Giderek daha fazla gündem maddesi olmayan başlayan Endüstri 4.0’ın yükselen bu popülerliğinin arkasında ne gibi gelişmeler var? Endüstri 4.0’ın arka planı nedir? Dördüncü Sanayi Devrimi veya Endüstri 4.0 gibi terimlerin günlük yaşamımıza girmesine ilişkin bazı nedenler sayabiliriz. Bunların başında 20’nci yüzyılın son çeyreğinden bu yana ivmelenen bilimsel gelişmeler ilk sırayı alır. Bilimi ise yakından teknoloji izler. Aynı dönemde (özellikle 2000’li yıllarda) bilişim, iletişim, İnternet, kablosuz ağlar, sensör (her türlü veri toplama), gömülü sistemler ve yazılım, otomasyon, mekatronik ve robotik gibi alanlarda (ya da bu alanların açılmasında) yeni teknolojilerin oluşumuna ve mevcutları gelişmesine tanık olduk. Teknolojik yenileşmenin ve gelişimin sonucunda teknolojiler birbirine eklemlenerek yeni türden daha karmaşık tümleşik teknolojilerin oluşmasına yol açtı. Endüstriyel İnternet (Eİ) olarak isimlendirdiğimiz yeni imkânlar işletmeler için üretim, yönetim ve denetim konularında yeni metodolojilerin gelişmesinde potansiyel oluşturmaya başladı. Yayılıp güçlenen İnternet sensörler sayesinde tüm varlıkların bu büyük ağa başlanmaları ile birbirleri ile haberleşebilmeleri imkânını oluşturdu. Bu yeni duruma Nesnelerin İnterneti adını veriyoruz. Toplanan verilerin işlenmesi amacıyla büyük veri ve analitikler yaklaşımı geliştirildi. Öğrenen makineleri ve akıllı teknolojik nesneleri var eden yaklaşımı imkân dâhiline sokan ise yapay zekâ (YZ) ve ilgili yazılım alanındaki ilerlemeler oldu. Bu gelişmelerin daha ileri aşamalarını görmeye devam edeceğiz.
Yukarıda bir kısmını kısaca özetlediğim gelişmeler Dördüncü Sanayi Devrimi, Endüstri 4.0 veya Endüstriyel İnternet gibi alanlara ilgi duyup çalışanlara sıklıkla sorulan bir soruyu gündeme getiriyor: Bu büyük değişimin nedeni nedir? Birinci neden; işletmeler ve ekonomiler için rekabet imkânlarının giderek daralması, yeni rekabet üstünlükleri için fırsatlar aranmasıdır. Artık neredeyse her ürün dünyanın herhangi bir pazarında benzer kalite ve fiyatla bulunabildiğinden işletmelerin yeni rekabet kolaylıkları bulmaları gerekiyor. Bunun ilk yolu maliyetin azaltılmasıdır. Teknolojinin emeğe baskınlığının oluşması ve teknoloji görece ucuzlarken emeğin daha maliyetli olmaya başlaması sertleşen rekabeti dikkate alan işletmelerin tercihlerini teknolojiden yana kullanmalarına neden oluyor. Bu arada pazardaki ve müşteri profilindeki davranış değişiklikleri de teknolojiyi ve buna bağlı akıllı ür-ge’yi tercihte rol oynuyor. Ayrıca yeni teknolojiler artık bir zorunluluk haline gelen inovasyonu başarmak için işletmelere beceri ve yetenek altyapısı sunuyor.
Özetle; Nesnelerin İnterneti, kablosuz sensör ağları, büyük veri ve analitikler, bulut bilişim, gömülü sistemler, mobil internet vb. gibi yükselen teknolojiler bunların birbirine eklemlenmeleri ile oluşan durum Endüstri 4.0 olarak anılan yeni bir vizyona neden oluyor. Bu stratejik yaklaşıma Almanya’da Industrie 4.0, ABD’de Endüstriyel İnternet (Industrial Internet) ve Çin’de Internet+ adı veriliyor. Endüstri 4.0 vizyonu –stratejisi de diyebiliriz, Siber-Fiziksel Sistemler aracılığı ile yeni küresel değer yaratma ağlarını oluşturmak üzere üretim imkânlarının, işleme ve depolama sistemlerinin, lojistiğin, hatta sosyal gereksinimlerin birbirine eklemlenmesi anlamına gelir.
Endüstri 4.0’ın arka planını ya da nedenlerini sayabilmek ancak büyük resmin bir parçasını oluşturuyor. Değişime ilişkin büyük ve kapsamlı sürecin önemli bir aşaması Endüstri 4.0’ın mevcut veya yeni kurulacak işletmelerde nasıl gerçekleştirileceğidir. Bu konuda anahtar niteliğinde üç temel yapılanmadan söz edebiliriz. Birincisi; değer ağları aracılığı ile farklı zincirlerdeki süreçlerin, faaliyetlerin, eylemlerin ve nesnelerin yatay entegrasyonudur. İkincisi ise aynı zincirde yer alan ağ bağlantılı imalat sistemlerinin, alt süreçlerin, faaliyetlerin ve nesnelerin düşey entegrasyonudur. Üçüncü yapılanma; tüm değer zinciri boyunca mühendislik sistemlerinin uçtan uca dijital entegrasyonudur. Düşey entegrasyon işletmenin içinde gerçekleşir; bu tür entegrasyon, akıllı fabrikanın esnek ve yeniden düzenlenebilir yapıda olması anlamına gelir. Böyle bir akıllı fabrika, verimli ve kârlı olacak biçimde özelleştirilmiş küçük parti ürünler yapma becerisine sahip olabilir.
Frederick Taylor ve Henry Ford’un 20’nci yüzyıl başlarında geliştirip uygulamaya koydukları üretim metodolojilerinden başlayarak toplam kalite ve yalın felsefeye kadar sanayide pek çok yeni yaklaşım geliştirildi. Müşteri memnuniyetini sağlamak yanında başlıca beklentiler verimliliği ve kaynak kullanma etkililiğini yükseltmek, maliyeti düşürmek ve kârı artırmak şeklindeydi. Endüstri 4.0’dan önce geleneksel üretim hatlarının darboğazlarını aşmak ve problemlerini çözmek üzere fiziksel veya düşünsel çok sayıda yöntem, teknik ve araç öne sürüldü. Bunlar arasında daha yakın zamanlara ait olan esnek ve çevik üretimi sayabiliriz.
Örneğin daha karmaşık bir yapı olan MAS (multi-agent system), bir ortamda çok sayıda olup karşılıklı etkileşebilen akıllı ajanlardan oluşan bilişim temelli bir sistemdir. MAS, bir sistemin veya ajanın tek başına çözemeyeceği problemlerin halledilmesi amacıyla tercih edilir. (Genelde bir gömülü yazılım olan akıllı ajan; sensörler (veri toplama cihazları) aracılığı ile gözlem yapabilen, aktüatörler aracılığı ile harekete geçirebilen otonom bir varlıktır. Kendi hedeflerini başarmaya odaklıdır. Akıllı ajan, kendisine atanan hedefleri ve görevleri yerine getirmek üzere bilgiden yararlanma becerisine sahiptir. Bir termostat kadar basit ya da belli insan faaliyetlerini simüle edebilecek kadar karmaşık olabilir.) MAS gibi bir sistemde imalat aktörleri, esnekliği başarmak amacıyla birbirleri ile haberleşebilen akıllı ajanlardır. MAS’ın tüm cazip görünümüne rağmen karmaşık üretim süreçlerinin yönetim ve denetimine ilişkin başta esneklik olmak üzere tüm beklentilerini yerine getirdiğini söylemek zordur.
Bilişim ve iletişimdeki gelişmelere bağlı olarak şimdi elimizde yüksek hızlı İnternet, bulut bilişim, kablosuz ağ ve çok yüksek kapasitelere ulaşmış olan depolama teknolojileri var. Bunlardan yararlanarak akıllı fabrikayı gerçekleştirmek üzere bulut temelli, endüstriyel kablosuz ağ yapılanması gerçekleştirilebilir. Sensör teknolojileri ve Nesnelerin İnterneti sayesinde geleneksel fabrikanın darboğazlarını aşmak ve yeni üretim metodolojileri geliştirmek mümkün olacaktır. Endüstri 4.0 dünyasının akıllı fabrikasında bu tür bir ağ üzerinden birbirleri ile haberleşebilecek ve bu sayede bir bütün olarak sistem kendi kendine organize olma becerisi ile donanacaktır. Bu koordinasyon ile bulutun depo olarak kullanıldığı büyük hacimli enformasyon ve yüksek hız ve performanslı bilişim gücü sayesinde Endüstri 4.0’ın vizyonuna yaklaşmak mümkün olabilir.
Nasıl?
Endüstri 4.0 konusunda hızla yayılan başlayan bir ‘diskur’ var. Yazarlar, konuşmacılar, danışmanlar ve yöneticiler her ortamda bundan söz ederek Endüstri 4.0’ı bir güncel gündem unsuru haline getiriyorlar. Hiç kuşkusuz; ne olup bittiğini, bu vaveylanın neden ortaya çıktığını bilmek gerekecektir. Ama bundan daha önemlisi, Endüstri 4.0’ın fiili gerçekleşmesi olan akıllı fabrikanın nasıl oluşacağıdır. Geleneksel yapıdaki mevcut bir üretim işletmesi nasıl akıllı fabrika haline dönebilir? Akıllı fabrikanın yönetim ve işleyiş şartları ve kuralları nelerdir? Bu ve benzeri sorulara ufuk ve zihin açıcı cevaplar verebilmek zorundayız.
Endüstri 4.0’ı gerçekleştirecek olan akıllı fabrika üç farklı entegrasyondan oluşur. Birincisi; fabrika sistemi içindeki tüm sistem, bilgisayar, makine, iş terminali, cihaz ve araçları birbiri ile ilişkilendirip haberleştirme yeteneğine yükselten düşey (dikey) entegrasyondur. İkincisi; fabrikanın kendi dışında yer alan ekosistem, yardımcı yan sanayi ve tedarikçilerle endüstriyel internet üzerinden benzer ya da eş düzeyli etkileşimini sağlayan yatay entegrasyondur. Üçüncüsü ise fabrika içindeki sistemlerin ve süreçlerin aynı arayüzleri kullanarak uçtan uca dijital mühendislik sistemleri entegrasyonudur. Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikası için bu üç farklı entegrasyonun başarılması gerekir.
İhtiyaçları bir başka şekilde de ifade edebiliriz. Birincisi; fabrika içindeki makinelerin, hatların, konveyörlerin veya benzerlerinin endüstriyel internet (endüstriyel kablosuz ağ), bulut bilişim ve iş terminalleri ile ilişkilendirilmesini sağlayacak bir akıllı fabrika çerçevesi tanımlanmalıdır. İkincisi; akıllı fabrika mimarisinin kendi içinde operasyonel işleyişi ve kuralları tanımlanmak zorundadır. Böylece kendi kendini organize eden sistemin nasıl işleyeceği, geri bildirim ve koordinasyon için büyük veri ve analitiklerden nasıl yararlanılacağı ortaya çıkacaktır. Üçüncüsü; akıllı fabrikanın teknik özellikleri ve yarar beklenen çıktılarının tanımlanması gerekir. Dördüncüsü; bilişim ortamında akıllı fabrikanın sanal simülasyonu ve prototip tasarımı gerçekleştirilmelidir. Sonuncusu; akıllı fabrikanın gelecekteki gelişimi konusundaki riskler, tehditler, fırsatlar ve bunlara muhtemel çözümler konusunda sürekliliği olması gereken çalışma yapılmalıdır.
20’nci yüzyılın son çeyreğinden başlayarak sanayiyi ciddi ölçülerde etkileyecek teknolojik yenileşme ve gelişmeler gerçekleşti. Bilimsel ilerlemenin iten gücüyle ve teknolojilerin birbirleri ile eklemlenmesiyle daha yeni ve karmaşık teknolojilerin ortaya çıkacağından kuşku duymuyoruz. Endüstri 4.0, endüstriyel internet veya Internet+ gibi isimlendirilen bu olguların bir sanayi devriminin (Dördüncü Sanayi Devrimi’nin) ancak şafağı olduğunu söyleyebiliriz. İş – işletme dünyası ve sanayiye odaklanarak baktığımızda; bu gelişimin ana fikri, –pek çoğunu insanlar olarak kendimizin yarattığı– bazı küresel problem ve meydan okumalarla mücadele edebilmek için sanayiyi iyileştirmesi muhtemel teknik gelişmelerden yararlanabilmektir. Bu amacı gerçekleştirmek üzere geleneksel işletme ve fabrika olgusunu nasıl akıllı hale dönüştürebiliriz?
Arka Plan
Bilimin, teknolojinin ve sanayinin hedeflerinden birisi toplum ve birey boyutunda yaşam kalitesini yükseltmektir. Böyle bir hedef pek çok alt bileşen içerir. Sanayi bunlardan bazılarını gerçekleştirmek üzere bilimin ve teknolojinin geliştirdiği yeniliğin sonuçlarından yararlanmaya çalışır. Buharın üretim amaçlı kullanılmasıyla başlayan, günümüzde ise bilişim ve iletişim teknolojileri ile zirve yapan sanayi devrimleri ile yaşadığımız, bu sıçramalı süreçlerdir. Bu akış içerisinde sanayi insanlara özelleştirilmiş, daha nitelikli ürün ve hizmetler sunarak daha iyi yaşam şartları oluşturmayı hedefliyor. Gelişmelerin çalışanlara önceki dönemlere oranla daha kaliteli çalışma ortamı ve şartları sağlaması da beklentiler arasındadır.
Ne yazık ki, teknolojik gelişmelerin görkemi bugün geldiğimiz noktada bazı gerçekleri görmemizi engellemiyor. Yaşam çevresini koruma konusundaki tüm girişimlere ve çabalara rağmen mevcut üretim zihniyeti hâlâ sürdürülebilir değildir. Çevre kirlenmesi, küresel ısınma, canlı ve cansız yaşam çevresinin yok edilmesine küresel ölçekte sanayinin yaptığı olumsuz etkiler devam ediyor. Petrol, kömür, su gibi gibi bazı yenilenemez doğal kaynakları yok etmeye devam ediyoruz. Gelecekte bu tür kaynaklara daha verimli ve etkili kullanım için ihtiyaç duyduğumuzda çoktan neredeyse tümünü yok etmiş olacağız. Dünyanın farklı ekonomilerine göz attığımızda üretimin en değerli faktörü olan insanın da heba edilenler arasında yer aldığını içimiz acıyarak izliyoruz.
Sürdürülebilirlik ve kaliteli yaşam adına ‘bir şeylerin’ yapılması gereği karşımızda duruyor. Geleneksel sanayi anlayışında kökten bir değişime ihtiyaç var. Endüstri 4.0 olgusu sanayi açısından böyle radikal bir değişim için uygun zemin olabilir mi? Endüstri 4.0; bilişim ve iletişim alanlarındaki gelişmeler, otomasyon, sensör (veri toplama) ve paylaşma ile üretim teknolojilerindeki yeni yaklaşımları birbirine eklemlenmiş bir bütünsellik ile ele alan bir kavramı ifade ediyor. Endüstri 4.0; çağdaş teknolojilerle değer zincirinin yeni türden bütünleşmesi anlamına gelir. Bu bütünleşme içinde gerçek ve sanal sistemler bilişim, Nesnelerin İnterneti ile çoğalıp çeşitlenen İnternet servisleri önemli bir yer tutuyor. Endüstri 4.0; bilişim, iletişim, İnternet, sensör (veri toplama), otomasyon, yapay zekâ ve robotik teknolojilerinin üretim süreçlerini yoğun biçimde etkilemesi ve dönüştürmesi ile ortaya çıkan yeni bir durumdur.
Endüstri 4.0’ın ana (çekirdek) fikri, yukarıda isimleri anılan, yeni ve yükselmekte olan enformasyon teknolojilerini Nesnelerin İnterneti’ni ve ilgili hizmetleri gerçekleştirmek amacıyla kullanmaktır. Bu kavrama endüstriyel internet isminin verilmesinin nedeni de budur. Bu sayede iş ve mühendislik süreçlerinin bir yandan yüksek kalite ve düşük maliyeti sağlarken, diğer yandan da esnek, verimli ve sürdürülebilir şekilde üretim yapması mümkün olacaktır.
Endüstri 4.0’ın bir işletmede gerçekleşmesi üç sistemin (entegrasyonun) birlikte uygulanması ile oluşur. Burada kullanılan entegrasyon sözcüğü sistemlerin, makinelerin, tesislerin ve sınai nesnelerin endüstriyel internet (endüstriyel kablosuz ağ) üzerinden birbirleriyle bağlantısını ifade eder. Yatay entegrasyon, değer ağları (tedarik zincirleri) üzerinden işletmeler arası işbirliğini sağlar. Dikey entegrasyon bir işletme içindeki farklı alt sistemlerin esnek ve yeniden düzenlenebilir üretim sistemini oluşturmak üzere birbirleri ile ilişkilendirilmesidir. Üçüncüsü ise işletmede ürün özelleştirmesine (isteğe uygun düzenlemeye) destek vermek üzere tüm değer zinciri boyunca mühendislik sistemlerinin uçtan uca entegrasyonudur. Dikey entegrasyon ve yatay entegrasyon, uçtan uca mühendislik süreçleri entegrasyonunu gerçekleştirmek için iki zorunlu zemini oluşturur. Uçtan uca entegrasyonun hem işletme içinde kalan hem de dışında olan farklı aşamaları birbirine bağlamaya çalışmasının nedeni ürün yaşam döngüsünün birden fazla işletmeyle ilgili olmasıdır.
Bir işletmenin ekosistemi müşteriler, tedarikçiler, rakipler ve diğer ilgili unsurlardan oluşur. Günümüz iş dünyasında ‘rakip’ kavramı geçmişteki kullanımından farklıdır. Bir işletme rakipler de dâhil olmak üzere ekosisteminde yer alan diğer kurum ve kuruluşlarla hem rekabet edebilir, hem de işbirliği (örneğin rekabet öncesi işbirliği) yapabilir. İşletmeler arası yatay entegrasyon sayesinde birbirleriyle ilişkili işletmeler (örneğin aynı değer zincirinde yer alan işletmeler) kaynakları etkili kullanan, verimli bir ekosistem oluşturabilir. Bu işletmeler arasında ihtiyaca bağlı olarak hammadde, malzeme, yarı mamul, hizmet, enformasyon, finansman vb. akışlar gerçekleşir.
Bir fabrika, üretim için gerekli olan çok sayıda alt sistem, teçhizat, araç, alet ve nesneyi içerir. Bunların bazıları fiziksel akış, kimileri ise enformasyon akışı amacıyla kullanılır. Bu nesneler arasında kurumsal planlama, üretim yönetimi, imalat ve denetim gibi faaliyetlerde kullanılan sensörleri, aktuatörleri, vanaları ve benzerlerini sayabiliriz. (Aktüatör bir mekanizmayı veya sistemi hareket ettirmek veya denetlemekten sorumlu olan bir motor tipidir. Enerjiyi harekete dönüştüren aktüatörün enerji kaynağı genellikle elektrik akımı, hidrolik sıvı basıncı veya pnömatik hava basıncıdır.) Esnek ve yeniden düzenlenebilir bir üretim sistemi kurmak için bu nesnelerin dikey entegrasyonu kaçınılmazdır. Değer zincirinin değişik kademelerinde yer alan sensör ve aktüatör sinyalleri doğrudan kurumsal kaynak planlamasına (KKP) akarak bu üretim sisteminin oluşumuna ve işleyişine katkı verir. Dikey entegrasyon sayesinde akıllı makineler aracılığı ile kendini düzenleyebilen bir sistem oluşur; bu sayede sistemin farklı ürün tipleri üretmek üzere yeniden düzenlenmesi mümkün olacaktır.
Ürün odaklı bir değer (tedarik) zinciri açısından baktığımızda; bir ürünün yaşamı pazarda müşterilere ait bir ihtiyacın veya problemin bulunması ile başlar. Ürün geliştirme süreci tasarım, prototipleme, geliştirme gibi adımlar içerir. Üretim planlamasını imalat mühendisliği, üretim, ilgili hizmetler, bakım ve geri dönüşüm aşamaları izler. Günümüzde var olan –müşteri ihtiyaçlarından ürün mimarilerine ve üretime uzanan– değer zincirleri yıllar içinde geliştirilmiş, görece statik yapıdadır. Bu zincirlerde bilişim teknolojileri (BT) çeşitli arayüzler aracılığı ile karşılıklı enformasyon sağlanır; fakat akan enformasyonun kullanım alanı belli birkaç dar amaçla sınırlıdır. İmal edilen ürünün bütünsel görünümüne yönelik değildir. Böyle bir üretim sistemi teknik olarak imkân sağlasa bile müşterilerin ilgilendikleri ürünün özellik ve fonksiyonlarını belirleyip seçmeleri ya da talep etmeleri mümkün olmaz. Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikasında uçtan uca dijital entegrasyon ile bu sıkıntının aşılabileceği öngörülüyor.
Bir siber-fiziksel sistem (SFS), gömülü bilgisayar yazılımı olarak kurgulanmış algoritmalar tarafından izlenen veya denetlenen bir fiziksel ve bilişimsel mekanizmadır. Siber-fiziksel sistemler; iletişimi, fiziksel süreçleri ve sistemleri yönetmek veya izlemek için enformasyon teknolojisinden (bilgisayarlar, yazılım ve ağlardan) yararlanır. Endüstri 4.0 olgusunun en önemli bileşenlerinden olan ve gömülü sistem olarak anılan siber-fiziksel sistem örnekleri arasında akıllı şebekeler, otonom taşıt sistemleri, medikal izleme, endüstriyel süreç denetim sistemleri, robotik cihazlar ve otomatik kumanda elektroniği sayılabilir. Siber-fiziksel sistemler iki önemli bileşenden oluşur: Birincisi; birbirleri ile endüstriyel internet üzerinden, atanmış internet adresleri ile iletişim kuran (makine, sensör, artifakt gibi) nesnelerin oluşturduğu ağdır. İkincisi; fiziksel nesnelerin ve davranışların bilişim ortamında simülasyonuyla oluşturulmuş sanal uygulamadır. Birisi gerçek dünyada fiziksel, diğeri bilgisayar ortamında sanal olarak üzere iki sistem paralel ve uyumlu olarak işler.
Uçtan Uca Dijital Entegrasyon
Değer zincirinde ileri düzeyli iletişim ve sanallaştırma yöntemleri kullanan tümleşik mühendislik, optimizasyon konusunda yüksek potansiyele sahiptir. Değer zinciri boyunca üretime katılan paydaşların gerçek zamanlı enformasyon ve denetime erişimi sağlanabildiği sürece hangi sürecin hangi fabrika veya işletmede yürütüldüğünün önemi yoktur. Endüstri 4.0’ın önemli bir konusu, iş süreçlerinin siber-fiziksel sistemleri kullanarak nasıl bir uçtan uca bütün haline getirileceğidir. Buradaki iş süreçleri; mühendislik iş akışlarını ve hizmetlerini içerir.
Bu tür değer zincirlerinin örneklerini –daha sade yapıda olsa da– küresel ölçekte otomotiv, beyaz eşya veya raylı sistemler sanayilerinde görüyoruz. Örneğin otomotive sektöründe orijinal ekipman üreticileri tam sıralı (JIS) değer zincirlerinde çeşitli işletmelerin ve fabrikaların var olduğu büyük ağları zaten yönetiyorlar. (Tam sıralı (JIS); tam zamanında (JIT) ile uyumlu bir envanter stratejisidir; montaj hattı türündeki üretime tam uyum sağlar. Üretim için gerekli parçalar montaj için tam ihtiyaç duyuldukları sırada ulaşacak biçimde zamanlanır. Montaj sisteminden sağlanan geri bildirim, parça lojiistiğinin zamanında yapılmasıyla ilgili koordinasyonu sağlar.) Bu sayede anahtar nitelikteki tedariklerini ürün geliştirme sürecine dâhil etmeleri mümkün oluyor. Geliştirme ve üretim süreçlerine baktığımızda bir otomobilin yaklaşık olarak 80 farklı işletme tarafından oluşturulan 20 bin dolayında parçadan oluştuğunu görüyoruz. Bu durum, bu sektörde tedarik zincirinin hayli karmaşık bir yapıya sahip olmasına yol açıyor. (Raylı sistemler sektöründe gelişkin bir lokomotifin çok sayıda firma tarafından geliştirilip üretilen 25 bin dolayında parçadan oluşması benzer bir durumdur.) Diğer yandan otomotiv sektöründe ürün yaşam döngüsü uzunluğu ve parti büyüklükleri düşünüldüğünde üretim süreçlerinin çevik yeniden düzenlenmesi genelde ihtiyaç duyulan bir durum olmaz. (Raylı sistemler için de bunu tekrar edebiliriz.) Böyle bir durumda tercih edilen yaklaşım, ürünü oluşturan bazı parçaların üretiminin –dış kaynak kullanmak üzere– ana şirket dışına taşınmasıdır. Diğer yandan ana şirket içinde toplanan geliştirme ve iyileştirme enformasyonunun da paylaşılabilmesi gerekir; bu amaçla yaygın bir enformasyon altyapıya ihtiyaç duyulur. Ana şirket ve yan sanayi arasında enformasyon değişiminin doğru yapılabilmesi için birtakım standartlara ihtiyaç duyulacaktır. Farklı beceri ve yeteneklere sahip işletmeler tarafından gerçekleştirilen geliştirme ve üretim faaliyetleri için ortak bir zemin gereklidir. Geliştirme ve üretim süreçleri açısından ana şirket ve tedarikçi işletmeleri içine alan, bilgisayar ortamında kurulmuş ve sanallaştırma (görsel tasarım) tekniklerinden yararlanan bir işbirliği ağı bir ihtiyaç olarak görünmektedir. Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikasını oluşturmak için ihtiyaç duyulan mühendislik süreçlerinin uçtan uca dijital entegrasyonu böyle bir görünümle karşımıza çıkmaktadır.
Bir ürün yaratma süreci (müşteri talebinin tespitinden geri dönüşüme kadar) değişik etkinliklerin bir zincir halinde gerçekleşmesinden oluşur. Uçtan uca dijital entegrasyon sayesinde sürekliliği olan, istikrarlı bir ürün modeli geliştirmek mümkün olur. Yeni ürün geliştirmenin veya üründe iyileştirme yapmanın üretim (tedarik zinciri) üzerindeki etkilerini görmek kolaylaşır.
Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikasını oluşturabilmek için hangi teknolojilere ihtiyaç duyulur, hangilerine sahip olmak gerekir? Nesnelerin İnterneti (Nİ), büyük veri, bulut bilişim ve yapay zekâ gibi yükselen teknolojiler Endüstri 4.0 vizyonunu ve platformunu olanaklı kılan belli başlı unsurlardır. Bu sayılanlara sensör (her türlü veri toplama), otomasyon, gömülü yazılım, mekatronik ve robotik teknolojilerini de ekleyebiliriz. Bu teknolojilerin otomasyon merkezli olarak iş modelleri ile bütünleşmesi sonucunda sanayi alanında büyük iyileştirmeler yapma imkân ve şartları oluşuyor. Biteviye güçlenen mikroişlemciler ve yapay zekâ alanındaki gelişmeler sonucu makineler ve ürünler daha ‘akıllı’ bir seviyeye terfi ediyor. Bunlardaki yetenekler bilişim, iletişim ve denetimden ibaret kalmayıp, aynı zamanda bazı kararları ve eylemleri kendi başlarına üretebilmeleri ve ilgili enformasyonu gerekli yerlere iletebilmeleri için otonomi ve sosyallik sağlıyor. Endüstriyel ağların desteğiyle fabrika ortamındaki akıllı artifaktlar (makineler, iletişebilen akıllı nesneler ve benzerleri) İnternet ve birbirleri ile bağlantı kurabiliyorlar.
Bulut bilişim; bilişim aygıtları arasında ortak bilgi paylaşımını sağlayan hizmetlere verilen genel isimdir. Bir hizmet olan bulut bilişim; bilişim hizmetlerine bilişim ağı üzerinden, örneğin İnternet’ten erişilerek kullanılmasıdır. Yazılımlar ve bilgi dosyaları kullanıcının kişisel bilgisayarında değil, İnternet’teki bu işe adanmış sunucularda depolanır. Bunlara İnternet’e bağlanarak herhangi bir noktadan erişmek mümkündür. Bulut bilişim teknolojisi sayesinde geleneksel sunucu ağı; ölçeklenebilir bilişim yeteneği ve büyük veri işlemlerine uygun depolama yeri sağlayan bir kaynak havuzu olarak sanallaştırılabilir. Bulutta depolanmış, çok sayıda kullanılabilir enformasyon sistemi ve aynı bulutu ilişkilendirilmiş nesneler birlikte özgün bir Nesnelerin İnterneti zemini yaratılmasını sağlar. Nesnelerin İnterneti zemini ifadesi, bir donanım altyapısı yanında bu zeminde gerçekleştirilen çeşitli hizmetleri de içerir.
Nesnelerin İnterneti ve ilişkili hizmetler, –yatay, dikey ve uçtan uca olmak üzere– üç tür entegrasyon için sağlam bir dayanak oluşturur. Örneğin akıllı artifaktlardan meydana gelen bir ağ kendini dinamik olarak yeniden düzenleyebilir ve bulutta yer alan enformasyon sistemleri için yüksek hacimli veri sağlayabilir. Bu, Endüstri 4.0’da dikey entegrasyon olarak isimlendirdiğimiz durumdur. Bulutta depolanmış veri modeli ile yetenekli yazılımlar sayesinde uçtan uca entegrasyonun gerçekleştirilmesi de mümkündür.
Çevrimiçinden çevrimdışına (O2O) ticaret potansiyel müşterileri çevrimiçi kanallardan fiziksel mağazalara yönlendiren bir iş stratejisidir. O2O müşterileri epostalar ve İnternet reklamları aracılığı ile çevrimiçi ortamda tanımlar, daha sonra çevrimiçi ortamı terk etmesi amacıyla bir dizi araç ve yaklaşım kullanarak müşteriyi ayartmaya çalışır. Bu strateji; çevrimiçi ticarete ve mağazacılığa özgün pazarlama tekniklerini birlikte kullanır. Yeni bir iş modeli olan bu elektronik ticaret yaklaşımı yatay entegrasyon için iyi bir örnektir.
Endüstri 4.0 vizyonu ve stratejileri kişiselleşmiş ihtiyaçlar ve küresel meydan okumalarla baş etmeyi hedefler. Bu çerçevede pazarların küreselleşmesini de dikkate alarak rekabet üstünlüğü elde edilmeye çalışılacaktır. Bu amaçla yeni enformasyon teknolojilerinin –yatay, dikey ve uçtan uca olmak üzere– üç entegrasyon türünü gerçekleştirecek biçimde sanayinin her alanında uygulanması gereklidir. Böylece iyileştirilmiş kaynak kullanımı, verimlilik ve düşük maliyet avantajları ile yüksek kaliteli, kişiselleştirilmiş ürünler imal etmek mümkün olacaktır. Sonuçta; Endüstri 4.0’ın sadece sanayi ile sınırlı kalmayacak, ama yaşam tarzlarına da yansıyacak derin etkileri olacağını söyleyebiliriz.
Gürcan Banger