Ana sayfa » Endüstri 4.0 Nedir?

Endüstri 4.0 Nedir?

endüstri 4.0 nedir

Endüstri 4.0” ilk kez 2011 yılında Almanya’da düzenlenen Teknoloji Fuarı’nda ifade edildiğinden bu yana dünyanın gündeminde yer alıyor. Bazı kaynaklarda buna Dördüncü Sanayi Devrimi deniyor. Endüstri 4.0 bir Alman projesidir. Alman hükümetini bunu yapmaya sevk eden sebep, Çin’deki üretim olanaklarının Avrupa ülkelerini ekonomik olarak sarsmış olmasıdır. Almanya, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri gibi gelişmiş ülkeler Endüstri 4.0 hedeflerine yöneldi.

Endüstri 4.0 Nedir?

Endüstri 4.0 ; bilişim, iletişim, internet, sensor (veri toplama), otomasyon, yapay zekâ ve robotik teknolojilerinin üretim süreçlerini yoğun biçimde etkilemesi ve dönüştürmesi ile ortaya çıkan yeni bir durumdur. Endüstri 4.0 bir hedeftir ve bilişim teknolojileri ile tüm yaşamsal mekanizmaları bir arayı getirmeyi amaçlamaktadır. Endüstri 4.0; nesnelerin interneti, İnternetin hizmetleri ve siber-fiziksel sistemler olmak üzere üç aşamadan oluşan bir sistemler kümesidir. Yeni dünya düzenini getirecek olan Endüstri 4.0 ile üretim ve yaşam alanlarının tamamı akıllı donanımlara sahip olacak ve sistemler birbiri ile bütünleşmiş şekilde çalışacaktır. Endüstri 4.0’ın en geç yirmi yıl içinde tamamen uygulamaya geçeceği belirtilmektedir. Üretim ile tüketimi yeniden yapılandıracak olan bu sistem ile zengin ve fakir ülkeler dağılımı da yeniden şekillenecek ve ülkeler arasındaki gelir dağılımında uçurumlar oluşacaktır.

Endüstri 4.0 Neleri İçermektedir?

Endüstri 4.0, sistemin genel bir özelliğidir ve tripod organizasyonunu ifade eder. Organizasyonun ayakları; Nesnelerin İnterneti, internete hizmet veren ve siber-fiziksel sistemlerdir. Karşılıklı iletişim ilkesine dayanan Endüstri 4.0’da makineler birbirleriyle haberleşebilecek, verileri analiz edebilecek ve gerektiğinde kişilere haber verebilecek. Makineler, sensörler aracılığıyla birbirleriyle kablosuz olarak iletişim kuracak. Tüm bunlar olduğunda, sistem daha düşük bir maliyetle çalışacak, daha hızlı üretecek ve süreç neredeyse hiç atık üretmeyecek. Bu sistemler eski sistemlerden daha küçük olacak, ancak üretimi daha güvenli olacak. Robotlar, Endüstri 4.0’ın merkezidir. Robotlar, makineleri yöneten, verileri değerlendiren ve diğer üretim kararlarını veren robotlardır. Bazı yazarlar tarafından karanlık fabrikalar olarak adlandırılan gözetimsiz ve gözetimsiz üretim alanları artacaktır. Ek olarak, üç boyutlu yazıcılar Endüstri 4.0’ın bir başka yönüdür. Bu yazıcılar sayesinde tüm ihtiyaçlar evde üretilecek, dokunması kolay ve büyük şirketlere olan bağlılığı ortadan kaldırıyor. Unutulmamalıdır ki Endüstri 4.0 tam anlamıyla faaliyete geçtiğinde sosyal problemler ortaya çıkacaktır. Akla gelen ilk şey işsizliktir. Endüstri 4.0’ın varlığını sağlayan en temel 3 ayak nedir? Aşağıdaki listede belirtilmiştir. Bunlar;

  • Nesnelerin İnterneti; Makineler arasındaki kablosuz iletişimi ifade eder. Bu makineler aynı zamanda robot olarak da adlandırılabilir. Her robotun kendi iletişim adresi vardır ve değişen üretim stratejilerine uygun olarak birbirleriyle çok hızlı iletişim kurabilir. Karar verme ve uygulama süreci çok kısadır. Veri analizi anında tüm birimlere iletilir.
  • İnternetin Hizmeti; Görünecek yeni hizmet alanını ifade eder. İnternet üzerinden hizmet verecek personeli, hizmeti alacak personeli ve hizmet ile hizmetin kendisi arasındaki ilişkiyi sağlayacak yazılımı içerir. Buna e-posta hizmetleri, bulut sistemleri ve diğer hizmetler dahildir.
  • Siber Sistemler; Kendi kendini yöneten sensörler aracılığıyla sanal dünyanın bir kopyası olarak çalışan bir sistemin genel adıdır.

Endüstri 4.0 Tarihsel Gelişimi

Teknolojik gelişmeden en çok etkilenen alanlardan biri endüstridir. Her teknolojik yenilik, sanayi alanını doğrudan etkileyecek ve üretim alanında hızla yayılacaktır. Endüstri 1.0 tanımıyla ilk olarak sanayi ve endüstri kavramı 18.yy sonlarında Üretimi sağlamak için su ve buhar gücü kullanımına başlanmış ve buna da “Sanayi Devrimi” adı verilmiştir. Yapılan ikinci sanayi devriminde ise elektrik gücünün kullanılmasıyla seri üretim sistemleri devreye alınmış ve bu yapılan devrime ise Endüstri 2.0 adı verilmiştir. Sırasıyla yapılan üçüncü sanayi devrimi ise 1970 yılında ise bilgisayar ve yeni teknolojilerin bulunması sonucunda bilgisayar destekli üretime geçiş başlamıştır. Buna da Endüstri 3.0 adı verilmiştir. Bu sayede bilgisayarlardan istifade ederek üretim otomatik hale gelmiştir. Günümüzde ise siber-fiziksel sistemlerin oluşturulmasıyla üretimin tamamen bilgisayar kontrollü hale gelmesi ve sayısal dönüşümler yapmak hedeflenmektedir. Bu yeni oluşan hedef ise Endüstri 4.0 hedefidir.

Endüstri 4.0 Bileşenleri

Endüstri 4.0 bileşenleri aynı zamanda bu yeni oluşan ve geliştirilen sistemin yapı taşlarını oluşturmaktadır. Bunlar kendilerinden bağımsız şekilde düşünüldüğünde farklı farklı yeni araştırma dalları oluşturmaktadır. Aynı şekilde bu yeni oluşan alanlar sayesinde yeni iş tanımları ve pozisyonlarda hayatımıza girmektedir. Bu yeni oluşan sistemin yapı taşlarına ve örnekleri aşağıda bahsedilmiştir. Bunlar;

1-Nesnelerin İnterneti

Nesnelerin interneti: Nesneler, insanlar ve bulut servislerinin internet üzerinden birbirine bağlanmasıdır. Bu bağlantı ile yeni kullanım alanları ve is modelleri ortaya çıkmaktadır. IoT uygulamaları:
• Bina ve ev otomasyonu
• Akıllı şehirler
• Akıllı üretim
• Akıllı tarım
• Sağlık uygulamaları
• Giyilebilir Ürünler

2-Simülasyon

Mühendislik aşamasında, ürünlerin, malzemelerin ve üretim işlemlerinin 3 boyutlu simülasyonları Uzun zamandır kullanılmaktadır. Ancak gelecekte simülasyonlar fabrika operasyonlarında daha da kapsamlı olarak kullanılacaktır. Gerçek zamanlı verilerden yararlanarak hazırlanan bu sanal modellerde, makineler, ürünler ve insanlarla beraber fiziksel dünyanın sanal gerçekliği oluşturulacak. Bu durum, operatörlerin fiziksel değişimden önce sanal dünyadaki bir sonraki ürünün makine ayarlarını test etmelerini ve optimize etmelerini ve böylece makine kurulum sürelerini düşürerek kaliteyi artırmalarını sağlar.

3-Otonom Robotlar

Akıllı fabrikalarda, yapay zeka ile donatılmış robotlar birbirini tanıyarak, is bölümü yaparak, haberleşerek, analizler yaparak, değişikliklere daha hızlı uyum sağlayarak üretimi yönetebilir hale gelecekler. Bulut bağlantılı robotlar çok yakın bir zamanda Nesnelerin Interneti (IoT) teknolojisinin daha da büyümesiyle en çok kullanılan araçlardan birisi olacaklar.

4- Katmanlı üretim (Additive Manufacturing)

3D yazıcılarla üretilen objeler bir süredir hayatımızda yer alıyor. Bu
teknolojinin endüstriyel boyutta kullanılmasına ise “Katmanlı Üretim”
adı verilmektedir. Bilgisayar, 3D model yazılımı (CAD), makine ekipmanları ve katmanlı materyal kullanılarak önce tasarım yapılıyor, sonra 3D yazıcı ile üretim gerçekleştiriliyor.

5- Arttırılmış Gerçeklik

Artırılmış gerçeklik (AR) ses, video, grafik veya GPS verileri gibi bilgisayar tarafından üretilip duyusal girdi ile artırılıp canlandırılan elemanların fiziksel, gerçek dünya ortamıyla birleştirilmesiyle oluşturulan yeni bir algı
ortamının canlı doğrudan ya da dolaylı bir görünümüdür.

6- Bulut Bilişim (Cloud Computing)

Bulut Bilişim sayesinde kullanıcılar, işletme için gerekli uygulamaları tesis
içindeki bilgisayarlarda ya da veri merkezlerinde tutmak yerine, servis
sağlayıcıdaki bilgisayarlar aracılığıyla internet üzerinden istedikleri anda
kullanabiliyorlar. Böylece daha ekonomik, esnek ve çevik veri yönetimi elde ediliyor.

7- Siber güvenlik (Syber Security)

“Endüstri 4.0, dijitalleşme, nesnelerin Interneti (IoT), yeni servisler, veriler ve bağlantılar” aynı zamanda bilgisayar korsanlarına veri hırsızlığı ve endüstriyel casusluk için yeni yollar açmaktadır. 4. Sanayi Devrimiyle büyük şirketler siber risk tehdidinin artacağına inanmakta ve bunun için
çözüm yolları araştırmaktadırlar. Güvenlik tehditlerinin en yaygın görülenlerinden biri, eski cihazlar ile yenileri arasında kurulan
bağlantılarda oluşan sorunlar olarak ortaya çıkmaktadır.

8.Büyük veri analizi (Big data)

Büyük veri; web sunucularının logları, internet istatistikleri, GSM operatörlerinden elde edilen arama kayıtları, bloglar sosyal medya yayınları, RFID etiketleri ve sensörlerden (IoT) gelen bilgiler gibi büyük miktarda bilgiden oluşmaktadır. Veri Analitiği ve veri analizi, yüksek hacimli verilerden bir is değeri yaratmak üzere istatistik bilimi ile modern sayısal hesaplama yöntemleri arasındaki entegrasyonu sağlayarak firmaların bu potansiyeli açığa çıkarmalarını sağlamakta. Büyük miktarda verinin güvenli sistemler üzerinde tutulup analiz edilerek anlamlı bilgilere dönüştürülmesi sayesinde, Oluşabilecek hatalar öngörülüp önlem alınabilirken, fırsatlar da önceden fark edilip hızla eyleme geçilebiliyor.

9- Yatay ve Dikey Sistem Entegrasyonu

Yatay entegrasyon, şirketin içinde bulunduğu tedarik zincirindeki partner
firmaların yazılımlarının senkron çalışmasını ifade etmektedir. Her iki entegrasyon da teknik olarak bulut (cloud) içinde yapılıyor. Dikey entegrasyon şirketin içindeki SCADA, MES, ERP sistemleri ile nesnelerdeki gömülü yazılımların ve RFID yongalarının haberleşmesi ve bütünleşmesi anlamına geliyor. Dikey ve yatay entegrasyonun gerçekleştirildiği Endüstri 4.0 sayesinde,
• Üretim süreçlerindeki değişikliklere ve sorunlara hızlı yanı verme
• Müşteriye özel ve kişiselleştirilmiş ürünlerin üretimi kolaylaşır
• Kaynak verimliliği artırılıyor,
• İşletmeler daha esnek bir yapıya kavuşuyor

Endüstri 4.0 Faydaları ve Avantajları

Endüstri 4.0 sayesinde sistem hızlı ve verimli bir şekilde üretilebilmektedir. Sistemdeki olası arızalar en kısa sürede keşfedilecek ve arızalar giderilecektir. Verimlilik yüksektir ve miktar değil kalite odaklı üretime ulaşılacaktır. Üretim esnekliğinden dolayı teknoloji basit işlemlerle değiştirilecek ve ürünler modifiye edilecektir. Böylesine olumlu bir gelişmeyle karşı karşıya kalınca, maliyetler en aza indirilecek ve küçük ev aletleri büyük fabrikaların yerini alacak. Fabrikalar ve evler uzaktan izlenebilmekte, işlemler uzaktan da yapılabilmektedir.

Endüstri 4.0 ve Yalın Üretim

  • Otomasyon teknolojileri, sensörler ve akıllı yazılımlar sayesinde daha hızlı ürün değişimi,
  • Otomasyon ve bilgi teknolojileri sayesinde kestirimci bakım uygulamalarında iyileşme, dolayısıyla daha yüksek OEE değerleri
  • Gerçek zamanlı veri kullanımı ve akıllı algoritmalar sayesinde daha etkin planlama
  • Otomasyon teknolojileri sayesinde verinin kolay toplanması, daha etkin şekilde analiz edilmesi sonucunda ürün he hizmet kalitesinde artış
  • Simulasyon uygulamaları ile verimlilik artışı, katma değersiz faaliyetlerin kolay tespit edilmesi
  • Sanal gerçeklik sayesinde çalışma ortamının iş güvenliği ve çalışma şartları açısından uygunluğunun sağlanması
  • Müşteriler ve tedarikçilerle bilgi paylaşımının ve bilgi akışının daha etkin hale gelmesi
  • Çekme sisteminde bilgi akışının daha etkin şekilde sağlanması

Endüstri Mühendisliği ve Endüstri 4.0 hakkında daha fazla bilgi için sitemizdeki Yalın Üretim ve Tedarik Zinciri Yönetimi   kategorisindeki yazılara göz gezdirebilirsiniz.

Endüstri Mühendisliği ve Endüstri 4.0 hakkında daha fazla güncel yazılara ulaşmak için bizi LinkedIn ,  Twitter ve Instagram adresinden takip edebilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir