Nasıl yaşayacağımızı, nasıl çalışacağımızı ve bireylerle ilişkilerimizi kökten değiştirecek bir devrimin eşiğindeyiz. Bu Değişim; kapsamı, ölçütü ve karmaşıklığı ile insanoğlunun bugüne kadar yaşadığı tüm deneyimlerden farklı olacaktır: Dördüncü Sanayi Devrimi… Sanayi 4.0…
Birinci sanayi devrimi, üretimi mekanik hale getirmek için su ve buharı kullanmıştı. İkincisi ise toplu üretim için elektriği kullanmıştı. Üçüncü sanayi devriminde üretimin otomatik hale getirilmesi için elektronikler ve bilgi teknolojisi devreye sokuldu. Şimdi ise, üçüncüsünün üzerine, geçen yüzyılın ortalarından bu yana oluşmakta olan dijital devrim dördüncü bir Sanayi devrimi inşa ediliyor. Fiziki, dijital ve biyolojik küreseller arasındaki çizgileri bulanıklaştıran bir teknolojiler füzyonu ile karakterize edilmektedir.
Bugünün değişiminin sadece Üçüncü Sanayi Devriminin bir uzantısını temsil etmediği, aynı zamanda da Dördüncü ve farklı bir devrimin gelişini temsil etmesinin üç nedeni vardır: Hız, kapsam ve sistem etkileri. Mevcut atılımın hızının hiçbir geçmiş örneği bulunmamaktadır. Önceki sanayi devrimleri ile karşılaştırıldığında, Dördüncü doğrusal bir hızdan daha çok üstel bir hızla evrimleşmektedir.
Sanayi 4.0, ürünlerin ve üretim sistemlerinin tasarımını, imalatını, işletmesini ve servisini dönüştürecektir. Parçalar, makineler ve insanlar arasındaki bağlantısallık ve etkileşim, üretim sistemlerini yüzde 30 daha fazla hızlandıracak ve yüzde 25 daha verimli kılacak ve müşteri eksenli üretimi yeni düzeylere çıkaracaktır.
Endüstri Devriminin başlamasından bu yana endüstriyel verimlilikte ciddi artışlar yaşandı. Buharlı makineler on dokuzuncu yüzyılda fabrikaların lokomotifi durumundayken, elektrikli makineler yirminci yüzyılın başlarında seri üretimi yarattı ve endüstri 1970’li yıllarda otomasyon sistemlerine geçti. Sonraki onlu yıllarda ise endüstriyel teknolojik gelişmeler; bilhassa IT, mobil iletişim ve e-ticareti dönüştüren atılımlarla çok hızlı bir sürece girdi.
Bu sürecin gelişimi ise günümüzde adına Sanayi 4.0’ı denen, dijital endüstriyel bir teknolojik gelişme dalgasına kadar ilerledi. Sanayi 4.0 teknolojisi genel hatları ile dokuz temel lokomotifi teknolojik gelişmenin işlevi olan bir dönüşümü ifade ediyor:
Sanayi 4.0’ın temelini oluşturan teknolojideki dokuz gelişmenin çoğu zaten hali hazırda tümleşik olmayan bir yapıda günümüz üretim teknolojisinin içerisinde kullanılabilmektedir. Fakat bunlar, Sanayi 4.0 ile birlikte geleneksel üretimi hızla dönüştürecektir. Yani birbirinden ayrı birimler bir araya gelerek tamamen bütünleştirilmiş, otomatikleştirilmiş ve optimum kılınmış bir üretim akışı oluşturarak daha büyük verimlilik yaratacaktır. Bu durum; tedarikçiler, üreticiler, müşteriler arasındaki ve ayrıca insanlar ile makineler arasındaki geleneksel üretim ilişkilerini değiştirecektir:
Bu dönüşümde makineler, iş parçaları, sensörler ve IT sistemleri tek bir işletmenin ötesindeki değer zinciri boyunca birbirlerine bağlanacaklardır. Bu bağlantılı sistemler (ayrıca siber fiziksel sistemler olarak da adlandırılırlar), hataları önceden kestirmek, kendilerini yapılandırmak ve değişikliklere uyum sağlamak amacıyla standart internet esaslı protokoller kullanarak birbirleriyle etkileşim içinde hareket edebilecektir. Sanayi 4.0, makineler arasında verilerin toplanmasını ve analiz edilmesini mümkün kılarak daha düşük maliyetlerle daha yüksek kaliteye sahip ürünler üretilmesi için süreçlerin daha hızlandırılmasını, daha esnek ve daha verimli kılınmasını sağlayacaktır. Dolayısıyla bu durum imalat verimliliğini ve ekonominin vitesini artıracak, endüstriyel büyümeyi yükseltecek ve iş gücü profilini ve nihayetinde şirketlerin, bölgelerin, ülkelerin rekabet yeteneklerini değiştirecektir.
Makineler ile İnsanlar Arasındaki İşbirliğinin Geliştirilmesi ile üretilen her parça, ayrı bir kimlik koduna ve hatta otonom robotların sonraki üretim adımlarını belirten bilgileri edinecekleri bir küçük gömülü mikro bilgisayara sahip olacaklardır. Bu gömülü mikro bilgisayardaki talimatlar, günümüzün görev merkezli talimatlarına göre daha “amaca yönelik” olacaklardır.
Sözgelimi, robot, farklı robot-kol kısımlarını nasıl döndüreceğine ilişkin kesin talimatlar almak yerine belli bir yerde bir delik açma talimatı alacak, doğru aleti seçecek ve bu hedefi nasıl gerçekleştireceğine karar verecektir. Daha amaca yönelik talimatı izlerken, genel üretimi en üst düzeye çıkartacak şekilde ilgili kol hareketlerini koordine etmek amacıyla diğer robotlarla etkileşime girebilir. Ayrıca insanlarla yan yana da çalışabilir.
Makineler ile insanlar arasındaki bu geliştirilen işbirliği, parça imalatçılarının, daha kazançlı olması halinde, bir üretim hattında daha küçük parti boyutlarında çoklu-parça tipleri üretmelerini mümkün kılacaktır. Manuel işçiliğin azaltılması ve hataları tespit etme amacıyla gerçek zamanlı verilerin kullanımındaki artış sonucunda ürün kalitesinde iyileşme sağlanacaktır.
Sanayi 4.0’ın 9 temel teknolojisini kısaca açıklamak gerekirse:
1.BÜYÜK VERİLER VE MANTIKSAL ANALİZ
Büyük veri kümelerine dayanan mantıksal analiz imalat dünyasında daha yeni yeni ortaya çıkmış olup üretim kalitesini en iyileştirmekte, enerjiden tasarruf sağlamakta ve ekipman servisini iyileştirmektedir. Bir Sanayi 4.0 ortamında, verilerin birçok farkı kaynaktan (üretim ekipmanları ve sistemleri ve ayrıca işletme- ve müşteri-yönetim sistemleri) toplanması ve kapsamlı şekilde değerlendirilmesi gerçek-zamanlı karar almayı destekleme konusunda standart hale gelecektir.
Sözgelimi, yeri-iletken imalatçısı Infineon Technologies şirketi, üretim sürecinin sonundaki test aşamasında elde edilen tek-yonga bilgilerini sürecin daha erken yonga plakası aşamasında toplanan işlem verileriyle ilişkilendirmek suretiyle ürün hatalarını azaltmaktadır. Infineon, bu yolla, üretim sürecinde hatalı yongaların erkenden bertaraf edilmesine yardımcı olan örüntüleri tespit ederek üretim kalitesini iyileştirebilmektedir
2.OTONOM ROBOTLAR
Birçok endüstrideki imalatçılar, kompleks işlerin üstesinden gelinmesi için uzun zamandır robot kullanmaktadırlar, fakat robotlar daha da fazla yarar sağlayacak şekilde geliştirilmektedir. Daha özerk, esnek ve işbirliği çalışacak duruma gelmektedirler. Nihayetinde, birbirleriyle etkileşim içinde hareket edecek ve insanlarla yan yana güvenli şekilde çalışacak ve onlardan öğreneceklerdir. Bu robotlar, günümüzde imalat sektörlerinde kullanılanlara göre daha az maliyetli olacak ve çok daha geniş becerilere sahip olacaklardır.
Sözgelimi, bir Avrupalı robot ekipmanları imalatçısı olan Kuka, birbirleriyle etkileşim içinde hareket eden otonom (özerk) robotlar sunmaktadır. Bu robotlar, birlikte çalışabilecekleri ve eylemlerini üretim hattındaki sonraki bitmemiş ürüne uyacak şekilde otomatik olarak ayarlayabilecek şekilde birbirleriyle bağlantılı olacaklardır. En son teknoloji ürünü sensörler ve kontrol üniteleri, insanlarla yakın işbirliğini sağlayacaklardır. Endüstriyel robot tedarikçisi ABB şirketi de, benzer şekilde, ürünlerin (tüketici elektronik ürünleri) montajını insanlarla yan yana yapacak şekilde özel tasarlanmış olan ve YuMi olarak adlandırılmış iki-kollu bir robotu piyasaya sunmaktadır. İki takviyeli kol ve bilgisayar vizyonu, güvenli etkileşimi ve parça tanımayı mümkün kılmaktadır.
3.SİMÜLASYON
Mühendislik aşamasında, ürünlerin, malzemelerin ve üretim süreçlerinin 3 Boyutlu simülasyonları bugün kullanılmaktadır; fakat gelecekte, simülasyonlar fabrika faaliyetlerinde daha kapsamlı şekilde kullanılacaklardır. Bu simülasyonlar, gerçek zamanlı verileri fiziksel dünyanın makineleri, ürünleri ve insanları içerebilecek bir sanal modelde yansıtacak şekilde geliştireceklerdir. Böylece, fiziksel takım değişikliğinden önce sanal dünyadaki üretim hattında sonraki ürün için makine ayarlarını test edecek ve en iyileştirecek ve böylece makine ayarlama sürelerini azaltacak ve kaliteyi artıracaklardır.
Sözgelimi, Siemens ve bir Alman takım tezgahı satıcısı, fiziksel makineden alınan verilerin kullanılması suretiyle parçaların talaşlı imalatını simüle edebilen bir sanal makine geliştirdiler. Bu gelişme, fiili talaşlı imalat işlemine yönelik ayarlama süresini yüzde 80’e varan oranda düşürmektedir.
4.YATAY VE DÜŞEY SİSTEM BÜTÜNLEŞTİRMESİ Günümüz IT sistemlerinin çoğu tamamen bütünleştirilmiş değildir. Şirketler, tedarikçiler ve müşteriler nadiren sıkı şekilde bağlantılıdırlar. Bu durum mühendislik, üretim ve servis departmanları için de geçerlidir. İşletmeden imalathane düzeyine kadar bütün fonksiyonlar tam anlamıyla bütünleştirilmiş değildir. Hatta mühendislik çalışmasının kendisi bile (ürünlerden tesislere ve otomasyona kadar) tam bütünleştirmeden yoksundur.
Sözgelimi, Dassault Sytemes ve Boost Aero Space, Avrupa uzay ve savunma endüstrisi için bir işbirliği platformunu devreye soktu. Air Design olarak adlandırılan platform, tasarımda ve imalatta işbirliğine yönelik bir ortak çalışma yeri işlevini görmekte ve bir özel bulut üzerinde bir hizmet olarak mevcut bulunmaktadır. Çeşitli ortaklar arasında ürün ve üretim verilerinin alınıp verilmesi gibi kompleks bir işi yönetir. Bulut teknolojilerinin performansı gelişecek ve sadece birkaç milisaniyelik yanıt süresine ulaşacaklardır.
5.ENDÜSTRİYEL NESNELERİN İNTERNETİ
Bugün bir imalatçının sensörlerinin ve makinelerinin sadece bir kısmı ağ bağlantılıdır ve tümleşik veri işleme olanağından yararlanmaktadır. Bunlar, genellikle bir düşey otomasyon piramiti içinde organize edilirler; bu piramitte, sınırlı zekaya sahip sensörler ve saha araçları ile otomasyon kontrol cihazları bir kapsayıcı imalat süreci kontrol sistemine besleme yaparlar. Endüstriyel Nesnelerin İnterneti teknolojisinde ise, daha fazla sayıda cihaz (hatta bazen bitmemiş ürünler de dahil olmak üzere), tümleşik veri işlemeyle zenginleştirilecek ve standart teknolojiler kullanılarak birbirlerine bağlanacaklardır. Bu teknoloji, saha cihazlarının hem birbirleriyle hem de gerektiğine daha merkezi kontrol cihazlarıyla iletişim kurmalarını ve etkileşim içinde olmalarını mümkün kılacaktır. Ayrıca bu yolla mantıksal analiz ve karar verme işlemlerini merkezi olmaktan çıkararak gerçek-zamanlı yanıtlar üretilmesi de sağlanacaktır.
Bir sürücü ve kontrol sistemi satıcısı olan Bosch Rexroth, valflere yönelik bir üretim tesisinde bir yarı-otomatik, merkez-dışı üretim düzeni kurdu. Ürünler radyo frekansı tanıtım kodlarıyla tespit edilmekte olup iş istasyonları her ürün için hangi imalat işlem adımlarının gerçekleştirilmesi gerektiğini bilerek, gerekli işlemi gerçekleştirecek şekilde uyarlamaktadır.
6.SİBER GÜVENLİK
Çok sayıda şirket hala, bağlı olmayan veya kapalı yönetim ve üretim sistemlerine dayanmaktadır. Artırılmış bağlantısallıkla ve Sanayi 4.0’la birlikte sunulan standart iletişim protokolleriyle, kritik endüstriyel sistemlerin ve imalat hatlarının siber güvenlik tehditlerine karşı korunması ihtiyacı önemli ölçüde artmaktadır. Bunun sonucu olarak, güvenli ve güvenilir iletişim ve ayrıca makinelerin ve kullanıcıların karmaşık kimlik ve erişim yönetimi hayati önem taşımaktadır.
Geçen yıl içerisinde ABD’de bazı endüstriyel ekipman satıcıları, ortaklıklar veya şirket satın alma yoluyla siber güvenlik şirketleriyle güçlerini birleştirdiler.
7.BULUT
Şirketler, hali hazırda bazı işletme ve mantık analizi uygulamaları için bulut-tabanlı yazılımlar kullanmaktadırlar; fakat Sanayi 4.0 söz konusu olduğunda, üretimle ilgili taahhütlerin artması, tesislerin ve şirketlerin sınırlarını aşan veri paylaşımının artmasını gerektirecektir. Bunun yanısıra, bulut teknolojilerinin performansı artacak gelişecek ve yanıt verme sürelerini birkaç milisaniyeye indirecektir. Dolayısıyla, makine verileri ve işlevsellik giderek daha fazla oranda buluta konuşlandırılacak ve böylece üretim sistemlerine yönelik daha fazla veriye dayalı hizmetlerin verilmesi mümkün olacaktır. Süreçleri izleyen ve kontrol eden sistemler bile bulut tabanlı hale gelebilirler. İmalat yürütme sistemi satıcıları da bulut-tabanlı çözümler sunmaya başlayan şirketler arasındadırlar.
8.EKLEMELİ İMALAT
Şirketler, 3 Boyutlu baskı gibi eklemeli imalatı daha yeni yeni benimsemeye başladılar; bunu çoğunlukla tek tek parçaların prototipini yapmak ve üretmek için kullanıyorlar. Sanayi 4.0’da, bu eklemeli imalat yöntemleri, karmaşık ve hafif tasarımlar gibi konstrüksiyon avantajları sağlayan isteğe uyarlanmış ürünlerden küçük partiler üretmeye yönelik olarak yaygın şekilde kullanılacaktır. Yüksek performans, merkez-dışı eklemeli imalat sistemleri, nakliye mesafelerini ve eldeki stoğu azaltacaklardır.
Sözgelimi, uzay şirketleri, uçak ağırlığını azaltan ve titanyum gibi hammadde masraflarını azaltan yeni tasarımlar uygulamak için eklemeli imalattan hali hazırda yararlanmaktadırlar. Sanayi 4.0’ın sağladığı unsurları benimseme yarışı hali hazırda Avrupa’da, ABD’de ve Asya’da devam etmektedir.
Bu alandaki bir başka uygulama ise sanal eğitimdir. Siemens, Comos yazılımı için, tesis personelini acil durumların üstesinden gelmelerini sağlamak amacıyla eğitmek için artırılmış-gerçeklik gözlüklerinin olduğu bir gerçekçi, veri-tabanlı 3 boyutlu ortamdan yararlanılan bir sanal tesis-operatörü eğitim modülü geliştirdi. Bu sanal dünyada, operatörler bir siber-temsili tıklamak suretiyle makinelerle karşılıklı etkileşimi öğrenebilmektedirler. Bunun yanısıra, parametreleri değiştirebilmekte ve çalışma verilerini ve bakım talimatlarını alabilmektedirler.
9.ARTIRILMIŞ GERÇEKLİK
Artırılmış gerçekliğe dayanan sistemler, bir depodaki parçaların seçilmesi ve mobil cihazlarla tamir talimatlarının gönderilmesi gibi çeşitli hizmetleri desteklerler. Bu sistemler şu anda emekleme aşamasındadırlar; şirketler gelecekte artırılmış gerçeklikten çok daha kapsamlı şekilde yararlanarak karar alma ve iş prosedürlerini iyileştirmek için işçilere gerçek zamanlı bilgiler sağlayacaklardır.
Sözgelimi, işçiler, tamir gerektiren sisteme bakarlarken belli bir parçanın nasıl değiştirileceğine ilişkin tamir talimatları alabilirler. Bu bilgiler, artırılmış-gerçeklik gözlükleri gibi cihazlar kullanılarak doğrudan doğruya işçilerin görüş alanında görüntülenebilecektir.
Bir başka uygulama ise sanal eğitimdir. Siemens, Comos yazılımı için, tesis personelini acil durumların üstesinden gelmelerini sağlamak amacıyla eğitmek için artırılmış-gerçeklik gözlüklerinin olduğu bir gerçekçi, veri-tabanlı 3 boyutlu ortamdan yararlanılan bir sanal tesis-operatörü eğitim modülü geliştirdi. Bu sanal dünyada, operatörler bir siber-temsili tıklamak suretiyle makinelerle karşılıklı etkileşimi öğrenebilmektedirler. Bunun yanısıra, parametreleri değiştirebilmekte ve çalışma verilerini ve bakım talimatlarını alabilmektedirler.
Özetle; Bundan önceki devrimler gibi Dördüncü Sanayi Devrimi de küresel gelir düzeylerini yükseltme ve dünya çapındaki nüfuslar için yaşam kalitesini geliştirme potansiyeline sahiptir.
Bu kapsamda yaşanacak teknolojik yenilikler sayesinde yeni pazarlar açılacak ve ekonomik büyümeler elde edilecektir. Tüm ekonomilerde işgücünün yerini otomasyonun alması nedeniyle, insanların yerini net olarak makinelerin alması, sermaye getirisi ile işgücü getirisi arasındaki uçurumu daha da arttırabilecektir.
Gelecekte, üretimin kritik faktörünü sermayeden daha çok yetenek temsil edecektir. Bu da, sosyal gerginlikte artışa neden olacak olan giderek “düşük beceri/düşük ücret” ve “yüksek beceri/yüksek ücret” segmentlerine ayrılan bir iş pazarının oluşmasına yol açacaktır.
Temel bir ekonomik husus olmasının yanı sıra, eşitsizlik, Dördüncü Sanayi Devrimi ile bağlantılı olarak en büyük toplumsal hususu temsil etmektedir. Yeniliğin en büyük yararlanıcıları,- yenilikçiler, paydaşlar ve yatırımcılar- fikri ve fiziksel sermaye sağlayıcılar olma eğilimindedir ve bu da sermayeye karşı iş gücüne bağlı olanlar arasındaki artan uçurumu açıklamaktadır. Bu nedenle, teknoloji, yüksek gelirli ülkelerde nüfusun çoğunluğu için gelirlerin hareketsiz kalmasının ve hatta düşmesinin ana nedenlerinden biridir. Bu ülkelerde yüksek becerili işçilere talep artarken düşük eğitimli ve daha az becerilere sahip işçilere olan talep düşmüştür. Bunun sonucunda da yüksek ve düşük uçlarda güçlü talebin olduğu ve orta grupta bir boşluğun giderek büyüdüğü bir iş piyasası oluşmuştur.
Genel olarak, Dördüncü Sanayi Devriminin iş üzerinde dört ana etkisi bulunmaktadır. Bu etkiler, müşteri beklentileri, ürün geliştirilmesi, işbirlikçi yenilik ve organizasyonal formlar üzerindeki etkilerdir
Basit dijitasyondan (Üçüncü Sanayi Devrimi) teknolojilerin bileşimine dayanan yeniliğe (Dördüncü Sanayi Devrimi) bu acımasız geçiş, şirketleri, iş yapma şekillerini yeniden gözden geçirmeye zorlamaktadır. Ancak alt çizgi aynıdır: iş liderleri ve üst düzey yöneticilerin değişen ortamı anlamaları, operasyon timlerinin varsayımlarının güçlüklerini anlamaları ve bıkmadan, usanmadan ve sürekli olarak yenilik yapmaları gerekmektedir.
Dördüncü Sanayi Devrimi, sonuç olarak, sadece ne yaptığımızı değil, aynı zamanda kim olduğumuzu da değiştirecektir. Kimliklerimizi ve mahremiyet duygusu, mülkiyet nosyonumuzu, tüketim kalıplarımızı, işe ve eğlenceye ayırdığımız zamanı, kariyerimizi nasıl geliştirdiğimizi, becerilerimizi nasıl iyileştirdiğimizi, insanlarla tanışma şeklimizi ve ilişkilerimizi geliştirmemizi ve kimliğimizle ilişkili tüm konuları etkileyecektir.
Teknoloji de onunla birlikte gelen bozulma da, insanların kontrol edemediği dış kaynaklı bir güçtür. Birey ve Yatırımcılar olarak hepimiz bu değişime günlük bazda aldığımız kararlar ve yaptığımız işler ile yön vermekle yükümlüyüz. Böylece, Dördüncü Sanayi Devrimini ortak amaç ve değerlerimizi yansıtacak bir geleceğe doğru yönlendirecek güç ve olanağı yakalamış oluruz.
Teknolojinin yaşamımızı nasıl etkilediği, ekonomik, sosyal, kültürel ve insani ortamımızı nasıl şekillendirdiği konularından kapsamlı ve küresel olarak paylaşılan bir bakış açısı geliştirmemiz gerekmektedir. Ancak, bugünün karar vericileri, sıklıkla geleneksel, doğrusal düşünce tuzağına düşmekte ya da dikkatlerini gerektiren çoklu krizlere dalmakta ve bu nedenle de geleceğimizi şekillendiren bozulma ve yenilik güçleri hakkında stratejik olarak düşünememektedirler.
Sonuçta, herşey insana ve değerlere dayanmaktadır. Önceliği insana ve onların güçlendirilmelerine vererek hepimiz için işe yarayan bir geleceği şekillendirmeye ihtiyacımız vardır. En kötümser ve canavarlaştırılmış şekliyle, Dördüncü Sanayi Devrimi, bir yandan bizi kalp ve ruhlarımızdan ayırma riski nedeniyle aslında insanlığı “robotlaştırmak” özelliğine sahip olacaktır. Diğer yandan ise insan doğasının en iyi özelllikleri olan yaratıcılık, empati ve yöneticilik bölümlerine katkıda bulunarak, paylaşılan duygu ve kadere dayanan ortak ve ahlaki farkındalığı arttıracaktır. Biz, ikincinin öne çıkmasını sağlamakla yükümlüyüz.
Ref.:
" The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries" The Boston Consulting Group
“ The Fourth Industrial Revolution” Klaus Schwab
Comments