İşçiler tarafından işletilen tezgahların buharla çalışan makinelerle değiştirildiği Sanayi Devrimi’nden bu yana endüstri dünyası uzun bir yol kat etti. O zamandan bu yana endüstriyel tesisler çok sayıda değişikliğe tanık oldu; elektriğin ortaya çıkışı montaj hatlarının hızlanmasını sağladı, bilgisayarlar fabrikalar için daha yüksek hassasiyet seviyeleri oluşturdu.
Günümüzde ise Endüstri 4.0 dediğimiz kavramın tam ortasındayız; yoğun otomasyon ve parçalar arasında daha fazla bağlantı ile karakterize edilen bir dönemde. Bugün yeni dünya düzeninde üreticiler, imalatta verimlilik ve müşterileri için daha geniş bir özelleştirilmiş ürün karışımı sunma yeteneği arıyorlar.
Rekabette kalmak için hızlı konfigürasyon değişikliklerini mümkün kılmak, teslimat sürelerini azaltmak için operasyonel süreçlerin ve üretim hatlarının entegre olması gerektiğini biliyorlar. Dahası, bunların hepsinin güvenlik veya kaliteden bir inç ödün vermeden gerçekleştirilmesi gerektiğinin farkındalar.
Henüz Endüstri 4.0’ın ortalarında dahi olsak, bu kavramın akıllı ve otonom fabrikalar üzerinde büyük bir etkisi var. Fransız merkezli bilişim teknolojileri hizmeti ve danışmanlığı veren Capgemini’ye göre, akıllı fabrikalar önümüzdeki beş yıl içinde küresel ekonomiye 500 milyar ila 1,5 trilyon dolarlık bir katkı sunacak.
Bu dönem aralığında akıllı fabrika pazarında, en büyük payı, endüstriyel robot pazarının alması bekleniyor. Akıllı üretim süreçlerinde endüstriyel robotik sisteme geçmek; üretkenliği artırmak, insan hatalarını azaltmak ve üretim hacmini artırmak için temel bileşenlerden birini oluşturuyor.
Bununla birlikte, endüstriyel 3D baskı pazarının, otomotiv, havacılık ve savunma, yiyecek ve içecek, yarı iletken ve elektronik gibi çeşitli süreçlerde ve ayrı sektörlerde artan benimsenmesi nedeniyle 2019 ve 2025 arasında en yüksek ikinci paya tanık olması bekleniyor.
Ancak bu verilerin somutlaştırılması ve geleceğin daha olumlu olabilmesi için her şeyden önce büyük veriye, nesnelerin internetine ve 5G’ye ihtiyacımız var.
Geleceğin üretim tesisleri bağlantılı olacak
Endüstri 4.0’ın gölgesinde ilerleyenakıllı fabrikalarda üretim sürecinin farklı yönlerini birbirine bağlayarak, otonom makineler ve insan ekipleri arasındaki verimliliği ve üretkenliği en üst seviyeye çıkarmak mümkün.
Akıllı fabrika ya da diğer kullanımı ile Fabrika 4.0; tüm süreçlerin otomasyon kullanılarak, kendi kendini iyileştirmenin mümkün olduğu makine ve ekipman temelli teknolojik bir iş yeri ortamını temsil ediyor.
Fiziksel dünya ile sanal ortamın birleştiği bu akıllı organizma; ürün, bilgi ve iletişim teknolojilerini kombine ederek üretim ve tedarik süreçlerini birbirine entegre ediyor. Akıllı fabrikalar, günümüz fabrikalarına oranla kaynak kullanımını büyük ölçüde artırıyor, kişiselleştirilmiş ürünlerin depolama ve dağıtım döngüsünü azaltıp, üretimin müşteri talepleri ile eş zamanlı gerçekleştirilmesini sağlıyor.
Son yıllarda farklı üretim alanlarındaki üretim süreçlerinde kullanılmaya başlanan akıllı fabrikalarda yazılımlar, CPS, artırılmış gerçeklik, büyük veri, nesnelerin interneti, 3D sistemlerle Endüstri 4.0 ve onun getireceklerine uyum süreci başlatmış durumda.
Endüstri 4.0 ve akıllı fabrikaların varlığını hızlandıran süreç; teknolojik gelişmelerin etkisiyle üretimde nesnelerin (IoT) ve hizmetlerin interneti ile siber fiziksel sistem uygulamalarının kullanılmaya başlanması ile oluştu.
Akıllı üretim süreçlerinde endüstriyel robotik sisteme geçmek; üretkenliği artırmak, insan hatalarını azaltmak ve üretim hacmini artırmak için temel bileşenlerden birini oluşturuyor.
Verified Market Research’ün verilerine göre, IoT pazarı 2018 itibarıyla 212 milyar dolar civarındaydı. 2026 yılına kadarsa, yıllık yüzde 25,7’lik büyüme oranı ile 1,3 trilyon dolara ulaşması bekleniyor. Bugün birbirine bağlı cihaz sayısı ise 50 milyar civarında.
Bugün bir dizi yenilikçi şirket, geleceğin bağlantılı üretim tesislerini oluşturmak için yapay zeka, veri analitiği ve robotik sistemleri kullanarak kendi sektörlerinde devrim yapmaya başladı. Özellikle mobil nesnelerin internetinin akıllı üretime yatırım yapmak adına büyük bir girişim hatta ölçeklenebilir bir Endüstri 4.0 oluşturmak için gerekli hamle olduğu düşünülüyor.
Bağlı cihazların sayısının katlanarak artması, bir fabrikanın temel bileşenlerinin de dijitalleşmesi anlamını taşıyor: Varlıklar, ekipman, araçlar, süreç. Nesnelerin internetini erken benimseyenler ise önümüzdeki beş yılı beklemeden hareket etmeye başladı.
İlerici pek çok kişi zaten 4G kullanmaya başlamıştı. Onlar bugün mobilite, güvenlik ve güvenilirlik ile akıllı üretim elde etmek için fabrikalarındaki tüm varlıklar arasında mobil bağlantıdan yararlanıyorlar. Geleceğin teknolojilerinden biri olarak gösterilen 5G ise akıllı fabrikayı ölçeklendirmek için katalizör görevi görecek.
Şu an için sadece isim olarak hayatımızda var olsa da 2024 yılına kadar 5G’nin dünya nüfusunun yüzde 65’ini kapsama alanına alması bekleniyor. Öngörülü üreticiler, fabrikalarında sorumlu tüketim ve üretimi gerçekleştirmek için ultra düşük gecikme süresi, yüksek bant genişliği ve güvenilir iletişim sağlayan 5G ve IoT’ye büyük bahis oynamış durumdalar.
Bu artan bağlanabilirliğin sağladığı çözümler - sensörler, bulut robotları, malların merkezi takibi, uzaktan kalite denetimi, otomatik fabrika katları – sadece firmanın operasyonlarını tek bir tesiste birbirine bağlı tutmakla kalmayacak; tüm fabrikalarını ve hatta üçüncü taraf ortakların tesislerini de birbirine bağlama potansiyeline sahipler ve dünya çapında akıllı üretim merkezlerinden meydana gelen bir ekosistem oluşturuyorlar.
Bağlanabilirliğin gücünü geleneksel operatörlerin ötesinde genişletmek, yeni endüstrileri bu mobil ekosistemde yer almaya teşvik edecektir. Bunu erken benimseyenler ise operatörlerden en iyi uygulamaları öğrenme fırsatına sahip olurken, aynı zamanda üretim süreçlerine yenilik katan yeni kullanımları da deneme fırsatı buluyor.
Akıllı fabrikaların en büyük yeniliği ise otomasyon, konum ve izleme etrafında sayısız üretim kullanım senaryosu üretebilme potansiyeli sunması. Veri toplamayı en üst düzeye çıkarmak için mobil bağlantıyı kullanarak hem mevcut hem de gelecekteki müşterileri eyleme geçirmek ve iç görüler elde etmek mümkün.
Otomasyon, montaj kontrolü, robot kontrolörlerinin bulut tabanlı uygulamaları, iş gücü güvenliği ve varlık yönetimi, trafik yönetimi, çevresel uyumluluk ve iş gücü verimliliği; üretim merkezlerindeki gelişmiş iş akışı süreçlerinden ortaya çıkması muhtemel kullanım durumlarının yalnızca bir örneği.
Bu vakalar, Endüstri 4.0 dahilinde iş birliğinin önemine de işaret ediyor. Ericsson ve gelişmiş endüstriyel otomasyon çözümlerinde dünya lideri olan Comau (FCA Group) arasındaki ortaklık, sinerjiden gelen birleşik bilgi birikimi gücünün bir örneği. Ericsson’un 5G ve IoT teknolojilerindeki liderliği ile Comau’nun otomatik üretim sistemlerindeki liderliğinin birleşimi, endüstriyel otomasyon için gelişmiş IoT çözümlerinin faydalarını kanıtlamayı amaçlıyor.
Comau ve Ericsson; mevcut ve gelecekteki 5G ağ teknolojilerinden, IoT platformlarından, bulut ve büyük veri çözümlerinden yararlanarak, akıllı üretim, bakım ve kalite kontrol için yenilikçi hizmetler, artan rekabet gücü ve verimlilik sağlamaya başladı.
Bu iş birliği aynı zamanda Ericsson, Comau ve müşterilerinin, hizmet sağlayıcılarının ve diğer paydaşların fikirlerini artırmak ve kaynakları paylaşmak için iş birliği yapabilecekleri güçlü bir araştırma ve inovasyon ekosistemi kurmayı hedefliyor.
Dünya Ekonomik Forumu ağı da Ericsson ve Comau gibi Fabrika 4.0 sistemini erken benimseyenlere, öne çıkma ve farklı üretim uygulamaları için mobil IoT çözümlerinden gördükleri avantajları sergileme fırsatı sunuyor.
Daha akıllı motor üretimi
Dünyanın en büyük ikinci motor üreticisi olan Rolls-Royce, Washington’daki fabrikasında nikel alaşımlı disklerin üretim sürecini yarı yarıya indiren birtakım değişikliklere
gitti. Rolls-Royce üretim sürecini yüzde 50 azaltma işlemini her biri küçük bir kamyon boyutunda olan 30 akıllı makineye uyguladı.
İnsan operasyonlarının diskin bileşenlerinden birini yapmak için 118 saat gerektirdiği durumlarda, bu makineler aynı işi yalnızca 30 saatte yapıyor. Ayrıca geleneksel olarak, alaşım disklere karmaşık yarıklar açmak gibi zor bir görevi yapmak için bir kesme makinesi kullanılırdı. Makinenin kullanımı hantaldı ve kurulması 24 saat sürüyordu. Robotik sistem ile bu süre 25 dakikaya indirildi.
Akıllı üretim iklimsel mücadeleyi destekleyecek
Tüm kârlılık ve yeni iş konuşmalarının ortasında dijital teknolojilerin ve Endüstri 4.0’ın var edeceği akıllı fabrikaların sağladığı bir başka temel fayda daha bulunuyor: İklim değişikliği ve çevresel kirlilik. Dijital teknolojiler ölçeklendirildiklerinde, Birlermiş Milletler'in ortaya koyduğu Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri’ne ulaşılmasında en büyük destekçi olabilirler.
Atlantis Press’in verilerine göre, doğru kullanıldığında, dijitalizasyon küresel emisyonların yalnızca yüzde 1,4’ünden sorumlu olurken, 2030 yılına kadar da küresel emisyonların yüzde 15 oranında azaltılmasını hızlandırabilir. İngiltere hükümetinin hazırladığı Made Smarter raporuna göre, Endüstri 4.0’ın İngiltere İmalat sektörünü 455 milyar Sterlin artırması, 175 bin yeni istihdam oluşturması ve karbon emisyonlarını yüzde 4,5 azaltması bekleniyor.
Kaynak: Teknopark İstanbul Target dergisi 8. sayı