ENDÜSTRİ 4.0 Akıllı Makineler

Küreselleşmenin en son dalgası Endüstri 4.0; tedarik, üretim ve tüketim süreçlerini büyük ölçüde dönüştüren bir süreç olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu süreç kendisinden öncekiler gibi bir ekonomik, siyasi ya da sosyal bir patlama sonucu meydana gelmemiş gibi görünse de Batılı kapitalist ekonomilerin üretim güçlerini doğuya, özellikle Çin’e kaptırmalarının bir sonucu olarak tetiklenmiş ve endüstri 3.0 sürecinde elde edilen gelişmeler ve ilerlemeler bu sürecin katalizörü olmuştur.

Bu yaklaşım özünde insan gücüne gereksinim duymayan, kendi başına otonom olarak faaliyette bulunan makinelere ve üretim sistemlerine odaklanmaktadır. Üretim; müşterilerin tam olarak gereksinim duydukları anda başlatılarak, gereksinim karşılandığında sona erdirilmektedir. Bunun yanı sıra, üretilen ürünler olabilecek en yüksek çeşitlilik ve en az üretim miktarı perspektifinde üretilmektedir. İster ürün isterse hammadde olsun herhangi bir materyalin envantere atılması günümüz endüstrilerince asla kabul edilmez ve işletmeler bütünüyle sıfır stok prensibi ile faaliyetlerini yürütmek istemektedir. Dolayısıyla bir üründen müşteri ne kadar istiyorsa o kadar üretilmekte, talep edilen miktar ürünün maliyetine ve  fiyatına etki etmemektedir.

İnsan faktörünü üretim süreçleri dışına olabildiğince çıkardığımızda, insan kaynaklı hataların büyük oranda ortadan kaldırılabilmekte ve üretim süreçlerinde tam bir standardizasyon sağlanabilmektedir. Yakın bir zamanda artık sadece insanların değil makineler ve ekipmanların da aralarında iletişim kurdukları ve bu iletişim çerçevesinde fonksiyonlarını yerine getirdiği büyük ölçüde bağımsızlaşan otonom sistemler hayatımızın yanı sıra, üretim ve tedarik zincirlerinin neredeyse bütün operasyonlarına dahil olacaktır. Bu bağlamda Endüstri 4.0 bir takım gereksinimlere sahiptir.

  • sistemler arası entegrasyon ve bu sistemler arası uyum

  • insanlar, makineler ve ekipmanlar arasında iletişimin sağlanması

  • sanallaştırma “virtualization"  ile tedarik zincirleri, fabrikalar, lojistik unsurların bilgisayar sistemleri üzerinde bire bir simülasyon modellerinin oluşturulabilmesi

  • otonom sistemler; insanlardan büyük ölçüde bağımsız, mevcut koşulları analiz ederek optimal kararlar alabilen sistemler

  • veri toplama ve analizi ; verilerin eşzamanlı olarak toplanması ve hızlı bir biçimde işlenerek anlamlı bilgiler haline dönüştürülebilmesi

  • tedarik, üretim ve lojistik sistemlerin olabilecek en üst düzeyde esnekliğe sahip olması

 

Endüstri 4.0 süreci; çok sayıda bileşene sahip olan ve bu bileşenlerin etkinlik düzeyinden büyük ölçüde etkilenen bir süreçtir. Dolayısıyla halen gelişimini sürdürmekte olup, ne zaman ve nasıl tamamlanacağı kestirilememektedir. Bu bileşenlerin birbiriyle uyumları ve aralarındaki entegrasyon en üst düzeyde sağlanabildiğinde, endüstri 4.0 sürecinden beklentilerin de en üst düzeyde karşılabilir olacağı kabul edilmektedir.

Nesnelerin İnterneti “Internet of Things” (IoT)

IOT makine, ekipman vb. nesnelerin teknolojinin gelişmesi sonucu elde ettikleri sanal kişilikler ve yetenekler vasıtasıyla kendi aralarında iletişim kurmaları ve bu iletişim sonucu bir takım fonksiyonları doğrudan yerine getirebilir hale gelmeleridir.

Başta cep telefonları olmak üzere elektronik unsurların akıllı hale gelmesi ve bu tür sistemlerde kullanılan yapay zeka düzeyinin giderek gelişmesi; bu aletlerin arasında etkileşimi ve iletişimi önemli ölçüde artırmıştır. Bunun yanı sıra, kablosuz ağların, gömülü sistemler ve sensörlerin giderek ucuzlaması nesnelerin internetinin gelişimini teşvik etti.

Endüstriyel faaliyetlerin yanı sıra, tedarik zinciri süreçlerinin tamamında hatta, insanların sosyal ve gündelik hayatlarında bile gözlemlemek mümkündür. Hastaneye gittiğinizde bileğinize taktıkları etiketler sayesinde ilaçlarınız tam zamanında ve eksiksiz biçimde size getirilebiliyor. Bileğinizdeki etiket doktorunuzu ve hemşireleri sizinle ilgili olarak uyarabiliyor, hatta kalp atışlarınız, nabzınız ve diğer parametreleri ölçümleyerek, ilaç almanız gereken sürelerle ilgili olarak sizi yönlendirebiliyor. Otomobilimizde ilerlerken ön panelde bulunan yüz tanımlama sistemi yüz ifadenize bakarak, o anki ruh halinizi değerlendiriyor ve size kendinizi iyi hissettirecek müzikler çalmaya başlıyor. Görüldüğü gibi, nesnelerin internetine ilişkin çok sayıda örnek günlük hayatımızda gözlemlenebilmektedir.

Nesnelerin interneti; bir hareket, oluş veya bir sürecin meydana gelmesi ile başlayan bir prosestir. Dolayısıyla sistemde tanımlanmış bir durumun meydana gelmesi sonucunda, bu duruma ilişkin verilerin bir hareketi başlatması şeklinde bir işleve sahiptir. Nesnelerin duyarlılık gösterdiği bu hareketler sensörler ve akıllı etiketler vasıtasıyla sisteme iletilmekte, sistem bu durumlara ilişkin tanımlanmış davranışları göstermeleri için makine ve ekipmanlara çeşitli komutlar göndermektedir. Örnek olarak, raftan bir kutu süt aldığınızda raf üzerinde yer alan sensörler bu hareketi algılamakta ve bu durumu veri olarak sisteme göndermektedir. Sistem bu verileri daha önceden tanımlanmış algoritmalar çerçevesinde işleyerek, tedarik zincirinde yer alan tüm unsurlara farklı komutlar gönderebilmektedir. Bir tedarik unsuruna gönderilen komut; üretim için belirli miktarda hammaddeyi fabrikaya gönder şeklinde olurken, fabrikadaki makinelere üretime başla biçiminde komutlar gönderebilmektedir.

Nesnelerin interneti olarak adlandırılan sistem bir takım bileşenlere sahiptir.

  • tanımlanmış hareket ve durumlar

  • hareket ve durumların tespit edilmesi için kullanılan ekipman ve unsurlar

  • verilerin taşındığı internet şebekeleri

  • verilerin işlendiği ve komutlar haline getirildiği bilgi işletim sistemleri ve yazılımlar

  • bir makine ve ekipmanın hem komut alma hem de sisteme ve diğer makinelere veri gönderme etkileşimi

  • akıllı cihazlar ; cep telefonları, bilgisayarlar, tabletler vb.

Örneğin otomobilimizin lastiği patladığında içindeki hava basıncını ölçen akıllı sensörler, buna ilişkin bilgiyi otomobilimizin ekranına taşıyabilmekte, aynı zamanda bizi en yakın servise yönlendirebilmektedir. Geçmişte ancak lastikten ses geldiğinde ve iş işten geçtiğinde farkına varabildiğimiz bu tür bir durumu, herhangi bir zarar söz konusu olmaksızın atlatabilmemiz olanaklı olabilecektir. Benzer bir biçimde kıyafetlerimizde ya da kullandığımız akıllı cep telefonlarında yer alan sensörler yardımı ile sağlık durumumuz kontrol edilebilecek, meydana gelen herhangi bir değişiklik ya da olağan durumdan sapmaların tespit edilmesi durumunda ambulans, doktor vb. unsurlarda bulunan akıllı cihazlarla bağlantı sağlanarak, gerekli yerler doğrudan bilgilendirilecek ve vakit kaybetmeden müdahale edilmesi sağlanabilecektir.

Bu etkileşim sayesinde endüstriler de talep ve beklentilere daha etkin ve yüksek katma değerli bir biçimde cevap verebilme olanağına da sahip olabilecektir. Hatta elde edilecek veriler daha yüksek düzeyde doğruluğa sahip olacağı için, operasyonlar da buna bağlı olarak daha yüksek performansla gerçekleşebilecek, maliyetler ve elde edilecek fayda optimal düzeyde sağlanabilecektir. Başka bir yetenek de nesneler arasında iletişimin sağlanabilmesi ve giderek geliştirilmesi sayesinde ürünlerin kendileri hakkında verileri sisteme gönderebilmeye başlaması ile doğmuştur. Endüstriler bunun sonucunda ürünlerin kalan ömürleri ile ekonomik ömürlerini tamamlayan ürünlerin sayılarını eş zamanlı öğrenerek, üretim proseslerini otonom bir şekilde dizayn edebilmektedir. Ayrıca müşterilerin kullandıkları ürünlere ilişkin bilgi ve verilerin bu şekilde elde edilebilmesi; müşterilerin gerçekte gereksinim duyduğu, ancak henüz yeterince farkında olmadığı için talepte bulunmadığı hizmetlerin de kendilerine verilebilmesine imkan yaratabilmektedir. Makinelerin bozulma ve arızalanma ya da parça değişimi gibi bilgileri bir başka cihaza veri olarak göndermesi ile beraber endüstriler ürün bozulmadan bu servisleri müşterilerine arz ederek memnuniyet düzeyini artırabilmekte, aynı zamanda daha etkin planlama yapabilmektedirler.

Nesnelerin interneti; endüstrilerin ve tedarik zincirlerinin envanter ve stok düzeylerini de mükemmelleştirebilmektedir. Birbirleriyle iletişim halinde olan makine ve ekipmanlar sayesinde ürüne ne zaman gereksinim duyulacağının bilinmesi; üretim süreçlerini olduğu gibi, hammadde ve ürün stoklarının da belirlenmesinde son derece etkin bir role sahiptir. Bu yaklaşım envanterleri azaltabileceği gibi, bütünüyle ortadan da kaldırılmasına da olanak sağlayabilmektedir.

 

Artık fiziksel ve dijital dünyanın gelecekte neredeyse tamamıyla entegre olacağını görebiliyoruz. Dolayısıyla üretim süreçlerinin tamamı dijital ortamda sayısallaştırılabilecektir.  Endüstrilerin fiziksel bir ürünü tasarlamaları ve üretmeleri öncelikle dijital ortamlarda gerçekleşecek, ardından fiziksel evrene bu süreç taşınabilecektir. Bu çerçevede endüstrilerin bilgi işlem ve elektronik kabiliyetlerini geliştirmeleri; artan rekabet koşullarında en önemli stratejik silahları olacaktır. Buna paralel olarak; tasarım, mühendislik, lojistik, tedarik süreçleri ile birlikte üretimden tüketime kadar olan süreçler bütüncül bir şekilde değişime uğrayacak, neredeyse tamamı dijital bir hale gelecektir.

Üretim süreçleri de buna uygun olarak yeniden tasarımlanmak zorundadır. Makinelerin ve sistemlerin kendi aralarında iletişimleri sayesinde üretim akış sistemi yeniden yapılandırılabilecek, daha etkin ve verimli bir akış düzeni oluşturulabilecektir. Otonom sistem bir üretim tezgahında işlemi tamamlanan bir parçanın bir sonraki tezgaha taşınmasına karar vererek sevk işlemini gerçekleştirirken, nesnelerin interneti sayesinde işlemi tamamlayan makine eş zamanlı olarak taşımayı yapacak olan konveyörlere ve daha sonraki işlemi yapacak olan makineye “ben işlemi tamamladım, sıra sende çalışmaya başla” komutu gönderebilecektir. Bu sayede üretim prosesleri tümüyle otomatikleşecek, hata ve gecikme gibi problemler elimine edilebilecektir. Dolayısıyla ürün ile üretim süreçleri arasında entegrasyon tam olarak sağlanabilmektedir.

Nesnelerin interneti IoT; üretimde kullanılan teknolojilerin yanı sıra, ürünlerin de yapısal olarak değişimine etki edecek bir potansiyele sahiptir. En basit ifade ile fiziksel ile dijital ayrımı bütünüyle ortadan kalkacaktır. Fiziksel ürünler ile dijital ürünlerin entegrasyon düzeyi artacak, fiziksel ürünler giderek dijital özelliklere sahip unsurlar haline gelecektir. Ürünlerin giderek daha fazla dijital hale gelmesi ve fiziksel ürünlerin dijital özelliklerinin artması, ürün tasarımına da etki edecek bir yaklaşımdır. Bu kapsamda ürünlerin fiziksel özellikleri değişirken, bu ürünler; içerisinde daha fazla teknolojik unsur barındıracaktır. Bu nedenle gelecekte kullanacağımız ürünler sürekli güncellenmeye gereksinim duyacaktır. Geleceğin ürünleri aynı zamanda tümüyle dijital hale gelmiş olacaklar, yapay zekaya sahip olup, analiz ve değerlendirme yapabilme olanağına da sahip olabileceklerdir. Daha da önemlisi, ürünler tümüyle müşterilerin beklentilerine ve tüketime odaklı olacaktır. Dolayısıyla ürünler müşterilerin beklentilerine göre daha fazla kişisel hale gelecektir. Diğer yandan, ürünler daha üretilmeden satılmış olabilecektir. Bunun sonucunda üretim süreçleri mikro düzeyde tasarlanabilir ve ürün bazında planlanabilir bir görünüm elde edecektir.

Endüstrilerin içsel ortamlarının yanı sıra, dış kaynaklar sürecinde yer alan tedarikçiler ve sistem aktörleri son derece basitleştirilmiş arayüzler üzerinden birbirlerine ve ana sistemle bağlanabilme olanağı elde edebilmektedir. Birbirinden coğrafi olarak uzakta yer alan tedarik zinciri aktörleri arasındaki mesafe ortadan kalkmakta, aralarındaki iletişim ve etkileşim giderek mükemmelleştirilmektedir. Daha da önemlisi bu süreç eşzamanlı olarak yürütülebilmektedir.

Satış sonrası hizmetler geçmişe kıyasla çok

daha fazla önem kazanacak, müşterilere bu hizmetler eş zamanlı verilebilecektir. Bunu sağlayacak uzaktan kontrol sistemleri satış sonrası hizmetlerin en önemli bileşeni haline gelecektir. Endüstrilerin sorunları çözmek üzere doğrudan ürünlere bağlanmaları; problemleri daha kısa sürede ve minimum hata ile çözebilmelerine olanak sağlayabilecektir.

Nesnelerin interneti kavramı işgücü ve emek açısından can sıkıcı durumlar oluşturabilir. Özellikle sistemlerin giderek daha fazla otonom hale gelmesi ve işgücünün yerine otomasyon sistemlerinin kullanımının artması, işsizlik konusunda karar alıcıların ve çalışanların endişelerini artırmaktadır. Bu açıdan bakıldığında, geleceğin işgücü daha yüksek kalifikasyona sahip, alanında en üst düzeyde uzmanlığa sahip, sistemleri optimize eden ve süreç içerisinde meydana gelmesi muhtemel problemleri çözebilen niteliklere sahip olacaklardır. Bu profesyoneller müşterileri için daha yüksek katma değer yarabilecek çözümleri bulabilmeleri için daha fazla düşünebilmelerine olanak verecek zamana sahip olabilmektedirler. Endüstri 4.0 ve nesnelerin interneti yaklaşımları kalifikasyon düzeyi arttığı sürece işgücü tarafından endişe duyulması gereken bir süreç olmayacaktır.

Nesnelerin interneti IoT; bütün endüstriyel süreçlerin ve faaliyetlerin yanı sıra, lojistik faaliyetlerin de yapısal olarak dönüşümüne zemin hazırlamaktadır. İşletmeler lojistik hızlarını artırabildikleri sürece başta depolama maliyetleri gibi, toplam lojistik maliyetlerini büyük ölçüde azaltabilmektedirler. Bu perspektifte hızı artırabilmenin en etkin yolu; depolama faaliyetlerinde olabildiğince otomasyonun kullanılması ve depo süreçlerinin otonom ve otomatik hale getirilebilmesidir. Günlük olarak binlerce hatta milyonlarca farklı tür ve özellikte ürün, hammadde ve yarı mamul tedarikçilerden depolara, depolardan üretim noktalarına ve tüketicilere doğru akış göstermektedir. Doğru ürünün doğru bir biçimde sevk edilmesi maliyetler ve etkinlik açısından yüksek düzeyde öneme sahiptir. Daha da önemlisi, depo faaliyetleri için kullanılan kaynakların olabildiğince optimal düzeyde kullanılması, atıl kapasitenin kesinlikle söz konusu olmaması gerekmektedir. Depo faaliyetlerinde fiziksel ve dijital materyaller ile sistemler arasında entegrasyon RFID “radio frequency identification system” olarak adlandırılan akıllı etiketler vasıtasıyla sağlanmaktadır.

Nesnelerin interneti taşıma ve dağıtım süreçlerinde etkinlik ve verimlilik düzeylerini önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Tüm taşıma sürecinin başından sonuna kadar eş zamanlı izlenmesi nesnelerin interneti sayesinde mümkün olabilmektedir. Taşınan materyallerin ya da taşıma kaplarının üzerinde yer alan veri transferine ilişkin sistemler; uydu sistemleri vasıtasıyla taşıma araçlarının ve ürünlerin hareketlerinin izlenmesine olanak sağlamaktadır. Taşınan materyallere uygun taşıma türlerinin belirlenmesi, taşıma süreçlerinde optimizasyonun sağlanması mümkündür. Taşıma kabı içinde konumlandırılmış sensörler ortam değerlerini ölçümleyerek mevcut durum ve koşulara ilişkin verileri ilgililerin bilgisayarlarına taşıyabildikleri gibi olumsuz durumlarda kendi başlarına otonom çözümler üretebilmektedirler. Örnek olarak taşıma kabında yer alan sensörler dış ortam sıcaklığını ölçerek, ısı kontrollü taşıma kaplarının iç ısı değerlerini düzenleyebilmek için soğutucu ekipman ve makinelere komutlar gönderebilmekte, bu sayede taşıma kabı içerisinde yer alan ürünlerin bozulmalarını engelleyebilmektedirler. Diğer yandan taşıma kapları ya da ürünler üzerinde yer alan elektronik unsurlar farklı verilerin de sisteme gönderilmesine olanak vermektedir. Örnek olarak limanlarda yer alan okuyucular ürünler üzerindeki otomatik tanımlamaya ilişkin unsurlarla iletişime geçerek, gelen ürünlerin bilgilerini alabilmekte ve sisteme doğrudan bu verileri aktarabilmektedir. Bu kapsamda müşteriler sipariş ettikleri ürünlerin herhangi bir anda nerede olduğunu izleyebilecektir.

Büyük Veri “Big Data”

İşletmeler ve endüstrilerde karar alma süreçlerinde yer alan yönetici ve operatörler; çoğunlukla karar almalarına imkan sağlayabilecek düzeyde yeterli bilgiye sahip olamadıklarından ya da elde ettiklerinde bu bilgilerin güncelliklerini yitirmiş olduğundan şikayet etmektedirler.

Hızla değişim gösteren bu dünyada endüstriler ve işletmeler rekabet edebilmek için kendilerine akan ve aynı hızla işlenen, operasyonlarda katma değer yaratmak üzere kullanılacak verilere çok ihtiyaçları vardır.Endüstriler ve tedarik zinciri aktörleri alacakları stratejik kararların hedeflerle uyumlu olması ve süreç içerisinde meydana gelebilecek değişimlerden etkilenme düzeyinin kabul edilebilir seviyede olmasını istemekte, müşterilerine ilişkin tüm bilgi ve verilere ulaşabilmenin sürekli olarak hayalini kurmaktadırlar.

Büyük veri; internet ve diğer unsurlar sayesinde bir araya getirilmiş, dijital forma çevrilmiş bilgilerin toplandığı devasa büyüklükte veri tabanlarını tanımlamak için kullanılan bir ifadedir. Çeşitli kaynaklardan veriler dolaylı ya da doğrudan bir biçimde sisteme akmakta ve bu yaklaşım çerçevesinde veriler depolanmaktadır. Endüstriyel ya da bireysel kullanıcılar büyük veri yardımı ile istedikleri bilgilere erişebilmekte, bunlardan karar alma süreçlerinde faydalanabilmededir.

Verilerin sadece insanlar üzerinden değil, aynı zamanda nesnelerin interneti çerçevesinde makinelerden de elde edilebilir hale gelmesi; bu veri artışını etkileyen bir başka faktör olmuştur. Aklınıza gelmeyecek birçok eylem ve hareket büyük veri kavramı perspektifinde veri anlamına gelebilmekte, alınacak karar ve uygulamalara temel teşkil edebilmektedir. İnternet üzerinde alışveriş yaparken bıraktığınız ayak izleriniz dışında, modemleriniz ya da akıllı cep telefonlarınızın gönderdiği sinyaller sonucu elde edilen konum bilgileriniz, alışveriş alışkanlıklarınız ile ilgili bilgileri saklayan barkod okuyucular ile sensörler, otomobilinizde bulunan GPS sistemleri ya da güvenlik kameraları vb. şekillerde elde edilen veriler büyük veri sistemine taşınarak kullanılabilir hale getirilmektedir. Örnek olarak, modemler ve akıllı cihazlar sinyallerini yılın belirli dönemlerinde yazlık bölgelerden vermeye başladıklarında işletmeler de buna uygun olarak sevkiyat ve envanter düzeyleri ile dağıtım kanallarını organize edebilmekte, kentsel alanlarda lojistik faaliyetlerini sınırlandırarak, tatil bölgelerinde yoğunlaştırabilmektedirler.

Büyük veri kullanımı işletmeler ve endüstriler için kayda değer stratejik avantajlar sağlayabilecektir. Öncelikli olarak rekabet ettiği pazara ilişkin mümkün olan en detaylı bilgileri bu sayede edinebilecek, rakiplerinden hatta müşterilerinden önce pozisyon alabilecektir. Örnek olarak; çeşitli sosyal medya ortamları ile internet platformlarında tüketiciler sevgililer gününde hediye olarak kırmızı gül almaktan bıktıklarını, onun yerine bir cep telefonu ya da tablet gibi bir elektronik ürüne hayır diyemeyeceklerini belirten ifadeler kullansalar, çiçekçiler ve elektronikçiler buna uygun pozisyon alırlar. Daha da önemlisi, bu verilere anlık olarak erişebilmekte ve bunlara ilişkin analizler eş zamanlı bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Öte yandan büyük veri endüstrilere elde ettikleri bu veriler çerçevesinde bir takım stratejik avantajlar sağlayabilmektedir. Yakın bir gelecekte tüketicilerin eğilimleri şimdiden öngörülebileceği için gelecekte talep görecek ürünlerin keşfedilmesi, üretilen bir takım ürünlerden vazgeçilmesi, perakende mağazaların bir kısmını kapatıp, internet üzerinden satışa yoğunlaşma gibi kararlar bu perspektifte verilmektedir.

Aynı zamanda büyük veri işletmelerin ve endüstrilerin uzun vadeli stratejiler geliştirebilmesine de olanak sağlamaktadır. Örneğin müşteri kitlemiz 18 ila 25 yaş aralığında ise, bir beş ya da on yıl öncesinde gelecekte bu kitlenin sayısal değerleri, yaklaşımları, beğeni ve beklentileri öngörülebilmektedir. Dolayısıyla gelecek yıllarda tüketici kitlemize dahil olacak yaş gruplarının eğilimleri takip edilerek, geleceğe ilişkin stratejiler belirlenebilmektedir. Endüstriler rekabet koşullarında kendilerini bir adım öne taşıyabilecek mikro ölçekte de olsa verileri anlık olarak keşfettiklerinde bunu bir stratejik silah olarak kullanabilmektedirler. Örnek olarak; belirli bir coğrafya ’da olağanüstü bir durumun gerçekleşeceği daha önceden belirlenebilirse bu duruma ilişkin bir takım yaklaşımlar gerçekleştirilmesi mümkün olabilmektedir

Endüstriyel açıdan bakıldığında, büyük veri üç temel perspektifte sürece etki edebilecektir.

  • Operasyonel etkinlik; tedarik süreçlerinden tüketim süreçlerine kadar gerçekleştirilen tüm faaliyetlerin verimlilik temelinde hayata geçirilmesidir. Bu perspektifte maliyetlerin azaltılması eşzamanlı olarak faydanın maksimize edilmesi gibi amaçlar lojistik faaliyetler açısından operasyonel etkinlik ile ilgili en önemli hedefler arasında sayılabilir. Büyük verinin kullanımı işletmelerin şeffaflık düzeyini de artırmaktadır. En başta tedarik zinciri aktörleri olmak üzere, süreçte yer alan bütün unsurlar süreçler hakkında bir takım bilgi ve verilere erişebilmekte, bu verilere uygun olarak operasyonlarını planlayabilmekte ve organize edebilmektedir. Öte yandan büyük veri endüstri ve işletmelerin kaynaklarını daha etkin bir biçimde kullanmalarına olanak sağlamaktadır. Elde edilecek güncel, tam olarak doğru ve gerçek zamanlı veriler; kaynakların yanlış politika ve kararlar sonucunda boşa harcanmasının önüne geçebilmekte, işletmeler tüm kaynaklarını doğru hedeflere yönlendirebilmektedirler.

  • büyük veri endüstrilerin ve işletmelerin tüketici talep ve beklentilerine uygun olarak müşterilerine arz ettiği ürün ve hizmetlerin düzeyini artırabilme ve bu sayede müşteri sadakatini sağlama konusunda önemli etkilere sahiptir. Büyük veri sayesinde müşteri beklentilerinin olabildiği kadar önceden keşfedilebilmesi beklenti ve taleplerin etkin bir biçimde karşılanabilmesi de olanaklı hale gelmektedir. Endüstri ve işletmeler müşterilerin hangi ürünlere gereksinimlerinin olduğunu daha önceden tespit ettiklerinde son derece hızlı bir biçimde bu gereksinimlere cevap vermek üzere pozisyon alabilmektedirler.

  • büyük veri yeni iş modelleri yaratacak, geçmişin katma değer yaratmayan tüm faaliyet ve süreçleri elimine edilecektir. Müşteriler özelinde endüstriler daha inovatif süreçler ve ürünler geliştirebilecek, yakın bir gelecekte talep görmeyecek ürünleri üretmekten vazgeçebileceklerdir. Aynı zamanda, iş süreçleri ve akış sistemleri de bu ölçekte farklılaşabilecektir.

 

Siber-Fiziksel Sistemler

Siber fiziksel sistemler üretim ve lojistik süreçlerde kullanılan makine ve ekipmanları ileri düzeyde teknolojik unsurlarla donatarak, bunları akıllı hale getiren ve farklı ve değişken durumlara özel çözümler yaratabilen, aynı zamanda bu çözümleri otonom olarak uygulayabilen sistemlerdir.

Siber fiziksel sistemler internet ile bağlantılı bir sistem olduğu için verilere doğrudan ulaşabilmekte ve elde ettiği bu verileri işleyerek, üretim ve lojistik gibi faaliyetlerde kullanabilmektedir. Öte yandan söz konusu sistemler dışsal unsurlara da bu yolla veri gönderebilmektedir. Dolayısıyla siber fiziksel sistemlerin işlevsel olabilmesi için gerçek zamanlı verilerin elde edilebilmesi gelmektedir. Gerçek zamanlı veriler bu sistemlerde işlenerek gereksinimler ile anlık olarak eşleştirilmekte, optimizasyon ilkeleri çerçevesinde en yüksek faydayı yaratan makro ya da mikro ölçekli bir çözüm belirlenerek, uygulanabilmektedir. Bu yönüyle siber fiziksel sistemler sayesinde endüstrilerin esneklik düzeylerinin artırılabilmesi, değişken müşteri talep ve beklentilerine yüksek performans düzeyinde cevap verebilmeleri de kolaylaşmaktadır.

Günümüzde siber fiziksel sistemler sadece endüstrilerde değil, aynı zamanda günlük yaşam dahil hayatın her alanında kullanılmaktadır. Akıllı evler, klimalar, elektronik cihazlar, otomobiller vb. birçok unsur siber fiziksel sistemler çerçevesinde fonksiyonel olabilmektedir.

Siber fiziksel sistemler aşamalı bir gelişim gösteren sistemlerdir. Endüstriler bu sistemleri etkin biçimde kullanmak istediklerinde aşamalı bir süreçten geçmeleri gerekmektedir. Bu süreçler işletmelerin sahip oldukları kabiliyetleri ve yapısal özelliklerine göre farklı aralıklarda tamamlanabilmektedir. Siber fiziksel sistemler;

  1. gerçek zamanlı bilgileri toplayan gelişmiş iletişim

  2. hesaplama, analiz ve optimizasyon yapabilen akıllı veri yönetimi

ana bileşenden oluşmaktadır.

Robotik Sistemler

Robotların endüstriyel süreçlerde kullanımı yeni değildir ancak geçmişte üretimde kullanılan robotlar akıllı cihazlar değildi ve yüksek risk yaratan faaliyetlerde ancak operatörler tarafından yönetilerek işlevsel olabiliyorlardı. Günümüzde ise robotlar giderek daha fazla insani özellikler kazanmaya başlamış, insanlara ilişkin yeteneklerle donatılmaları hızlanmıştır.

Üretim süreçlerinde kullanılan robotlar; algılama, analiz ve veri depolama konusunda giderek daha yetenekli hale gelmektedirler. Robotların endüstrilerde etkin bir rol üstlenmesi ile birlikte endüstriler insan faktörü kaynaklı problemlerden büyük oranda arınabilmiş, üretim süreçleri daha standart ölçütler çerçevesinde yapılandırılabilmiştir. İnsan faktörü fizyolojik ve psikolojik durumları neticesinde endüstrilere yeterli düzeyde güven sağlayamamakta, hızın olağanüstü arttığı günümüzde insan gücüne dayalı endüstriler bu hıza cevap verebilmekte yetersiz kalabilmektedir.

Akıllı “Smart” Fabrikalar

Akıllı fabrikaları doğuran etmen geçmiş dönemin konvansiyonel nitelikli fabrikalarının özellikleridir:

  • Konvansiyonel fabrikalar başlangıçta bir işyeri tasarımına gereksinim duyan, akış sisteminde bir değişim söz konusu olduğunda fabrika tasarımının da değişmesine yol açan sistemlerdi. Üretim sistemlerini oluşturan tüm unsurlar birbirinden bağımsız niteliğe sahipti. Bu nedenle aralarında dengeleme mümkün değildi. Bunun sonucunda bir makine daha hızlı çalışarak yüksek miktarda parça üretirken, diğeri daha yavaş çalışarak ilk makineden gelen parçaları daha yavaş işleyebiliyor, bunun sonucunda her makinenin önünde farklı miktarlarda envanter birikiyordu. Bunun doğal sonucu olarak da fabrika ortamında baş edilmesi güç darboğazlar, diğer ismi ile kısıtlar meydana geliyordu.

Akıllı fabrikalar ise makinelerin birbiri ile iletişim halinde olduğu, aynı zamanda üretim süreçlerinin de kendi aralarında ilişkili olduğu fabrikalardır. Tüm makineler kendilerini diğerlerine uyarladığı için, üretim süreçlerinde darboğazların meydana gelmesi olanaklı görünmemektedir.

  • Geleneksel fabrikalarda üretim sistemleri bütüncül bir nitelikte olmayıp, her bir alt süreç için ayrı çözümler meydana getirmektedir. Dolayısıyla her bir alt sürece ayrı ayrı odaklanılmakta, bunların her biri için ayrı verimlilik ve etkinlik düzeyi tanımlanmaktadır.

Akıllı fabrikalarda dijital sistemler eş zamanlı olarak sürecin bütününe odaklanabildiği için, yaratılan çözümler de buna uygun olarak bütüncül bir karakterde olabilmektedir. Bunun sonucunda alt süreçler arasında denge yaratılabilmekte, sistem içerisinde farklı verimlilik ve performans düzeyine sahip birimlerin oluşmasına izin verilmemektedir.

 

  • Konvansiyonel fabrikalarda ürünler çoğunlukla standart niteliğe sahiptir. Ürünlerin çeşitlendirilmesi ve özelleştirilmesi ek maliyetlere katlanmak pahasına söz konusu olmaktadır. Müşterilerin talep ettiği özel niteliklere sahip ürünlerin müşterilere teslim edilmesi olağan üretim sistemleri dışında yeni üretim akışları tanımlanmasını gerektirdiğinden, bir miktar gecikebilmektedir.

Akıllı fabrikalarda ise; ürün ve sistem tasarımı tümüyle sanal ortamlarda dijitalleştirilerek yapılabildiği için gecikmeler son derece düşük seviyede söz konusu olabilmektedir. Bunun yanı sıra büyük veri sayesinde elde edilen gerçek zamanlı bilgiler; talep gerçekleşmeden bu tür özel nitelikli ürünlerin üretilmesine olanak sağlayabilmekte, bu sayede müşteri taleplerin etkin bir biçimde karşılanabilmesi mümkün olabilmektedir.

  • Konvansiyonel fabrikalarda ürün ve hammadde stoklan müşteri talepleri tam olarak belirlenemediği için, bir miktarda olsa envanterde yer alabilmektedir. Aynı zamanda envanter düzeyi çoğunlukla makinelerin işleyebileceği miktarın üzerinde kalabilmektedir. Bunun neticesinde kayda değer bir envanter maliyeti ile karşı karşıya kalınabilmektedir.

Akıllı fabrikalarda envanter düzeyi makineler tarafından otonom olarak gerçekleştirecekleri işin hacmine göre anlık olarak belirlenebilmekte, gereksiz düzeyde hammadde ya da yan mamul fabrikalarda bulunmamaktadır. Akıllı fabrikalarda yalın üretim olabilecek en üst düzeyde sağlanabilmekte, sistem olabildiğince çevik bir karakter kazanabilmektedir.

 

  • Konvansiyonel fabrikalarda makineler insanların yetenekleri ve kapasiteleri çerçevesinde sınırlılıklara sahiptir.

Akıllı fabrikalar da makineler insanlardan bağımsız olduklarından bu tür bir sınırlılığa sahip değillerdir.

 

Üç Boyutlu 3D Yazıcılar

Bu sistemler; tasarımı tamamlanmış üç boyutlu bir nesnenin katmanlara ayrılması ve ürünü oluşturan hammadde ve materyallerin eritilerek bu makinelerde dökülmesi prensibine dayalı olarak işlevini yerine getirmektedir.

Üç boyutlu yazıcılar henüz gelişme sürecindedir. Mevcut durumda üretim hızları göreli olarak yavaş olduğundan birim zamanda gerçekleştirdikleri üretim miktarı taleplere cevap verebilmekte şimdilik yetersiz kalabilmektedir. Buna karşılık yaratacağı avantajlar düşünüldüğünde 3D yazıcıların üretim sistemlerinde devrim yaratacağı şimdiden görülebilmektedir. Bu makinelerin üretim hızları daha fazla iyileştirildiği zaman, endüstriyel makine ve ekipmanların yerini alabilecektir. Şu an bile, üretim sistemleri açısından son derece göz alıcı etkilere sahip olduğu söylenebilir.

3D yazıcı teknolojileri; endüstrilerin geçmişten günümüze kadar gerçekleştirmek için çaba gösterdikleri sıfır stok yaklaşımını mümkün hale getirebilecektir. Bu makineler sayesinde bilgisayar ortamında tasarımlanmış ürünlerden istendiği zaman ve istendiği kadar üretilebileceğinden stok tutmanın gerekliliği ortadan kalkacaktır. Bunun doğal bir sonucu olarak, üretim ve tedarik maliyetleri azaltılabilecek, elde edilecek toplam fayda önemli ölçüde artırılabilecektir.

Buna paralel olarak, 3D yazıcı sistemleri gerçek yaşamda mevcut olan her bir nesnenin üretilmesine de olanak sağlayacak, nesnelerin tasarımcılar tarafından algılanmasına yönelik olası hatalar ve sübjektif değerlendirmelerin elimine edilmesine olanak sağlayacaktır.

©2020 by Yonetibilisim. Heart, Brain and Technology

For The World We Deserve and Desire