Her geçen gün yapay zekâsı gelişen telefonlar, depolama kapasitesi ve hızı artan bilgisayarlar, sürücüsüz otomobiller ve eşyaların iletişim halinde olduğu evler gibi kullanımdaki birçok ürünün üretimini gerçekleştiren makineler de teknolojiden payını alıp akıllanıyor. Akıllı fabrikalar, temelinde akıllı makinelerin kendi aralarında iletişim kurduğu, üretimi insanların değil makinelerin organize ettiği yeni nesil tesisler olarak tanımlanabilir.
Günümüzde fabrikalarda gerçekleşen üretim zinciri içerisinde yer alan hemen tüm süreçler manuel olarak kontrol ediliyor. İşte bu adımların, birbiriyle bağlantılı makineler aracılığıyla atılması tasarlanıyor. Teknolojik gelişmeler ve dijital devrim sayesinde, kendini otonom olarak yönetebilen akıllı fabrikaların yakın geleceğe hâkim olması mümkün. Bu şekilde yönetilebilecek akıllı tesislerin, tedarikten depolamaya, üretimden sevkiyata kadar tüm süreçleri kendi kendine kontrol edebilmesi amaçlanıyor. Akıllı fabrikalar sayesinde hata payının düşmesi, bekleme sürelerinin azalması; tedarik, üretim ve sevkiyat planları sağlıklı daha sağlıklı yürümesi ile verimliliğin de artması bekleniyor.
Endüstri 4.0 devrimi
Akıllı fabrikaları daha iyi anlayabilmek için Endüstri 4.0 kavramına değinmeden olmaz. Akıllı Fabrikalar, Endüstri 4.0’ın getirileri arasında belki de en önemlilerinden. Endüstri 4.0 bir çeşit sanayi devrimi olarak özetlenebilir.
Dünyanın sanayileşme tarihine bakıldığında, Birinci Sanayi Devrimi insanoğlunun su ve buhar gücünü kontrol altına alıp mekanik araçlar üretmesiyle başlıyor. Sonrasında elektriği kullanmayı öğrenen insanoğlu, elektrik aracılığıyla kitlesel üretime geçti. Bu da İkinci Sanayi Devrimi’nin başlamasını sağladı. Şu an içinde bulunulan Üçüncü Sanayi Devrimi dönemi ise elektronik ve bilgi teknolojilerinin ortaklaşa kullanımıyla üretimin otomasyona dönmesini ifade ediyor. Dördüncü Sanayi Devrimi’nin de siber-fiziksel sistemlerle daha kaliteli ve hızlı üretim sağlaması hedefleniyor. Tam da bu sebeple akıllı fabrikalar da kendinden organize olabilme özelliği sayesinde, Dördüncü Sanayi Devrimi’nin gerekliliklerini sağlıyor.
2011 yılında gerçekleştirilen Hannover Fuarı’nda adı duyulan Endüstri 4.0 kavramı, Alman Federal Hükümeti’nce o dönemden bugüne destekleniyor. Almanya’nın millî gelirinin ve sağladığı istihdamın büyük kısmını oluşturan sanayi şirketleri, Endüstri 4.0 kavramının öncülerinden. Endüstri 4.0 iş dünyasının, sivil toplum kuruluşlarının ve akademik çevrelerin de katkılarıyla Almanya’nın ötesine ulaşarak yeni bir endüstriyel sistem kurmayı tasarlayan tüm ülkelerin ilgi alanı hâline geliyor. Günümüzde Çin, ABD ve Japonya gibi ülkeler bu endüstriyi destekliyor ve sanayileşme hedeflerini Endüstri 4.0 kavramına uygun bir şekilde planlıyor.
Dijital fabrikaların bazı avantajları
Sanal prototipler: Akıllı fabrikalar, Endüstri 4.0 ile birlikte binlerce sensör ve iletişim sistemiyle donatılacak. Tesislerde sanal gerçeklik, simülasyon ve sanal prototiplerin oluşturulması sayesinde, ürün henüz piyasaya sürülmeden ürünün geleceği hakkında bilgi edinilebilecek. Sanal prototipler, üretilecek ürünlerin gerçekle neredeyse aynı şekilde test edilmesini ve ürün için oluşturulacak üretim süreçlerinin belirlenmesini sağlayacak. Böylece gereken önlemler alınabilecek; hızlı, kaliteli ve düşük maliyetli ürünler üretilebilmesi mümkün olacak.
Akıllı ürünler: Akıllı makinelerin yanı sıra ürünlerin de dijital olarak haberleşebilmeye başlamaları ile ‘akıllı ürünler’in karşımıza çıkması söz konusu. Bu ürünlerin nasıl, nerede, ne zaman üretildiği gibi temel bilgilerin dışında, ürünün hammadde tedarikçisi gibi detaylı bilgileri de içerebilecek. Bunların yanı sıra akıllı ürünler, nasıl paketlenmesi gerektiğini belirleyecek ve nereye sevk edileceğini planlayacak. Üretim sonrasında akıllı fabrikalarla iletişimde kalan akıllı ürünler, bakım-onarım işlemlerini yönetebilecek, servis desteğine ne zaman ihtiyaç duyabileceğini fabrikaya bildirebilecek. Bu ürünler kim tarafından kullanıldıklarını da bilecek ve kullanıcısını bakım-onarım ihtiyaçları doğrultusunda yönlendirebilecek.
Veri analizi ve depolama: Akıllı fabrikaların, nesnelerin interneti teknolojileri sayesinde sadece birbirleri ile haberleşen makinelerden ibaret olmadığı ortada. Akıllı fabrikalar aynı zamanda büyük veriyi analiz edebilen, karar verebilen ve raporlar sunabilen mekanizmalara sahip. Bu özellik, teknolojinin gelişmesi için faydalı olacak.
Temellerini Siemens attı
Endüstri 4.0 terimi öncesinde Siemens, üretimde dijitalleşmenin temellerini atan şirket olarak öne çıkıyor. 1996 yılında Tamamen Entegre Otomasyon (TIA) sistemiyle şirketler süreçlerinin bileşenlerini koordine ediyor. 2007 yılında PLM yazılımını tüm dünyaya tanıtıyor. PLM Software, Mars’a yollanan kaşif robot Curiosity’de kullanılıyor ve son derece kompleks olan test aşamalarının karmaşıklığını azaltarak robotun Mars’a gönderilmesinde aktif bir rol oynuyor.
Dünyadan akıllı fabrika örnekleri
Mercedes Benz Factory 56
Alman otomobil firmalarından Mercedes-Benz, Sindelfingen'deki üretim tesisi "Fabrika 56"da otomobil üretimi için dünyanın ilk 5G mobil ağını kullanıma alıyor. Yüksek performanslı WLAN ve 5G ağına sahip yeni dijital altyapı, 730 milyon Euro'ya yakın bir yatırım değerine sahip. Makineler ve üretim ekipmanları da fabrikanın tamamında birbirine bağlı ve çoğu, nesnelerin interneti teknolojisine sahip. Fabrikada Endüstri 4.0 uygulamalarının çoğu kullanılıyor. Aynı zamanda Fabrika 56, Mercedes-Benz'deki üretimin geleceğini de temsil ediyor. Diğer otomotiv devleri için yeni standartları belirlemeye aday örnek bir fabrika olduğuna da şüphe yok.
Siemens Electronic Works
Siemens’in Çin'in güneybatısındaki Chengdu kentindeki fabrikası, 2018'de Dünya Ekonomik Forumu, tarafından dünyanın "en gelişmiş fabrikalarından" biri olarak gösterildi. Endüstri 4.0 konseptinin başarılı bir örneği olan bu fabrikanın tasarımı ve operasyonlarını mükemmelleştirmek için çalışılıyor. Bu amaçla üç boyutlu simülasyon, artırılmış gerçeklik ve diğer teknikler bir arada kullanılıyor. Tesisin öne çıkan özellikleri arasında, üretiminin teknolojik seviyesi, yüksek düzeyde otomasyon ve kalite kontrolünde gösterdiği başarı sayılabilir.
Bosch Automotive, Çin
Nesnelerin İnternetinin (IoT) önemli bir uygulaması ve bu teknolojilerin kullanımına başarılı bir diğer örnek yine Çin’deki Bosch fabrikası. Şirket, fabrikasının tüm üretim sürecini takip etmek için donanımlarını birbirine bağlıyor. Fabrikada, radyo frekansı tanımlama tabanlı araç yönetimi uygulanıyor. Bu yolla, makinelere sensörler yerleştirerek ve gerçek zamanlı makine verilerini ve envanteri analiz ederek üretim altyapısı yenileniyor. Fabrikada kullanılan gelişmiş veri analitiği sayesinde süreç ayarları simüle edilebiliyor. Ekipman arızalarının tahmin edilmesine yardımcı olan bu sistem firmanın bakım prosedürlerini çok önceden planlamasına olanak sağlıyor.
Samsung; Güney Kore
Samsung, yakın zamanda Güney Kore'deki fabrikasında üretim süreçlerinin yüzde 70'inden fazlasının otomatikleştirildiğini ve bu yolla fabrika içindeki verimliliğin artırıldığını duyurdu. Bununla beraber ekipman arızalarının önüne geçmek için fabrika içinde nesnelerin interneti ile kontrol edilen sensörler sayesinde sıcaklık ve nem oranlarının kontrol edilebildiğini de açıkladı. Fabrikada, termal görüntüleme kameralarıyla birlikte çevresel göstergeleri toplamaya ve izlemeye yarayan fabrika içi 'Predict Eye' adı verilen bir sistem kullanılıyor.
Infineon, Almanya
Infineon'un Dresden'deki akıllı fabrikası, akıllı ağ bağlantılı üretimiyle dikkat çekiyor. Yüzde 92 otomasyon seviyesine sahip şirkette 200'ün üzerinde robot iş başında. Fabrikanın 200 mm'lik üretim hattı dünyanın en yüksek otomatik özellikli hattı olarak gösteriliyor. Bu otomasyon sayesinde fabrikanın üretkenliğinin yüzde 70 oranında artırılması hedefleniyor.
KAYNAKLAR
“Endüstri 4.0 İle Gelen Yeni Üretim Çağı - Akıllı Fabrikalar” isimli makale, innova.com
“Endüstri 4.0 ile Neden Akıllı Fabrikalara İhtiyaç Duyacağız?” isimli makale, endustri40.com
“Dünyadaki Akıllı Fabrika Örnekleri” makalesi, threadinmotion.com
