Yakın Geleceğin Akıllı Makineleri

      Yorum yok Yakın Geleceğin Akıllı Makineleri

Akıllı makine; tasarımı sırasında öngörülen fonksiyonları yerine getirmesi yanında donanım ve yazılım olarak gömülü halde yapay zekâ (dolayısıyla kısmi karar ve eylem otonomisi) içeren, kendi durumunun farkındalığına sahip olan, ağ üzerinden çalışan ve diğer sistemlerle iletişim kurabilme özelliği bulunan makine türüdür. Akıllı makineleri geleneksel olanlardan ayırt eden özelliklere geçmeden önce (Endüstri 4.0 veya Endüstriyel İnternet gibi isimlerle anılan) yeni teknolojilerin gündeme getirdiği tasarım ilkelerini hatırlamakta yarar olabilir. Bu teknolojilerin pazardaki problem ve ihtiyaçlarla ilişkilendirilmesi ile yeni ürün, hizmet, süreç, iş yapma biçimi ve iş modelleri için şu tasarım ilkelerinin öne çıktığı görülüyor: Birlikte işlerlik, sanallaştırma, merkezsizleşme (desantralizasyon), gerçek zamanda çalışma yeteneği, entegrasyon (hizmet yönlendirme), modülerlik (tak-çalıştır) özelliği. Hiç kuşkusuz; bu tasarım özelliklerinin yeni makine sektöründe makro veya mikro ölçekte (işletme veya makine ölçeğinde) dikkate alınmasını gerektiren yanları olacak.

Akıllı makinenin birinci özelliği kendi durumu hakkındaki farkındalıktır. Kendisine atanmış parametrelerden herhangi bir sapma olması durumunda bunun farkına varır ve ağ üzerinden ilgili işletmeciyi bilgilendirir. Bu tür bir makine durum tespiti için farklı algılama ve ölçme özelliklerine sahip sensörlerle donatılmış olup gömülü donanım ve yazılım aracılığı ile yapay zekâ uygulamaları sergileyebilirler. Böylece akıllı karar ve seçim için operatöre ihtiyaç duyulmayan durumlarla sınırlı olmak üzere makineye bir özerklik sağlanmış olur.

Akıllı makinelerin özelliklerden birisi, bağlantılılık olarak adlandırılan operatörler ve/veya diğer makinelerle iletişim kurabilme. Bu tür makineler, yerel ağlar ve İnternet üzerinden çevre ile doğrudan iletişim kurabilir. Bu özellik sayesinde akıllı makine geleneksel cihazların ve otomasyonun yapabildiklerinin çok ötesine geçerek veri paylaşımı gerçekleştirir, üretim planlamasında etkin olarak yer alır.

Akıllı makine olgusu, birbirine eklemlenmiş, mevcut ve yeni teknolojilerin toplamıdır. Akıllı makine yapısının payandaları olan teknolojilerin başında bağlantılılık ile ilgili olanlar ilk sıraları alır. Örneğin bir bilişim-iletişim ağ teknolojisi olan Ethernet, elektronik nesneler arasında sağlıklı veri akışına imkân veren bağlantıyı sağlar. Hizmet temelli modeller ve güvenlik yönetimi için bir zemin oluşturur. Ağ ve İnternet tabanlı cihazlardaki bağlantı noktalarının sayı ve tür olarak çoğalması akıllı cihazların çevre donanımı ile daha gelişmiş bağlantılar yapabilmesine olanak sağlıyor.

Akıllı makine için standart olması beklenen bir özellik, bu tür cihazların “tak-çalıştır” yaklaşımına uygun biçimde tasarlanmasıdır. Sisteme dâhil edilecek yeni akıllı makinenin farklı imalatçılar tarafından üretilmiş cihazlardan oluşan mevcut sistemle uyumlu olması ve ek donanım-yazılım gerektirmeden kolayca bütünleşmesi istenen bir niteliktir. Yeni makinenin sisteme eklenmesinde geçecek zamanın kısa olması ve bu konuda yeni kaynağa ihtiyaç duyulmaması akıllı makine tasarımının bir özelliği olmalı. Keza; ağ üzerinden sağlanacak bakım-onarım hizmeti kolaylıkları da akıllı makinelerin tercih nedenlerinden bir başkasını oluşturacak.

Akıllı makinelere destek veren unsurlardan birisi bu tür sistemlerle iletişim kurmayı sağlayacak olan taşınabilir cihazlardır. Akıllı telefon, tablet, taşınabilir bilgisayar, giyilebilir teknoloji ürünleri akıllı makinelerle iletişim kurmakta ve veri alışverişi yapmakta önemli cihazlar olmaya devam edecek. Gerek işlemci gerekse bellek alanındaki ilerlemeler ve fiyat düşüşleri akıllı makinelerde durum bilgisi algılama, bunları iletme, atanmış parametrelere aykırı durumlarda işletmeci müdahalesi olmadan karar üretme ve yerine getirme vb. gibi özelliklerinin kullanımını mümkün kılıyor.

Geçmişte makine teknolojisinin en önemli problemlerinden birisi enerji tüketimi idi. Gelecekte enerji tüketiminin azaltılması makine tasarımının en önemli kriterleri arasında yer almaya devam edecek. İyi makine tasarımı anlayışının yaygınlaşması ile başta aşırı ısı yayımı –enerjinin ısı olarak çevreye atılması–olmak üzere gürültü, radyasyon, çeşitli atıklar vb. gibi çevre kirliliği yaratacak olumsuz faktörler hızla azalacak.

İşletmelerin akıllı makine teknolojisinden beklentileri arasında esneklik özelliği ilk sıralarda yer alır. Dolayısıyla esneklik, akıllı makine tasarımının öncelikli ve temel ilkeleri arasında yer alır. Esneklik kavramı; üretim hattında hızlı ürün değiştirebilme, tek bir ürüne kadar düşebilen veya çok büyük miktarlara çıkabilen parti büyüklüğü veya aynı hatta birden fazla ürün imal edebilme vb. gibi farklı anlamlara gelebilir. İnovasyonun giderek daha önemli hale geldiği günümüzde ürünün pazara çıkışındaki gerçek zamanlı hız yeni kârlılık kaynaklarından birisidir. Akıllı makinelerin katılımıyla oluşturulmuş üretim sistemi bireyselleştirilmiş ürün konusunda da esnek ve becerikli olmak durumundadır.

Akıllı makine sistemleri ürünün, üretim ve veri akışının izlenmesi için gerekli şartları sağlamalı; geleneksel yaklaşımlara oranla maliyet düşüşüne imkân vermelidir. Keza varlık yönetimi açısından toplam sahip olma maliyetini iyileştirebilmelidir. Tedarik zinciri yönetimini iyileştirmeyi de sağlayacak biçimde gerçek zamanlı veri yönetimine imkân vermelidir. Yeni ile mevcut teknolojilerin birbirleriyle bütünleşmesi kolayca gerçekleştirilebilmelidir. Yeni teknoloji sayesinde ürün kalitesi yükselmeli; çevreye olan olumsuz etkiler azalmalıdır. Kendi durumuna ve işleyiş-duruş hikâyesine ilişkin ilettiği veriler sayesinde bakım-onarım işlerini kolaylaştırmalıdır. Makinenin kendisini ve işletmecinin veya çevresindeki diğer çalışanların güvenliğini sağlayacak biçimde tasarlanmış olması gerekir.

Akıllı makine; gömülü halde içerdiği donanım ve yazılım imkânları ile yapay zekâ fonksiyonlarının bir kısmını yerine getirme potansiyeline sahiptir. Bu imkânlar sayesinde kendi durumunu ve önceden belirlenmiş parametreler ihlal eden bir durumun oluşup oluşmadığını tespit edebilir. Çoğunlukla operasyonel düzeyde olmak üzere bazı karar seçenekleri üretip işletmeci müdahalesine ihtiyaç kalmadan karar verip uygulayabilir. Karar verme yeteneği önceki nesil, geleneksel makineler gibi dar çerçeveli, makine bazlı, yerel otomasyona bağlı değildir. Yerel ağlar ve İnternet üzerinden akan enformasyona bağlı olarak bazı rasyonel kararlar verebilir ve eylemde bulunabilir. Akıllı makinenin önceki makine teknolojilerine oranla farklılık yaratan yanları enerji, zaman ve malzeme tasarrufu, toplam ekipman verimliliği artışı, üretim hattında kendinden önceki ve sonraki cihazların durumuna göre yük atma ve kalite parametrelerini düzenleme olarak sayılabilir.

Akıllı makinenin kendi durumunu izliyor olması, önleyici bakım konusunda ihtiyaç duyulan verileri sağlar. Böylece makinenin kendisinde veya işlemekte olduğu malzemede bir arıza oluşmadan işletmeciye ve bakım-onarım takımına gönderilen durum iletileri ile gerekli önlem girişimi yapılmış olur. Sonuçta; zamanında gerçekleştirilen bakım planlama ve çizelgelemesiyle hem makinenin durma süresi azaltılır, hem de üretim kesintiye uğramaz.

Akıllı makine ile ilgili bir diğer konu desantralizasyon (merkezsizleşme, yerelleşme) kavramıdır. Bu tür makineler içerdikleri yapay zekâ sayesinde veriyi kolayca ve yerinde değerlendirirler. Sensörlerden veya başka veri kaynaklarından elde ettikleri tüm verileri otomatik bir şekilde bir merkeze gönderip değerlendirilerek kendilerine karar şeklinde dönmesini beklemeleri gerekmez. Programlanmalarına bağlı olarak bazı durumlar ve olaylar karşısında kendi kararlarını üretme ve eyleme geçme otonomisine sahiptirler. Böylece zaman açısından gecikmelerin önüne geçilirken aynı zamanda gereksiz veri depolama maliyeti ile veri trafiği de meydana gelmemiş olur.

Akıllı makinede gömülü olarak bulunacak fonksiyonlardan birisi siber güvenlik olarak isimlendirilen mahremiyet ve güvenlik özelliğidir. Teknolojik verileri koruyacak ve güvenliği sağlayacak donanım ve yazılımın akıllı makinede gömülü olarak tasarımlanması, bu cihazın yerel ağlar ve İnternet üzerinde güvenle çalışmasını sağlayacak. Ayrıca operatör güvenliğini artırıcı bir rol oynayacak. Makinede içsel olarak yer alan bu özellik hem operatörlerin güvenliğini sağlama alırken hem de ağa bağlanmış olmanın risklerini en aza indirecektir. Yerel ağ ve İnternet ortamında siber güvenlik mikro düzeyde akıllı makine, makro düzeyde ise işletme sistemi tarafından sağlanır.

Endüstriyel İnternet gibi ağ bağlantıları söz konusu olduğunda güvenlik değişik biçimlerde ele alınmak durumundadır. Güvenlik konusu donanım, yazılım ve hizmetler alanlarında ayrı ayrı ve çok katmanlı olarak ele alınmalıdır. Güvenlik konusu akıllı makine donanımı, bu cihazın üzerindeki yazılım, ağ bağlantısı ve kullanım yeterliliği düzeylerinde üreticiden kullanıcıya kadar geniş bir alanda söz konusu olacaktır.

2000’li yıllarda bilişim ve iletişim alanındaki en önemli gelişmelerden birisi tak-çalıştır özelliğine sahip donanımın tasarlanıp üretilmesi oldu. Akıllı makinelerin büyük ağa bağlanmasında veya ağdan çıkarılmasında kolaylıklar olması zaman ve kaynak kaybını önler. Bu tür “ekle-çıkar” özelliği Endüstri 4.0 olgusunun birincil özelliklerinden birisidir. Esneklik bağlamında akıllı makineler için iki özellikten daha söz edebiliriz. Akıllı makinelerin gömülü veya yüklenebilir yazılım özelliklerine dayalı olarak bu özelliklerden ilki bu makinelerin modüler yapıda ve ikincisi yeniden kullanılabilir tasarımlı olmalarıdır. Bu üç özellik (“tak-çalıştır”, modülerlik ve yeniden kullanılabilirlik özellikleri) çağdaş makine tasarımının temel ilkeleri arasında sayılır.

Önümüzdeki dönemde teknolojik gelişimde daha fazla gözleyeceğimiz eğilimlerden birisi donanımın giderek daha fazla oranda yazılım tarafından ikame edilecek olmasıdır. Akıllı makine tasarım sürecinde, yapısında ve işleyişinde yazılımın yerinin büyüyüp yoğunlaşabileceğini söyleyebiliriz. Yazılımın yetenekleri sayesinde birbirinden farklı mekânlarda bulunan ve farklı özelliklere sahip makinelerin birlikte ve uyumlu işleyişi mümkün oluyor. Ayrıca Endüstriyel İnternet bağlantılı teknolojilerin oluşturduğu zeminde yazılım sayesinde bilişsel ve fiziksel uzaylarda bir paralel iş akışı oluşuyor. Fabrika ortamındaki kontrol sistemlerinin, gösterge ve kumanda panellerinin sayısallaşması yazılımın yarattığı değişim etkilerinden birisidir. Yazılım sayesinde fiziksel ürünün ve iş akışının bilgisayar ortamındaki paraleli anlamına gelen simülasyon ve prototipleme uygulamaları ile eşdeğer sanal modeller yaratılma imkânı oluşur. Böylece ürün geliştirme ve tasarım işleri kolaylaşır. Bilgisayar donanımının ve yazılım araçlarının sağladığı kolaylıklar sayesinde yazılım geliştirme sürecinin pek çok tehlikeli engelleri sorunsuz biçimde aşılabilir. Yazılımın makine ile kolay bütünleşmesi, farklı yazılım uygulamalarının geliştirilerek akıllı makinenin yeteneklerinin artırılması anlamına geliyor.

Endüstriyel İnternet’in evrimleşmeye devam ettiği bir teknolojik dönüşümün erken dönemini yaşıyoruz. Geçiş süreciyle birlikte çalışanların yeni eğitim içerik ve yöntemleriyle kendilerini geliştirmeleri gerekecek. Eğer yöneticiler teknolojik dönüşümün yarattığı yeni fırsatlardan yararlanmak istiyorlarsa bu durumda kendi çalışanlarının gelişimine yatırım yapmak zorunda olacaklar. Pazar konumlarını korumak veya iyileştirmek isteyen makine üreticileri ise yapay zekâ ve iletişim özelliklerini içeren makine tasarımlarına yatırım yapmak zorundalar. Yeni teknolojilerden yararlanmak makine performansını ve verimliliğini artırırken üretim sisteminin duruş sürelerini azaltacak, enerji tüketimini düşürecek ve pazarın rekabet şartları açısından ihtiyaç duydukları farklılaşmayı yaratacak. Ayrıca akıllı makinelerin ortaya çıkışına paralel olarak etkin ve verimli sonuçlara yol açacak olan yeni hizmetlerin, süreçlerin, sistemlerin ve iş modellerinin üretilmesi mümkün olacak. Yeni makine teknolojilerinde yazılım giderek daha büyük oranda donanımı ikame ederken bilişim-iletişim teknolojileri ile operasyonel teknolojilerin bütünleşmesine tanık olunacak.

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.