Geleneksel ile akıllı makine arasındaki farkı kavramaya çalışmadan önce ‘akıllı makine’ tanımını hatırlayalım. Akıllı makine; tasarımı sırasında öngörülen fonksiyonları yerine getirmesi yanında, donanım ve yazılım olarak gömülü halde yapay zekâ (karar üretebilme ve verebilme otonomisi) içeren, kendi durumunun farkındalığına, ağ üzerinden çalışanlar ve diğer sistemlerle iletişim kurabilme özelliklerine sahip olan makine (tezgâh, sistem, cihaz, nesne vb.) türüdür. Akıllı makine kendinden önceki türlerden kısmi otonomi, etkinlik (verimlilik), güvenlik, esneklik ve bağlantılılık yönlerinden ayrılır.
Yapay Zekâ
Akıllı makine; gömülü halde içerdiği donanım ve yazılım imkânları ile yapay zekâ fonksiyonlarının bir kısmını yerine getirme potansiyeline sahiptir. Bu imkânlar sayesinde kendi durumunu (önceden belirlenmiş parametreler ihlal eden bir durumun oluşup oluşmadığını) tespit edebilir. Çoğunlukla operasyonel düzeyde olmak üzere bazı karar seçenekleri üretip operatör müdahalesine ihtiyaç kalmadan karar verip uygulayabilir. Karar verme yeteneği önceki nesil makineler gibi dar çerçeveli, yerel otomasyona bağlı değildir. Endüstriyel İnternet ağı üzerinden akan enformasyona bağlı olarak yerel ölçekte operasyonel olmanın ötesine geçerek daha ‘rasyonel’ kararlar verebilir. Yapay zekâya zemin oluşturan elektronik donanım ve yazılım teknolojilerinin gelişmesi ve işletme için entegrasyon performansının artışı ile akıllı makinenin kendi başına ‘karar verme zekâ yaşının (bir başka deyişle karar ve eylem otonomisinin)’ daha ileri düzeylere yükseleceğini öngörebiliriz.
Etkinlik ve Verimlilik
Akıllı makine, bilişim donanım ve yazılımı ile eklemlenmiş bir cihaz türüdür. Ayrıca kendi ve çevre durumunu tespit için sensörlerle donatılmıştır. Bu özellikleri sayesinde kendi iş akışını ve eklentilerini izleyip belli ölçüde denetleyebilir ve yönetebilir. Belirlenen iş kuralları içinde kalmak koşuluyla; üretim hattında kendinden önceki ve sonraki cihaz ve faaliyetleri izleyerek kendi çalışma parametrelerini düzenleyebilir. Operatörlerle veya yönetim panelleri (portalleri) ile kurduğu iletişim sayesinde daha güvenilir, esnek, etkin ve verimli bir üretim hattı işleyişine katkı yapar. Akıllı makinenin önceki makine teknolojilerine oranla farklılaştıran 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. Otonom düzenleme, makinenin yerel yapay zekâ özellikleri yanında ağ üzerinden gelen merkezi, analitik enformasyona göre gerçekleştirilir.
Akıllı makinenin kendi durumunu izliyor olması, önleyici bakım konusunda ihtiyaç duyulan verileri sağlar. Böylece makinenin kendisinde veya işlemekte olduğu malzemede bir arıza oluşmadan operatöre 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 makinelerin üretiminde kullanılan çeşitli teknolojik malzemelerin giderek ucuzlaması sayesinde fiziksel ve bilişsel olanı bütünleştiren bu tür cihazların daha fazla yaygınlaşmasına tanık olacağız.
Akıllı makine ile birlikte hatırlamamız gereken bir diğer konu desantralizasyon (âdemimerkeziyet, yerindenlik) kavramıdır. Bu tür makineler içerdikleri yapay zekâ sayesinde veriyi kolayca ve yerinde değerlendirirler. Bu nedenle sensörlerden veya başka kaynaklardan 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 otomonisine sahiptirler. Böylece zaman açısından gecikmelerin önüne geçilirken aynı zamanda gereksiz veri depolama maliyeti ile veri trafiği de meydana gelmemiş olur.
Güvenlik
Akıllı makine olarak isimlendirilen teknolojik donanımda gömülü olarak bulunacak fonksiyonlardan (farklılıklardan) birisi ‘mahremiyet ve güvenlik’ ile ilgili olacak. Teknolojik verileri koruyacak ve güvenliği sağlayacak donanım ve yazılımın akıllı makinede gömülü olarak bulunması (makinenin bu şekilde tasarlanması), bu cihazın açık İnternet ağı üzerinde güvenle çalışmasını sağlayacak. Ayrıca operatör güvenliğini artırıcı bir rol oynayacak. Böyle bir bütünleşik teknoloji seviyesinde makine ve operatör güvenliği veya üretim hattında iş akışı risk edilerek toplam sahip olma maliyetinin azaltılması yoluna gidilemez. Akıllı makine enformasyon mahremiyeti ve güvenlik şartlarını sağlamak zorundadır.
Akıllı makine üreticileri, makine-operatör-enformasyon güvenliğini sağlamak amacıyla bir kısmı makine üzerinde hazır halde bulunan, diğer kısmı ise ek seçenekler listesinde yer alan bir dizi güvenlik desteği sunabilirler. Ağ bağlantılı olarak işleyen sistemlerdeki veri güvenliği riski pek çok işletmenin bu tür tercihlerin yapılmasında engel olarak gözükebilir. Güvenlik alanında başarılı uygulamalarla bu risk algısının azalacağını öngörebiliriz.
Nesnelerin İnterneti başta olmak üzere çeşitli ağ bağlantıları söz konusu olduğunda güvenliğin 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 perspektifte söz konusu olacaktır. Dolayısıyla güvenlik konusunun özellikle kullanıcı (operatör) açısından bir eğitim ihtiyacı anlamına geldiğini de söylemeliyiz.
Bağlantılılık
Yukarıda sözü edilen güvenlik riskinin önemli bir kısmı, akıllı makinelerin geniş ağa bağlanıyor olmasından kaynaklanır. Diğer yandan bir cihazın akıllı makine olarak üstün nitelenmesinin dayanaklarından birisi iletişim yapabilme becerisidir. Böylece akıllı makine geleneksel cihazların ve otomasyonun ötesine geçerek veri paylaşımı yapabilme ve üretim planlamasına katkı verebilme yeteneğini elde eder. Akıllı makine türü ile işletmedeki operasyonel ve bilişsel teknolojiler birbirine eklemlenme fırsatını yakalar. Bunun anlamı envanter (stok) denetimi, operatör çizelgeleme, bakım planlama, enerji yönetimi, ürün değiştirme gibi işletme beklentilerinin yerine gelmesidir.
Yeni çağın en önemli gelişmelerinden birisinin mobilite olduğunu söyleyebiliriz. Akıllı telefonlar, tabletler, taşınabilir bilgisayarlar ve giyilebilir teknolojik ürünler verilere İnternet üzerinden herhangi bir anda ve ortamda erişebilme imkânı yarattı. Bu çerçevede yöneticiler, mühendisler ve operatörler herhangi bir fiziksel mekâna veya sabit cihaza bağımlı kalmadan üretim ortamındaki nesnelerle kolayca veri alışverişinde bulunabiliyor. Böylece arıza tespiti, uyaktan yönlendirme veya rehberlik yapma gibi ihtiyaçların sağlanması mümkün oluyor. Sonuçta; işletmenin ve üretim ortamının toplam performansının artacağı öngörülüyor.
Esneklik
2000’li yıllarda bilişim ve iletişim alanındaki en önemli gelişmelerden birisi ‘tak-kullan’ 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-kullan’, modülerlik ve yeniden kullanılabilirlik özellikleri) çağdaş makine tasarımının temel ilkeleri arasında sayılır.
Yazılımın Yarattığı Fark
Mikroişlemcilerin üretilmeye başladığı 1970’li yıllarda gördüğüm ilk uygulamalardan birisi, yaklaşık 10x10x10 cm ölçülerinde bir ‘satranç bilgisayarı’ idi. İşlemciye ve belleğe sahip bir mikro bilgisayar olmakla birlikte sadece satranç oynayabilen tek amaçlıydı. Günümüzün akıllı cep telefonlarına geldiğimizde ise bu cihazların üzerlerine yüklenebilen uygulama yazılımları sayesinde çok farklı fonksiyonları yerine getirebildiğini görüyoruz. Uygulama yazılımına bağlı olarak akıllı telefon bir oyun (örneğin satranç) makinesine, bir ısıölçere, bir adımsayara, bir navigasyon cihazına –veya daha pek çok farklı kullanımlara– dönüşebiliyor. Bu esnekliği ve uyum yeteneğini sağlayan yazılımın ve onu destekleyen donanımın gücüdür.
Yazılımın makine teknolojisinde yarattığı fark ve itici güç, mikroişlemcilerin pazara çıkışından bu yana her zaman var oldu; bundan sonraki yıllarda da bu yönelim geçerli olmaya devam edecek. Önümüzdeki dönemde teknolojik gelişimde izleyeceğimiz trendlerden 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 Endüstri 4.0 ve Nesnelerin İnterneti bağlantılı teknolojilerin oluşturduğu zeminde yazılım sayesinde bilişsel ve fiziksel uzaylarda bir paralel iş akışı oluşuyor.
Paralel iş akışı konusuna biraz daha değinelim. 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 akıllı makineler için ne denli önemli olduğu hatırladığında bu kolaylaştırmaları daha iyi kavramak mümkün olur. Yazılımın makineye kolay entegrasyonu, farklı yazılım uygulamalarının geliştirilerek (yukarıda akıllı telefonlar için verdiğim örneğe benzer biçimde) akıllı makinenin yeteneklerinin artırılması anlamına geliyor.
Bulut Bilişim
Yazılımın makine ile eklemlenmesinin bir başka uygulanışını bulut bilişim alanında görüyoruz. Akıllı makine bazı fonksiyonlarını yerine getirmek için kendi üzerinde gömülü olan bilişim-iletişim donanım ve yazılımından yararlanır. Sensörlerden edindiği veya kendi durumu ile ilgili olarak elde ettiği verileri gerçek zamanlı veya daha sonra yararlanılmak üzere –bir İnternet hizmeti olan– bulut bilişim depolarına gönderir. Bulutta sadece veriler yer almaz; aynı zamanda depolanan verileri analiz edip işleyecek olan bazı uygulama yazılımları da burada yer alır. İş-işletme dünyasında ofis ortamında bulut bilişim hizmetleri –teknolojik değişim hızı dikkate alındığında– uzun sayılabilecek bir süredir kullanılıyor. Diğer yandan sınai işletmelerin buluttan yararlanma konusunda ofis işleri kadar hızlı olduğunu söyleyemeyiz. Başarılı örnekler bu konuda bir teşvik yönelmesi yaratacaktır.
Diğer yandan fabrika ortamında, üretim alanlarında üretilen ve derlenen verilerin büyük bir hızla çoğalması sınai işletmeleri de bulut bilişimden yararlanmaya yönlendirecek faktörlerde birisidir. Bu arada depolama ve işleme olarak bulut uygulamalarının diğer seçeneklere göre düşen maliyetlerinin bu yönelimi hızlandırması beklenir. Ayrıca bulut hizmetlerinin özellikle donanım harcamalarını azaltması yanında mahremiyet ve güvenlik yönlerinden artan kaliteleri bu yönlü tercihler için olumlu etkiler yaratıyor. Mühendislerin ve operatörlerin eğitimle elde edecekleri yeni beceriler de sürecin doğru gelişmesine imkân sağlar. Sonuç olarak; bulut bilişim, akıllı makine bağlamında işletmenin pazardaki rekabet gücünü pekiştirecek seçeneklerden birisi olarak ortaya çıkıyor.
Gürcan Banger