Endüstri 4.0 ve Akıllı Fabrikalar

ENDÜSTRİ 4.0

Endüstri 4.0 olarak adlandırılan yeni süreç, üretim ve tüketim ilişkilerini bütünüyle değiştirecek biryapı içermektedir. Bir yanda tüketicinin değişen ihtiyacına anlık olarak uyum sağlayan üretim sistemlerini, diğer yanda ise birbirleriyle sürekli iletişim ve koordinasyon halinde olan otomasyon sistemlerini tanımlamaktadır [11] ve ürün geliştirmede çeşitli disiplinler arasındaki yakın işbirliğini teşvik etmektedir [12].

Mrugalska ve Wyrwicka (2017) endüstri 4.0kavramını, “karmaşık fiziksel makine ve cihazların, ticari ve toplumsal sonuçları daha iyi tahmin etmek, kontrol etmek ve planlamak için kullanılan ağa bağlı sensörler ve yazılımlarla entegrasyonu” veya “ürünlerin yaşam döngüsü boyunca yeni bir değer zinciri organizasyonu ve yönetimi seviyesi” olarak tanımlamaktadırlar. Endüstri 4.0, özerk kontrolü ve dinamik üretimi nedeniyle değer zincirlerinin optimizasyonu üzerinde yoğunlaşmıştır. Rekabetçi ürünlerin, hizmetlerin, güçlü ve esnek lojistik ve üretim sistemlerinin tasarımını ve uygulanmasını kapsamaktadır [8]. Can ve Kıymaz (2016)Endüstri 4.0’ın üretimle direkt yada dolaylı olarak ilişkili olan bütün birimlerin birbiri ile ortak çalışmasını planladığını, dijital verilerin, yazılımın ve bilişim teknolojilerinin birbiri ile entegre olarak çalışmasını öngördüğünü söylemektedirler [1].Batista ve ark. (2017) endüstri 4.0’ın imalat sanayiinde, sensör ve aktüatör alt yapılarında yer alan tüm değer zinciri sürecinin organizasyonu ve yönetimindeki ileri bir gelişim aşaması olduğunu söylemektedirler [13]. Qin ve ark.(2016)’a göre endüstri 4.0, çeşitli şirketler, fabrikalar, tedarikçiler, lojistik, kaynaklar, müşteriler vb. arasında var olacak komple bir iletişim ağı anlamına gelmektedir. Burada her bölüm, ağdaki ilgili bölümlerin talep ve durumuna bağlı olarak gerçek zamanlı olarak yapılandırmalarını optimize etmektedir. Başka birdeyişle, gelecekteki iş ağı, kendi kendini organize eden bir statüye ulaşabilen ve gerçek zamanlı cevapları iletebilen her bir işbirliği bölümü tarafından etkilenmektedir [5]. Schumacher veark. (2016) ise endüstri 4.0’ın internetin ve destektek nolojilerinin (örn. gömülü sistemler) fiziksel nesneleri, insan oyuncularını, akıllı makineleri, üretim hatlarını ve süreçleri örgütsel sınırlar boyunca entegre etmelerinin omurgasını oluşturduğu yeni teknolojik gelişmeler olduğunu bildirmektedirler [6].

Endüstri 4.0 kavramı gelecekte rekabetçi ortamda ayakta kalmak için önemli bir strateji olarak görülmektedir. Buna, rekabetçi ürünlerin ve hizmetlerin tasarımı ve uygulanmasının yanı sıra esnek lojistik ve üretim sistemleri de dâhildir. Endüstriyel şirketler şu anda ürünlerin bireyselleştirilmesinin artması, kaynak verimliliğinin artırılması ve pazara girme süresinin kısaltılması gibi zorlukların üstesinden gelmek için endüstri 4.0 terimi üzerinde durmaktadırlar[14].Endüstri 4.0, kendiliğinden yapılandırma, kendi kendini denetleme ve kendini iyileştirme gibi otonomik özelliklere sahip akıllı sistemler tarafından yönlendirilen imalat ekosistemlerini sağlayacaktır. Böylelikle, makine-insan işbirliğine ve simbiyotik ürün gerçekleştirimine dönük yeni tip ileri üretim ve endüstriyel süreçler ortaya çıkacaktır. Bunun sonucu olarak da eşi benzeri görülmemiş düzeyde operasyonel verimlilik elde etmemize ve verimliliğimizi hızlandırmamıza izin verecektir [15].

Endüstri 4.0’da, üretimde üretilen akıllı ürün diye tabir edilen yeni bir ürün türü ortaya çıkmaktadır. Bu ürünler, müşterilere fonksiyonel rehberliği iletmek için bilgi taşıyan ve üretim sistemine geribildirim sağlayan sensörler, tanımlanabilir bileşenler ve işlemcilerle gömülüdür [5]. Akıllı bağlantılı ürünler, yeni işlevsellik, çok daha fazla güvenilirlik, çok daha yüksek ürün kullanımı ve geleneksel ürün sınırlarını aşan ve öne çıkabilen yetenekler için katlanarak genişleyen fırsatlar sunmaktadır [16]. Bu ürünlere, ürünlerin veya kullanıcıların durumunun ölçülmesi, bu bilginin taşınması, ürünlerin izlenmesi ve sonuçlara göre analiz edilmesi gibi birçok fonksiyon eklenebilir. Endüstri 4.0 altında yeni bir satın alma yöntemi sağlanarak müşterilere de birçok avantajlar sunulmaktadır. Örneğin onların fikirleri üretim sırasında herhangi bir zamanda alınabilir veya siparişlerini son dakikada bile olsa ücretsiz olarak değiştirebilirler. Öte yandan, akıllı ürünlerle müşterinin sadece ürünün üretim bilgisini bilmesine değil, aynı zamanda kendi davranışlarına bağlı olarak kullanım tavsiyesi almasına da olanak tanınmaktadır [5].

Endüstri 4.0’ın hedefleri; bilgi teknolojilerinin ürettiği ürünlerin toplu olarak özelleştirilmesini sağlamak, üretim zincirinin otomatik ve esnek uyumunu sağlamak, parçaları ve ürünleri izlemek, parçalar, ürünler ve makineler arasındaki iletişimi kolaylaştırmak, insan-makine etkileşimi (HMI)paradigmalarını uygulamak, akıllı fabrikalar da nesnelerin interneti özellikli üretim optimizasyonunu sağlamak ve değer bakımından yeni tür hizmetler ve iş modelleri sunmak olarak sıralanabilir [4].Endüstri 4.0 sisteminin karmaşıklığının giderek büyümesine rağmen aşağıda özetlenen potansiyellere de sahiptir [8].

İş süreçlerinin dinamik yapısından kaynaklanan rekabet ve esnekliği artırma(kalite, zaman, risk, sağlamlık, fiyat ve çevre dostu),

• Talep zincirindeki arızaları ortadan kaldırma,

• Gerçek zamanlı uçtan uca görünürlük sayesinde karar vermeyi optimize etme,

• Artan kaynak üretkenliği (belirli bir kaynak hacminden en yüksek çıktıyı sağlayan) ve verimlilik (belirli bir çıktı elde etmek için mümkün olan en düşük miktarda kaynak kullanıyor) sağlama,

• Değer fırsatları (yenilikçi hizmetler, yeni istihdam biçimleri, KOBİ’lerin ve yeni teşebbüslerin gelişme imkânı) oluşturma,

• Enerji ve kişisel maliyetleri düşürme.

Endüstri 4.0, sayısız teknolojiyi ve ilişkili paradigmalar kapsamaktadır [15]. Ortaya çıkan bu paradigmalardan bazıları, Radyo Frekansı Tanımlama (Radio Frequency Identification-RFID), Kurumsal Kaynak Planlaması (Enterprise Resource Planning-ERP), Nesnelerin İnterneti(Internet of Things-IoT), Nesnelerin Endüstriyelİnternet’i (Industrial Internet of Things-IIoT),Siber-Fiziksel Sistemler (Cyber-Physical Systems- CPS), bulut tabanlı imalat (Cloud Based Manufacturing-CBM), akıllı fabrika, akıllı ürün vb., olarak sıralanabilir [4, 6,15]. Bu özellikler yalnızca internet teknolojileri ve gelişmiş algoritmalarla yüksek derecede ilişkili değil, aynı zamanda Endüstri 4.0’ın katma değerli bir bilgiişleme ve endüstriyel katma değerli bir süreç olduğuna işaret etmektedir [4].

KAYNAKLAR

[1] A. V. Can ve M. Kıymaz, “Bilişim teknolojilerinin perakende mağazacılık sektörüne yansımaları: muhasebe departmanlarında endüstri 4.0 etkisi”, Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, CİEP Özel Sayısı, pp. 107-117, 2016.

[2] S. Sayer ve A. Ülker, “Ürün yaşam döngüsü yönetimi”, Mühendis ve Makina, cilt. 55, no.657, pp. 65-72, 2014.

[3] K. Witkowski, “Internet of things, big data, industry 4.0–innovative solutions inlogistics and supply chains management”,Procedia Engineering, vol. 182, pp. 763-769, 2017.

[4] L.U. Yang, “Industry 4.0: a survey ontechnologies, applications and open researchissues. Journal of Industrial Information Integration, in press.

[5] Q. Jian, L. Ying and R. Grosvenor, “Acategorical framework of manufacturing forindustry 4.0 and beyond”, Procedia CIRP,vol. 52, pp. 173-178, 2016.

[6] S. Andreas, E. Selim and W. Sihn, “Amaturity model for assessing industry 4.0readiness and maturity of manufacturingenterprises”, Procedia CIRP, vol. 52, pp.161-166, 2016.

[7] C. Prinz, F. Morlock, S. Freith, N.Kreggenfeld, D. Kreimeier and B.Kuhlenkötter, “Learning factory modules forsmart factories in industrie 4.0”, ProcediaCIRP, vol. 54, pp. 113-118, 2016.

[8] B. Mrugalska and M.K. Wyrwicka,“Towards lean production in industry 4.0.”,Procedia Engineering, vol. 182, pp. 466-473, 2017.

[9] A. J. Trappey, C. V. Trappey, U. H.Govindarajan, A. C. Chuang and J. J. Sun,“A review of essential standards and patent landscapes for the internet of things: a keyenabler for industry 4.0”, Advanced Engineering Informatics, in press.

[10] Ege Bölgesi Sanayi Odası AraştırmaMüdürlüğü, “Sanayi 4.0: uyum sağlayamayan kaybedecek, Ekim 2015.

[11] A. Sinan, “Üretim için yeni bir izlek: sanayi4.0”, Journal of Life Economics, no. 8, pp.19-30, 2016.

[12] J. Herter and J. Ovtcharova, “A model based visualization framework for cross disciplinecollaboration in industry 4.0 scenarios”,Procedia CIRP, vol. 57, pp. 398-403, 2016.

[13] N. C. Batista, R. Melício and V. M. F.Mendes, “Services enabler architecture forsmart grid and smart living services providers under industry 4.0”, Energy andBuildings, vol. 141, pp. 16-27, 2017.

[14] F. Rennung, C. T. Luminosu and A.Draghici, “Service provision in theframework of industry 4.0.”, Procedia-Social and Behavioral Sciences, vol. 221,pp. 372-377, 2016.

[15] L. Thames and D. Schaefer, “Softwaredefinedcloud manufacturing for industry4.0.”, Procedia CIRP, vol. 52, pp. 12-17,2016.

[16] E. Hofmann and M. Rüsch, “Industry 4.0and the current status as well as futureprospects on logistics”, Computers inIndustry, vol. 89, pp. 23-34, 2017.

[17] M. Landherr, U. Schneider and T.Bauernhansl, “The application centerindustrie 4.0-industry-driven manufacturingresearch and development”, Procedia CIRP,vol. 57, pp. 26-31, 2016.

[18] S. Aksoy, “Değişen teknolojiler ve endüstri4.0: endüstri 4.0’ı anlamaya dair bir giriş”,SAV Katkı, cilt., 4, pp. 34-4, 2017.

[19] S. Wang, J. Wan, D. Zhang, D. Li and C.Zhang, “Towards smart factory for industry4.0: a self-organized multi-agent systemwith big data based feedback andcoordination”, Computer Networks, vol.101, pp. 158-168, 2016.

[20] T. Stock and G. Seliger, “Opportunities ofsustainable manufacturing in industry 4.0”,Procedia CIRP, vol. 40, pp. 536-541, 2016.

[21] S. Erol, A. Jäger, P. Hold, K. Ott ve W.Sihn, “Somut Endüstri 4.0: üretimin geleceği için öğrenmeye yönelik senaryo temelli bir yaklaşım”, Procedia CIRP, cilt. 54, sayfa 13-18, 2016.

# Industry40 #IoT #iot #profinet #profibus #robotik #kablo