Nesnelerin Endüstriyel İnterneti: Ama Nasıl?

Bir zamanlar ‘büyük buluş’ veya ‘çarpıcı yenilik’ olarak sunulan teknolojik gelişmelerin yavaşça yaşamımıza sızıp ‘yerlileştiğini’, hatta artık görünmez hale geldiğini hatırlayın. Artık hiç kimse televizyonu, bilgisayarı, İnterneti ya da cep telefonunu bir farklılık olarak algılamıyor. Belki bundan sonra daha başka neler olacağını merak ediyor. Eğer ‘büyük’ veya ‘iyi’ teknoloji nedir şeklinde bir soru söz konusu ise bunun ‘içimize’ sızıp görünmez (fark edilmez) hale gelen olduğunu söyleyebiliriz.

Yeni teknolojik ürünlere (örneğin makinelere) göz attığımızda ilk bakıştaki estetik görünümleri dışında öncekilerden pek de farklı olmadığını düşünebiliriz. Hâlbuki bunların içine ‘yapay zekâ ve iletişim’ becerileri adeta sızmış haldedir. Gömülü donanım veya yazılım sayesinde yeni olan, geleneksel olanın içine yerleşerek yeni bir durum yaratmaktadır. Makinelerin ve diğer fiziksel nesnelerin içine gömülen mikro bilgisayarlar, sensörler ve aktüatörler sayesinde İnternet (Endüstriyel İnternet) üzerinden bunların dış dünya ile bağlantılı hale gelmesinin yolu açılıyor. Böylece işletmeler, diğer kamusal ve sivil kuruluşlar varlıklarını daha iyi değerlendirme, performanslarını yükseltme ve yeni iş modelleri yaratma fırsatları bulacak.

Endüstriyel İnternet
Geçmişte sanayi makinesi bir kapalı kutu özelliğine sahipti. Hatta çoğu zaman durumunu veya sıkıntısını ifade edemeyen bir hastaya veya küçük çocuğa benzetmek fazlaca yanlış olmaz. Geçmişin makinesini kullanmak veya onda oluşan bir sorunu kavrayıp çözmek için adeta farklı bir dile benzeyen özel uzmanlık becerileri ile donanmış olmak gerekiyordu. Bilişim ve iletişim donanımı ve yazılımı, sensörler, aktüatörler ve diğer analitik araçlarla donatılmış ve bir ağa bağlanabilen makineler sayesinde bu durum değişiyor. Endüstriyel İnternet ağına bağlı makineler dünyanın herhangi bir noktasında izleniyor, denetleniyor ve yönetilebiliyor. İletişim kurma zorlukları yaşadığımız makinelerle aynı dili kullanma imkânlarımız gelişirken, yeni teknolojik ve ekonomik fırsatları değerlendirme şartlarımız da iyileşiyor.

Endüstriyel İnternet’in en çarpıcı özelliği, tek tek makineler düzeyinden bir üst seviyeye çıkarak bu katmanda bir ‘akıl / zekâ’ yapısı kurmasıdır. Böylece uzaktan yönetim mümkün olurken tüm sistemi bir bütün olarak iyileştirme zemini oluşuyor. Tüm makineler ve alt sistemlerin üretip ilettiği verilerin değerlendirilmesi sonucu, (büyük veri, analitikler ve yapay zekâ sayesinde) mikro seviyede tek tek makinelerin makro düzeyde bütün sistemin öğrenme becerileri gelişiyor.

Yeni çağın geçmişe oranla en önemli farklılıklarından birisi, giderek daha fazla oranda olmak üzere donanımın yerini yazılım alıyor. Bu durum; yönetim, denetim, versiyon yükseltme, maliyet azalması, kalite, servis çevikliği vb. gibi pek çok yenilik ve kolaylık sunuyor. Bu bağlamda; Endüstriyel İnternet (Nesnelerin Endüstriyel İnterneti) makinelerle yazılımın bütünleşmesidir. Bu sayede makine teknolojisine İnternet’e ve yazılıma özgü olan modülerlik ve soyutluk (donanımdan bağımsızlık) gibi yeni imkânlar ve yetenekler yansıyor. Artık ‘büyük’ bir işi ‘büyük’ bir makine ile yapmaya çalışmak yerine işi daha küçük parçalara bölerek bilişim-iletişim donanımının ve yazılımın katkıları ile inovatif çözümler üretmek mümkün oluyor.

Tanımlarsak; Endüstriyel İnternet (Nesnelerin Endüstriyel İnterneti); karmaşık makineleri nitelikli yazılım uygulamaları ve sensörler ile bütünleştiren, böylece verileri analiz ederek verimliliği artırmayı ve operasyonel maliyetlerle yararsız kaynak tüketimini azaltmayı hedefleyen bir sistemdir. Tanım; akıllı makineler, ileri düzeyli analitikler ve yeni iş gücü olmak üzere üç ana destek noktası üzerinde yükselir.

Günümüzde bilimsel ve teknolojik düzey, Nesnelerin Endüstriyel İnterneti’ni (Endüstriyel İnterneti) gerçekleştirmek için gerekli imkânları sağlıyor. İhtiyaç duyulabilecek bilişim, iletişim, İnternet teknolojileri erişilebilir çerçevede yer alıyor ve teknik gerçekleştirme için bazı yeni gelişmeleri beklemek için hiçbir neden yok. Ağ ve İnternet konusundaki deneyim, önemli başarı örnekleri içeriyor; bu da gerek duyulacak mimarilerin zaten var olduğunu doğruluyor. Nesnelerinin İnterneti’nin gerçekleşmesi için eski sistemlerle yenilerin eklemlenmesini sağlayacak ürün ve teknikler pazarda miktar ve çeşitlilik olarak pazarda giderek çoğalıyor. Bu imkânların varlığına rağmen Endüstriyel İnternet’in neden daha hızlı yaygınlaşmadığı karşımızda ciddi bir soru olarak duruyor. Buna verebileceğimiz cevap, işletme yöneticilerinin pazarda var olan imkânlar konusundaki bilgi ve deneyim eksikliği ile yeni teknolojilerin sanayiyi nasıl dönüştüreceği konusundaki vizyon zafiyeti olabilir.

Endüstri 4.0 ve Nesnelerin İnterneti konusunda –abartı ve yanılsama da içeren– görüş ve tartışmalar büyük bir hızla yaygınlık kazanıyor. Buna karşılık ilgili sektörlerde oluşacak finansal göstergelerin kısa sürede çok büyük tutarlara baliğ olacağını söylemek de kehanet sayılmaz. Bu konuda öngörü de içeren araştırmalar akıllı sensörler, akıllı makineler, Büyük Veri sistemleri, analitik araçlar, görselleştirme, sanal ve artırılmış gerçeklik uygulamaları alanlarında ekonomik büyüme motorlarının oluşacağını ifade ediyor.

İnternetin arama motorlarını kullanarak arama yaptığınızda yakın, orta ve uzak erimli gelecekle ilgili çok sayıda öngörüye ulaşmak mümkün oluyor. Ancak Nesnelerin İnterneti konusundaki tahminler büyük şirketlerin yaptıkları yatırımlara dayalı olarak gerçekleştiğinden daha sağlam bir zemine oturuyor. Siemens, IBM, Cisco, GE vb. gibi şirketler farklı isimlerle andıkları vizyonlara bağlı olarak yeni çözümler üretmek üzere ciddi hazırlıklar içindeler. Sektörel dağılıma baktığımızda Endüstriyel İnternet konusunda güncel ve vizyoner çalışmalar yapanlar arasında donanım, yazılım, otomasyon, mekatronik, sensör vb. gibi renkli bir yayılım görüyoruz. Bunların tümünün hedeflerinde süreçlerin iyileştirilmesi, planlama dışı duruşların azaltılması, pazarın taleplerine hızlı ve çevik cevaplar verilmesi, inovatif ürün ve hizmetler geliştirilmesi, enerji maliyetlerinin düşürülmesi gibi konular yer alıyor.

Yen teknolojik gelişmelerin uygulamaları sadece sanayi sektör ve işletmelerine yansımayacak. Akıllı kent, akıllı ev vb. gibi sistemler çerçevesinde vatandaşlar da bu gelişmelerin kullanıcıları olacaklar. Diğer yandan sanayi işletmeleri yeni teknolojik gelişmelerden bir yandan kendi süreçlerinde yararlanacaklar, diğer yandan kendi üretimleri olan ve bu teknolojileri içeren ürünleri nihai müşterilerine sunacaklar. Dolayısıyla yeni gelişmeler sanayi firmaları için böylesine iki yönlü anlam taşıyor.

Nesnelerin Endüstriyel İnterneti (Endüstriyel İnternet); sensörler, cihazlar, makineler, varlıklar ve ürünler gibi akıllı fiziksel ‘şeylerin’ birbirlerine, İnternet servislerine ve çeşitli uygulamalara bağlantılandığı büyük sistemdir. Endüstriyel İnternet mimarisi mobil ve akıllı cihazlar, kablolu ve kablosuz ağlar, bulut bilişim, büyük veri, analitikler ile görselleştirme araçları gibi mevcut ve gelişmekte olan teknolojilerden yararlanarak kurulur. Hiç kuşkusuz; böyle karmaşık ve çok unsurlu bir sistemin tasarlanıp kurulması özel yetenek, beceri, uzmanlık ve birikimler gerektirecek. Diğer yandan siber güvenliğin nasıl sağlanacağı, teknolojilerle ilgili standartlar ve sertifikasyonların oluşturulması, fikri mülkiyete ilişkin yeni sorunların nasıl çözüleceği gibi bazı sorular hâlâ cevaplanmayı bekliyor.

Endüstriyel İnternet, ekonomik sektörlerde –başta iş modellerinde olmak üzere– yenilikler yaratmak üzere bazı temel teknolojiler üzerinde yükseliyor. Endüstriyel İnternet’i var eden bileşenlerin ilkini akıllı sensörler, makineler ve cihazlar olarak söyleyebiliriz. Bunlar gömülü halde yapay zekâ uygulamaları olan yazılımları, depolama ve işleme gücü olan elektronik donanımı içeriyor. Bu özellikleri sayesinde verilerden yararlanarak operatör müdahalesi olmadan yerel kararlar verebilme becerisine sahip oluyorlar. İkinci grupta ise Endüstriyel İnternet’in iletişim fonksiyonunu yerine getiren ağlar var. Kablolu, kablosuz, hücresel, uydusal ve diğer türdeki ağ yapıları sayesinde bağlantılılık, veri dağıtımı ve güvenlik fonksiyonlarının gerekleri yerine getiriliyor.

Bir işletme ortamındaki akıllı ve iletişebilir cihazlar tarafından üretilen veriler, sistemlerin kendi kullanımları dışında gerçek zamanlı veya çevrim dışı olarak değerlendirilmek üzere büyük veri yığınları şeklinde düzenleniyor. Endüstriyel İnternet’in bir diğer dayanağı olan büyük veri havuzlarını oluşturan bu yığınlar bulut bilişim ortamında depolanıyor. Bu veriler, anında veya daha sonra gene buluta yerleştirilmiş olan analitikler (analiz yazılımları) tarafından değerlendirilerek yönetsel kararlara ve seçimlere esas olacak enformasyona dönüştürülüyor. Bu nedenle analitikler, Endüstriyel İnternet’i ayakta tutan dayanaklardan bir başkasıdır. Bilişim teknolojilerindeki gelişmeler enformasyonu sadece yazı formunda olmaktan kurtardı. Yeni türden ekranlar, veri giriş panelleri, sesli kumanda vb. gibi yeni teknolojik uygulamalar sayesinde görselleştirme Endüstriyel İnternet’in önemli desteklerinden birisi olmayı başarıyor. Bu sayede akıllı telefonlar, tabletler, taşınabilir bilgisayarlar ve giyilebilir teknolojik ürünlerin kullanımıyla üstün nitelikli görselleştirme ve sanallaştırma uygulamaları yapmak mümkün oluyor. Özetle; Endüstriyel İnternet’in nasıl gerçekleştiğini soruşturduğumuzda akıllı cihazlar, iletişim, büyük veri, analitikler ve görselleştirme ile sanallaştırma gibi yeni teknolojilerin oluşturduğu bütünlükle karşılaşıyoruz.

Yukarıda saydıklarımız ve bunlar sayesinde var olan Endüstriyel İnternet bir işletme açısından ne anlama gelebilir? Endüstriyel İnternet, ağ üzerinden birbirine bağlantıl hale gelmiş olan makinelere, diğer cihaz ve sistemlere uzaktan erişimi mümkün kılar. Böylece süreçlerde ve iş adımlarında dönüştürücü iyileştirmeler yapmak imkânı kazanılır. Üretim alanında yer alan, ağa bağlı cihazlardan gelen veriler ile ERP gibi daha üst düzeyli sistemlerce üretilmiş olan çıktılar işletmede operasyonel iyileştirmeler, dolayısıyla yeni kazanımlar elde etmeyi sağlar.

Yeni teknolojilerle donatılmış işletmede cihazlar ve sistemler yanında çoğu durumda ürünler de ağa bağlantılı olacak biçimde bulunurlar. Ağ üzerinden makinelerle olduğu gibi ürünlerle de iletişimde bulunmak (veri alıp vermek) mümkün olur. Akıllı ve iletişebilir makine ve ürünler; toplam performansı artırmak, uzaktan arıza tespiti yapılabildiği için makine durma sürelerini azaltmak ve tüm sistemi izleme imkânlarını geliştirmek için operatörlere yeni güç ve beceriler sunar. Böylece bakım süresini en aza indirmek için kestirimci (öngörülü) bakım yapabilme zemini oluşur. Varlıkların daya iyi değerlendirilmesini sağlamak ve büyük sistemin toplam verimliliği ve etkinliğini artırmak için gerekli teknolojik zemin yaratılmış olur.

Makinelerin arıza vb. gibi planlanmamış nedenlerle durması işletmenin toplam performansını olumsuz etkiler. Bu konuda yapılan araştırmalar da yöneticilerin makinelerin kesintisiz çalışma sürelerine verdikleri önemi ortaya koyuyor.

Yıllar boyu sınai üreticiler; farklı yöntem ve tekniklerle işletme içi operasyonların iyileştirmesi amacıyla önemli kaynaklar harcadılar. Günümüzde ise yüksek performanslı üretim işletmeleri için teslimat sonrası servis operasyonları yeni bir kazanç fırsatı olarak görünüyor. Yeni duruma uygun yapılanmış işletmeler Nesnelerin İnterneti sayesinde müşterilere satılmış ürünleri uzaktan takip etme, elde edilen verilerle ortalama arıza süresini azaltma ve teknik servis çağrılarını en aza indirme imkânına sahip oluyorlar.

Endüstriyel İnternet uzak bağlantı sayesinde servis operasyonlarının performansını iyileştirmeye imkân tanır. Diğer yandan Endüstriyel İnternet’in değer önermesi, basit anlamda bağlantılığının sağladığı yararların ötesine geçerek bu sayede yeni ürünler ve hizmetler geliştirilmesine vesile olur. İşletmenin servis yeteneklerinin giderek yükselmesi pazarda rekabetçi farklılaşmanın bir aracı olur. Endüstriyel İnternet üzerinde cihazların ve sistemlerin birbirine bağlanabilir olması; kestirimci bakım yeteneklerini, makinelerin arızalanmadan kesintisiz çalışmasını, taleplere hızlı cevap vermeyi, kazanç getiren yeni ürün ve hizmetler geliştirmeyi mümkün kılar.

Endüstriyel İnternet kapsamında yer alan bağlantılar, sınai işletmelere cihazları uzaktan izleme imkânı sunarak maliyetleri azaltma yanında tümüyle yeni kazanç sistemlerini oluşturma imkânı tanır. Endüstriyel İnternet, işletmeyi ürün satan bir örgüt olmaktan ürünün değerini (‘bir hizmet olarak ürün’) satan konuma terfi ettirir. Nesnelerin Endüstriyel İnterneti sınai ürünlerin bir abonelik hizmeti şeklinde satışına olanak sağlar. Bu tür bir iş modelinde üretici, ürünün sahipliğini muhafaza eder; ürünün satışı ‘bir hizmet olarak ürün’ yapılırken gerekli bakım, servis ve onarım işleri üretici tarafından yerine getirilir.

Bazı üreticiler ‘bir hizmet olarak ürün’ şeklinde servis sunmaya hazır olmayabilirler. Buna rağmen bu işletmeler de garanti ve servis maliyetlerini azaltmak amacıyla Endüstriyel İnternet’ten yararlanabilir. Üreticiler, cihazlara yapılan uzak bağlantı sayesinde arıza tespit ve problem giderme taleplerini daha kolay karşılayabilirler.

Endüstriyel İnternet Mimarisi
Bir sınai işletme (fabrika) sisteminin yenilenmesi (Endüstriyel İnternet eksenli olarak yeniden kurgulanması); sadece bir teknik mesele, yani bir donanım yenileme probleminin çözülmesi değildir. Günümüzde teknik çözümler hızla artıp çeşitlenmekle birlikte henüz bir ‘anlaşmaya veya uzlaşmaya’ erişememiş konular da var. Örneğin sistemler, ağlar ve arayüzler konusunda bir standartlaşmaya ulaşılabilmiş değil. Her üretici firma kendi belirlediği tanımlamalar çerçevesinde İnternet ürünleri geliştirip pazarlamayı sürdürüyor. Bu nedenle cihazların ve sistemlerin birbirine kolayca eklemlenmesinde sıkıntılar var olmaya devam ediyor.

Nesnelerin Endüstriyel İnterneti; basit olarak (akıllı cihazlar, iletişim, büyük veri, analitikler ve görselleştirme – sanallaştırma olarak listeleyebileceğimiz) 5 temel dayanak üzerinde yükselir. Bu listeye Endüstriyel İnternet konusunda bilgi ve becerilerle donanmış olması gereken çalışanları da eklemeliyiz.

Genel olarak akıllı varlıklar; sensörler, işlemciler, bellek ve iletişim yeteneği ile donatılmış makinelerden oluşur. Gene bu varlıklar sayılan donanım bileşenleri yanında makinenin ‘aklını’ oluşturan yazılımları da içerir. Akıllı makineler ürettikleri verilerin bir kısmını otonom karar ve eylemler için kendileri kullanırken diğer bölümünü de analiz edilmek üzere büyük veri depolarına iletirler.

İşletme içinde ve üretim alanındaki veriler toplanmalı ki bunlar üzerinde yapılacak analiz ve yorumlamalarla işletme etkinliğini, verimliliğini ve toplam performansını artırıcı kararlar alınabilsin. Bu verilerin toplanmasını ve akışını sistemdeki varlıklar arası veri iletişimi sağlar. Varlıklar ve diğer nesneler arasındaki veri akışı, İnternet yanında LTE (Long-Term Evolution yüksek hızlı kablosuz ağ), Wi-Fi (kablosuz yerel ağ), IEEE 802.15-4 türevi olan ZigBee, Bluetooth gibi iletişim yol, araç ve protokolleri ile gerçekleşir. Verinin enformasyona dönüşmesi sürecinde bulut bilişim temelli altyapı ve büyük veri depoları önemli rolleri başarır.

Bulut bilişimin amacı sadece verileri depolamaya yönelik değildir. Bu ortamda yer alan analitik yazılımlar, verilerin işlenmesini sağlayarak işletmenin süreçlerinin ve iş akışının iyileştirilmesi amacına hizmet eder. Kestirimci analitikler, sistemlerin ve makinelerin kesintisiz çalışabilmesinde ve arıza gibi planlanmamış duruşların önlenmesinde birincil düzeyde rol oynar. Yeni teknolojik yapılanmanın sağladığı veri ve enformasyon sayesinde sadece mevcut işler iyileştirilmekle kalmaz; aynı zamanda yeni iş modellerinin yaratılması için uygun zeminde hazırlanmış olur. Bunlar arasında ‘servis olarak ürün’ şeklinde isimlendirilecek iş modeli gelecekte daha yoğun yer alacaktır.

İşletmedeki teknolojinin yenilenmesi fikrinin arka planı, çalışanların beceri ve yeteneklerinin yeni teknoloji ile kaldıraçlanmasıdır. Böylece analitik yazılımlar sayesinde daha nitelikli enformasyon elde ederek karar verme süreçleri daha etkili ve verimli hale dönüşür. Verilere dayalı karar verme, teknoloji ve iş gücünün ittifakını çok daha yüksek noktalara taşır. Bu düzeyde çalışanlar performanslarını yükseltecek ve işlerini iyileştirecek yeni yöntem, teknik ve araçlara erişmiş olurlar.

Endüstriyel İnternet İçin Ne Gerekir?
Nesnelerin Endüstriyel İnterneti’ni (NEİ) gerçekleştirmek için hangi bileşenlere ihtiyaç var? Bu yapı taşları üzerine yapılacak tartışma yeni yapılanmaya ilişkin vizyonu netleştirmek için yararlı olur. Bu konu ile yakından ilgilenen kurum ve kuruluşlar bir “Nesnelerin İnterneti Mimarisi” üzerinde yoğun biçimde çalışıyor. Böyle bir mimari yapı; NEİ alan modeli, NEİ enformasyon modeli ve NEİ fonksiyon modeli olarak özetlenebilecek yapı taşlarından oluşur.

NEİ için bir tanım ve başvuru kaynağı olmayı hedefleyen “Nesnelerin İnterneti Mimarisi”, hem bileşenler hem de sistemler açısından birbirleri ile uyumlu yapıların oluşmasını hedefliyor. Bu referans mimari sayesinde NEİ ürün ve hizmetlerini üreten ve bunları kullanan ekosistem paydaşları için bir ortak payda elde edilmiş olur. NEİ mimarisi; yapı içerisinde hangi fonksiyonel unsurların yer alması gerektiği konusunda bir kılavuz niteliğindedir.

Birinci unsur; akıllı cihazların birbirleri ve diğer sistemlerle nasıl iletişim kuracağını modelleyen ‘iletişim’ fonksiyonudur. Burada farklı teknolojiler arasındaki iletişimin ortak arayüz etkileşimleri tanımlanır. İkinci unsur; ‘NEİ hizmetleri’ ile ilgilidir. Bir cihazın (makinenin, sistemin) ‘bir servis olarak’ tanımlanması ve kullanıma sunulmasını ifade eder. Üçüncü unsur (‘sanal oluşum’); NEİ sistemindeki veri esaslı etkileşimlerle ilgilidir. Bu unsur sayesinde sistemde yer alan varlıklar (cihazlar, makineler, sistemler) arasında enformasyon değiş tokuşu gerçekleşir. Dördüncü unsur olan ‘NEİ süreç yönetimi’; süreç modelleme ve süreç işleyişi ile ilgilidir. Referans mimarinin bu unsuru sayesinde yeni iş süreçlerinin modellenmesi için gerekli zemin oluşur. ‘Hizmet organizasyonu’ olarak isimlendirilen beşinci unsur; hizmetin bileşimi, düzenlenmesi ve uyumlu hale getirilmesi ile ilgilidir. Bu başlık altında kullanıcının NEİ hizmetlerine erişiminin nasıl sağlanacağı ele alınır. Altıncı olarak sayacağımız ‘güvenlik’ unsuru, NEİ sistemlerinin (buradaki verilerin, enformasyonun ve bilişsel düzeyde cihazların kendilerinin) mahremiyet ve güvenliklerinin sağlanmasına ve kullanımın yetkilendirilmesine yöneliktir. Yedinci unsur, ‘yönetim’ başlığı altında bu fonksiyonla ilgili gerçekleştirilecek görevlerle ilgilidir. Bu başlık altında NEİ sisteminin bir bütün olarak düzenlenip ayar edilmesi, hata tespiti ve tanımlaması, hatanın giderilmesi ve hata kaynaklarının ortadan kaldırılması, performans, raporlama, durum izleme vb. gibi alt başlıklar ele alınır.

Ağa bağlantılı, uzaktan izlenebilme özelliğine sahip ve Endüstriyel İnternet başlığı altında ele alınabilecek bazı teçhizat, makineler, cihazlar ve sistemler halen sanayinin üretim alanlarında kullanılıyor. Örneğin tarımda, madencilikte, elektrik enerjisi üretiminde veya son tüketiciye yönelik ürünlerin imalatında ağlara bağlantılı donanımın yer aldığını izliyoruz. Diğer yandan yeni teknolojiler mevcut makinelerin iyileştirilmesi veya daha gelişkin olanlarının tasarımı için imkânlar sunuyor. Makine tasarımlarına yapay zekâ, sensör ve iletişim becerisi eklenmesiyle Nesnelerin İnterneti’ne daha iyi uyum sağlayan sistemlerin ortaya çıkması mümkün olacak. Bu tür makinelerin kullanıcıları olacak işletmeler, kendilerine daha yüksek performans ve verimlilik sağlayacak yeni makine uygulamalarının beklentisi içindeler.

Yeni makinelerin tasarım ve iyileştirilme sürecinde işletmeler makine üreticilerine nasıl destek olabilirler? Bunu sağlamanın yollarından birisi işletmelerin makine imalatçılarına gerçek zamanlı performans verileri sağlamaları olabilir. Kendi ürünlerinin performansı ve duruş verileri konusunda gerçek zamanlı iletişim imkânına sahip olan makine üreticileri çok daha nitelikli sistemler (otomatik vanalar, pompalar, kompresörler, aktüatörler, tezgâhlar, robotlar, türbinler vs.) üretebilirler.

Sensörler tarafından elde edilen sıcaklık, basınç, debi, vibrasyon veya enerji tüketimi gibi veriler makine tasarım ve imalatçılarının makine performansını daha yakından izlemelerine ve durumu analiz etmelerine imkân tanır. Böylece makinenin çalışma parametreleri konusunda yeni seçenekler üretebilmek, tasarımı iyileştirebilmek, arıza ve duruş kaynaklarını azaltmak mümkün olur. Ayrıca makine üreticisi açısından garanti, bakım ve onarım maliyetlerinin düşürülmesi de gündeme gelir. Üretim alanlarındaki makineleri yakından izleyen donanım imalatçısı, elde ettiği veriler sayesinde tekil kullanıcıların fark etmekte zorlanacakları bazı arıza, güvenlik ve duruş risklerini kavrayarak tasarım iyileştirmesine gidebilir. Toplam sonuç makineyi kullanan açısından performans, verimlilik ve etkinliğin artışı; makine imalatçısı açısından makinenin iyileştirilmesi, maliyetin düşmesi ve pazarda rekabet gücünün artması şeklinde olacaktır.

Makineler gibi işletme varlıklarının Endüstriyel İnternet ortamına bağlantılanması mahremiyet ve güvenlik alanında riskleri gündeme getirir. Sanayi işletmeleri kendi teknolojik sistemleri (örneğin makineleri) tarafından üretilen verileri güvendikleri makine imalatçıları ile herhangi bir mahremiyet ve güvenlik problemi yaşamadan nasıl paylaşabilirler? Yeni makine sistemlerinde veri, sensörler aracılığı ile toplanır; ardından Wi-Fi olarak bilinen kablosuz yerel ağ bağlantısı aracılığı ile işletmenin büyük ağına iletilir. Endüstri 4.0 vizyonu ve uygulamalarının yaygınlaşması ile birlikte sensörler, yapay zekâ yapısı ve iletişim becerisi ile donanmış yeni makineler pazarda daha kolay ve yaygın olarak bulunacak. Bunların ‘tak-kullan’ özelliği sayesinde eski sistemlerle hızlı ve kolay bütünleşmesi üzerine yoğun çalışmalar var. Sektöre ilişkin tüm unsurları içine alan standartların geliştirilmesi yönünde çözüm üretme girişimleri sürüyor. Bir standartlar çatısına ulaşıldığında günümüzde öngörülen risk ve problemlerin pek çoğu aşılmış olacak. Diğer yandan teknolojinin bu gelişmişliğe ve yaygınlığa ulaşmasına dek bulut bilişim uygulamalarından yararlanmak mümkün olabilir. Şöyle ki makine performansına ilişkin verileri makine üreticileri ile paylaşmak isteyen işletmeler kendi imalat zincirleri oluşan verileri korumalı bir bulut bilişim deposuna göndererek seçilmiş imalatçıların kullanımına açabilirler.

Mevcut makine teknolojisi genellikle PLC, DCS vb. kaynaklardan gelen salt okunur enformasyon sunar. Bulut bilişim çözümlerinin katılımı ile mevcut enformasyon altyapısı makine imalatçıları ile veri paylaşımı için bir zemin oluşturabilir. Yazılım pazarında hem açık çevre ortamlarından hem de İnternet’ten çok çeşitli İnternet hizmetini sağlayan bulut platformu uygulamaları bulunabiliyor. Böylece sektörü ilgilendiren standartların oluşumunu beklemek gerekmiyor.

Endüstriyel İnternet henüz bir vizyon olmaya devam ediyor. Diğer yandan bu vizyonun iddiasında yer alan alanlara ilişkin örnek ürünler ve uygulamalar da çoğalmaya başladı. Artık tüm sınai üreticilerin kendi ürün ve hizmetlerini Endüstriyel İnternet’e uygun olarak nasıl tasarlayacaklarını düşünmelerinin zamanı geldi. Bu yeni tasarım ve imalat süreci; üründe yer alacak gömülü bilişim donanımı ve yazılımının tasarlanması, veri depolama ve iletişim becerilerinin öngörülmesi ile doğru sensör topluluğunun belirlenmesini gerektiriyor.

Günümüzde yeni tasarım sürecine yönelik yazılım uygulamaları giderek daha yaygın olarak kullanılıyor. Yazılımsal, mekanik ve elektriksel sistemlerin eş zamanlı ve birlikte tasarımı ile simülasyonu amaçlı çok sayıda araç var. Tasarım sürecinin zorluğu gene takım halinde örgütlenmiş ‘insan tasarımcı’ tarafından çözülmesi gereken problemlerden oluşuyor. Örneğin ürünün hangi iletişim teknolojilerini destekleyeceği, hangi sensörler ile hangi tür verilerin toplanacağı, ne düzeyde bir yapay zekâ yeteneğinin oluşturulacağı gibi sorulara cevaplar bulunması gerekiyor. Bu sayılanlara veri depolama, mahremiyet, güvenlik, iletişim ve performans gibi başka kriterleri de ekleyebiliriz. Kısaca özetlenen ürün tasarımı çerçevesi, tasarım-üretim bağlamında yeni bir ürün-merkezli iş modelinin yaratılması anlamına geliyor. Bu tür bir modelden ve bunun küresel pazarı hedeflediğinden söz ettiğimizde; ‘tak-kullan’, esneklik vb. gibi Endüstriyel İnternet’te var olma şartlarının yerine getirilmesini sağlayacak standartlara göz atmamız gerekir.

Endüstriyel İnternet İçin Standartlar
Endüstriyel İnternet vizyonunun önemli özelliklerinden birkaçını hatırlayalım. Birincisi; yeni teknoloji mevcut (geleneksel) olanla kolayca uyuşabilmelidir. İkincisi; yeni teknolojik unsurlar fiziksel olarak büyük sisteme hızla eklenebilmeli, ihtiyaç halinde büyük sistemin işleyişine, akışına engel ve zarar oluşturmadan çıkarılabilmelidir. Üçüncüsü; yeni eklenen unsur işletmenin bilişim-iletişim sistemine uyum sağlamalıdır. Bu ve benzeri gerekliliklerin yerine getirilmesi için yeni teknolojik unsurlar hem fiziksel hem de bilişsel olarak bazı standartlara uyumlu olmak zorundadır.

Nesneleri İnterneti mimarisinin yarattığı yeni imkânlardan yarar sağlamak için konunun temel unsurlarının bir standartlar çatısı altına girmesi gerekiyor. Üretici ve müşterilerin yer aldığı pazarda standartların oluşması yeni teknolojilerin daha kolay yaygınlaşması anlamına gelecek. Bu bağlamda veri yapıları, veri değişimi, güvenlik, yetkilendirme, mahremiyet ve güvenlik gibi pek çok konuda standart ve sertifikasyonların oluşmasına ihtiyaç var. Bu standartların yaratılması ve üreticilerin bunlara uyum sağlaması ile birlikte pazardaki birbiriyle uyumsuz ürünler azalacak, işletmeler de belli bir marka ve/veya modele ya da teknolojiye bağımlı olmaktan kurtulacaklar. Diğer yandan bilimsel ve teknolojik gelişmelerin yüksek hızda yol almakta olduğu, teknolojik uygulama ve ürünlerin çok hızlı değiştiği bir dönemde standardizasyon problemini çözmek hiç kolay değil.

Standartlar alanında zorluklara yol açan sorunların başında farklı üreticilerin birbirleriyle uyumlu olmayan protokoller kullanmaları geliyor. Teknolojik ürün imalatçıları kendilerine özgü protokoller ve ‘standartlar’ kullanarak ‘müşteri sadakati’ sağlamak gibi bir işletme politikası içindeler. Böylece müşterilerin üretici tercihlerini değiştirmeleri ve üçüncü taraf kuruluşlardan hizmet almaları engellenmiş oluyor. Uyumsuzluğun örnekleri hem donanım hem de yazılım tasarımı alanlarında görülebiliyor.

Nesnelerin İnterneti (Nİ) alanında mimari ve standartların geliştirilmesi amacıyla çok sayıda kurum ve kuruluş çalışma yapıyor. Bu konuda bilişim-iletişim teknolojileri (BİT) sektöründen umut verici çıktılar olacağına dair işaretler var. Bunun nedeni yeni teknolojik sistemlerde yapay zekâya ilişkin gömülü donanım ve yazılım ile İnternet de dâhil olmak üzere iletişim becerilerinin ağırlığının giderek artması olabilir. Diğer yandan çeşitli kuruluşlar, konsorsiyumlar, iş ağları ve kümelenmeleri tarafından Nİ mimarisi ve bunların uygulamalarına yönelik, konuya odaklanmış çalışmalar sürdürülüyor. Akademi ile bütünleşen sanayi işletmelerinin Nİ alanlarına yönelik rapor türünde çalışmaları hızla yaygınlaşıyor. 21’nci yüzyılın erken yıllarından başlayarak bu konuda yapılan bilimsel ve teknolojik kongre, sempozyum ve konferansların çoğaldığını izliyoruz. Aynen yazılım alanında olduğu gibi Nİ ile ilgili sektörlerde de bulut üzerinde konaklamayı hedefleyen açık kaynak türünde çalışmalar var. Nİ sektörlerine göz gerdiğimizde standartlaştırma çalışmalarının Telekom cihazları, bağlantılı taşıtlar, uzaktan erişim, ağ protokolleri, İnternet’in yeniden yapılanması, makineler arası (M2M) erişim gibi yoğunlaştığına tanık oluyoruz –ki bunlara yenileri eklenecektir.

Değişen İnternet Yapısı
Endüstri 4.0 veya Nesnelerin İnterneti olgusunun ana dayanakları arasında haberleşmenin ve veri iletişiminin temel zeminlerinden birisini oluşturan İnternet ilk sıralarda sayılabilir. Dolayısıyla yeni standartlaştırma çalışmalarının önemli bir bölümünün İnternet haberleşmesi protokolü olan TCP/IP üzerinde olması şaşırtıcı değildir. Yakın zamana kadar İnternet’te yer alan cihazların tanınması için TCP/IP bağlamında yer alan kısaca IP, daha açık biçimde IPv4 olarak isimlendirilen kodlama sistemi ağın çok büyük bölümünde en yaygın seçenekti. Ancak bu kodlamanın öncelikle adres alanı olarak yetersizliği, protokolün IPv6 olarak yenilenmesi yolunu açtı. IPv6 protokolü bir yandan adreslenebilen cihaz sayısını artırırken diğer yandan ağ yönetimi konusunda da kolaylıklar getiriyor. Bu yeni sürüm sayesinde farklı ağ türlerinin desteklenmesi ve ağ güvenliğinin artırılması gibi şartlarda sağlanıyor. IPv6 sürümü, İnternet protokolü düzeyinde Nesnelerin İnterneti’nin önünün açılmasına yönelik bir yenilenme olarak kabul edildiğinden bu alanda da çeşitli kuruluşların ve ağların ortak çalışmaları ve işbirlikleri çoğalıyor.

Nesnelerin İnterneti’nin işletme ve sosyal yaşam mekânlarında yaygınlaşması, dolayısıyla yerel varlıkların küresel İnternet sistemine bağlantılı hale gelmesi bunlarla ilgili yerel ve kişisel ölçekte de yenilikler yapılması ihtiyacını doğuruyor. Bu bağlamda 6LoWPAN protokolü; düşük güçlü, kablosuz, kişisel (yerel) ağlar üzerinde IPv6 protokolünün bir uyarlaması olarak ortaya çıkıyor. Bu protokolü var eden temel düşünce “en küçük cihazlarda bile İnternet Protokolü’nün var olması” şeklindedir. Dolayısıyla sınırlı ve kısıtlı işlem yeteneğine sahip olan, enerji yönünden düşük güçteki cihazlar da İnternet ortamında yer alabilecektir.

IPv6’nın bir uzantısı olan 6LoWPAN protokolü; düşük güçlü ve kısıtlı bant genişliğine sahip, IEEE 802.15.4 tabanlı ağlar üzerinden İnternet veri paketlerinin alışverişini mümkün kılar. Bu ek protokol sistemlerin en uç noktalarında yer alan nesnelerin İnternet ağında iletişime dâhil olmaları için gerek şartlardan birini oluşturur. Böylece Endüstri 4.0 ve akıllı işletme vizyonunun ana eksenlerini oluşturan işletme içi dikey ve ekosistemde yatay entegrasyonları başarmanın önü açılmış olur. Diğer yandan 6LoWPAN sürümü, sanayi sektörleri dışında, aralarında sağlık hizmetleri de olmak üzere daha pek çok alanda Nesnelerin İnterneti’nin gerçekleşmesine katkı yapacak.

Pek çok konuda olduğu gibi; İnternet alanında da olumsuz haberler çok daha hızlı yayılma özelliği gösteriyor. Endüstriyel İnternet’in sağlamlığı, bağlantılı cihazların güvenliği ve kurumsal verilerin mahremiyeti yeni teknolojilerin hızlı yaygınlaşmasının önünde muhtemel engellerden biri olarak duruyor. Mahremiyetin korunması ve güvenlik konuları sanayi yöneticileri nezdinden doğrulanmaya ihtiyaç duyuyor. İşletme yöneticileri İnternet’e bağlı sistemler üzerinden korsan saldırılara uğrayarak sistemin olağan akışının durması ve süreçlerin zarar görmesi gibi durumlarla karşılaşmak istemiyor. İnternet güvenliği alanında donanım ve yazılım geliştirenlerin işletme yöneticilerini ikna etmek –onları ikna edecek ve güvenlerini kazanacak ürün ve hizmetleri geliştirmek– gibi bir görevleri var. Bu konuda anti-virüs yazılımı geliştirenlerden güvenlik donanımı geliştirenlere kadar çok sayıda kuruluş yeni çalışmalar yapıyor. Çünkü bu çağın en önemli problemlerinden birisinin güvenlik olduğu neredeyse tüm taraflarca kabul ediliyor.

Nesnelerin İnterneti bağlamında mahremiyet ve güvenliğin iki boyutu var. Birinci olarak; güvenliğin ağa bağlanacak olan cihazın kendisinde sağlanması gerekiyor. Bir başka deyişle; cihaz tasarımı süreci mahremiyet ve güvenlik çözümlerini de içermek durumundadır. İkinci olarak; cihazlar ağ üzerinde bulut bilişim ile haberleşme içinde olacaklarından bulut hizmetleri ile ilgili bazı önlemlerin alınması gerekecek. Verileri üretip buluta gönderen işletme ile bulutta yer alan verilerden yararlanan taraflarla bir mahremiyet ve güvenlik sözleşmesi belli ölçüde yararlı olabilir. Diğer yandan bulut hizmetleri veren kuruluş, sözleşme dışı kesimlerce buluta erişimi önleyici kısıtlama ve yönlendirme sınırları ve kısıtları geliştirebilir.

Endüstriyel İnternet ve İşletmenin Dönüşümü
Birçok işletme için teknolojik dönüşüm bir uzak gelecek konusu gibi görünmekle birlikte gene de böyle bir dönüşüm ihtimali karşısındaki akıl yürütmelere göz atılmasında yarar olabilir. Öncelikle; Endüstriyel İnternet’in, akıllı-iletişebilir cihazların ve yeni süreçlerin işletme içinde yayılımı konusunda üst düzeyli bir gelecek tasarımına gerek olacaktır. İşletmedeki her fonksiyonun ve iş grubunun bu dönüşümden nasıl ve ne zaman etkileneceği konusunda bir stratejik planlama yapılması uygun olur. Dönüşüm sürecinin adımlar halinde ilerlemesi işletme yöneticileri açısından yeni sisteme güven duygusunu yükseltici etki yapabilir. Dönüştürme bu şekilde gerçekleşecekse hangi adımların ne zaman ve nasıl atılacağı ile ilgili planlama kaçınılmaz olacaktır.

İkinci olarak; dönüşümde yer alacak cihazların (donanım ve/veya yazılım) üreticileri ile tanımlı ve düzenli bir ilişki yönetimine gerek duyulacaktır. Örneğin cihaz performans verilerinin ağ üzerinden imalatçılar tarafından izlenmesi konusunda sağlanacak imkânlar cihaz ve süreç iyileştirme konusunda önemli katkılar yapacaktır.

Yeni teknolojilerle geliştirilmiş ürün ve hizmetler hızla pazarda yerlerini alıyorlar. Diğer yandan pek çok geleneksel işletme, daha önceki dönemlere ait cihazlarla çalışmayı sürdürüyor. Dönüşüm sürecinde eski sistemler konusunda nasıl bir yaklaşım geliştirilebilir? Eski sistemler teknolojik dönüşüm vizyonunun ve planlamasının bir parçası olmak durumundadır. Pek çoğu Ethernet gibi yaygın bir ağ protokolüne uyumlu olan bu cihazlar yeni sistemler ile birlikte çalışabilir veya çalışmak için uygun hale getirilebilir. Dolayısıyla mevcut sistemlerin yeni eklenecek olanlarla nasıl uyum içinde çalışacağı dönüşüm vizyonunun ve planlamasının önemli bir parçasıdır.

Gürcan Banger

BEĞEN – İZLE

About admin

GÜRCAN BANGER elektrik yüksek mühendisi, danışman ve yazardır. Eskişehir Maarif Koleji ve ODTÜ Elektrik Mühendisliği Bölümü mezunudur. Aynı bölümde yüksek lisans çalışması yaptı. Kamuda mühendislik hizmetleri yapmanın yanında bilişim donanımı ve yazılımı, elektronik, eğitim sektörlerinde işletmeler kurdu, yönetti. Meslek odası ve sivil toplum kuruluşlarında yöneticilik yaptı. 2005’ten bu yana bazı büyük sanayi şirketleri de dâhil olmak üzere çeşitli kuruluşlarda iş kültürü, yönetim, yeniden yapılanma, kümelenme, girişimcilik, stratejik planlama, Endüstri 4.0 gibi konularda kurumsal danışman, iş ve işletme danışmanı ve eğitmen olarak hizmet sunuyor. Üniversitelerde kısmi zamanlı ders veriyor. Halen Raylı Sistemler Kümelenmesi'nde küme koordinatörü ve bizobiz.net danışmanlık ve eğitim firmasında proje koordinatörüdür. Kendini “business philosopher” olarak tanımlıyor. Düzenli olarak bloglarında (http://www.duyguguncesi.net ve http://www.bizobiz.net) yazıyor. Değişik konularda yayınlanmış kitapları var. Son çalışmalarından "Endüstri 4.0 Uygulama ve Dönüşüm Rehberi" Kasım 2018'de, “Endüstri 4.0 ve Akıllı İşletme” Eylül 2016’da (2018'de 2. baskı), “Endüstri 4.0 Ekstra” Mayıs 2017'de (2018'de 2. baskı) ve "Aşkın Anlamlar Kitabı" Eylül 2017'de Dorlion Yayınları arasında çıktı. Çeşitli gazete, dergi ve bloglarda yazıları yayınlanıyor. KİTAPLARINDAN BAZILARI: Gürcan Banger, "Endüstri 4.0 Uygulama ve Dönüşüm Rehberi", Dorlion Yayınları, 2018 Gürcan Banger, “Endüstri 4.0 – Ekstra”, Dorlion Yayınları, 2. baskı, 2018, Ankara Gürcan Banger, “Endüstri 4.0 ve Akıllı İşletme”, Dorlion Yayınları, 2. baskı, 2018, Ankara Gürcan Banger, “Aşkın Anlamlar Kitabı”, Dorlion Yayınları, Eylül 2017, Ankara Gürcan Banger, “Sivil Toplum Örgütleri İçin Yönetişim Rehberi”, STGM Yayınları, 2011, Ankara Gürcan Banger, “Eskişehir'in Şifalı Sıcak Su Zenginliği”, Eskişehir Ticaret Odası Yayınları, 2002 Gürcan Banger, “Siyasal Kalite: Siyasal Kalite Yönetimi”, Bilim Teknik Yayınevi, 2000, İstanbul Gürcan Banger, “C/C++ ve Nesneye Yönelik Programlama”, Bilim Teknik Yayınevi, İstanbul Gürcan Banger, “Pascal: Borland / Turbo 4, 4.5, 5,5, 6,7 ve 7.01”, Bilim Teknik Yayınevi, 1999, İstanbul Gürcan Banger, “Siyasetin Mimarisi”, Ant Matbaacılık Yayıncılık, Haziran 1995, Eskişehir

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.