Bazı kavram, terim ve sözcükleri kullanmayı sevdiğimiz halde bunların tam olarak ne anlama geldiğini öğrenme konusunda meraklı ve ilgili olmuyoruz. Genelde veya özel olarak kendimiz için yeterli olmayan tanımlamalarla iletişim kurmak ise ciddi bir hata kaynağı olarak ortaya çıkıyor. 21’inci yüzyılın popüler kavramı ve vizyonu olan Endüstri 4.0 da bundan kendini kurtaramıyor. Hatta öyle ki ‘Benimki seninkini yener’ iddiasıyla –teknolojik seviyesi henüz 3.0 bile olamamış bir ekonomide– Endüstri 4.0, kendi kendine ‘ilerleyip’ 5.0, 6.0 vs. oluveriyor. Dilin kilidi yok.
“Endüstri 4.0”, siber-fiziksel sistemler içeren akıllı fabrikalar aracılığıyla dijital ve fiziksel dünyaları birbirine bağlama vaadini ifade eder. Bu terim birçok farklı teknolojiyi, uygulamayı ve kavramı içerir, bu nedenle çoğu kişi, Endüstri 4.0 çatısı altında tam olarak neyin yer aldığına dair kafa karışıklığı yaşar. Öyle ki; güneş enerjisi yatırımı yapanla elektrikli otomobil alanın kendini –Nirvana’ya ermiş gibi– Endüstri 4.0 illüzyonunda bulabildiğini şaşırarak görüyoruz.
Endüstri 4.0’ı anlamak için önemli olan bazı kavramsal terimleri kısaca özetleyelim. Endüstri 4.0 üç ana ekseni; bilgisayar donanım ve yazılımındaki gelişmeler nedeniyle akıllılık, ağ ve İnternet teknolojilerindeki gelişmeler nedeniyle bağlantılılık ve bir olayın gerçekleşmesi ile onun bilgisine erişilmesi arasındaki zamanın çok kısalması nedeniyle gerçek zamanlılıktır. Şimdi Endüstri 4.0 alanında çok kullanılan bazı terim ve kavramlara kısaca değinelim.
“Nesnelerin İnterneti”; bağlantılı makinelerin, sensörlerin, aktüatörlerin, bilgisayarların ve akıllı-bağlantılı nesnelerin ağıdır; bunlar İnternet üzerinden veri toplar ve paylaşır. Endüstriyel bir bağlamda, genellikle Endüstriyel Nesnelerin İnterneti olarak isimlendirilir.
“Bilişim-İletişim Teknolojileri (BİT) ve Operasyonel Teknolojilerin (OT) yakınsaması”, veri odaklı uygulamalar için kullanılan BİT sistemlerinin süreçleri, olayları ve daha fazlasını izlemek için kullanılan OT sistemleriyle entegrasyonunu ifade eder. Bu yakınsama, geleneksel sistemlere oranla daha doğrudan izleme sağlar ve bu sistemlerden gelen verilere daha kolay erişim sağlar.
“Dijital ikiz”, akıllı-bağlantılı nesnelerin nasıl çalıştığının hem bileşenlerini hem de dinamiklerini gösteren sanal bir fiziksel varlık, süreç, sistem veya cihaz modelidir. Dijital ikizler gelecek için planlama, veri analizi, sistem izleme gibi ihtiyaçlara imkân verir.
Bilişsel ve fiziksel süreçleri bir ağ sistemine entegre etmek “siber-fiziksel sistem” olarak kabul edilir. Bu farklı unsurların hepsi birbirine ve İnternete bağlıdır.
“Bulut” kavramını, bir gözlemcinin adeta tek bir nesne olduğunu düşüneceği biçimde birlikte çalışan bir bilgisayar ağı olarak düşünebiliriz. Buluttaki sistemler bilgisayarınızda, telefonunuzda veya başka herhangi bir akıllı-bağlantılı cihazda çalışıyor gibi görünüyor. Ancak bunların tümü gerçekte İnternet üzerinden, hizmetleri birbirleriyle paylaşan bilgisayarların bulutu üzerinde çalışıyorlar.
“Büyük veri ve analitikler”, makine öğrenmesi gibi teknolojiler aracılığıyla erişilebilir hale getirilen birden çok kaynaktan gelen büyük ve karmaşık veri kümelerini ifade eder. Bu veriler, üretim işlemlerini iyileştirmek, makine arızalarını tahmin etmek, kesinti süresini azaltmak ve benzeri amaçlarla kullanılır.
“Katmanlı imalat”, üretim sürecinde kullanılan üç boyutlu (3B) baskı ve 3B baskılı parçalar anlamına gelir. Katmanlı üretimin arkasındaki teknoloji hala gelişme yolundadır. Ancak gelecekte pek çok sınai sektör tarafından çok daha fazla oranda kullanılacak.
“Birlikte çalışabilirlik”, Endüstri 4.0 ilkelerini uygulayan akıllı fabrikalarda makinelerin, sensörlerin, aktüatörlerin, bilgisayarların, robotların ve insanların bilgileri birbirlerine özgürce ve kolayca aktarmasına olanak tanır. Bu konu, aynı zamanda yeni türden ergonomi, iş sağlığı ve güvenliği (İSİG) yaklaşımlarının geliştirilmesi anlamına gelir.
“Yapay zekâ”, genel olarak tüm bilgisayar zekâsını kapsar. Hastalık teşhisi yapan bilgisayarlardan satranç oynayabilen otonom araçlara kadar her şey yapay zekâ örnekleri olarak düşünülebilir. Yapay zekâ, geleneksel algoritmik programlamadan farklı bir yazılım yaklaşımıdır.
“Makine öğrenmesi”, makinelerin bir görevi yerine getirmesi için makineyi kodlamak yerine verileri alıp kendileri hakkında bir şeyler öğrenmek için eğitilebildiği bir yapay zekâ alt kümesidir. Makine öğrenimi teknolojisi, bir sistemin aldığı kalıplara ve verilere dayalı olarak tahminler yapmasına izin verir.
Endüstri 4.0 kavram, terim ve sözcükleri burada özetlediklerimden ibaret değil. Bir yandan yeni teknolojiler ve inovasyonlar geliştirilirken diğer yandan var olanlar kendi aralarında kombinler yaratarak değişim ve dönüşümü kaldıraçlıyor. Özetle, Endüstri 4.0 Çağı, dünyanın gördüğü en büyük bilimsel, teknolojik, ekonomik, sınai ve sosyal değişim dönemi anlamına geliyor.
Endüstri 4.0 Neleri Değiştiriyor?
Endüstri 4.0, bir dizi yeni ve evrimleşen teknoloji için bir çatı kavramdır. Aynı zamanda Endüstri 4.0, geleceği kavrama, ona hazırlanma, hatta onu kurgulama anlamına gelen bir muhtemel stratejiler demetidir. Teknolojik dönüşüm, Endüstri 4.0’ın dışsal görünümüdür; özünde yaşamın her alanında dijitalleşmeyi hedef gösteren bir zihniyet değişimidir. Hiç kuşkusuz; bu vizyonun en yoğun ve dönüştürücü etkileri öncelikle sanayi ve ticaret sektörlerinde olacak. Bu sektörlerde üretilen ürün ve hizmetler, sonuçta sosyal yaşamın da dönüşümüne yol açacak.
Endüstri 4.0’dan sanayi sektörlerine bakarak söz ettiğimizde; özellikle yapay zekâ ve robotik alanlarındaki teknolojik gelişmeleri dikkate almamız gerekir. Bunlara 5G teknolojisinin iletişimi hızlandırması, çeşitlendirmesi ve genişletmesini de eklemeliyiz. Böylece üretim ortamlarında mobil otonom (akıllı-bağlantılı) robotlar, tam otomasyonlu üretim hatları mümkün olacak. Özellikle 5G ile birlikte bir üretim ortamındaki süreçler için değişim ve dönüşümün önündeki en büyük engellerden biri olan kablolama sıkıntıları ortadan kalkacak. Bu yeni şartlarda üretim hattında bir üründen bir başkasına hızla geçmek, süreç değiştirmek ve iyileştirmek, üretim hattının kendisini olabilen en kısa süre içinde dönüştürmek mümkün olacak. Sonuçta piyasanın değişen şart ve taleplerine mevcut duruma göre çok daha hızlı cevap verme imkânı ortaya çıkacak. Bu yeni oluşuma “esnek fabrika” diyebiliriz.
Yukarıda özetlediğim –çok uzak olmayan– küresel gelişmeler iş dünyasını nasıl etkileyecek? Öncelikle üretim tarafında ürün parti büyüklükleri küçülecek. Talebe bağlı olarak tek ürüne kadar düşebilecek parti büyüklüğünün özelliği, seri üretim altyapısında özel üretim olacak. Endüstri 4.0 teknolojilerinin yarattığı kaldıraçlama ile herhangi bir üründen bir tane üretmekle 1000 tane üretmek arasındaki birim maliyet farkı giderek azalacak.
Üretim ortamını şekillendirmeye devam eden piyasa dinamikleri ile talebin yapısı olacak. Öyle ki; kişiselleştirilmiş ürünlere olan talebin arttığına tanık olacağız. Örneğin bir şirketin İnternet sitesinden ürün sipariş veren müşteri ürünün (örneğin buzdolabının, arabanın) özelliklerini kendisi belirleyecek. Üretici ise buna yukarıda özetlenen teknolojilerin yarattığı esnek ve çevik üretim imkânları ile cevap verecek.
20’nci yüzyıldakine benzer geleneksel veya klasik ürünlerin baskın olduğu durumlara Endüstri 4.0 Çağı’nda tanık olmayacağız. Bir başka deyişle ürün yaşam döngüsü hem üretim hem de tüketim tarafında kısalacak, ürünlerin pazarda var olma ve yaşama süresi azalacak. Bunu bazı ürünler ve sektörler için “Sezonlar çok kısalacak” şeklinde söyleyebiliriz. Üreticiler daha kısa sürelerde model ve ürün değiştirirken, tüketiciler de daha kısa sürelerde yeni veya geliştirilmiş ürün beklentisi içinde olacaklar.
Endüstri 4.0 teknolojileri, sanayide yeni nesil robotların ve bütünleşik otomasyon sistemlerinin önünü açıyor. Bu gelişmelerin üretim tarafındaki etkilerinden biri, genelde insan hatasından veya eski ya da sorunlu teknolojiden kaynaklanan üretim ve ürün hatalarının minimuma inmesi şeklinde olacak. Bu çerçevede ileri süreç denetim yöntem ve teknikleri ile kendini yenilemiş kalite yönetimi yaklaşımları, üretimdeki yükselen otomasyona eşlik edecek. Yeni üretim ortamlarında insanlar ve mobil-otonom robotlar birbirlerine çok daha yakın mesafelerde birlikte çalışacaklarından yeni türden bir ergonomi disiplini ile yenilenmiş bir işçi sağlığı ve güvenliği (İSG) sistemi gerekecek.
Endüstri 4.0 teknolojileri ile yeni tasarım ve üretim metodolojilerinin etkileri, kendini sadece kalitede değil; verimlilik, hız ve çevre koruma gibi boyutlarda da gösterecek. Endüstri 4.0, yeşil ekonomiye geçişin önemli imkânlarından biri olma potansiyeline sahiptir.
Endüstri 4.0 vizyonunun ana bileşeni, akıllı-bağlantılı nesne olgusudur. Akıllı-bağlantılı nesne, içine bir mikro bilgisayar (mikro denetleyici) kartı gömülebilen, bu donanım aracılığı ile veri işleme yapabilen ve ağlarla İnternete bağlanabilen varlıktır. Nesne, içerdiği bilişim yeteneği sayesinde bazı yapay zekâ işlemlerini de gerçekleştirebilir.
Akıllı-bağlantılı nesne, kendi üzerinde bulunan veya kablolu ya da kablosuz şekilde kendisiyle ilişkilendirilmiş sensörler sayesinde çevreden veri toplar. Bu verileri kendisi –veya çevredeki diğer akıllı-bağlantılı nesnelerle paylaşarak– işler, sonuçlar çıkarır, kararlar üretir ve bunlardan gerekli olanları dış çevreye aktarır.
Akıllı-bağlantılı nesne; herhangi bir cihaz, sistem, makine, tezgâh, araç veya benzerleri olabilir. Örneğin üretim ortamında iş gören bir akıllı-bağlantılı tezgâh ise bu makine kendisiyle ilgili pek çok veriye sahiptir. Sensörleri sayesinde kendisiyle ilgili ısı, nem, basınç, titreme, pH gibi fiziksel ve kimyasal verileri edinir ve bunları değerlendirir. Eğer herhangi bir nedenle arıza yapma ihtimali varsa, bunu ağlara ve İnternete bağlanarak işletmenin ilgili birimine iletir. Böylece tezgâh arıza durumuna geçmeden bakıma veya onarıma alınması mümkün olur. Üretimin durmasına neden olacak bir olayın oluşmadığı ve akıllı-bağlantılı cihazların mümkün kıldığı bu tür bakım yaklaşımına “kestirimci bakım” adı verilir.
Yukarıdaki örnekte, akıllı-bağlantılı tezgâh; sensörlerinden elde ettiği verileri, işleyerek edindiği sonuçları, kendi ayar parametrelerini buluta kaydedebilir. Böylece çeşitli bilgisayar cihazları ile tezgâhın durumunu neredeyse gerçek zamanlı olarak uzaktan izlemek mümkün olur. Böylece tezgâhın işleme ve arıza durumu yakın veya uzak başka noktalardan da takip edilebilir. Yazılım yenileme, yeni sürüm yükleme, parametre değiştirme vb. gibi pek çok durumda tezgâhın uzaktan bakımı yapılabilir.
Tezgâh konusunda verilen örneği, ev ve iş ortamında yer alan bütün sistem, cihaz ve araçlara genişletebiliriz. Kombi, klima, buzdolabı veya havalandırma gibi sistemler akıllı ve bağlantılı hale getirilerek daha uygun yaşam ve çalışma şartları yaratılabilir. Keza; bunların bakım-onarım teknik servisleri tarafından izlenmesi veya bir arızaya doğru gidiş durumunun cihaz tarafından teknik servise iletilmesi, arıza nedeniyle oluşabilecek sıkıntılara önceden önlem almak anlamına gelecektir.
Endüstri 4.0 teknolojileri yönetim ve denetim olarak enerji üretim ve tüketiminde çok değerli roller oynayabilir. Örneğin ev, ofis veya fabrika ortamlarında akıllı enerji yönetim uygulamaları ile önemli kazanımlar sağlayabilir. Elektrik enerji fiyatlarını takip eden bir akıllı tüketim yönetimi sistemi elektrik faturalarını kolayca düşürebilir.
Sensör teknolojileri hızla gelişip zenginleşiyor. Giderek ucuzlayan bu bileşenler sayesinde daha önce farkında olmadığımız pek çok değişken ve gösterge hakkında veri toplamak mümkün olacak. Bu tür sensörler sadece işletme ortamında olmayacak, yaşamın neredeyse tüm alanlarına yaygınlaşacak. Böylece İnternette e-ticaret siteleri ve sosyal medya platformları gibi ortamlar yanında sensörlerin hasat ettiği veriler sayesinde veri temelli talep tahminleri yapmak mümkün olacak. Bunun inovasyon, ürün ve hizmet tasarımı ile üretime önemli yansımaları gerçekleşecek.
Endüstri 4.0 Çağı, mümkün olan her ürünün akıllı ve bağlantılı olduğu bir döneme işaret ediyor. Ama değişim ve dönüşüm; sadece ürün ve hizmetlerin yenilenmesi ve dijital hale gelmesinden ibaret değil. Yeni ve evrimleşen teknolojiler –ve bunların kendi aralarından yaptığı kombinler– sayesinde iş yapış tarzları da değişecek. İş modeli; bir kuruluşun ekonomik, sosyal, kültürel veya diğer bağlamlarda nasıl değer yarattığını, sunduğunu ve kendisinin edindiğini açıklar. Endüstri 4.0 teknolojileri sayesinde –şimdiden çok sayıda örneğini gördüğümüz biçimde– yeni iş modelleri gündeme gelecek.
Bunlar sadece bugün durduğumuz yerden fark edip öngörebildiklerimiz… Zaman aktıkça geleceğin nasıl şekillenebileceği konusunda başkaca farkındalıklarımız ve öngörülerimiz olacak. Dünya, bu denli büyük değişimi daha önce hiç yaşamadı. Kesin olan bu…
Gürcan Banger