Endüstri 4.0, siber-fiziksel sistemlerin ilerlemesiyle ilişkilendirilen dördüncü sanayi devrimi (4IR) ile ilgili bir kavramdır. İmalat endüstrilerinde otomatik sistemlerin ve veri alışverişi teknolojisinin yükselişini anlatır. Fabrika zeminlerinde daha belirgin hale gelen Endüstri 4.0 ile ilgili teknolojilere örnekler aşağıdaki şekildedir:
- Nesnelerin İnterneti
- Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT)
- Akıllı Üretim
- Bağlantılı İmalat
- Akıllı Fabrikalar
- Bulut Bilişim
- Bilişsel Hesaplama
- Yapay Zeka
- Siber-fiziksel Sistemler
Bu tür bir otomasyon, üretimde kullanılan tüm cihazların ve teknolojinin kablosuz olarak bağlandığı ve tüm süreçleri görselleştirmek için sensörler ve monitörler kullandığı bir üretim sistemi oluşturur. Ayrıca, bir şirketin üretim operasyonlarına sağlam bir genel bakış sağlar. Bu teknolojiler her zaman gelişir ve 5G’nin kullanıma sunulmasıyla birlikte, işletmeler sistemler arasında daha hızlı yanıt süreleri ve gerçek zamanlı iletişim bekleyebilirler.
1.0’dan 4.0’a Sanayinin Evrimi
Endüstri 4.0 kavramının üretim süreçleri üzerindeki etkisini anlamak için endüstrinin 1.0’dan 4.0’a evrimini anlamak önemlidir.
Endüstri 1.0
Mekanik üretim tesisleri, 18. yüzyılın sonlarında dünyaya tanıtıldı ve üretimde işçilere yardımcı olmak için buharla çalışan makinelerin yolunu açtı. Bu makinelerin sağladığı artan üretim verimliliği, küçük işletmelerin daha fazla yöneticisi ve çalışanı olan daha büyük işletmelere dönüşmesine yardımcı oldu.
Endüstri 1.0 kavramı aynı zamanda endüstri kültürünün başlangıcı olarak kabul edilir.
Endüstri 2.0
Endüstri 2.0, 20. yüzyılın başında elektrik enerjisiyle çalışan makinelerin geliştirilmesiyle başladı. Elektrikli makinelerin çalıştırılması ve bakımı, buharla çalışan benzerlerine göre daha verimliydi ve daha uygun maliyetli, üretken bir fabrika zemininin yolunu açtı. İlk montaj hattı bu dönemde inşa edildi ve seri üretim sürecini daha da kolaylaştırdı.
Endüstri 3.0
Endüstri 3.0, 20. yüzyılın son birkaç yılında elektronik endüstrisindeki gelişmeler etrafında merkezileştirildi. Transistörler ve entegre devreler dahil olmak üzere teknolojilerin icadı, üretimde devrim yarattı. Fabrika zemininde daha az çaba, artan hız, daha fazla doğruluk ile sonuçlanan makineleri otomatik hale getirdi ve daha gelişmiş görevler için insan işgücünü serbest bıraktı.
Elektronik cihazların ve makine otomasyonunun entegrasyonu, yazılım geliştirme pazarını körükleyen bir yazılım sistemleri gereksinimi yarattı. Yazılım sistemleri, kurumsal kaynak planlaması, envanter yönetimi, sevkiyat lojistiği, ürün akış planlaması ve fabrika genelinde takip gibi yönetim süreçlerinin önünü açtı. Beklendiği gibi, elektronik ve BT endüstrilerinde ilerlemeler kaydedildikçe makinelerin otomasyonu ve gelişmiş yazılım sistemlerinin tanıtımı yıllar içinde gelişti. Bu, maliyetleri düşürme ve üretimi hızlandırma baskısından kaynaklandı ve birçok şirketin üretimlerini düşük maliyetli ülkelere taşımasına yol açtı. Ayrıca dağılım “Tedarik Zinciri Yönetimi” kavramının oluşmasına da yol açmıştır.
Endüstri 4.0
Endüstri 4.0 bir kavram olarak 1990’larda internet ve telekomünikasyonun bağlantı kurma ve bilgi alışverişi yapma şeklimizi değiştirmesiyle ortaya çıktı. Bu teknoloji, fiziksel ve sanal dünyanın sınırlarını birleştirdi ve siber-fiziksel sistemler (CPS) üretimde bu sınırı daha da bulanıklaştırarak endüstriye yeni teknolojilerin akışını getirdi. CPS, fabrika katlarındaki makinelerin birbirleriyle daha akıllı iletişim kurmasını sağlayarak fiziksel ve coğrafi engelleri ortadan kaldırdı.
Endüstri 4.0 ile ilgili teknoloji, üretimde yer alan farklı süreçler için akıllı eylemleri paylaşmak, analiz etmek ve yönlendirmek için CPS’yi kullanmaya başladı. Bir fabrika katındaki tüm farklı makinelerin birbirine bağlanması ve buluta gerçek zamanlı veri gönderilmesi “Akıllı Fabrika” konseptini yarattı. Bu akıllı makineler arızaları izleyip tespit ederek arıza süresi oluşmadan önce önleyici tedbirler ve düzeltici eylemler önermeye başladı.
CPS ayrıca üretim süreçlerinin tamamen sanal olarak görselleştirilmesine, izlenmesine ve uzak konumlardan yönetilmesine olanak tanıdı. Industry 4.0; makineleri, insanları, süreçleri ve altyapıyı tek bir bağlantılı üretim sürecine yerleştirerek işletmelere üretim ve üretimlerinin tüm çalışmaları hakkında tam açıklama sağladı. Bu bilgilerin kullanılması, genel yönetimi son derece verimli hale getirdi.
Bulutistan hizmetlerinin detaylarına ulaşmak için tıklayınız.
Endüstri 4.0 Üretimde Nasıl Kullanılıyor?
Endüstri 4.0’ı kavramsallaştırmanın en iyi yollarından biri, üretimde nasıl uygulandığını düşünmektir. Endüstri 4.0’ın bir üretim operasyonuna katabileceği değeri anlamanıza yardımcı olacak 3 kullanım örneği aşağıdaki şekildedir:
Tedarik Zinciri Yönetimi
Endüstri 4.0 teknolojileri, işletmelerin tedarik zincirleri üzerinde daha fazla içgörü, kontrol ve veri görünürlüğüne sahip olmalarını sağlar. Akıllı üretim, şirketlerin ürün ve hizmetleri daha hızlı, daha ucuz ve daha kaliteli sunabilmesi anlamına gelir. Tedarik zinciri yönetimi için Endüstri 4.0 çözümlerini gittikçe daha fazla işletme kullandıkça, pazar daha rekabetçi hale geldi ve şirketleri benzer bir strateji benimsemeye veya geride kalma riskini almaya zorladı.
Öngörücü Bakım
Endüstri 4.0 çözümleri ve bağlantılı bir fabrika zemini, makinelerde olası arıza süresini oluşmadan önce tahmin etmek için kullanılabilir. IoT sistemleri olmadan, önleyici bakım manuel olarak rutine veya zamana göre yapılır. Endüstri 4.0 sistemleri, sorunları ortaya çıkmadan önce algılar ve hatta sorunların bir sorun haline gelmeden nasıl çözüleceği konusunda fikir verebilir.
İzleme ve Optimizasyon
Endüstri 4.0 ile ilgili teknoloji, işletmelerin lojistikle ilgili envanter, kalite ve optimizasyon fırsatlarını izlemesini kolaylaştırır. Bağlantılı üretim ve IoT, çalışanlara dünya çapında şirket varlıkları üzerinde görünürlük sağlar. Varlık transferleri, elden çıkarmalar, yeniden sınıflandırmalar ve ayarlamalar gibi standart varlık yönetimi görevleri, merkezi olarak ve gerçek zamanlı olarak düzenlenebilir ve yönetilebilir.
Endüstri 4.0 Teknolojilerinin Örnekleri
Büyük Veri ve Analitik
Gelişmiş bilgisayar yetenekleri artık büyük miktarda veriyi elemeyi kolaylaştırır. Veri kaynakları, fabrika zeminlerindeki ve aydınlatma sistemlerindeki IoT sensörlerinden satış verilerine veya tedarik zinciri faktörlerine kadar her şeyi içerebilir. Bu veriler, iç süreçleri iyileştirmek için bilinçli kararlar vermek için kullanılır. Örneğin, bir fabrikadaki her makineye bağlı küçük sensörler kullanan bir fabrika katı, bilgileri hem yerinde hem de bulutta sürekli olarak günlüğe kaydeder ve analiz eder. Tüm bu veriler, ekipmanın bakım programını belirleyen bir makine öğrenimi algoritması ile beslenir. Büyük veri, bu gibi fabrikaların varlıklarına özen göstermesine, maliyetleri düşürmesine ve arıza süresini sınırlamasına yardımcı olur.
Yapay Zeka
Yapay zeka ve makine öğrenimi, orijinal programlamasında yer almayan sonuçlara ulaşmak için verileri işler ve onlardan öğrenmek için üretimde kullanılan algoritmalardan yararlanır. Yapay zekanın üretimde nasıl kullanıldığına dair gerçek dünyadan bir örnek, tahmin olabilir. AI, daha önce bahsettiğimiz büyük verileri, pazar değişikliklerini ve makine arıza süresini tahmin etmek için kullanır.
Katmanlı Üretim
Katmanlı üretim; öğeleri katman katman oluşturmak, çıkarmak ve yerine yeni malzeme eklemek anlamına gelir. 3D baskı, eklemeli bir üretim şeklidir ve Adidas gibi şirketler tarafından kullanılır. Ayakkabı tasarımları büyük verilere dayalı olarak oluşturulur. Endüstriyel, metal ve otomotiv üreticileri, yalnızca prototip oluşturma için değil, aynı zamanda takım oluşturma ve nihayetinde daha yüksek hacimli parça oluşturma için de 3D baskıya dönebilir.
Bulut
Bulut, internette depolanan yazılım ve veriler için kullanılabilecek bir terimdir. Güvenlik nedeniyle yerel bir makine yerine genellikle site dışında bulunan bir sunucudur. Bulut, fabrikada toplanan çok sayıda sensör verisini ve pazar analizi yoluyla toplanan tüketici verilerini tutmak için kullanılabilir. Bulut, çok sayıda üretim tesisinden gelen verileri kolayca erişilebilir tek bir yerde depolamak için kullanılabilir.
Endüstriyel Nesnelerin İnterneti
Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), üretim dahil çeşitli iş süreçlerinde gerçek zamanlı olarak veri toplayan ve izleyen küçük sensörlerin devreye alınmasını ifade eder. İşletmenin birçok farklı düzeyinde karar verme için ayrıntılı bilgiler sağlayabilen temel bir Endüstri 4.0 teknolojisidir. Darboğazları kırmak ve üretimi yönlendirmek için üretimde IIoT teknolojisi kullanılır. Her makine parçası üretimi, kullanımı ve çalışma süresini izleyen bir IIoT cihazına bağlanırsa, toplanan veriler verimsizlikleri gidermek için bir makine öğrenme algoritması ile kullanılabilir.
Siber Güvenlik Teknolojisi
Industry 4.0 ile ilgili teknolojiyi kullanmak, bilgisayar korsanlarını sistemlerinizden uzak tutmak için belirli güvenlik önlemlerinin alınmasını gerektirir. Modern siber güvenlik teknolojisinde blok zinciri ve yapay zeka kullanılır ve bu, IIoT cihazlarınızı dahili ve harici saldırılara karşı korur. Endüstri 4.0 çözümlerini kullanan üreticiler, güvenlik ihlalleri yaşamaları durumunda daha önceden oluşturdukları planlarla verilerini ve ekipmanlarını korumak için koruyucu siber güvenlik teknolojisini etkinleştirir.
Endüstri 4.0’ın Avantajları ve Zorlukları Nelerdir?
Endüstri 4.0’ı işinize uyarlamadan önce, avantajlarını ve zorluklarını anlamak ve sizin için uygun olduğundan emin olmak önemlidir.
Endüstri 4.0’ı Benimsemenin Avantajları
Gelirde Artış
Bir PwC raporuna göre, Avrupa endüstrisinde dijitalleştirilmiş ürün ve hizmetler her yıl 110 milyar € ek gelir sağlıyor. Endüstri 4.0 projeleri devam eden işletmelerin yaklaşık %50’si önümüzdeki beş yıl içinde çift haneli büyüme görmeyi bekliyor. İşletmeler, pazar verilerini ve makine öğrenimini kullanarak müşteri istek ve ihtiyaçlarını daha iyi anladığı için bu, ürün geliştirmeye uygulanabilir ve etkileşimleri ve dönüşümleri artırmak için kullanılabilir.
Artan Verimlilik
Otomatik makineler, insan işgücünü üretim sürecinin düşük vasıflı kısımlarından kurtararak daha teknik çözümlere odaklanmalarını sağlar. Makine öğrenimi ve üretim yürütme sistemlerinin kullanılması, yönetimsel verimsizlikleri belirlemek ve dahili süreçleri iyileştirmek için ihtiyaç duydukları bilgileri sağlar. Bütün bunlar daha verimli, üretken bir fabrika zeminine katkıda bulunur.
MIT, robotlarla işbirliğinin çalışanların boşta kalma süresini %85 oranında azaltabileceğini tahmin ederken; McKinsey, otomatik üretime geçişin teknik endüstrilerde üretkenliği %45-55 oranında artırabileceğini tahmin ediyor.
Azaltılmış Kesinti Süresi
Makine öğrenimi, prosedür hatalarına yol açan tekrarlayan kalıpları tespit eder, arıza süresi maliyetli hale gelmeden önce denetimleri planlar.
Bu algoritmalar sürekli olarak geliştiği için Deloitte, kestirimci bakımın aşağıdakileri yapabileceğini tahmin ediyor:
- Bakım planlama süresini %20-50 oranında azaltır.
- Toplam bakım maliyetlerini %5-10 oranında azaltır.
- Ekipman çalışma süresini ve kullanılabilirliğini %10-20 oranında artırır.
Geliştirilmiş Arz/Talep Eşleştirme – Bulut tabanlı envanter yönetimi gibi Endüstri 4.0 çözümleri, bireysel bir siloda çalışmak yerine tedarikçilerle daha iyi etkileşimler sağlar. Sorunsuz değiş tokuşlar aşağıdakilere sahip olmanızı sağlar:
- Yüksek düzeyde ürün çalışma süresi
- İyileştirilmiş müşteri hizmetleri
Bulut tabanlı envanter yönetimini büyük veri analitiği çözümleriyle eşleştirmek, talep tahminlerini en az %85 oranında iyileştirir. Endüstri 4.0 teknolojisini kullanmak, arzınızı mümkün olan en hızlı sürede piyasa talebine göre ayarlamanıza olanak tanır. Ayrıca, büyümenizi engelleyen olası darboğazları belirleyerek gerçek zamanlı tedarik zinciri optimizasyonu gerçekleştirebilirsiniz.
Endüstri 4.0 Teknolojilerini Benimsemenin Zorlukları
Endüstri 4.0’ın mevcut aşamasında, iş liderlerinin çözümleri uygulamaya başlamadan önce bilmeleri gereken belirli zorluklar vardır.
En çok bilinen zorluklar aşağıdaki şekildedir:
- Entegrasyon ve birimler arası koordinasyonu zorlaştıran birleşik liderlik eksikliği,
- Şirket verilerini barındırmak ve operasyonel hale getirmek için üçüncü taraf satıcıları seçme zorluğu,
- Dijitalleşme planını başlatmak için cesaret eksikliği,
- Gelişmiş teknolojilerin ve çözümlerin entegrasyonunu destekleyecek kurum içi yetenek eksikliği,
- Bağlantıyı sağlamak için çeşitli kaynaklardan gelen verileri entegre etme zorlukları,
- Endüstri 4.0, satıcılar ve BT dış kaynak kullanımı ortakları hakkında bilgi eksikliği,
İşletmelerin Endüstri 4.0 teknolojisini başarılı bir şekilde entegre etmek için her şeye sahip olduklarını düşünmeleri önemlidir. Endüstri 4.0 şirketi olmanın ilk adımı, dijital çözümlerin işletmeniz için yaratacağı yatırım getirisini tahmin etmektir.
Endüstri 4.0 İşim İçin Doğru Seçim Mi?
Endüstri 4.0 teknolojisinin işinizi geliştirip geliştiremeyeceğini anlamanıza yardımcı olacak bir değerlendirme listesini aşağıda bulabilirsiniz.
Endüstri 4.0 çözümleri, aşağıdaki durumlarda kuruluşunuza fayda sağlayabilir:
- Hizmet verdiğiniz sektör, son derece rekabetçi ve teknoloji konusunda bilgiliyse,
- İşletmenizdeki boş iş rolleri için işe alım yapmak zorsa,
- Makine duruş süresinin bir sonucu olarak sık sık üretim kesintileri yaşıyorsanız,
- Tedarik zincirinizin görünürlüğü zayıfsa veya yoksa
- Fabrika katınızdaki sorunları tanımlama ve çözme arasında bir gecikme süresi varsa,
- İşletme genelinde verimliliği ve üretkenliği artırmak bir öncelikse,
- Çalışanların şu anda üretim ve süreçler hakkında bilgilendirilmiş, güncel raporlara erişimi yoksa,
- Tutarlı ürün kalitesini korumak zorsa,
- Zamanında, zengin analitikle tutarlı ve esnek bir üretim ve operasyon görünümü istiyorsanız,
Yukarıdakilerden birkaçı sizin için geçerliyse, Endüstri 4.0 teknolojisini değerlendirmeye ve dağıtım için kaynak ayırmaya başlamanız gerekir.
Bulutistan hizmetlerinin detaylarına ulaşmak için tıklayınız.
Endüstri 4.0 ile İlgili Teknolojileri Nasıl Uygulanır?
Endüstri 4.0’ın üretimdeki rolünü ve işiniz için doğru olup olmadığını anladığınıza göre, bu teknolojiyi işletmeniz genelinde nasıl başarılı bir şekilde uygulayabileceğinizi aşağıdaki listede bulabilirsiniz:
1. Başlangıç Konumunuzu Anlayın
Bu, mevcut olgunluk durumunuzu ve ekibiniz için iyileştirme alanlarını gözden geçirmek anlamına gelir. Başarılı bir benimsemenin temellerini atmak, uygulama sürecini daha sorunsuz hale getirecektir.
2. Endüstri 3.0’a Öncelik Verin
Endüstri 4.0 kavramlarının uygulanabilmesi için Endüstri 3.0 ilkelerinin mevcut olması gerekir. Çoğu şirket, henüz Endüstri 3.0’ı uygulamadıkları için Endüstri 4.0 çözümlerini uygulamaya hazır değildir. Tüm ekibiniz planlanan değişiklikler ve uyarlamalar konusunda hazır olmalıdır. Güvenli bir yönetim katılımı, ilk adımlarınızdan biri olmalıdır.
Ayrıca Endüstri 4.0 ile ilgili çözümlerin çalışması için bilgi teknolojisi (BT) ve operasyonel teknoloji (OT) departmanlarının birlikte çalışması gerekir.
3. Bir Strateji Tanımlayın
Endüstri 4.0 çözümlerini benimsemeden önce bir plana sahip olmak bir zorunluluktur. Bu yüzden hedef olgunluk seviyenizi tanımlayın, ayrıntılı bir uygulama planı hazırlayın ve hedeflerinize ulaşmak için olası engelleri değerlendirin.
4. Küçük Başlayın
Bu kural, hem Endüstri 3.0 hem de Endüstri 4.0 için geçerlidir. Endüstri 4.0’a acele etmekten kaçının, aksi takdirde birleşik liderlik veya şirket içi yetenek eksikliği gibi yukarıda vurgulanan birçok zorluktan biriyle karşılaşabilirsiniz. Her seferinde bir zorluk seçin ve işletmenize Endüstri 4.0 çözümlerini kullanarak bunu nasıl çözdüğünüzü gösterin.
5. Bir Ekosistem Oluşturun
İşletmeniz Endüstri 4.0 kavramını benimsemeye hazır değilse, başarılı olamazsınız. Bu yüzden verimli entegrasyon için işletmenizin fiziksel ve dijital öğelerinin iletişim kurduğu bir üretim ekosistemi oluşturun.
6. İç Süreçleri İyileştirin
İşbirliğini teşvik etmek için uçtan uca süreç iyileştirmelerine odaklanmak akıllıcadır. Bu, eğitim ve öğretime yatırım yapmak, süreç otomasyonunu teşvik etmek ve işinizi kolaylaştırmaya yardımcı olabilecek donanım ve yazılımları keşfetmek anlamına gelebilir. Bu, Endüstri 4.0 kavramlarını entegre etmekte zorlanan diğer işletmeler tarafından belirtilen ana zorlukların üstesinden gelmenize yardımcı olacak ve çalışanlara neden yeni teknolojiyi tanıttığınız konusunda fikir verecektir.
Özetle diyebiliriz ki, Endüstri 4.0, üretim için bir sonraki büyük teknoloji devrimidir ve bu teknolojinin unsurlarını kendi endüstrilerinde benimsemeyenler, rekabetçi pazarlarda geride kalma riskiyle karşı karşıya kalacaktır.
