel bazı başlıklar var ki ayrıca incelenmeli. Bu jargonlar beraberinde yeni iş kolları anlamına da geliyor.


Smart Factory / Akıllı Fabrika

Smart FactoryAkıllı fabrikalar aslında 4.0 evriminin temeli olan yeni üretim sistemleri ile donatılmış fabrikaları ifade etmekte. Bu fabrikalarda sistemler birbiri ile iletişim halinde. Eski usul, hat şeklinde, tek çizgi imalat yerine modüler bir sistemle imalat yapılmakta. Çizgi şeklindeki imalatta bir istasyon tek bir operasyonu uygulama yeteneğine sahip. Her istasyonun işlemini yapabilmesi için bir önceki istasyonun operasyonları bitmelidir. Bu istasyonda işini bitirmeden bir sonraki istasyona verilemez.
Modüler sistemlerde ise akış tek çizgi halinde olmak zorunda değil. Bir istasyon birden fazla işi aynı anda ya da istenilen t anında görev değişikliğine otomatik geçebilir. İstasyonlar birbiri ile haberleştikleri için, olası arıza anında kalan görevlerini başka istasyonlara aktarabilir. Yeni fabrikaların bir diğer özelliği ise karanlık ve havasız fabrikalar olacak olması. Tamamı robotik çalışan bölgelerde aydınlatmaya ve havalandırmaya gerek yok. Tüm sensörler ve sensörlerden gelen bilgiler ile ekipmanlar arızaya geçmeden uyarı verebilir olacak. Bu sayede arıza sebepli duraksamalar da en aza inecek.


IoT (Internet of Things) / Nesnelerin İnterneti

IoTNesnelerin interneti kavramı kullandığımız tüm ekipmanların, aletlerin internete bağlanmasını temel alır. Bu sayede fiziksel ortamda bulunan ve aynı ağa bağlı diğer nesneler ile konuşabilir hale gelir. Aynı zamanda bağlantıları sayesinde hedefledikleri alanda sürekli veri üretmeye başlarlar. Bu veriyi daha sonra derin öğrenme ve makine öğrenmesi gibi kavramlar ile işe yarar bilgilere dönüştürebilirsiniz. Örneğin fabrikanızda sürekli kırılan bir ekipman var. Kök nedeni için tüm noktalara sensörler yerleştirdiniz. Bu veriler ile ekipman ne zaman arıza yapıyor/yapacak, hangi bölgeden arıza yapıyor gibi bir çok kritik bilgiye sahip olursunuz.

CPS (Cyber-Physical System) / Siber Fiziksel Sistemler

Aslında nesnelerin interneti ile aynı tabana oturtulmuştur. Bazı yerlerde IoT ile aynı şey olarak lanse edilir. Temelde IoT, çevremizdeki ekipmanların, aletlerin, nesnelerin bireysel olarak internet ile bağlantılı ve akıllı olmasını ifade eder. CPS ise tüm bunların birbiri ile ve insanlar ile entegre şekilde bir sistem oluşturmuş halidir. IoT cep telefonunuzun internete bağlı ve bireysel olarak yapabildiklerini içerirken CPS oturduğunuz ofiste, masanızın, koltuğunuzun, ekranınızın projektörünüzün klimanızın (yani gözle görünen tüm nesnelerin) birbiri ile konuşarak sizin konforunuza çalışan bir sistem oluşturmuş halidir.

Augmented Reality / Arttırılmış Gerçeklik

Augmented RealityAslında bir çeşit sanal gerçeklikte diyebiliriz. Ama sanal gerçeklikten daha üstün. Farkı şöyle açıklayabiliriz sanırım. Sanal gerçeklik, size hayal ürünü ya da gerçeğinden kopyalanmış 3D ortamlar yaratır. Gerçek ile eş zamanlı bir ilişkisi yoktur. Ancak arttırılmış gerçeklikte ise, bulunduğunuz ortam gerçekle birebir entegre olur. Ve eş zamanlı hareket eder. (Bu eş zaman, bilgisayar hızı kadar gecikmeli bir eşitliktir.)
Bunlara birer örnek vermek gerekirse, sanal gerçeklikte bir fabrikada sanal bir arabaya bakabilirsiniz. İçine oturup çıkabilirsiniz. Onu alıp bir mahallede gezebilirsiniz. Ama bu yaptıklarınızın tamamı sanal ortamda kalır. Gerçek hayatta hiç bir değişiklik olmaz. Arttırılmış gerçekliği ise şöyle düşünün. Montaj hattında çalışan birisiniz. Sürekli kapalı kesitte kalan bir noktaya pim takmakta çok vakit kaybediyorsunuz. Kolunuzu kapalı kesite sokup uzanmanız gereken noktayı görmeden çalışıyorsunuz. Bu senaryoda, arttırılmış gerçekliğe sahip bir gözlüğünüz olduğunu düşünün. Bu gözlük size bir gözünüzde gerçeği görmenize bir diğer gözünüzde de kapalı kesitin şeffaf bir sanal tasarımını gerçek ile eş zamanlı görmenizi sağlayabilir. Bu sayede araçta pim yerini aramakla uğraşmak yerine takacağınız yeri direkt bulabilirsiniz. Veya bir şirket sahibisiniz ve ufak bir fabrikanız var. Fabrika içerisinin üş boyutlu taramasını alabilir, sensörler yardımı ile gerçekte ne yaşanıyor ise sanal ortama bire bir yansıtabilirsiniz. Bu sayede masanızdan, fabrikanızı gezebilir, nerede arıza var görebilir, o anda kaç adet imalat yapıldığını görebilir, hangi operatörlerin hangi bölgelerde çalıştığını bilebilirsiniz. Bu alanda yetkin personel konusunda ciddi açık var. Kariyer için geleceğinize yatırım yapılabilecek bir dal.


Big Data / Büyük Veri

Big DataBunca sistem yaptık, her şeyi internete bağladık, veriler durmaksızın istiflenmeye yığılmaya başladı. Peki bu kadar veri ile ne yapacağız? Bu sorunun yanıtı yine yeni iş alanı demek. Aslında veri dediğimiz şey binlerce “1” ve “0” demek. Bunların anlaşılır bir hal alması için verileri doğru analiz etmeliyiz. Ve doğru okuduktan sonra bu verileri anlamlandırmakta zor bir iş. Doğru analiz edilmiş veriler sayesinde bir çok arıza önceden tespit edilebilir.

Cloud System / Bulut Sistemleri

Cloud SystemBulut sistemleri aslında Big Data ile ilişkili. Bu noktada elimizde inanılmaz büyüklükte bir veri mevcut. Ve her gün, her dakika artacaktır. Bu kadar veriyi saklamak için fiziksel alan oluşturmak, bu alanı yönetmek, gerçekten zor bir iş. Bulut sistemleri sayesinde kurumunuzda bir alan barındırmadan internet bağlantısı ile tüm verilerinizi güvenle saklayabilir ve yönetebilirsiniz. Üstelik bulut sistemleri sizin için gerekli yedekleme işlemini gerekli periyotlarda yapıyor. Siz de bunun konforunu yaşıyorsunuz. Dosyalarınızı da silinmesine karşı güvence altına almış oluyorsunuz.

3D Printer / 3 Boyutlu Yazıcı

3D Printer
4.0'ın bize getirdiği bir diğer sektörde 3B yazıcılar. Bu yeni iş modelleri ile birlikte kullanımı çok hızlı artan bir teknoloji. Bu teknoloji şimdiye kadar üretim sektöründe talaşlı imalat denilen sistemin tam tersine mantık ile çalışıyor. Peki avantajları ne? Aslına bakılırsa eski sistemin adından da anlaşılacağı gibi talaşlı imalatı bitiriyor. Talaş demek ham madde atığı demek! Atıksa israf. 3 boyutlu yazıcı teknolojilerinde ise oluşturulan nesne hacminde ham madde harcanıyor. Bu sayede ham madde israfı oluşmuyor. Bu teknoloji de başta pahalı olmak ile birlikte gün geçtikçe maliyeti düşen bir sektör. Bu sayede kullanımı da artmakta. Yatırımcılar bu noktada ciddi yatırımlarını bu sektöre kaydırmakta.

Renewable Energy / Yenilenebilir Enerji
Renewable Energy
Yenilenebilir enerji teknolojisinden şu an için uzun uzuna bahsetmek istemiyorum. Belki daha sonra bu konu üzerine de bir makale yazarım. Son 10 yılın önemli konularından birisi zaten. Ancak 4.0 ile birleşmesi ile üretim sektörü maliyet azaltma konusunda yenilenebilir enerji nimetlerini de sonuna kadar kullanma taraftarı. Peki sıfır maliyet ile enerji kullanılabilir mi? Aslında teoride evet! Bu konuyu da meraklıları araştırsın bence. Çünkü artık bu teknoloji sadece fabrikaların yatırım yapabileceği maliyette bir işten çıkıp, evlerde modüler olarak da kurulabilir bütçelere indirgendi.


Biliyorum biraz uzun tuttu. Buraya kadar okuyup değerli zamanınızı ayırdığınız için teşekkür ederim. Sizlerde yorumlarınızı katarak katkıda bulunabilirsiniz.