Endüstri 4.0 ve Akıllı Fabrika – 2
Gürcan Banger
Frederick Taylor ve Henry Ford’un 20’nci yüzyıl başlarında geliştirip uygulamaya koydukları üretim metodolojilerinden başlayarak toplam kalite ve yalın felsefeye kadar sanayide pek çok yeni yaklaşım geliştirildi. Müşteri memnuniyetini sağlamak yanında başlıca beklentiler verimliliği ve kaynak kullanma etkililiğini yükseltmek, maliyeti düşürmek ve kârı artırmak şeklindeydi. Endüstri 4.0’dan önce geleneksel üretim hatlarının darboğazlarını aşmak ve problemlerini çözmek üzere fiziksel veya düşünsel çok sayıda yöntem, teknik ve araç öne sürüldü. Bunlar arasında daha yakın zamanlara ait olan esnek ve çevik üretimi sayabiliriz.
Örneğin daha karmaşık bir yapı olan MAS (multi-agent system), bir ortamda çok sayıda olup karşılıklı etkileşebilen akıllı ajanlardan oluşan bilişim temelli bir sistemdir. MAS, bir sistemin veya ajanın tek başına çözemeyeceği problemlerin halledilmesi amacıyla tercih edilir. (Genelde bir gömülü yazılım olan akıllı ajan; sensorlar (veri toplama cihazları) aracılığı ile gözlem yapabilen, aktüatörler aracılığı ile harekete geçirebilen otonom bir varlıktır. Kendi hedeflerini başarmaya odaklıdır. Akıllı ajan, kendisine atanan hedefleri ve görevleri yerine getirmek üzere bilgiden yararlanma becerisine sahiptir. Bir termostat kadar basit ya da belli insan faaliyetlerini simüle edebilecek kadar karmaşık olabilir.) MAS gibi bir sistemde imalat aktörleri, esnekliği başarmak amacıyla birbirleri ile haberleşebilen akıllı ajanlardır. MAS’ın tüm cazip görünümüne rağmen karmaşık üretim süreçlerinin yönetim ve denetimine ilişkin başta esneklik olmak üzere tüm beklentilerini yerine getirdiğini söylemek zordur.
Bilişim ve iletişimdeki gelişmelere bağlı olarak şimdi elimizde yüksek hızlı İnternet, bulut bilişim, kablosuz ağ ve çok yüksek kapasitelere ulaşmış olan depolama teknolojileri var. Bunlardan yararlanarak akıllı fabrikayı gerçekleştirmek üzere bulut temelli, endüstriyel kablosuz ağ yapılanması gerçekleştirilebilir. Sensor teknolojileri ve Nesnelerin İnterneti sayesinde geleneksel fabrikanın darboğazlarını aşmak ve yeni üretim metodolojileri geliştirmek mümkün olacaktır. Endüstri 4.0 dünyasının akıllı fabrikasında bu tür bir ağ üzerinden birbirleri ile haberleşebilecek ve bu sayede bir bütün olarak sistem kendi kendine organize olma becerisi ile donanacaktır. Bu koordinasyon ile bulutun depo olarak kullanıldığı büyük hacimli enformasyon ve yüksek hız ve performanslı bilişim gücü sayesinde Endüstri 4.0’ın vizyonuna yaklaşmak mümkün olabilir.
Nasıl?
Endüstri 4.0 konusunda hızla yayılan başlayan bir ‘diskur’ var. Yazarlar, konuşmacılar, danışmanlar ve yöneticiler her ortamda bundan söz ederek Endüstri 4.0’ı bir güncel gündem unsuru haline getiriyorlar. Hiç kuşkusuz; ne olup bittiğini, bu vaveylanın neden ortaya çıktığını bilmek gerekecektir. Ama bundan daha önemlisi, Endüstri 4.0’ın fiili gerçekleşmesi olan akıllı fabrikanın nasıl oluşacağıdır. Geleneksel yapıdaki mevcut bir üretim işletmesi nasıl akıllı fabrika haline dönebilir? Akıllı fabrikanın yönetim ve işleyiş şartları ve kuralları nelerdir? Bu ve benzeri sorulara ufuk ve zihin açıcı cevaplar verebilmek zorundayız.
Endüstri 4.0’ı gerçekleştirecek olan akıllı fabrika üç farklı entegrasyondan oluşur. Birincisi; fabrika sistemi içindeki tüm sistem, bilgisayar, makine, iş terminali, cihaz ve araçları birbiri ile ilişkilendirip haberleştirme yeteneğine yükselten düşey (dikey) entegrasyondur. İkincisi; fabrikanın kendi dışında yer alan ekosistem, yardımcı yan sanayi ve tedarikçilerle endüstriyel internet üzerinden benzer ya da eş düzeyli etkileşimini sağlayan yatay entegrasyondur. Üçüncüsü ise fabrika içindeki sistemlerin ve süreçlerin aynı arayüzleri kullanarak uçtan uca dijital mühendislik sistemleri entegrasyonudur. Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikası için bu üç farklı entegrasyonun başarılması gerekir.
İhtiyaçları bir başka şekilde de ifade edebiliriz. Birincisi; fabrika içindeki makinelerin, hatların, konveyörlerin veya benzerlerinin endüstriyel internet (endüstriyel kablosuz ağ), bulut bilişim ve iş terminalleri ile ilişkilendirilmesini sağlayacak bir akıllı fabrika çerçevesi tanımlanmalıdır. İkincisi; akıllı fabrika mimarisinin kendi içinde operasyonel işleyişi ve kuralları tanımlanmak zorundadır. Böylece kendi kendini organize eden sistemin nasıl işleyeceği, geri bildirim ve koordinasyon için büyük veri ve analitiklerden nasıl yararlanılacağı ortaya çıkacaktır. Üçüncüsü; akıllı fabrikanın teknik özellikleri ve yarar beklenen çıktılarının tanımlanması gerekir. Dördüncüsü; bilişim ortamında akıllı fabrikanın sanal simülasyonu ve prototip tasarımı gerçekleştirilmelidir. Sonuncusu; akıllı fabrikanın gelecekteki gelişimi konusundaki riskler, tehditler, fırsatlar ve bunlara muhtemel çözümler konusunda sürekliliği olması gereken çalışma yapılmalıdır.
