Endüstri 4.0 Nedir?

Gelişen teknoloji ile birlikte yeni bir vizyon olarak karşımıza çıkan Endüstri 4.0, son yıllarda tüm dünyayı etkisi altına aldı. Sadece endüstriyel üretimde değil, gündelik hayatımızda da pek çok etkisi olan Endüstri 4.0’ın getirdiği yenilikleri ve temel yapı taşlarını yazımızda bulabilirsiniz.

Dördüncü Endüstri Devrimi olarak kabul edilen Endüstri 4.0 terimi, ilk olarak 2011 yılında Almanya’da Hannover Messe’de kullanıldı. 2013 yılında Alman Hükümeti Endüstri 4.0’ı gelecek vizyonu olarak belirledi. Endüstri 4.0 daha sonra 2015 yılında Davos’ta düzenlenen Dünya Ekonomik Forumu toplantısının ana konusu oldu. Tüm bu gelişmeler ile Endüstri 4.0, çok kısa bir sürede Avrupa ve tüm dünya ülkelerini etkisi altına aldı.

Neden Endüstri 4.0?

Endüstri 4.0’ı daha iyi anlamak için öncelikle geçmiş sanayi devrimlerini incelememiz gerekiyor. Geçmiş dönemlerde toplumlar tarım ve hayvancılık ile kırsal bölgelerde yaşamlarını sürdürürken, 1787 yılında su ve buhar gücü ile çalışan makinelerin üretimde kullanıma başlamasıyla ilk sanayi devrimi gerçekleşmiştir. Makineleşmenin ilk defa başladığı bu dönemde, verim çok düşük olduğu için daha çok tekstil sanayi gibi düşük güç gerektiren sektörlerde etkili olmuştur. Daha sonra 1870’li yıllarda elektrik enerjisi ile elektrik makinelerinin kullanıma başlamasıyla ikinci sanayi devrimi denilen dönem başlamıştır. Bir mezbahanede başlayan dönemde üretim hattı kavramı ortaya çıkmış ve seri üretime yönelik ilk adımlar atılmıştır.
1970’li yıllarda ise artan üretimi izleme ve kontrol etme ihtiyacını karşılayabilmek için bilgisayar sistemleri endüstride kullanıma başlamış ve üçüncü sanayi devrimi denilen dönem başlamıştır. Üretimde otomasyonun başladığı bu dönem, elektronik ve bilgi teknolojisi çağı olmuştur. Üçüncü sanayi devriminin öncü teknolojisi ise Programlanabilir Mantıksal Denetleyiciler (PLC’ler) olmuştur.
Günümüzde ise dördüncü sanayi devrimi olarak kabul edilen Endüstri 4.0 dönemini yaşamaktayız. Endüstri 4.0 genel olarak 3 yapılanmadan oluşmaktadır. Bunlar;

  • Siber fiziksel sistemler
  • Nesnelerin interneti
  • Hizmetlerin internetidir.

Endüstri 4.0 Hangi Avantajları Sağlıyor?

  • Çevre dostu ve sürdürülebilir üretim
  • Gerçek zamanlı veri izleme
  • Arıza oluşmadan önce sisteme müdahale edebilme
  • Yüksek verimlilik
  • Üretim maliyetlerinin azalması
  • Ürünün Pazar çıkış süresinde azalma
  • Esnek üretimde artış

Endüstri 4.0’ın Yapı Taşları

1- Her Şeyin İnterneti İnsanlık tarihinde “bilgi edinmeye” yönelik en önemli buluşlardan biri olan internet teknolojisi hızla yaygınlaşmaya devam ediyor. Kişisel elektronik cihazlardan, ev eşyalarına kadar her cihazın internete bağlanabildiği bir döneme doğru adım adım ilerliyoruz. Teknoloji araştırma şirketi olan Gartner Inc.’e göre 2020 yılına kadar 26 milyar cihaz internete bağlı olacak. Bu bağlantı sadece kişisel cihazlarımız ile sınırlı kalmayarak endüstriyel üretimde kullanılan cihazlar, sistemler ve robotlarda da etkili olacak. Böylelikle nesnelerin interneti, siber fiziksel sistemler ve hizmetlerin interneti kavramları bir adım öteye geçerek “her şeyin internetine” doğru evriliyor.
Endüstri 4.0’ın temel yapı taşı olan “internet” ile akıllı cihazların akıllı bağlantısı sağlanarak; uzaktan algılama, performans izleme, görevleri yürütme gibi işlemler gerçek zamanlı olarak gerçekleştiriliyor. Cihaz ve makinelerin birbiriyle ve insanlarla haberleşmesi üretimin işbirliği içinde gerçekleşmesini sağlamaktadır.

2-Big Data (Büyük Veri) Çok fazla cihazın internete bağlı olması ile üretilen veri miktarı zezabayt (1 zezabayt = 1 milyar terabayt) boyutlarına ulaşıyor. Ancak elde edilen bu büyük veri miktarı tek başına bir anlam ifade etmemektedir. Bu nedenle Biga Data, ne kadar bilgi sahibi olunduğuna değil, o bilgiler ile neler yapılabileceğini temel alarak para ve zaman tasarrufu için karar verme süreçlerinde doğru yaklaşımın seçilmesini sağlamaktadır. Üretimden bankacılığa, sağlıktan sosyal medya yönetimine kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir.

3-Bulut Bilişim Nesnelerin interneti ve Big Data ile bağlantılı olan bulut bilişimde; üretilen verilerin çalışma yerlerindeki büyük bilgisayarlarda, serverlarda tutulmasındansa bulutta (cloud) depolanması hedef alınıyor. Böylelikle çalışanlar, makine/sistem verilerine üretim bölgesinde olmadan da ulaşabiliyor. İnternete bağlanabilen akıllı cihazları ile ulaşılan veriler ile sistemin sürdürülebilirliğine yönelik kararlar alınabiliyor. Kapsamlı altyapı harcamalarına gerek kalmadan, işletmeler ve kuruluşlar bulut bilişimden yararlanabiliyor.

4-Baskı Teknolojileri Endüstri 4.0’ın bir diğer yapı taşlarından biri de baskı teknolojilerinin bir sonucu olan katmanlı üretimdir. Aslında 3 boyutlu yazıcıların endüstriye uyarlanmasıyla yapılan katmanlı üretimde, adından da anlaşılabileceği gibi tabandan tavana katman katman üretim yapılmaktadır. Bunun için bilgisayar, 3 boyutlu yazıcı, CAD yazılımı, makine ekipmanları ve katmanlı materyal yeterli olmaktadır.
Katmanlı üretim; tasarımda esneklik, hızlı prototipleme, yüksek kalite, maliyetlerde azalma ve hızlı gerçekleme gibi avantajlar sunmaktadır. Endüstriyel ürün üretiminden, inşaat, otomobil, demiryolu sektörüne kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir.

5-Öğrenen Makineler Robotlar, verimlilikleri ve yüksek doğrulukları sayesinde Endüstri 4.0’da üretimin temel işçilerini oluşturuyor. Bu doğrultuda gerek üretim gerekse hizmet kısmında robotların kullanımında önemli ölçüde artış yaşanıyor. Buna örnek verecek olursak; Amozon’un 2013 yılında yaklaşık 1000 adet robotu varken, bu sayı 2016’da 45.000’e ulaştı. Genel istatistiklerde ise 2015 yılında üretimde 80 bin robot kullanılırken, 2018 yılında 2,3 milyon ünite robotun kullanılması bekleniyor.
Yapay zeka ve makine öğrenimi ile robotlar sadece kendi temel işlemleri satırları ile sınırlı kalmayarak yeni işler öğrenebilir duruma geliyor. Örneğin; paketlemede görevli olan bir robot kendi gözlemleri ile üretim kısmında yapılan işlemleri öğrenerek yazılımını güncelleyebilir ve ihtiyaç durumunda üretim işleminde görev alabilir.

6-Sanal ve Artırılmış Gerçeklik Bu iki görüntüleme teknolojisi verimlilik, pazarlama ve eğitimde Endüstri 4.0’ın temel yapı taşlarını oluşturuyor. Genellikle oyun ve eğlence sektöründeki uygulamaları ile bilinen sanal gerçeklik ile fabrikadaki üretim, paketleme simülasyonları yapılarak gerekli fizibilite çalışmaları sanal olarak gerçekleştirilebiliyor. Böylelikle işlemlere başlamadan önce, sanal model üzerinden eksiklikler görülerek, sistemden maksimum verim elde edilecek şekilde yeniden dizayn edilebiliyor.
Artırılmış gerçeklikte ise görüntü, gerçek görüntülere ses, video gibi eklentilerin eklenmesiyle elde ediliyor. Artırılmış gerçeklik teknolojisi yeni çalışan eğitimi, pazarlama, akıllı baretler gibi geniş bir yelpazede kullanılabiliyor.

7-Yatay ve Dikey Entegrasyon Şirketlerin birleşmeye gitmeleriyle yapay ve dikey entegrasyon olarak tanımlanan iki kavram ortaya çıkmaktadır. Yatay Entegrasyon; müşteri tipleri aynı olan iki şirketin, pazardaki paylarını artırmak amacıyla birleşmesini, Dikey Entegrasyon ise farklı alt müşteri kitleleri olmalarına rağmen aynı sektörde olan şirketlerin birleşme şeklini tanımlamaktadır.
Yatay ve Dikey Entegrasyon ile üretim süreçlerinde yaşanan değişikliklere veya sorunlara hızlı şekilde cevap verilerek süreklilik sağlanmaktadır. Ayrıca Endüstri 4.0’ın getirdiği en önemli yeniliklerden biri olan kişiselleştirilmiş ürünlerin üretim süreçlerini verimli hale getirmektedir.