Dördüncü Endüstri (Sanayi) Devrimi - Sanayinin Dijitalleşmesi

Türkdöküm Dergisi (Turkish Foundry Association) - Haziran 2017 sayısında yer alan makalem

Bugün bizler, insanlığın dönüşümünü de içeren yeni bir teknolojik devrimin tam da başlangıç noktalarındayız. Bu devrime Dijital Devrim – Dijitalizasyon Çağı diyoruz. Bu yeni devrimin hızını ve genişliğini henüz tam olarak kavrayamıyoruz. Tüm sektörleri etkileyen değişimlere tanıklık ediyoruz, yeni iş modelleri ortaya çıkıyor, yerleşik düzenler yerle bir oluyor, sistemler yeniden biçimleniyor ve en önemlisi çalışma ve iletişim kurma şekillerimiz değişiyor. Ve tüm bunlar katlanarak artan bir hızla gelişiyor. Teknolojiler günlük olarak değil, anlık olarak değişiyor. Boyutları, hızları ve kapsamları açısından tarihsel önemde bir değişimin içerisindeyiz. Bu bir dönüşüm, bir (d)evrim. Gelin birlikte bu devrimin ne olduğunu, neler getireceğini, bizi, şirketlerimizi nasıl etkileyeceğini ve bu devrimi ıskalamamak, onun hızına ayak uydurabilmek için neler yapmamız gerektiğini değerlendirelim.

Endüstrinin Gelişimi

Tarih boyunca yeni teknolojiler ve dünyayı yeni algılama biçimleri ekonomik sistemlerde ve sosyal yapılarda derin bir değişimi tutuşturduğunda her seferinde devrimler gerçekleşmiştir.

Yaşam tarzlarımızdaki ilk büyük değişim, yaklaşık 10.000 yıl önce avcı-toplayıcı toplumlardan tarım toplumuna geçiş oldu. Tarım devrimini 18. yüzyılda gündeme gelen bir dizi sanayi devrimi izledi.

Birinci Endüstri Devrimi 18. yy. ikinci yarısında İngiltere’deki dokuma tezgâhlarının mekanikleşmesiyle etkisini göstermeye başladı. Bu kapsamda odunun yerine maden kömürünün ve buharın kullanılması sonucunda hareket gücünün artırılması, makineleşmeyi ve üretimin fabrikalara taşınmasını doğurdu. Aynı şekilde buhar, kömür ve demirin enerji kaynağı ve ham madde olarak birlikte kullanılmaları demiryolu gelişimine de hız kazandırdı.

İkinci Endüstri Devrimi 19. yy. sonlarında elektriğin ve montaj hattının sağladığı destekle seri üretim kavramını hayatımıza soktu. Buhar, kömür ve demirin yanı sıra çelik, elektrik, petrol ve kimyasal maddeler de üretim sürecinde kullanılmaya başladı, bu şekilde endüstri daha da gelişti.

Üçüncü Endüstri Devrimi ile 1960’lı yıllarda yarı iletkenlerin ve bilgisayarların devreye girmesi ve bilgi ve iletişim teknolojilerinin gelişimiyle birlikte üretimin otomasyonu sağlandı. Programlanabilir mantıksal denetleyici PLC’lerin gelişmesi sonucunda üretimde otomasyon ileri aşamalara taşınmaya başladı.

Birinci Endüstri Devrimi üretimin makineleşmesi, İkinci Endüstri Devrimi üretimin serileşmesi olarak tanımlanırken, Üçüncü Endüstri Devrimi ise üretimin otomasyonu olarak tanımlandı. Bu süreçler özetle kas kuvvetinden mekanik kuvvete geçişi getirdi.

Nihayet bugün dördüncü endüstri devrimi ile akıllı ve bağlantılı makine ve sistemleri konuşuyoruz. Bu devrimle teknolojiler iç içe geçip kaynaşmış ve fiziksel, dijital ve biyolojik alanlarda karşılıklı etkileşimler hakim olmuştur.

4. Endüstri Devrimini kısaca sanayinin dijitalleşmesi olarak adlandırabiliriz. Ancak bu sadece bir üretim hattının, bir faaliyetin değil, bir şirketin bütün çalışma ve süreçlerinin dijitalleşmesi olarak düşünülmelidir. Birbirine bağlı süreçlerin iletişim halinde olduğu, internet üzerinden iletişim kuran nesnelerin veri toplayıp üretim sürecini tamamen değiştirdiği, makinelerin insanlarla etkileşimini öne çıkaran bu yeni dönem, kendi kendini düzenleyebilen otonom üretim sistemleri vaat ediyor.

Peki Neden Yeni Bir Endüstri Çağı?

Deloitte’in 2013 Küresel Üretim Rekabet Gücü Endeksi raporuna göre, geçtiğimiz 60 yılın endüstriyel güçleri, üretim rekabetindeki üstünlüklerini büyük bir hızla Çin, Hindistan ve Brezilya’nın öncülük ettiği yükselen ekonomilere kaptırır hale geldi. Yani Batı, yüzyıllardır elinde tuttuğu gücü kaybetme tehdidiyle karşı karşıya kaldı.

Bununla mücadele etmek için üç ana unsurda gelişmeye ihtiyaç vardı. Birincisi; ürünün pazara çıkış süresinin kısalması, daha kısa inovasyon ve yeni ürün geliştirme döngüsü, daha kompleks ürünler ve daha küçük miktarlarda üretebilme becerisi; yani kısaca hız. İkincisi; esneklik yani kişiselleştirilmiş ürünleri, maksimum otomasyon ile esnek hatlarda üretebilmek. Üçüncüsü ise olmazsa olmaz, daha ucuza üretebilmek, artan verimlilik.

Sanayideki dijital devrim Batı ülkelerinin sahip oldukları yüksek teknolojiyi rekabet avantajına dönüştürmelerini sağlayacak bu üç ana unsur üzerinde temellendi. Yani, Batı’nın Doğu’ya kaptırdığı krallığını geri alması artık günümüz teknolojileriyle mümkün.

Bu konuda ilk adım atanlardan biri Almanya. Siemens gibi sektör liderlerinin yanı sıra STK’lardan, kamu ve üniversitelerden oluşan yaklaşık 50 kişilik bir çalışma grubu kuruldu. Bu grup, Alman hükümetine “Industrie 4.0” başlığıyla, teknolojik gelişmeleri endüstriyel üretimde faydaya dönüştürmeye yönelik öneri niteliğinde bir yol haritası hazırladı. Almanya bu çalışmayı kabul etti ve yayınladı.

“Endüstri 4.0” kavramı zaman içinde, iş dünyasının ve akademik çevrelerin de katkılarıyla Almanya’nın ötesine ulaşarak yeni bir endüstriyel sistem kurmayı tasarlayan tüm ülkelerin ilgi alanı haline geldi. Gerekli yasal düzenlemelerin de desteğiyle bu kavramın daha da yaygınlaşması, yeni ürün ve süreçlere yönelik daha etkili fırsatların yaratılması hedefleniyor.

Sanayide yüzde 5 ila 8 arasında bir büyüme yaratabileceği düşünülen Endüstri 4.0 ile birlikte, yeni ürünleri pazara sunma süresi yüzde 25 ile yüzde 50 arasında kısalırken, mühendislik giderleri yüzde 30’a kadar düşebilecek ve yüzde 70’e kadar enerji tasarrufu sağlanabilecek. Bunun yanında 2020 yılına kadar şu anda adını bilmediğimiz 16 tane yeni mesleğin ortaya çıkması öngörülüyor. Endüstri 4.0 yatırımlarının kısa vadede yüzde 6 istihdam artışı sağlayacağı, uzun vadede ise başta bilgi teknolojileri ve mekatronik alanlarında olmak üzere nitelikli iş gücü talebinin ciddi düzeyde artacağı öngörülüyor. Bu doğrultuda değerlendirildiğinde Endüstri 4.0, insanı çok daha kıymetli yerlerde kullanmayı gerektiriyor. Endüstri 4.0 insana, insan olarak değer vermenin bir yansıması. Bir insana ömrü boyunca aynı kol hareketini veya operatif işi yaptırmayı değil onu daha değerli alanlarda çalıştırmayı benimsiyor. Bu da hayat kalitesinin yükselmesi anlamına geliyor.

Endüstri 4.0 Deyince Hangi Teknolojilerden Bahsediyoruz?

Hem günümüzün gerçeği hem de geleceğin vizyonu olan Endüstri 4.0 teknolojilerine kısaca göz atalım.

Siber Fiziksel Sistemler Gerçek dünyadaki nesnelerin ve davranışların bilgisayar ortamında simülasyonu olarak özetleyebiliriz. Burada karşımıza “dijital ikiz” kavramı çıkıyor. Örneğin, bir fabrika fiziksel olarak kurulmadan önce simülasyon yoluyla kurulup gerekli bütün fizibilite çalışmaları bu simülasyon üzerinden yapılabiliyor. Ürün üzerinde yapılması planlanan tüm değişiklikler önce “dijital ikiz” üzerinde deneniyor ve geliştirmeler önce sanal ortamda yapılıyor.

Yatay ve Dikey Entegrasyon Dikey Entegrasyon tüm süreçlerde kullanılan teknolojik altyapıda kesintisiz bir iletişim ve akış sağlamak anlamına geliyor. Örneğin üretim alanındaki sensörler, aktüatörler, vanalar, motorlar, kumanda panelleri, üretim yönetimi sistemleri, kurumsal kaynak planlama yazılımları, iş zekası uygulamaları gibi birimlerin entegrasyonu bu kapsamda ele alınıyor. Yatay Entegrasyon ise, üretim ve planlama sürecindeki her bir adımın kendi arasında, ayrıca farklı işletmelerin üretim ve planlama süreçlerindeki adımlar arasında kesintisiz bir akış sağlamak anlamına geliyor. Bu entegrasyon; ham madde tedarikinden tasarıma, üretime, pazarlamaya, sevkiyata kadar her noktayı kapsıyor. Farklı işletmeler arasında kurulan Yatay Entegrasyon yeni iş modellerinin geliştirilmesine de olanak yaratıyor. Kısacası Yatay Entegrasyon bütünleşik ve uçtan-uca sistemler kuruyor.

Nesnelerin Interneti (IoT) Önceleri internet, insanları tüm dünyaya ve birbirine bağlayan bir ortam sunuyordu. Bugün ise Nesnelerin İnterneti’nden, yani cihazların başka cihazlarla iletişim kurarak hayatı kolaylaştırmasından söz ediyoruz. “Nesnelerin, yani cihazların fiziksel olarak birbirlerine ve fonksiyonel olarak internete bağlanması” şeklinde özetleyebileceğimiz bu sistem, günlük yaşantımızı kolaylaştırmak açısından büyük önem taşıyor.

Öğrenen Robotlar “Otomasyon” dediğimiz zaman akla ilk gelen sözcüklerden biri de robotlar ya da robotik teknolojiler. Objektif analiz kapasiteleri sayesinde insan kaynaklı hataları en aza indirmeleri beklenen robotlar, halen üretimde yaygın şekilde kullanılıyor. Dolayısıyla robot teknolojileri, Dördüncü Endüstri Devrimi’nin, yani Endüstri 4.0’ın etkisini de artırmak açısından gelecek vaat ediyor. Örneğin, akıllı fabrikalarda robotlar birbirini tanıyarak, iş bölümü yaparak, haberleşerek, analizler yaparak, değişikliklere daha hızlı uyum sağlayarak üretimi yönetebilir hale gelecek. Robotlar dediğimizde sadece mekanik olarak “robotlardan” değil, robotik yazılımlarla yapılacak süreç otomasyonları ile “Sanal İşgücü” oluşturulmasından da bahsediyoruz.

Büyük Veri ve Veri Analitiği Günümüzde internete bağlı cihazlardan toplanan veri boyutunun zetabayt’lara (1 zetabayt=1 milyar terabayt) ulaştığı söyleniyor. Böylesine büyük miktarda verinin güvenli sistemler üzerinde tutulup analiz edilerek anlamlı bilgilere dönüştürülmesi sayesinde, özellikle işletmeler değerli bilgiler edinmeye başlıyor. Oluşabilecek hatalar öngörülüp önlem alınabilirken, fırsatlar da önceden fark edilip hızla eyleme geçilebiliyor. Servis-bakım süreçleri kolaylaşırken üretim maliyetleri düşürülebiliyor. Kısacası, müşteri beklentilerinden pazar hareketlerine kadar her konuda analizler ve öngörüler kolaylaşarak karar alma süreçleri ve değer zincirleri iyileştiriliyor.

Bulut Bilişim Bilgi teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte artan veri hacimleri, beraberinde farklı BT mimarilerini, sanallaştırma ve SaaS (Software as a Service) gibi çözümleri de getirdi. İnternet kullanımındaki artışın da etkisiyle mevcut donanım sistemleri ve yazılımların bu yükü kaldırması zorlaştı. Bu ihtiyaçla birlikte, Bulut Bilişim kavramı ortaya çıktı.

Bulut Bilişim sayesinde kullanıcılar, işletme için gerekli uygulamaları tesis içindeki bilgisayarlarda ya da veri merkezlerinde tutmak yerine, servis sağlayıcıdaki bilgisayarlar aracılığıyla internet üzerinden bunları istedikleri anda kullanabiliyorlar. Böylece daha ekonomik, esnek ve çevik veri yönetimi elde ediliyor. Bu uygulamanın doğasında var olan geniş depolama alanları, gelişmiş hesaplama gücü gibi özellikler, endüstriyel üretimde çok önemli bir varlık olan verilerin toplanması, analizi ve saklanması açısından büyük bir olanak sunuyor. Akıllı cihazlar arasındaki iletişimin de devreye girmesiyle, Büyük Veri, Nesnelerin İnterneti ve Bulut Bilişim bir arada çalışarak endüstride yeni bir çığır açıyor.

Artırılmış Geçeklik Artırılmış gerçeklik (augmented reality) gerçek dünyadaki çevrenin ve içindekilerin bilgisayar tarafından üretilen ses, görüntü, grafik ve GPS verileriyle zenginleştirilerek meydana getirilen canlı, doğrudan veya dolaylı fiziksel görünümüdür. Sanal gerçeklik teknolojisinde gördüğünüz ortam tamamen tasarlanmış olup gerçek objeler içermez. Artırılmış gerçeklikte ise gerçek dünyanın üzerine sanal geliştirmeler yapılır. Bu teknolojiler günümüzde sadece oyun ve eğlence sektöründe değil, askeri uygulamalardan sağlık sektörüne; eğitimden turizme, mimariye ya da satış-pazarlamaya kadar pek çok farklı alanda uygulanabiliyor. Elbette endüstri de bu alanlardan birini oluşturuyor. Endüstriyel üretimdeki planlama, tasarım, üretim, servis, bakım, test ve kalite kontrol gibi her noktada bu teknolojilerden yararlanılabiliyor.

Siber Güvenlik Sanal ortamlar, uzaktan erişim imkanları, bulut üzerinde saklanan veriler… Bu ve benzeri imkânların getirdiği avantajlardan tam olarak yararlanabilmek için, söz konusu ortamlarda güvenliğin de maksimum düzeye çıkarılması gerekiyor. Çünkü bilgiler, özellikle de işletmelere ait veriler çok değerli. Bilgi ve veri güvenliği, endüstri için de kritik önemde.

Üretimdeki her noktanın birbiriyle güvenli şekilde iletişim kurabilmesi, farklı tesislerin etkileşime girebilmesi, üretimde optimizasyonun temel anahtarlarından birini oluşturuyor. Üstelik bütün dünyada gerçekleşen bu süreçlerin temeli de bilgi ve veri aktarımına dayanıyor. Rekabetin böylesine yoğun olduğu bir alanda da aktarılan verilerin güvenliğinin sağlanması gerekiyor. Diğer bir deyişle, Endüstri 4.0 hem Siber Güvenlik ortamları sağlama hem de Siber Güvenlikten yararlanma anlamında çok önemli bir noktada bulunuyor

Katmanlı Üretim (3D Yazıcılar) 3D yazıcılarla üretilen objeler bir süredir hayatımızda yer alıyor. Bu teknolojinin endüstriyel boyutta kullanılmasına ise “Katmanlı Üretim” adı veriliyor. Süreci özetlemek gerekirse, bilgisayar, 3D model yazılımı (CAD), makine ekipmanları ve katmanlı materyal kullanılarak önce tasarım yapılıyor, sonra 3D yazıcı ile tabandan tavana kadar üretim gerçekleştiriliyor.

Bu uygulama özellikle hızlı prototip üretme, görselleştirme, kişiselleştirilmiş üretim yapma açısından endüstride şimdiden önemli bir fark yaratıyor.

Yukarıda bahsettiğimiz teknolojiler çok hızlı bir şekilde gelişmekte, dönüşmekte, her geçen gün yeni kullanım alanları ortaya çıkmaktadır. Bunların ötesinde “açık platformlar”, “maker” hareketi, karanlık fabrikalar, oyunlaştırma, yıkıcı inovasyon ve yapay zeka gibi kavramlardan da Endüstri 4.0 ve dijitalizasyon kapsamında bahsedebiliyoruz.

Endüstri 4.0 Yolunda Dönüşüm - Dijital Fabrikalar

2015 yılının ortasından sonra Türkiye’de de artan bir ivmeyle Endüstri 4.0 konuşulmaya başlandı ve konunun önemi giderek daha iyi anlaşılıyor. Bilim Sanayi Bakanlığı başta olmak üzere diğer ilgili bakanlıklarca Endüstri 4.0 ile ilgili önemli çalışmalar yapılıyor, hibe ve teşviklerin çıkması için çalışılıyor. 2016 yılında kamu, STK, üniversiteler, teknokentler ve özel sektör işbirlikleri ile başlayan çalışmalarla 2017 sonuna kadar ülkenin strateji ve yol haritasının ortaya çıkması hedefleniyor. Teknik liseler ve üniversiteler konuyla ilgili eğitim programları oluşturuyor, şirketler dönüşüm için yol haritalarını hazırlıyor.

Siemens Türkiye olarak Endüstri 4.0 yaklaşımı çerçevesinde geliştirdiğimiz Dijital Fabrika, bir fabrika kurulmadan önce tüm bileşenlerinin bilgisayar ortamında uygun yazılımlarla tasarlanarak fabrikanın çalıştırılması ve sonuçlarının değerlendirilmesi olarak tanımlanıyor. Dijital Fabrika sayesinde, fabrikanın kendisi ortada yokken fabrikanın nasıl çalıştığı öğreniliyor ve en iyi çalışma sisteminin kurulması için gerekli önlemler alınıyor. Dijital Fabrika’da kullanılan ileri teknolojiler, örneğin simülasyon teknolojisi sayesinde en karmaşık üretim süreçleri bile canlandırılarak kendini müşteri isteklerine göre hızla ayarlayabilecek tesisler tasarlanabiliyor. Endüstri 4.0’ın en önemli özelliklerini sergileyen ve Dijital Fabrika anlamında örnek gösterilebilecek ödüllü Amberg fabrikamızda her yıl endüstriyel kontrol teknolojisine yönelik Simatic ürününden yaklaşık 12 milyon adet üretiliyor. [Amberg Fabrika Fotoğraf]

Ayrıca 15 yıldır geliştirdiğimiz yazılım ürünlerini içeren Digital Enterprise Software Suite çözümü de Endüstri 4.0’ın başlıca gerekliliklerinin tümünü karşılayan kapsamlı bir otomasyonu mümkün kılıyor. Ayrıca Siemens, bağlanabilirlikten (connectivity) servis olarak platforma (platform as a service – PaaS), aplikasyonlara ve dijital servislere kadar tam bir ekosistem sunan tek şirket olarak pazarda yer alıyor. MindSphere adıyla sunduğumuz ekosistem sayesinde müşterilerimiz fabrikalarda üretilen büyük miktarda veri hacmini verimli bir şekilde analiz edebiliyor, zayıf noktaları fark edebiliyor, üretim performansında geliştirmeler yapabiliyor. Üstelik bu ürünü geliştiren üç ana lokasyondan biri de Türkiye’de bulunuyor.

Türkiye’de Endüstri 4.0’a yönelik başka önemli çalışmalarımız da bulunuyor: Gebze’deki Orta Gerilim Hava İzoleli Pano Fabrikamızda dijital dönüşümü “Kayar Bant” projemiz ile başlattık. Fabrikadaki üretim hatlarımızdan birini ve o hattı besleyen lojistik süreçlerini otomasyon sistemine dahil ettik. Bu sayede aynı sürede %25 üretim artışı, standart projelerde %50 mertebesine varan üretim zamanı iyileştirmesi sağladık. Ayrıca “Uzaktan Fabrika Kabul Testi” uygulaması sayesinde müşterilerimizin fabrikaya gelmeden uzaktan erişimi ile fabrika kabul testlerine katılımını sağlamak için çalışmalar yapıyoruz.

Teknolojik çözümlerin yanında Siemens Türkiye olarak, Endüstri 4.0 kavramının anlaşılması ve yaygınlaşması için de Türkiye’de rehber olmayı amaçlıyoruz. 161 yıldır bu topraklarda yer alıyoruz. Ülkenin 2.0’a ve 3.0’a dönüşümüne önderlik ettiğimiz gibi 4.0’a geçişte de bu vizyonu Türkiye’de tanıtmak ve ülke stratejilerinin belirlenmesine katkıda bulunmak için yoğun çalışmalarımızı sürdürüyoruz. Bu doğrultuda şu ana kadar düzenlenen 150’den fazla etkinlikte ve 15+ üniversitede 30.000’den fazla kişiye konu hakkında detaylı bilgi verilirken, Türkiye’deki ilk Endüstri 4.0 kitapçığı ile de daha geniş kitlelere ulaşıldı. Ayrıca Türkiye’deki ilk Endüstri 4.0 platformunun (www.endüstri40.com) da ana sponsorluğunu üstleniyoruz. Bu platform her gün 1500 kişi tarafından ziyaret ediliyor.

Tüm bu gelişmeler önümüzdeki dönemde de artarak devam edecek

Yaklaşık 1,3 milyar kişinin hala elektirk erişimine sahip olmadığı dünyamızda 2. Sanayi Devrimi toplam nüfusun ancak %17’si tarafından tam olarak yaşanmakta. Ülkemizde de halen insan kas gücü ağırlıklı sektörler ve sanayiler mevcut. İlerlemenin başlıca belirleyicisi toplumların teknolojik inovasyonları kucaklama derecesidir. Dördüncü sanayi devrimini insanı güçlendirici ve insan odaklı şekilde biçimlendirmek için çok paydaşlı – kamu, STK, özel sektör, üniversiteler, bilim çevreleri, vb. – işbirliklerine ihtiyacımız var. Devlet ve kamu kurumları kadar özel sektörün de kendi rollerini yerine getirmesi gerekiyor. Ülkemizi birlikte dönüştürmek için bu fırsatı en iyi şekilde değerlendirmeliyiz. Ödevlerimizi zamanında yaparsak hem sanayimiz hem de ülkemizin geleceği için çok büyük fırsatlar yaratacak ilerlemeler yaşanacaktır.

Kaynakça: Dördüncü Sanayi Devrimi - Klaus Schwab, Siemens Türkiye Endüstri 4.0 Yolunda Kitapçığı (kitapçığın kaynakçası içerisinde yer almaktadır), Deloitte’in 2013 Küresel Üretim Rekabet Gücü Endeksi raporu

#dijitalyolculuk #Siemens #Siemensturkiye #YaşamiçinYenilikçiZeka #TurkiyedeTurkiyeicin #Ingenuityforlife #MindSphere #dijitalizasyon #digitalization #dijitaldonusum #digitaltransformation #endüstri40 #Industry40 #teknoloji #technology #inovasyon #innovation #diversity #proudtobesiemens #isletmelerdedijitaldonusum #veristratejileri #dijitaldonusumdetrendler #turkdokum #makale