Endüstri 4.0: Yol Haritası – 11
Gürcan Banger
İmalatta otomasyonu sağlamanın hedeflerinden birisi süreçlere insan müdahalesi ihtiyacını en aza indirmek veya ortadan kaldırmaktır. Bunu başarmak için bağlantılı sistemlere, tezgâhlara ve cihazlara iş ve görev atamalarının gene bağlantılı süreç denetleyiciler tarafından yapılıyor olması gerekir. Bu amaca yönelik makine-makine (M-M) ve makine-insan (M-İ) iletişimi Endüstriyel İnternet üzerinden gerçekleştirilir. Makineler arası iletişim, ‘yönetişim (etkileşimli yönetim)’ ve denetim “Akıllı Fabrika (Akıllı İşletme)” için olmazsa olmaz sayılacak unsurlardır.
Akıllı Fabrika, Siber-Fiziksel Sistem (SFS) adı verilen bileşenlerden oluşur. Siber-Fiziksel Sistem; bilişim tabanlı algoritmalar tarafından denetlenip izlenen ve işletmenin diğer aktörleri ile İnternet üzerinden bağlantı kuran bir mekanizmadır. Böyle bir sistemde fiziksel ve bilişsel (yazılımsal) öğeler iç içe, birbirine eklemlenmiş olarak yer alır. Bu tür alt sistemlerden oluşan bir üretim sisteminde bir yandan üretim fiziksel olarak sürerken, diğer yandan yapılan işlerin sanal simülasyonları bilgisayar ağında (Nesnelerin İnterneti ağında) enformasyon olarak akar, işlenir. SFS’lerin yarattığı imkânlar yeni tesis, fabrika ve işletme modellerinin oluşturulmasını ve “Toplam Ekipman Etkinliği’nin” iyileştirilmesini sağlar. (Hatırlatma: “Toplam Ekipman Etkinliği (TEE)”; basit olarak söylendiğinde, kaliteli bir ürün üretmek için zamanın ne kadar etkili kullanıldığının ölçülmesidir. TEE; makinelerin duruş sürelerini dikkate alan kullanılabilirlik oranı, çalışma hızı kayıplarını ölçen performans oranı ve ıskarta ile yeniden işlemeyi gözeten kalite oranı olmak üzere üç bileşen üzerinden hesaplanır.)
Akıllı Mimariler
Yeni iş modeli geliştirmede anahtar niteliğe sahip, gerekli yetkinliklerden birisi inovasyondur. Ama inovasyonun gerekliliği, Endüstri 4.0 dünyasında iş fırsatlarından yararlanmak için yeterli olmaz. Bu amaçla veri toplamayı sağlayan sensör tabanlı bilişim, verilere dayalı karar vermeyi sağlayan sınai analitikler ve yapay zekâ esaslı dönüşümün donanım-yazılım boyutu olan akıllı makine uygulamaları gibi başka yetkinliklere de ihtiyaç duyulur.
Endüstri 4.0’a uygun yaratılmış işletme (fabrika) ortamında neredeyse başta tezgâhlar, makineler ve cihazlar olmak üzere her noktadan veri toplanması konunun özünü teşkil eder. Verilerin toplanmasında birincil rol; sıcaklık, nem, basınç, hız, sayı, debi vb. gibi durum, konum ve hareket ölçen –nesnelere eklenmiş veya gömülü halde bulunan– sensörler tarafından yerine getirilir. Sensörlerden edinilen veriler daha sonra bunların bağlı oldukları elektronik cihazlar tarafından Nesnelerin İnterneti aracılığı ile ihtiyaç duyulan noktalara iletilir. Sensörler tarafından sağlanan veriler ham haldedir; bunların enformasyona dönüşmesi için “Analitikler” adı verilen yazılım uygulamaları tarafından işlenmesi gerekir.
Sınai analitikler, çok sayıdaki sensörden gelen ham verileri okunabilir, anlaşılabilir enformasyona dönüştürür. İstatistik, matematik, nümerik hesap gibi dayanakları olan analitikler konusu eskiden beri bilinmekle birlikte bilişim teknolojilerinin gelişimi ile birlikte uygulanabilir hale geldi. İleri analitik teknikler sayesinde durum tespiti, gelecek öngörüsü ve gelecek tasarımına yönelik raporlamalar yapılabiliyor. Böylece geçmişte olan biten kadar gelecekte neler yapılacağına dair senaryolar oluşturmak mümkün oluyor.
Analitiklerin en önemli fonksiyonu, karara ve eylemek yönelik bakış açıları verecek sonuçlar (senaryolar) üretmeleridir. Böylece “akıllı süreç yönetimi” şartları oluşacak, ileriye yönelik karar verme imkânı doğacaktır. Analitikler sayesinde yapılacak öngörü analizlerinin kullanılabilir ve yararlı olabilmesi için fiziksel-elektromekanik makine parkının yapay zekâlı donanım-yazılım ile donatılmış olması gerekir. Bu donatılmışlık sayesinde akıllı makineler bakım ihtiyacı, arıza bildirimi, malzeme gereksinmesi gibi durumların ‘farkında’ olarak gerekli müdahale için uyarılarda bulunabilir. Nesnelerin İnterneti aracılığı ile birbirine bağlantılı akıllı makinelerin bir başka özelliği kendi aralarındaki fiziksel ve sanal iletişim sayesinde etkileşimli, işbirlikçi, otonom bir makine parkı (çalışma grubu) oluşturabilmesidir. Bu kadar esnek olabilen bir altyapı, sistem geliştiricilere (örneğin tek üretim hattında birden fazla farklı ürün imal etmek, geleneksele oranla farklı biçimlerde ürün hatları oluşturmak, ekonomi ölçüsünü yitirmeden ürünü kişiye özelleştirmek gibi) inovatif uygulamalar geliştirmek için fırsatlar sunar.
