BİR ENDÜSTRİ 4.0 TEKNOLOJİSİ SİSTEM ENTEGRASYONU

• 06.08.2022

BİR ENDÜSTRİ 4.0 TEKNOLOJİSİ SİSTEM ENTEGRASYONU

Bir Endüstri 4.0 Teknolojisi: Sistem Entegrasyonu

Endüstri 4.0 Vizyonu, dijital yeniliklerle geleceğin akıllı üretim ekonomisini ortaya çıkardı. Günümüz ve gelecekteki dijital dünyada rekabet sahasında önde gelmek isteyen işletmeler gelişmelere ayak uydurmak zorunda. İşletmeler üretim ve dağıtım süreçlerinde çalışacak akıllı robotlar, satış pazarlama, Ar-Ge ve yönetim süreçlerinde kullanılacak yapay zekâ sistemleri ile çalışmak zorunda. Ayrıca bunları dış dünya ile bilgi alışverişlerini sağlayacak internet ögeleri ve tüm bu akıllı sistemlerin hepsinin uyumla çalışması için becerilere sahip yazılımcı, tasarımcı ve uygulayıcı uzmanlardan oluşan bir ekip ile çalışarak başarmak zorunda. Sürekli artış göstererek daha fazla kişi tarafından tartışma yaratan ve “Dördüncü Sanayi Devrimi” olarak nitelendirilen bu vizyon dünya ile rekabette Türkiye için hayati öneme sahip.

Ekonomi ve işletmeler için rekabet imkânlarının dün geçtikçe daralması, yeni rekabet üstünlükleri için fırsatlar aranmasını zorunlu hale getirdi. Gelişen teknolojiyi sanayi ve üretimde artıya dönüştürmek, iş süreçleri, nitelikli iş gücü, akıllı aletlerin interneti ile fabrikalarda verimliliği artırmak gerekiyordu. Bunun için yeni bir sanayi devrimi gerekiyordu. Günümüzde bütün ülkeler kendi endüstri 4.0 vizyonlarını belirlemek için çalışmalar yürütüyor.

Endüstri 4.0 Vizyonunu bugün var eden sebeplerin en başında 20. Yüzyılda gerçekleşen bilimsel gelişmeler yer alıyor. 2000'li yıllarda iletişimde kablosuz ağlar, bilişim yüksek hızlı İnternet, sensörler, mekatronik, yazılım, gömülü sistemler, otomasyon, mekatronik ve robotik gibi alanlarda yeni teknolojilerin oluşumuna ve mevcutların gelişmesiyle ilgili sonuçlar alındı. Bilişim ve iletişimdeki gelişmelere bağlı olarak insanlığın elinde bulut bilişim, yüksek hızlı İnternet, kablosuz ağ ve çok yüksek kapasitelere ulaşmış olan depolama teknolojileri mevcut.

Nesnelerin interneti ve sensör teknolojileri sayesinde gelenek fabrikalardan yeni üretim teknolojik aletlere geçiş yaparak bunları geliştirmek artık mümkün. 4.0 endüstri dünyasının akıllı fabrikasında bu tür ağlar üzerinden birbirleri ile haberleşerek ve bu sayede bir bütün olan sistem kendi kendine organize olma becerisiyle donanıyor. Bu koordinasyon ile bulutun depo olarak kullanıldığı yüksek hız performanslı bilişim gücü ve büyük hacimli enformasyon sayesinde endüstri 4.0’a yaklaşmak mümkün.

Endüstri 4.0’ı gerçekleştirecek olan akıllı fabrika üç farklı entegrasyondan oluşmaktadır.

1- Dikey Entegrasyon: Fabrika sistemi içindeki tüm sistem, bölüm bilgisayar, iş terminali, makine, araç ve cihazları birbiriyle ilişkilendirerek haberleştirmeye yükselten dikey entegrasyondur.

Bir fabrika, üretim için gerekli olan çok sayıda teçhizat, alt hizmet, araç, nesne ve aleti içerir. Bunların bazıları fiziksel akış, bazıları ise enformasyon akışı amacıyla kullanılır. Bu nesneler arasında kurumsal planlama, üretim yönetimi, imalat ve denetim gibi faaliyetlerde kullanılan sensörleri, motorları, vanaları ve benzerleri gösterilebilir.

Endüstri 4.0 ve Dikey Entegrasyon

Yeniden düzenlenebilir ve esnek bir üretim sistemi kurmak için bu nesnelerin dikey entegrasyonu gerekir. Değer zincirinin değişik kademelerinde yer alan motor ve sensör sinyalleri doğrudan kurumsal kaynak planlamasına akarak bu üretim sisteminin oluşumuna ve işleyişine katkı sağlar. Dikey entegrasyon sayesinde akıllı makineler aracılığıyla kendini düzenleyebilen bir sistem oluşur. Bu sayede sistemin farklı ürün tipleri üretmek üzere yeniden düzenlenmesi mümkün hale gelir.

2-Yatay Entegrasyon: İşletmenin kendi dışında yer alan ekosistem, tedarikçilerle, lojistik firmalarıyla, yardımcı yan sanayilerle, finans kuruluşlarıyla, sigorta şirketleriyle, dağıtıcılarla, üreticilerle vs. endüstriyel internet üzerinden benzer etkileşimini sağlayan yatay entegrasyondur. Yatay entegrasyon, değer ağları üzerinden işletmeler arası işbirliğini sağlar. İşletmeler arası yatay entegrasyon sayesinde birbirleriyle ilişkili işletmeler (örneğin aynı değer zincirinde yer alan işletmeler) kaynaklarını etkili kullanarak verimli bir ekosistem oluşturabilir. Bu işletmeler arasında ihtiyaca bağlı olarak hammadde, hizmet, malzeme, finansman, yarı mamul, enformasyon vb. akışlar gerçekleşir.

Endüstri 4.0 ve Yatay Entegrasyon

Ürünlerini internet üzerinden satan bir işletme günde binlerce sipariş paketini farklı adreslere ve farklı kişilere kargo şirketleri ile gönderir. Paketler satış yapan şirketten müşterilere ulaştırılmak üzere kargo şirketi tarafından alındığında her paket için teslim alacak kişi, adres bilgisi, tahsilat yapılıp yapılmayacağı gibi veriler kargo şirketi tarafından oluşturularak paketlerin üzerine barkodlar yapıştırılır ve lojistiği sağlanır. Ancak bu yüzlerce paketin her gün bu şekilde yapılıyor olması ciddi derecede zaman kaybı, zamanında teslimatın yapılamaması, insan hataları yüzünden yanlış gönderimler, tahsilat problemleri vs. gibi sorunlara ve kayıplarla sonuçlanır.

3- Uçtan Uca Entegrasyon: Fabrika içindeki sistemlerin ve süreçlerin aynı ara yüzleri kullanarak uçtan uca dijital mühendislik sistemleri entegrasyonu ve müşteriler dâhil işletme dışında kalan farklı aşamaların entegrasyonudur. İşletmenin insanlara özelleştirilmiş, daha nitelikli hizmet ve ürünler sunabilmesini desteklemek üzere tüm değer zinciri boyunca mühendislik sistemlerinin uçtan uca entegrasyonudur.

Endüstri 4.0 ve Uçtan Uca Entegrasyon

Dikey entegrasyon ve yatay entegrasyon, uçtan uca mühendislik süreçleri entegrasyonunu gerçekleştirmek için iki zorunlu zemini oluşturur. Uçtan uca entegrasyonun hem işletme içinde kalan hem de dışında olan farklı aşamaları birbirine bağlamaya çalışmasının sebebi ürün yaşam döngüsünün birden fazla işletmeyle ilgili olmasıdır.

Ürün odaklı bir değer (tedarik) zinciri açısından bakıldığında, bir ürünün yaşamı pazarda müşterilere ait bir ihtiyacın veya problemin bulunması ile başlar. Ürün geliştirme süreci tasarım, geliştirme, prototipleşme gibi adımlar içerir. Üretim planlamasını imalat mühendisliği, üretim, ilgili hizmetler, geri dönüşüm ve bakım aşamaları izler. Günümüzde var olan müşteri ihtiyaçlarından ürün mimarilerine ve üretime uzanan değer zincirleri yıllar içinde geliştirilmiş, görece statik yapıdadır. Bu zincirlerde bilişim teknolojilerinin (BT) çeşitli ara yüzleri aracılığı ile karşılıklı enformasyon sağlanır; fakat akan enformasyonun kullanım alanı belli birkaç dar amaçla sınırlıdır. İmal edilen ürünün bütünsel görünümüne yönelik değildir. Böyle bir üretim sistemi teknik olarak imkân sağlasa bile müşterilerin ilgilendikleri ürünün özellik ve fonksiyonlarını belirleyip seçmeleri ya da talep etmeleri mümkün olmaz. Endüstri 4.0’ın akıllı fabrikasında uçtan uca dijital entegrasyon ile bu sıkıntının aşılabilmesi mümkün hale geliyor.

Endüstri 4.0 ile müşteriden tedarikçi ağına tüm süreci kapsayan bütünleşik bir çözüm ele alınıyor. Ürünün tüm yaşam döngüsünü kapsayan süreçte sistemlerin ilişkili kişiler tarafından yönetileceği, yönlendirileceği bir dönem. Müşteriler de sisteme dahil ediliyor ve ürünle ilgili beklentilerini iletebiliyorlar. Ayrıca birçok alanda kendi tasarımlarını yapıp tasarımlarını kendilerine göre özelleştirebiliyorlar. Müşteri geri dönüşleri anında iletiliyor ve çok hızlı analiz edilebiliyor. Müşterilerin beklediği çözümler de aynı hızda gerçekleşebiliyor.

Kendi içinde optimize edilmiş hücre yapısı yerine tümüyle entegre olmuş, verinin tüm değer zinciri boyunca oluştuğu ve kullanıldığı bir yapıya geçiş yapılarak optimizasyon tüm bu değer zinciri üzerinden gerçekleştiriliyor. Bu gelişmelerle endüstriyel şirketler üretim süreçlerini daha iyi ölçebilmekle kalmayıp, tedarik zincirlerini de daha kolay yönetebiliyor. Firmalar son kullanıcıların taleplerini daha doğru ölçebiliyor, iletişim halinde olan ve uzaktan müdahale edilebilen süreçler ile tüketicisine kişiselleşen ürünler üretmesi de daha az maliyet ortaya çıkarıyor. Bir ürün arızalandığı anda müşteri hizmetlerine durumu raporluyor ve son kullanıcıların daha iyi hizmet alabilmesi kolaylaşıyor.

Genel olarak baktığımızda dikey, yatay ve uçtan uca sistem entegrasyonlarının yapılması, üretim süreçleriyle ilgili verinin toplanması, planlama ve kontrol süreçlerine dahil edilmesi, modelleme ve simülasyon, bulut bilişim ve büyük veri analizi gibi yöntemler yeni endüstri devriminde ki önemli konular.