Endüstri 4.0 ve Akıllı Fabrika – 5
Bir siber-fiziksel sistem (SFS), gömülü bilgisayar yazılımı olarak kurgulanmış algoritmalar tarafından izlenen veya denetlenen bir fiziksel ve bilişimsel mekanizmadır. Siber-fiziksel sistemler; iletişimi, fiziksel süreçleri ve sistemleri yönetmek veya izlemek için enformasyon teknolojisinden (bilgisayarlar, yazılım ve ağlardan) yararlanır. Endüstri 4.0 olgusunun en önemli bileşenlerinden olan ve gömülü sistem olarak anılan siber-fiziksel sistem örnekleri arasında akıllı şebekeler, otonom taşıt sistemleri, medikal izleme, endüstriyel süreç denetim sistemleri, robotik cihazlar ve otomatik kumanda elektroniği sayılabilir. Siber-fiziksel sistemler iki önemli bileşenden oluşur: Birincisi; birbirleri ile endüstriyel internet üzerinden, atanmış internet adresleri ile iletişim kuran (makine, sensor, artifakt gibi) nesnelerin oluşturduğu ağdır. İkincisi; fiziksel nesnelerin ve davranışların bilişim ortamında simülasyonuyla oluşturulmuş sanal uygulamadır. Birisi gerçek dünyada fiziksel, diğeri bilgisayar ortamında sanal olarak üzere iki sistem paralel ve uyumlu olarak işler.
Uçtan Uca Dijital Entegrasyon
Değer zincirinde ileri düzeyli iletişim ve sanallaştırma yöntemleri kullanan tümleşik mühendislik, optimizasyon konusunda yüksek potansiyele sahiptir. Değer zinciri boyunca üretime katılan paydaşların gerçek zamanlı enformasyon ve denetime erişimi sağlanabildiği sürece hangi sürecin hangi fabrika veya işletmede yürütüldüğünün önemi yoktur. Endüstri 4.0’ın önemli bir konusu, iş süreçlerinin siber-fiziksel sistemleri kullanarak nasıl bir uçtan uca bütün haline getirileceğidir. Buradaki iş süreçleri; mühendislik iş akışlarını ve hizmetlerini içerir.
Bu tür değer zincirlerinin örneklerini –daha sade yapıda olsa da– küresel ölçekte otomotiv, beyaz eşya veya raylı sistemler sanayilerinde görüyoruz. Örneğin otomotive sektöründe orijinal ekipman üreticileri tam sıralı (JIS) değer zincirlerinde çeşitli işletmelerin ve fabrikaların var olduğu büyük ağları zaten yönetiyorlar. (Tam sıralı (JIS); tam zamanında (JIT) ile uyumlu bir envanter stratejisidir; montaj hattı türündeki üretime tam uyum sağlar. Üretim için gerekli parçalar montaj için tam ihtiyaç duyuldukları sırada ulaşacak biçimde zamanlanır. Montaj sisteminden sağlanan geri bildirim, parça lojiistiğinin zamanında yapılmasıyla ilgili koordinasyonu sağlar.) Bu sayede anahtar nitelikteki tedariklerini ürün geliştirme sürecine dâhil etmeleri mümkün oluyor. Geliştirme ve üretim süreçlerine baktığımızda bir otomobilin yaklaşık olarak 80 farklı işletme tarafından oluşturulan 20 bin dolayında parçadan oluştuğunu görüyoruz. Bu durum, bu sektörde tedarik zincirinin hayli karmaşık bir yapıya sahip olmasına yol açıyor. (Raylı sistemler sektöründe gelişkin bir lokomotifin çok sayıda firma tarafından geliştirilip üretilen 25 bin dolayında parçadan oluşması benzer bir durumdur.) Diğer yandan otomotiv sektöründe ürün yaşam döngüsü uzunluğu ve parti büyüklükleri düşünüldüğünde üretim süreçlerinin çevik yeniden düzenlenmesi genelde ihtiyaç duyulan bir durum olmaz. (Raylı sistemler için de bunu tekrar edebiliriz.) Böyle bir durumda tercih edilen yaklaşım, ürünü oluşturan bazı parçaların üretiminin –dış kaynak kullanmak üzere– ana şirket dışına taşınmasıdır. Diğer yandan ana şirket içinde toplanan geliştirme ve iyileştirme enformasyonunun da paylaşılabilmesi gerekir; bu amaçla yaygın bir enformasyon altyapıya ihtiyaç duyulur. Ana şirket ve yan sanayi arasında enformasyon değişiminin doğru yapılabilmesi için birtakım standartlara ihtiyaç duyulacaktır. Farklı beceri ve yeteneklere sahip işletmeler tarafından gerçekleştirilen geliştirme ve üretim faaliyetleri için ortak bir zemin gereklidir. Geliştirme ve üretim süreçleri açısından ana şirket ve tedarikçi işletmeleri içine alan, bilgisayar ortamında kurulmuş ve sanallaştırma (görsel tasarım) tekniklerinden yararlanan bir işbirliği ağı bir ihtiyaç olarak görünmektedir. Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikasını oluşturmak için ihtiyaç duyulan mühendislik süreçlerinin uçtan uca dijital entegrasyonu böyle bir görünümle karşımıza çıkmaktadır.
Bir ürün yaratma süreci (müşteri talebinin tespitinden geri dönüşüme kadar) değişik etkinliklerin bir zincir halinde gerçekleşmesinden oluşur. Uçtan uca dijital entegrasyon sayesinde sürekliliği olan, istikrarlı bir ürün modeli geliştirmek mümkün olur. Yeni ürün geliştirmenin veya üründe iyileştirme yapmanın üretim (tedarik zinciri) üzerindeki etkilerini görmek kolaylaşır.
