Endüstri 4.0 Nedir?

Endüstri 4.0 nedir? Sanayi devrimlerinin gelişim süreçleri nasıl olmuştur? 4. Sanayi Devrimi hangi bileşenlerden oluşmaktadır? Endüstri 4.0 ‘ın dünyaya etkileri ne olacaktır? sorularını cevaplayarak size Endüstri 4.0 gibi önemli ve geleceğe yön verecek bir devrimin ne demek olduğunu ayrıntıları ile aktarmaya çalışacağım.

Endüstri 4.0 Nedir? Endüstri 4.0 Tanımı

Endüstri 4.0 nedir özet olarak bir tanım yaparsak; üretim sistemlerinde teknolojinin ve diğer tüm organizasyonların bütünsel olarak mümkün olacak en üst düzeyde zekâ ile donatılmasıdır. Endüstri 4.0 ‘ın imalat vizyonu zeka–iletişim–bilgi şebekesi–ürün dörtlüsünün odağında şekillenir.

Daha açık bir ifade ile Endüstri 4.0 dijital imalat (otomasyon, veri alış-verişi, üretim teknolojileri), birbiri ile entegre iletişim ağı (nesnelerin interneti), siber fiziksel sistemler, akıllı fabrikalar (esneklik, hız, verimlilik) ve verilerin yorumlanarak anlamlı bilgi üretilmesi temelinde bir yapılanmadır.

Neden Endüstri 4.0 ‘a Geçilmeliydi?

Günümüzde endüstriyel yaşam başta olmak üzere pek çok alanda hızlı bir değişim süreci yaşanmaktadır. Bu yaşanan süreçte toplumların ihtiyaçları farklılaşmakta ve bu farklılaşma da doğal olarak yeni ürünlerin ortaya çıkmasına veya bu ürünlerin üretim stratejilerinin değişmesini tetiklemektedir. Hatta bu hızlı değişim gücü doğru yönetecek akıllı toplumların olması zorunluluğunu da doğurmuştur.

Daha 15-20 yıl öncesine kadar bluetooth özelliği ile telefonlarımız arasında veri alış-verişi yapabilmemize, cep telefonlarının internete bağlanabilmesine şaşırırken şimdilerde zor parkurlardan kendi yapay zekası ile hareket eden robotlardan, quantum bilgisayarlarından, insan kas gücü olmadan çalışan ışıksız fabrikalardan bahsedebiliyoruz. Gelişim ne kadar baş döndürücü bir hızda değil mi?

Boston Dynamics Şirketinin Geliştirmiş Olduğu Robotlar / 4. Endüstri Devrimi Nedir?

2011 yılında ve daha sonraki yıllarda doğuda yapılan sanayi üretimi (özellikle Çin) ilk kez batının yapmış olduğu sanayi üretimini geçiyor ve batı sanayisi bunu bir tehdit olarak görmeye başlıyor. Batı da bunun üzerine üretimde daha hızlı, esnek ve daha verimli bir sisteme geçme ihtiyacı duyuyor. Aslında Endüstri 4.0 böyle bir tehdit üzerine belki de olması gereken zamandan daha önce hayatımıza girmeye başlıyor.

Endüstri 4.0 devrimi ilk olarak 2011 yılında dünyanın en büyük sanayi fuarı olan Hannover Messe ‘de konuşulmaya başlanmış. Almanya 2012 yılında bu olguyla ilgili bir takım kurmasıyla kendi dönüşümünün temel unsurlarını belirledi ve Almanya adına imalat standartlarını oluşturdu ve oluşturmaya devam etti. Yeni dünyada var olabilmek ve makine imalatındaki liderliğini koruyabilmek için Almanya bu konuyu sürekli gündeminde tuttu. Aslında Almanya için doğunun bu tehditini fırsata çevirdiğini söyleyebiliriz.

Yani Almanya kendi temel hazırlıklarını tamamlayarak Endüstri 4.0 kavramını tüm dünyaya duyurdu ve 20 yıl içerisinde Endüstri 3.0’ dan Endüstri 4.0’ a geçiş yapmayı planladıklarını açıkladı.

Peki diğer ülkeler ne yaptı? Japonya Toplum 5.0 tanımlamasını öne çıkardı. İngiltere 4R (Dördüncü devrim) kavramı ile gelişmeleri yakından takip etmeye başladı. Çin küresel rekabette geri kalmamak adına inovasyon liderliği programını başlattı. ABD ise akıllı fabrika ve özellikle akıllı şehir kavramları ile gelişmelerden geri kalmayacağını kanıtlar nitelikte ileri imalat sistemleri programını yoğun bir şekilde yürütmeye başladı.

Endüstri Tarihine Bir Göz Atalım

Sanayileşme hareketi 1784 yılında ilk endüstriyel dokuma tezgahının icadı ile başladı denilebilir. Su ve buhar enerjili mekanik üretim tesislerinin devreye girmesiyle birçok insanın uzun sürelerde yapacağı iş artık bu makinelerle 3-4 saat içinde yapılabilir hale gelmişti. (Endüstri 1.0)

20.yy başlarında elektriğin icat edilmesiyle seri imalat yapılmaya başlandı. Artık su ve buhar enerjili mekanik üretim iş bölümüne dayalı, elektrik enerjili kitlesel üretimi meydana getirdi. İlk üretim hattı 1870 yılında Cincinnati Mezbahalarında uygulandı. (Endüstri 2.0)

Bilişim teknolojisindeki gelişmeler, programlanabilir mantıksal denetleyicilerin (PLC)  ortaya çıkması (Modicon 084-1969), yazılımsal gelişmelerin üretimde büyük pay sahibi olması imalatın otomasyonunu ileri safhalara taşımaya başlamıştır. Bugün ülkemizde bir çok üretim tesisi bu devrimin çeşitli aşamalarında yer almaktadır. (Endüstri 3.0)

Sanayi Devrimlerinin Tarihi / 1.Endüstri Devrinden – 4. Endüstri Devrine

Herakleitos ‘un da söylediği gibi “Değişmeyen tek şey, değişimdir.”

İnsanlığın Birinci Devrime kavuşması 1700 yıldan fazla zaman almışken, İkinci Devrime 200 yıl gibi ilk devrime nazaran çok kısa bir sürede erişilmiştir.

Daha sonra 100 yıl geçmeden yeni bir dönüşüm dalgası yakalanmıştır. Günümüzde ise aradan 40-50 yıl geçmeden kendimizi yeni bir toplumsal dönüşümün tam ortasında bulmuş olduk. Bu hızlı dönüşüm dalgası böyle devam ederse yakın gelecekte (belki de 20-25 yıl geçmeden) yeni bir dönüşüm olabileceğini düşünmek sanırım yanlış olmaz.

Endüstri 4.0 ‘ ın Temel Bileşenleri Nelerdir?Endüstri 4.0 İçerisinde Hangi Teknolojiler Var?

Siber Fiziksel Sistemler (Cyber Physical Systems)

Siber dünyada bilgi alış-verişini yönetebilen ve veri takip işleme yeteneği ile donatılmış fiziki sensörlerin kullanıldığı imalat ortamları olarak tanımlanıyor.

Ürünlerin üretildiği hattı simule etmeden gerçek dünyaya geçiş yapılmıyor. Amaçlarından biri de hatanın en eza indirilmesinde katkıda bulunmak.

Dikey ve Yatay Entegrasyon (Vertical & Horizontal Integration)

Gerçek zamanlı bilginin tüm sistemlerden alınabilmesi ve yorumlanabilmesi. Üretim süreçlerinde ve normalde parça parça bulunan çözümlerin birbirleri ile konuşabilir ve anlık izlenebilir olmasıdır.

İşletmeler bu entegrasyon ile daha esnek bir yapıya kavuşmuş olur. Bu esneklik sayesinde üretime göre ihtiyaç duyulan değişiklikler basit arayüz tasarımlarıyla sağlanabilmektedir. Böylece üretimi kolaylaşmış, maliyetleri azaltan (kaynak verimliliğini arttıran) ve topyekun raporlanabilen, izlenebilen ve de analiz edilebilen bir sistem ortaya çıkmış olur.

Otonom Robotlar (Autonomous Robots)

Çok sayıda robotun imalat sistemlerinde Endüstri 3.0 ‘dan farklı olarak statik bir şekilde değil dinamik (sürekli aynı işi yapan robotlar gibi olmayan), birbirleriyle koordineli ve iletişim halinde çalışan robot takımlarından oluşmasıdır.

Benzetim ve Artırılmış Gerçeklik (Augmented Reality)

Sanal gerçeklik ile gerçek dünya iç içe giriyor ve özel gözlükler sayesinde sanal olarak modellenen her türlü sistem gerçek sistemler üzerinde işlem yapılabilme olanağı tanıyor.

Daha basit bir örnekle açıklayacak olursak; fiziki olarak var olmayan bir apartman dairesini geziyor. 3 yıl sonra sahibi olacağınız evinizin içinde zamanda yolculuk yapmışçasına dolaşabiliyorsunuz.

Bu teknoloji ile üretim hatlarında sanal olarak dolaşıyor, belki de ileride çığır açacak bir ürünün gizeminde o an kayboluyorsunuz.

Nesnelerin İnterneti (IoT)

Adından da anlaşılacağı üzere her nesnenin internete bağlanarak bir şekilde birbirleri ile iletişim halinde olması planlanıyor. Bu bağlantıdan oluşan bilginin direkt olarak sanal ortama taşınması ve işlenebilmesi anlamına geliyor.

2024 yılına kadar 40 milyar nesnenin internete bağlanacağı öngörülmektedir.

Mesela akıllı saatleri ele alalım. Sürekli kolumuzda takılı olan bu nesneler anlık olarak verileri internet aracılığı ile paylaşmakta ve bu verilerle dahi çok yararlı bilgiler elde edilmektedir. 40 milyar nesnenin internete bağlandığını ve ne kadar büyük veriler oluşabileceğini bir düşünsenize!

Büyük Veri ve Analizi (Big Data & Analytics)

Nesnelerin interneti ve diğer teknolojik gelişmelerden dolayı verilerin çok hızlı bir şekilde artması bu verilerinin analiz edilmesi, doğru bilgiye ulaşılması açısından çok önemli bir hale geliyor.

Bulut teknolojisi (The Cloud) ile veri depolama ve işleme ile ilgili bir sorunun kalmamasından dolayı artık önemsenmesi gereken şey bu büyük verilerin (Big Data) nasıl ve doğru analiz edileceğidir.

Eklemeli İmalat ve 3D Yazıcılar (3D Printer)

Yazıcı kavramının artık zihnimizde kağıt üzerine baskı yapan bir cihazdan daha çok üç boyutlu nesnelerin basılması ve bir çok nesnenin artık bu yazıcılardan oluşturulacağı bir cihaz olarak kalmalıdır. Çünkü bu teknoloji ile ilgili olarak öyle ilginç nesneler üretilmiştir ki, bu üretimler gelecekte neler yapılabilir sorusunun cevabına ışık tutar niteliktedir.

3 Boyutlu Yazıcı İle Neler Yapılabilir? Bazı İlginç Örnekler

Hollanda ’nın Eindoven kenti yakınlarındaki Gemert kasabasında 8 metrelik bir köprü 3D yazıcı ile inşa edildi.

3D Yazıcı İle Bisikletler İçin Yapılan Köprü (8 Metre Uzunluğunda )/ Hollanda

Fransa’ da 3D yazıcı ile 4 odalı bir ev yapıldı ve bu ev 54 saatte tamamlandı. Ev 233.000 dolara mal edildi ve bu maliyet normal inşaat maliyetinden %20 daha ucuzdu.

Bu teknolojinin ilerleyen zamanlarda daha da gelişmesiyle maliyetin ne seviyelere düşeceğini tahmin etmek zor değil!

Fransa’ da 3D Yazıcı İle Yapılan 4 Odalı Bir Ev

2016 yılında Dünyanın en büyük uçak üreticilerinden Airbus ilk kez bütün parçaları üç boyutlu yazıcı tekniğiyle yapılan 4 metre boyunda bir uçak üretti. İleride motor aksamı hariç ürettikleri uçakları 3D yazıcılarla üretmeyi planladıklarını açıkladılar.

Airbus İlk Kez Bütün Parçaları 3D Yazıcı Tekniğiyle Yapılan 4 Metre Boyunda Bir Uçak Üretti.

Akıllı Şebekeler ve Şebeke Güvenliği (Cyber Securtiy)

Bu kadar fazla verinin barındığı ve bu kadar fazla sensörün iletişim kurduğu bir sistemde sorunsuz işlem yapılmasını sağlayacak zeka ve şebeke güvenliği Endüstri 4.0 ‘ ın en önemli teknolojilerinden biri olmak zorundadır.

Önleyici Bakım Uygulamaları ve Kalite

Makinelerin birbirleriyle iletişim halinde, insan kas gücünden uzak çalışmasından dolayı doğabilecek olası sorunların önceden tespiti edilip öngörülerek tedbir alınması endüstriyel yaşamın vazgeçilmez yaklaşımlarından biridir.

Bunun uygulanması hata oranını minimize hatta yok denecek seviyeye inmesine ve kalitenin çok iyi seviyelerde olmasını sağlar.

Yapay Zeka Endüstri 4.0 İçin Bir Katalizör Müydü?

Mutlaka Yapay Zeka, Endüstri 4.0 için bir tetikleyici unsur olmuştur. Dördüncü Endüstri Devriminin temel niteliklerinden olan insansız imalat ortamlarının oluşmasındaki en büyük etkenlerden biri yapay zekâ çalışmalarıdır.

Yapay zeka gibi geniş bir konuyu başka bir yazımda size aktarmayı düşünüyorum fakat yapay zeka teknolojisinin temel amacından birazcık bahsedecek olursak; yapay zekanın Endüstri 4.0 için neden tetikleyici bir unsur olduğunu daha kolay kavrayabiliriz.

Yapay zeka teknolojisinin amacı; bilgiyi anlayabilen ve işleyebilen, olaylar arasında ilişkiler kurabilen ve kendi başına karar verebilen, olayları öğrenebilen, planlama ve muhakeme yapabilen, kısmen de olsa düşünebilen ve problemleri kendi sahip oldukları bilgileri kullanarak çözebilen bilgisayar sistemleridir.

İlginizi Çekebilir: Yapay Zeka Sanatçılar!

Endüstri 4.0 ‘ ın Dünyaya Etkisi Nelerdir?

İşsizlik ve İstihdam

Öncelikle Dördüncü Sanayi Devriminde robotların üretimi ele almasıyla kas gücüne dayanan insan kaynağına duyulan gereksinim azalacak ve robotlar bir anlamda kas gücü ile çalışan insanların işlerine el koyacaklardır.

Bu hal yalnızca fabrikalardaki mavi yakalılar için değil, beyaz yakalılar için de büyük bir risk taşımaktadır. Zira yapay zekâ ile robotları kodlayabilen robotlar ve dizayn yapabilen robotlar üretimi devralacaktır.

Bu sebepten bilgiye dayalı, mühendislik, problem çözme, programlama ve yazılım alanlarında kendini geliştirmiş insan kaynağı öneminin artacak olmasından dolayı eğitim politikalarını bu göre dizayn eden ülkelerde işsizlik sorunu yaşanmayacağı aşikardır.

Endüstri 4.0 insanoğlunun aklını kullanmasına zorlayacak, aklını kullanamayıp hala kas gücünde ısrar eden, kendisini bu yönde dönüşüme hazırlamayan ülkelerin başına birçok dert açacaktır.

Endüstri 4.0 İle Birlikte Yeni Meslek Dalları / Geleceğin Meslekleri

Endüstri 4.0 ve diğer teknolojik gelişmeler ile birlikte her geçen gün yeni meslekler ortaya çıkmaya devam etmektedir.

Bundan 10-15 sene önce İş Zekası Uzmanı diye bir meslek var mıydı?  Veri madenciliği ile uğraşan bir mühendis tanıdığı olan var mıydı? 3D Yazıcı Mühendisi? Ya da Robot Koordinatörü…

İşte tüm bu gelişmeler insanlara yeni istihdam alanları yaratmıştır. Bu yönde dönüşüm ve gelişim gösterenleri de yarı yolda bırakmayacak gibi görünmektedir.

• Endüstriyel Kullanıcı Ara yüzü Tasarımcılığı
• Endüstriyel Veri Bilimciliği
• IT/IoT Çözüm Mimarlığı
• Giyilebilir Teknoloji Tasarımcılığı
• Şebeke Geliştirme Mühendisliği
• Bulut Hesaplama Uzmanlığı
• Veri Güvenliği Uzmanlığı
• Endüstriyel Bilgisayar Mühendisliği / Programcılığı

powerzeka.com Olarak Neden Endüstri 4.0 Farkındalığı Yaratmaya Çalışıyoruz?

Çünkü bu farkındalığa, bu bilince ülke olarak herkesten daha çok ihtiyacımız var.

Bilgi Bilgi Bilgi !

Bizi bilginin kurtaracağının farkına varmalıyız. Bilgiye sahip olmak her zaman bir güçtü fakat artık bu “Bilgi Çağı” ‘nda bilgiye sahip olmayan/olamayan toplumlar maalesef ki çok büyük bir işsizlik ve yoksulluk sorunu ile baş başa kalacak ve belki de bir sonraki aşamada yok olmaya mahkûm olacaktır.

Ne Yapmalı, Nasıl Başlamalı?

Genç nüfus potansiyelimiz teknolojiye, bilime bir an önce diğer uluslardan daha çok odaklanmalı ve bu akılalmaz hızla gelişen bilime, teknolojiye bir yerden entegre olmalıyız.

Anneler-babalar küçük çocuklarına anlattıkları masallarda bile robotlardan, gezegenlerden, bilgisayar kavramlarından ve gelecekten örnekler vermeli, çocukların hayal dünyasına daha o yaşta bilimin aydınlatıcı ışığını bir şekilde yakma yolunu bulmalıdır. Cep telefonu ve tabletlerde oyun oynayabilmesi ile övünmek yerine o oyunun nasıl programlanmış olabileceği, nasıl kurgulandığı üzerinden çocuklarını düşünmeye yönlendirmelidir

Eğitim müfredatları gözden geçirilmeli, ezberci, monoton eğitim programlarından daha çok öğrencilerin uygulamalarla, deneylerle öğrenebilecekleri bilimle, teknolojiyle iç içe müfredatlar oluşturulmalı ve sadece bazı özel eğitim kurumlarında değil tüm eğitim kurumlarında standart hale getirilmelidir.

Çocuklar Robotik Kodlamalara Yönlendirilmeli / Endüstri 4.0

Hiçbir şey için geç değildir!

Bu yaştan sonra ne öğrenebilirim ki dememeli, en azından yetiştireceğimiz nesiller için, onları geleceğe iyi bir şekilde yönlendirebilmek adına bu işin bir ucundan tutmalıyız.

Mesela Kasım 2018 ’de birçok ülkenin bilim insanları ile birlikte geliştirilen ve NASA tarafından Mars’ a indirilen InSight Uzay Aracının ilk fotoğraflarından birini çocuğunuza gösterdiniz mi? Bunun için engin bir bilgisayar bilgisine ya da kodlama bilmenize gerek yok. İşte anlatmak istediğim de tam olarak bu ! Yarınlarımıza bu bilinci bir şekilde aşılamak!

İlginizi Çekebilir: Mars’a Ulaşmak Ne Kadar Sürer?

Mars’ a gönderilen 8. Uzay Aracı Olan InSight  ‘ın Göndermiş Olduğu Bir Fotoğraf

Son olarak Mustafa Kemal ATATÜRK ‘ ün yıllar önce söylediği ve bize ışık tutması gereken sözünü tekrar hatırlatarak yazıma son vermek istiyorum.

“Hayatta en hakiki mürşit ilimdir, fendir.”

Umarım bu makale naçizane ülkemizde bir bilinç yaratma konusunda katkı sağlar ve bu benim için en büyük mutluluk olur. Takipte kalmanız dileğiyle…

Kaynaklar:

• Bilim Teknik Dergisi Haziran 2018 Sayısı
•  Ali Rıza Ersoy ‘un 2017 TEDxReset Sunumu
• https://www.endustri40.com/