Sanayi 4.0 nedir?
Sanayi 4.0, endüstri devriminin dördüncü halkasını oluşturan bilişim çağının modern yüzünün, üretim süreçlerine yepyeni bir boyut kazandırdığı ve yeni bir sanayi devrimini ifade eder. 4. Sanayi Devrimi, sanayide, genel olarak makinelerin insan gücüne gerek kalmaksızın kendilerini ve üretim süreçlerini yönetmeye başlamalarıyla ortaya çıkmıştır. Makineler bu üst düzey ve güncel yapılarını; bilgisayar, iletişim ve internet teknolojilerinin harmanlanmasıyla ortaya çıkan karma teknolojilere borçludur.
2011 yılında kabul edilen Sanayi 4.0, sadece 4 yıllık bir süre içerisinde teknik bir terim olmaktan öteye geçip, milyarlarca Euro’luk bir piyasa haline gelmiştir. 2020 yılına kadar sadece Avrupa’da, bu alanda yıllık 140 milyar Euro’luk yatırım gerçekleştirilmesi beklenmektedir. Avrupa Birliği 2020 yılında sanayinin gayri safi yurt içi hasıladaki payının mevcut durumdaki yüzde 15 seviyesinden yüzde 20’ye taşıma hedefini benimsemiş durumda.
Endüstri 4.0’ın yapısı
Endüstri 4.0, teknolojilerin ve değer zinciri organizasyonları kavramlarının kolektif bir bütünü olarak karşımıza çıkar. Siber-Fiziksel sistemlerin kavramına, nesnelerin, internetine ve hizmetlerin internetine dayalıdır. Bu yapı akıllı fabrikalar vizyonunun oluşmasına büyük katkı sağlar. Endüstri 4,0’ın yapısını özerk robot ve büyük veri sistemleri, arttırılmış gerçeklik, eklemeli üretim, bulut bilişim, siber güvenlik, nesnelerin interneti, sistem entegrasyonu, simülasyon sistemleri oluşturur.
Endüstri 4.0 ile modüler yapılı akıllı fabrikalar kapsamında, fiziksel işlemleri siber-fiziksel sistemlerle izlemek, fiziksel dünyanın sanal bir kopyasını oluşturmak ve merkezi olmayan kararların verilmesi hedeflenmektedir.
Hizmetlerin interneti ile hem iç hem de çapraz örgütsel hizmetler sunulacak ve değer zincirinin kullanıcıları tarafından değerlendirilecektir.
Sanayideki atılımların temelinde dönemsel teknolojik gelişmeler vardır. Sanayi 4.0'ın ortaya çıkmasında da 9 temel teknoloji unsurdan söz edebiliriz.
Özerk robotlar
Akıllı robot sistemleri günümüz üretim sisteminin artık vazgeçilmez bir parçası olarak karşımıza çıkmaktadır. Dünyada robot teknolojisi artık hem yetkinliklerini geliştirerek daha otonom, esnek ve işbirliğine yatkın hale geliyor hem de üretim süreçlerinde maliyetlerin düşmesini sağlıyor.
Büyük Veri
Büyük veri sistemleri artık küçük işletmelerden büyük şirketlere, yerel yönetimlere kadar devletlerin stratejik bir enstrümanı olarak karşımıza çıkıyor.
Üretimde yeni yeni kullanılmaya başlanan büyük veri gruplarından faydalanan analiz yöntemleri, üretimin kalitesini yükseltiyor, enerji tasarrufu sağlıyor ve ekipman bakımını kolaylaştırıyor.
Simülasyon
Modern toplumların artık daha çok muhatap kalacağı geçek dışı süreç, tüm hızıyla çok farklı boyutlara evriliyor. Simülasyon, halihazırda tasarım aşamasındaki ürünlerin, malzemelerin üretim süreçlerinde vazgeçilmez bir enstrüman olarak yaygınlaştı ve devam edecek.
Gerçek zamanlı verilerden yararlanarak hazırlanan bu sanal modellerde, makineler, ürünler ve insanlarla beraber fiziksel dünyanın sanal gerçekliği oluşturulacak. Böylelikle operatörler, üretim hattında takip eden ürün için makine parametrelerini gerçekten ayarlamadan önce sanal dünyada test etme fırsatı bularak, makine kurulum süresini kısaltacak ve kaliteyi arttıracak.
Nesnelerin İnterneti
Nesnelerin interneti üretim sürecinde birçok cihazın hatta yarı mamüllerin bile, standart teknolojilerle birbirlerine bağlanarak tümleşik veri işlemeden faydalanmasına izin verecek. Bu sayede sahadaki donanımlar hem birbirleriyle hem de gerekirse merkezi kontrol sistemleriyle iletişim kurabilecek. Ayrıca, analiz ve karar verme süreçlerinin tek elden yapılma şartını ortadan kaldırarak, gerçek zamanlı karar verme süreçlerini mümkün kılacak.
Dikey ve Yatay Sistem Entegrasyonu
Küreselleşen dünya küçük bir köye dönüşürken, iletişim sürecinin daha da hızlanması ve üretim başta olmak üzere pek çok sistemin entegrasyon sürecinin tamamlanması bekleniyor.
Şirketler, tedarikçiler ve müşteriler nadiren birbirlerine uçtan uca bağlı olduğu günümüzde benzer durum mühendislik tasarım, üretim ve hizmet fonksiyonları için de geçerli. Ancak şirket çapında evrensel veri entegrasyon ağları geliştikçe, şirketler, birimler ve yetkinlikler birbirleriyle çok daha uyumlu hale gelecek.
Siber güvenlik
Teknolojinin gelişmesi bilgi güvenliğini beraber getirmiş, bu alanda başta şirketler olmak üzere ülkeler kendi savunma mekanizmalarını kurma çalışmalarını sürdürmüştür. Günümüzde pek çok ülkenin silahlı savunma kuvvetinin yanında siber saldırılara karşı mücadele edecek siber güvenlik komutanlığı da bulunmaktadır.
Birçok şirket hala birbirine bağlı olmayan yönetim ve üretim sistemleri kullanmaktadır. Ancak bağlanırlığın artmasıyla kritik endüstriyel sistemleri ve üretim hatlarını siber güvenlik tehditlerine karşı koruma amacıyla, makinelerin kimliklerinin belirlenmesi ve makinelere erişimin yönetilmesi temelli güvenli iletişim önem kazanacağı belirtilmekte.
Bulut
Bulut bilişim, bilgisayarlar ve diğer cihazlar için, istendiği zaman kullanılabilen ve kullanıcılar arasında paylaşılan bilgisayar kaynakları sağlayan, internet tabanlı bilişim hizmetlerinin genel adı olarak ifade edilir.
Veri güvenliği kadar verilerin depolanması ve paylaşım süreçleri de yeni sistem de önem arz etmektedir. Kurumsal ve analitik uygulamalar için hali hazırda bulut tabanlı yazılımlar kullanılırken önümüzdeki dönemde, tesisler ve şirketler arasında ürünlerle ilgili daha fazla verinin paylaşılması gerekecek. Aynı zamanda bulut teknolojilerinin performansının artması sayesinde tepki süresi birkaç milisaniyeye düşecek.
Bunun sonucu olarak, bulut platformlarda yer alan makinelere ait veriler ve işlevler artacak ve üretim sistemlerine veriye dayalı daha fazla hizmet sunulacak. Hatta süreçleri takip ve kontrol eden sistemlerin bile buluta taşınması sürpriz olmayacak.
Eklemeli Üretimi
3D baskı sistemleriyle tanıdığımız eklemeli üretim sistemleri başta havacılık şirketleri olmak üzere pek çok alanda kullanılıyor.
Şirketler, parçaların prototipini oluşturmak ve üretimini yapmak için, üç boyutlu baskı gibi eklemeli üretim tekniklerini kullanır. Bu yöntem, ilerleyen dönemde, özellikle karmaşık ve hafif tasarımlar gibi alanlarda, özel ürünleri az sayıda üretmek amacıyla daha da yaygın kullanılmaya başlanacak. Sonuç olarak yüksek performanslı ve merkezi olmayan eklemeli üretim sistemleri, lojistik maliyetlerini ve stok seviyelerini azaltacak.
Zenginleştirilmiş Gerçeklik
Artırılmış gerçeklik olarak da ifade edilen zenginleştirilmiş gerçeklik ses, video, grafik veya GPS verileri gibi bilgisayar tarafından üretilip duyusal girdi ile artırılıp canlandırılan elemanların fiziksel, gerçek dünya ortamıyla birleştirilmesiyle oluşturulan yeni bir algı ortamının canlı doğrudan ya da dolaylı bir görünümüdür.
Zenginleştirilmiş gerçeklikten yararlanan sistemler, depoda parça seçimi ve mobil cihazlara tamirat talimatları göndermek gibi çeşitli hizmetlere destek verir. Bu sistemler henüz başlangıç aşamasında olmasına rağmen, gelecekte şirketlerin karar verme ve operasyon süreçlerini iyileştirmek ve çalışanlarına gerçek zamanlı bilgi ulaştırmak amacıyla zenginleştirilmiş gerçeklikten daha fazla yararlanacak.
Dünyada 4.0 süreci
Başlangıç tarihi tam olarak bilinmezken, Avrupa’da 18. ve 19. yüzyıllardaki yeni buluşların etkisi ve buhar gücüyle çalışan makinelerin üretimde kullanılması Avrupa'daki sermaye birikimimi artmış ve bu süreç de Sanayi Devrimi olarak adlandırılmıştır.
18.yüzyılın sonlarına doğru su ve buhar enerjili mekanik üretim tesislerinin ortaya çıkması ile isimlendirilen birinci sanayi devrimi, 20.yüzyılın sonlarına doğru elektrik enerjisinin mümkün kıldığı iş bölümünün ve seri üretimin ortaya çıkışı ile ikinci sanayi devrimi, 70'lerin sonuna doğru otomasyonu daha yükseğe taşıyan elektronik ve bilgi teknolojilerinin kullanımı ile imalatta otomasyon ve sanayi robotlarının kullanımıyla üçüncü sanayi devrimi, nihayet günümüzde siber fiziksel sistemlere ve dinamik veri işlemeye dayalı olarak üretim sistemlerinde yaşanan fiziksel ve dijital sistemler arasında oluşan bağlantı ile dördüncü sanayi devrimine geçilmiştir.
Parçalanan Dünyada Ortak Gelecek Oluşturmak
2011 yılında Hannover Messe fuarında konuşulmaya başlanan Sanayi 4.0, 2013 yılında Almanya'nın 20 yıllık stratejik planını açıklamasıyla dünya gündemine daha da oturdu. 2015 yılında Hannover Messe fuarının ve 2016 yılında Davos Ekonomik Forumunun ana teması Endüstri 4.0 oldu.
2018 ylında da her yıl bir ülkenin daha çok öne çıktığı nde de Hindistan ön plana çıktı. Parçalanan Dünyada Ortak Gelecek Oluşturmak sloganıyla başlayan zirvenin açılış konuşmasını yapan Hindistan Başbakanı Narendra Modi, "Dünya Ekonomik Forumu'nun 1997'deki teması 'Birbirine bağlı bir toplum yaratmak' idi. Bugün dünya birbirine bağlı olmakla kalmıyor, artık yapay zekânın, büyük verinin ve robotların dünyasında yaşıyoruz" dedi.
Yeni sanayi devrimi Türkiye'de
2016 yılında Davos gündeminin en önemli konularından biri de 'Sanayide dördüncü devrim' olmuştu. Dünyanın gündemine gelen bu konu Türkiye'de 2014 yılında yapılan toplantılarda dile getirilmiş, bu çerçevede Türkiye'de konunun hiç de uzağında kalmamıştır.
Türkiye için yaşamsal öneme sahip olan bu sanayi atılımı 2016 Mart ayında yapılan toplantılarının ana temasını oluşturmuş. “Sanayinin Geleceği ve Endüstri 4.0” gündemi ile toplantılar gerçekleştirilmiştir.
Türkiye'de sanayide akıllı makine kullanımı konusunda ihtisaslaşan, akıllı makine üreten veya akıllı makine kullanımını programlayan girişimciler, bu işin öncüleri on yıl önce “-Endüstriyel Otomasyon Sanayicileri Derneği” isimli bir sivil toplum kuruluşunun şemsiyesi altında toplamışlardı.
Sanayi 4.0 ve Toplum 5.0
Sanayi 4.0 ile birlikte yaşanan teknolojik üretim devriminin pek çok alanda yansımaları oluştu. Bu çerçevede yeni kavramlarda oluşmaya başladı. Teknolojik gücü doğru yönetecek akıllı toplum felsefesi olarak adlandırılan Toplum 5.0 da bunlardan biri oldu.
Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanı Faruk Özlü, Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) üyelerine Sanayi 4.0 ve Toplum 5.0 araştırmalarına öncülük etmeleri çağrısında bulunarak, "Türkiye'nin kendine ait bir tanımlama yapabilmesi mümkün. Benim şahsi kanaatim, belki 'Akıllı Toplum 5.0' gibi bir terim kullanabiliriz" dedi.
"Akıllı Toplum 5.0 gibi bir terim kullanabiliriz"
Faruk Özlü, "Benim şahsi kanaatim, belki 'Akıllı Toplum 5.0' gibi bir terim kullanabiliriz. Bunu tartışacağız, konuşacağız."
Bilimsel üretim ve bürokrasinin yan yana gelmemesi gereken iki kavram olduğunu vurgulayan Özlü,Türkiye'nin yeni teknolojilere uyumu konusunda bürokrasiyi en aza indiren yeni bir yapılanmayı hayata geçirmek zorunda olduğunu söyledi.
Özlü, TÜBİTAK'a yeni bir vizyon getireceklerini, zamanla yarışan, zamanın önünde koşar hale dönüştüreceklerini, bilim ve teknolojiyle kalkınma ve sanayiyi eş zamanlı ve koordineli aynı hedefe yönlendireceklerini anlattı.
TÜBA Başkanı Prof. Dr. Ahmet Cevat Acar da Türkiye'nin gelişmesi ve iddialarını hayata geçirebilmesi için yenilikçiliği başarmaktan başka çaresinin olmadığını belirterek, "Eğitim, bilim, Ar-Ge ve bunun sonucu olarak da yenilikçilik alanlarındaki başarılarımızı istikrarlı bir biçimde geliştirmek zorundayız. Bu bakımdan her kademede eğitimin, planlı ve stratejik bir yaklaşımla ele alınması gerektiğini düşünüyorum" dedi.