Endüstri 4.0

Endüstri 4.0'ın Tarihçesi

Endüstri 4.0, üretim, operasyon ve çalışma kurallarını temelden değiştiren yeni bir dijital gerçekliğin habercisi. İlk sanayi devrimiyle birlikte su ve buhar gücü, el işçiliğini makineleştirdi. İkincisinde ise elektrik ve montaj hatları maliyet verimliliği sağladı. Üçüncü olarak, işleri daha hızlı, daha iyi ve daha akıllıca yapmak için bilgisayarlardan ve kitlesel otomasyondan yararlandık. Dördüncü sanayi devrimi, fabrika sistemlerini - ve destekledikleri süreçleri - akıllı, otonom, gerçek zamanlı ve tedarik zincirleri ile tüm ekosistemler arasında bağlantılı hale getirerek önceki çalışmalara dayanmaktadır.

Endüstri 4.0'ın kökenleri, 2010 yılında Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı'nın yeni ortaya çıkan yüksek teknoloji trendlerini ve bunların topluma fayda sağlama ve insanların - ve şirketlerin - daha azıyla daha fazlasını yapmalarını sağlama potansiyellerini araştırmaya başlamasıyla başladı. Endüstri 4.0 teriminin ilk resmi kullanımı, ertesi yıl dünyanın dört bir yanındaki şirketlerin bu terimin potansiyeli hakkında ciddi bir şekilde konuşmaya başlamasıyla ortaya çıktı.

İnsanlar internetin veri toplamayı basitleştirmek, dijital verileri aktarmak ve diğer ülkelerde zaten ilgi görmeye başlayan Nesnelerin İnternetini (IoT) etkinleştirmek için kullanılabileceğini fark ettikçe, bu noktada işler hızla gelişti. Zaman içinde ülkeler birlikte çalışabilirliği geliştirmek, tam sanallaştırma ile dijital veri toplama ve gerçek zamanlı veri analizini mümkün kılmak ve IoT'den yararlanmak için işbirliği yaptı.

Günümüzde Endüstri 4.0, büyük ve küçük dijital dönüşüm girişimlerinin ve akıllı fabrikaların bir parçası olarak tam anlamıyla gerçekleştirilebilecek bir gerçekliktir - sadece bir kavram değil. Tüm sektörlerde şirketler, Endüstri 4.0 teknolojilerini kullanarak üretim süreçlerini, montaj hatlarını ve varlık yoğun operasyonlarını dijital dönüşüme tabi tutuyor.

Endüstri 4.0 nasıl çalışır?

Dijital sistemler arasında gerçek zamanlı veri akışını sağlayan entegrasyon yeni bir şey değil. Ancak fiziksel dünyadan gerçek zamanlı verileri yakalamak ve bunları fabrikalarda, tedarik zincirlerinde, depolarda ve ötesinde otonom üretim süreçlerini akıllıca yönlendirmek için büyük ölçekli, makineler arası iletişimi (M2M) etkinleştirmek için kullanmak yeni ve Endüstri 4.0'ın merkezinde yer alıyor. Üretim operasyonlarından gelen veriler Ar-Ge, CRM, ERP, tedarik zinciri, depolama ve lojistik ve müşteri hizmetleri sistemlerinden gelen operasyonel verilerle birleştirildiğinde daha da büyük bir değer elde etmek mümkündür. Şirketler yeni verimlilik, otomasyon, çalışma süresi ve müşteri duyarlılığı seviyelerine ulaşabilir ve tamamen yeni iş ve hizmet modellerini mümkün kılabilir.

Bu tür değer tekliflerinin sunulması, aşağıdakiler gibi çok çeşitli yeni teknolojilerle mümkün olmaktadır:

• Nesnelerin İnterneti (IoT). IoT bağlantılı cihazlar ve makineler çalışma ve yaşama şeklimizi, montaj hatlarının ve diğer üretim süreçlerinin, lojistik sistemlerinin, tedarik zincirlerinin ve diğer iş operasyonlarının çalışma şeklini iyileştirebilir. Örneğin IoT, sorunları aramak için endüstriyel makineleri izleyen ve ardından arızaları önlemek için işlemleri otomatik olarak ayarlayan akıllı bir fabrika sağlayabilir.
• Büyük veri. Büyük veri, işletmeleri her gün istila eden büyük, yönetilmesi zor veri hacimlerini - hem yapılandırılmış hem de yapılandırılmamış - tanımlar. Ancak önemli olan veri miktarı değildir. Önemli olan, kuruluşların bu verilerle ne yaptığıdır. Büyük veri, daha iyi kararlara ve stratejik iş hamlelerine yol açan içgörüler için analiz edilebilir.
• Bulut bilişim. Bulut bilişim, kurumsal sistemler arasında ölçeklenebilirlik ve verilerin - gerçek zamanlı olarak bile - hızlı, uygun maliyetli bir şekilde sunulmasını sağlayan abonelik tabanlı bir dağıtım modelidir. Ayrıca, daha verimli operasyonlar ve yeni iş modelleri sağlayabilecek IoT yeteneklerini de destekler.
• Yapay zeka (AI) ve makine öğrenimi. Yapay zeka, makinelerin deneyimlerden öğrenmesini, yeni girdilere uyum sağlamasını ve insan benzeri görevleri yerine getirmesini mümkün kılar. Yapay zekanın bir dalı olan makine öğrenimi, analitik model oluşturmayı otomatikleştiren ve sistemlerin verilerden öğrenmesini, kalıpları tanımlamasını ve minimum insan müdahalesiyle karar vermesini sağlayan bir veri analizi yöntemidir - otonom akıllı fabrikaları mümkün kılmak için gerekli olan yetenekler.
• Dijital ikizler ve simülasyonlar. Endüstri 4.0, kuruluşların veri toplamasını ve bunları üretim hattı, akıllı fabrika ve tedarik zinciri gibi iş unsurlarının veya alanlarının sanal, dijital bir ikizini (kopyasını) oluşturmak için kullanmasını sağlar. Bu dijital ikiz, operasyonel değişiklikleri, süreç modifikasyonlarını ve diğer değişkenleri simüle ederek etkilerini anlamak, ayarlamalar yapmak ve değişiklikler uygulanmadan önce kararları bilgilendirmek için kullanılabilir.
• 3D baskı ve katkılı üretim. 3D baskı ile üreticiler, dijital kod olarak saklanan ürün ve parça tasarımını merkezileştirebilir ve prototipler oluşturmak için 3D baskıyı kullanabilir ve ardından üretimi mevcut kapasiteye sahip esnek akıllı fabrikalara veya müşteriye yakın daha küçük akıllı fabrikalara tahsis edebilir. Bu, daha düşük malzeme ve lojistik maliyetleri ve daha fazla pazar duyarlılığı için daha kısa üretim çalışmaları sağlar. İleriye bakıldığında, bir parçanın merkezi olarak üretilmesi ve depolanması yerine, müşteriler parçalar için planlar satın alıp indirebilecek ve bunları yerel olarak 3D yazdırabilecek veya işleyebilecek.
• Uç bilgi işlemi. Uç bilgi işlemi, verilerin oluşturulduğu yerde veya yakınında (örneğin, okyanus tabanlı bir petrol platformundaki bir ekipman üzerinde) analiz edilmesini ve analitik sonuçlara göre harekete geçilmesini sağlar. Analiz için verileri bir sunucu ortamına taşımaya gerek yoktur, bu da zaman alır ve her zaman mümkün olmayabilir. Uç bilgi işlemi, veri aktarım süresini ortadan kaldırarak veri gecikmesini ve yanıt sürelerini azaltır.
• Siber-fiziksel sistemler (CPS). Siber-fiziksel sistemler, bilgisayar destekli yazılım bileşenlerini ve veri merkezleriyle iletişim kuran internete bağlı mekanik ve elektronik parçaları bir araya getiren, yarı otonom veya otonom kararlar ve operasyonlar sağlayan akıllı makinelerdir. Üretim süreçlerinde, bir fabrikanın esnekliğini, üretkenliğini ve yeni pazar taleplerini karşılamak için uyum sağlama yeteneğini geliştirerek akıllı üretime yardımcı olurlar.
• Otonom mobil robotlar (AMR'ler). Otonom robotlar uzun zamandır karmaşık görevleri büyük bir hız ve doğrulukla yerine getirmek için kullanılmaktadır - örneğin montaj hatlarında - ve giderek artan bir şekilde insanlarla birlikte çalışacak ve makine öğrenimini kullanarak onlardan öğreneceklerdir. AMR'ler, bir filo veya tesis içinden büyük verilerin (çevresel koşullar gibi) toplanması ve paylaşılması önündeki engelleri ortadan kaldırarak tesislerde akıllıca gezinir. Bu gerçek zamanlı veriler ve görünürlük, düzeltici eylemleri otomatikleştirmek veya insanların iş sonuçlarını iyileştiren bilinçli, zamanında kararlar almasını sağlamak için kullanılabilir.
• Yatay ve dikey sistem entegrasyonu. Yatay entegrasyon, münferit makineler, ekipman parçaları ve/veya üretim birimleri arasındaki ağı ifade eder. Dikey entegrasyon tipik olarak, ortaklar ve tedarikçiler de dahil olmak üzere işletmenin ve genişletilmiş tedarik zincirinin farklı bölümlerini birbirine bağlamak ve kontrol etmek anlamına gelir. Endüstri 4.0 ile bir şirketin departman işlevleri ve yetenekleri, işletme genelinde daha büyük bir uyum içinde çalışacak ve gerçek anlamda otomatikleştirilmiş değer zincirlerini mümkün kılacak şekilde entegre edilecektir.
• Siber Güvenlik. Siber güvenlik, sistemleri, ağları ve verileri siber saldırılardan korumak için birlikte çalışan teknolojileri, süreçleri ve kontrolleri ifade eder. Bu, Endüstri 4.0 destekli dijital dönüşüme yatırım yapan şirketler için kritik önem taşıyor.