Endüstri 4.0

Ekonomik, politik ve sosyal etkileri ele alındığında tarih boyunca dört büyük sanayi devriminden söz edebiliriz. Bunlardan ilki 18. yüzyılın sonu ve 19. yüzyılın başlarında su ve buhar gücünün yarattığı mekanik emeğin ilk kez hayvan ve insan emeği ile yer değiştirmesiyle başlamıştır. Sanayi devriminin kendisini ardışık paradigma değişimleri olarak ele almaya başlamadan önce süreci kavramayı kolaylaştırmak adına bu devrimleri dört endüstriyel devrim olarak ayırmayı tercih edebiliriz. Bu dört endüstriyel devrimden ilkine “mekanizasyon” diyebiliriz.

Mekanizasyon (18.yy sonları-19.yy başları)

Mekanizasyonun (buhar gücünün sanayide ve gelişmiş makinelerde enerji kaynağı olarak kullanılmasıyla) gelişmesinin sonuçlarından biri enerji kaynakları ve bölgesel ulaşım ağlarına yakın konumlarda sanayi şehirlerinin oluşmasını gösterebiliriz. Sonuçları ve analizleri bu aşamada artırabiliriz ancak şu anda öncelikli konumuz 4. Sanayi Devrimi olduğu için önceki süreçlerin detaylarına çok fazla değinmeyeceğiz.

Seri Üretim

19. yüzyıl sonu ve 20. yüzyılın başlarındaki ikinci sanayi devrimi, emek ve makineler arasında daha yüksek koordinasyonla imalat çıktısını ölçeklendirmeyi başaran montaj hatları boyunca seri üretim ilkesinin uygulanmasına dayanıyordu. Henry Ford’un üretim bandı tasarımı, seri üretimde enerji olarak elektriğin kullanımının yaygınlaşması gibi ikinci sanayi devriminin gerçekleşmesine etki eden gelişmeler, daha çok, endüstriyel bölgelerde formüle edilen, imalatta uzmanlaşma ve üretimde karşılıklı bağımlılığa da yol açtı (hammadde, yedek parça vs). Demiryolları ve buharlı gemi gibi uzun mesafeli taşımacılığın kitlesel formlarının geliştirilmesi, pazarı ve pazarın imalat alanını genişletmeye de sebep olmuştur.

Otomasyon

20. yüzyılının ikinci yarısında gerçekleşmeye başlayan üçüncü sanayi devrimi, 20.yüzyılın sonlarına doğru teknik açıdan ele alındığında; nispeten iyi tanımlanmış parametreler ve az denetim altında bir dizi görevi, komutları tekrarlayabilen makineler kullanarak, çeşitli üretim süreçlerinin otomasyonundan yararlandı. Aynı zamanda, küreselleşme (serbest ticaret alanları ve daha düşük nakliye maliyetleri, kısmen konteynerlaştırma yoluyla getirilen), girdi maliyetlerinin, özellikle de emekle ve dolayısıyla yeni bir imalat peyzajıyla minimize edilmesini sağladı. Küreselleşmenin üçüncü sanayi devriminin ana dinamiklerinden biri haline gelmesi ve gelişmekte olan ekonomilerde daha düşük maliyetli işgücü, mekanizasyona uygun bir alternatif haline gelmesi paradoksal bir sonuca yol açtı. İşçilik maliyetleri bölgelere göre büyük değişiklikler gösterdiğinden, üretim faaliyetlerinin girdi maliyetlerini en aza indirgemeye çalıştığı küresel üretim ağlarının kurulmasını teşvik ederken, lojistik ile ulaşım ve üretim ile tüketimin mekânsal farklılaşmasını da zorunlu kılmıştır. Bu süreç, birçok gelişmiş ekonomideki imalat tesislerinin kapatılması da dahil olmak üzere, mevcut imalat alanlarına büyük zarar verdi. Özellikle Doğu Asya’daki birçok gelişmekte olan ekonomi, gelişmiş ekonomilerin iktisadi seviyeleri hızla yetişmeye başlamıştır. 20.yy sonlarına doğru üretim aşamalarında kullanılan mekanik ve elektronik otomasyon teknolojilerinin yerini yavaş yavaş dijital teknolojilere bırakmasıyla birlikte dördüncü sanayi devriminin koşulları ve dinamikleri daha belirgin hale gelmeye başlamıştır. Temelde üretim maliyetini düşürmek ve ihtiyaç duyulan fiziksel emeği daha aza indirgemeye ve hatta ortadan kaldırmaya yönelik çalışmalar üzerine yoğunlaşmış stratejilerin planlandığı günümüz de bu endüstri devrimi içerisindedir. Zihinsel emek faaliyetlerinin, teknolojik gelişmelerden ve bilimsel ilerlemelerden de faydalanarak kurgusuna katkıda bulunduğu planlamanın parçası olduğu strateji konsepti olarak Endüstri 4.0; 4. Sanayi devrimini başlatacağı düşünülen planlamalar bütünüdür diyebiliriz. Fiziksel emeğin yer değiştirmesi ile genişleyen mülkiyet tartışmaları bu dönemde bilişim teknolojilerinin de yaygınlaşması ile birlikte fikri mülkiyet tartışmalarına da ivme kazanmıştır. Zihinsel üretimin öznelerinin gündeminde daha çok yer bulan fikri mülkiyet tartışmaları yapay zeka “AI” alanında yaşanan gelişmelerle birlikte zihinsel üretimin de yer değiştirebileceği olasılığını güçlendirmiş ve tartışma kapsamını genişletmiş gibi görünmektedir. Ancak temelde özel mülkiyet eğiliminin, üretim yordamının değişmesi ile birlikte öznel bir mesele olarak değil toplumsal bir mesele olarak ele alınması zorunluluğu değişmemektedir. Lisans, patent, kullanım hakkı gibi mülkiyetleri koruma altına aldığını iddia eden bütün yöntemler daha komplike sömürü zeminleri yaratmaktan öteye gidemez. Dördüncü sanayi devrimi içerisinde zihin emeğinin bir kısmının robotlaştırma ile yer değiştirileceğini düşünürsek, burada mülkiyeti nasıl tartışacağız?

Robotlaşma

Öncelikle Endüstri 4.0 ismi nereden çıktı ve ilk olarak ne amaçla bu ifade kullanıldı bundan bahsetmek gerekiyor. Endüstri 4.0 terimi ilk olarak 2011 yılında Hannover fuarında kullanıldı. 2012 Yılında Robert Bosch GmbH ve Henning Kagermann çalışma grubu oluşturarak hazırladıkları öneri dosyasını Almanya Federal Hükümetine sundu. Bu raporda Endüstri 4.0 üretim aşamalarında bir strateji planlaması olarak ortaya tasarlandı. 2013 yılında aynı çalışma grubu hazırladıkları raporu Endüstri 4.0 olarak Hannover Fuarı’nda sundu.

Endüstri 4.0 strateji planının temel hedefi Bilişim Teknolojilerinin olanakları ile endüstriyi yeniden şekillendirmektir. Otonom çalışan-karar veren robotlardan, küresel çapta standartlar belirleyerek internete bağlanabilen sensörler, cihazlar, donanımlar ve bu donanımları çalıştıracak kaynak ve bellek kullanım açısından daha verimli çalışan yazılım sistemlerinin bütünü için gerekli ar-ge ve uygulamaların tamamı Endüstri 4.0’da planlanmıştır. Bilişim Teknolojilerinin yazılım ve donanım gelişimlerinin endüstride kullanımının yanında Cihaz Tabanlı İnternet (Internet of Things) bileşeni ile (küresel çapta tüm cihazların birbiriyle bilgi ve veri alışverişi için kullanıldığı, farklı araç gereçlere entegre edilebilen, sensör ve işleticilerle donanmış, internet bağlantılı akıllı elektronik sistem) insanlardan neredeyse bağımsız, denetime ihtiyaç duymayan, kendi kendini koordine ve optimize ederek üretim ve iş yapabilen robotlar ve geniş ölçekli üretim tesisleri, fabrikalar kurulması planlanmaktadır. Endüstri 4.0’ın gerçekleşmesi üretim sürelerinin, maliyetlerin, üretim için ihtiyaç duyulan enerji miktarının azalmasının yanında sürecin işletilmesi ve denetlenmesi için gereken fiziksel ve zihinsel emeğin ihtiyacının ortadan kalkması anlamına gelmektedir.

Böyle bir yapı oluşturmak için muazzam bilgi ölçeklerini işleyebilecek ve ilişkilendirebilecek bir altyapıya ihtiyaç duyulmaktadır. Veri işleme altyapısı – aynı zamanda bir üretim aracı olarak da tanımlanabilir – hızlı değişimlere uyum sağlayacak kadar esnek olmalı. Böylelikle ‘makine yapım makineleri’ (yani kendi kendini kopyalayan makineler) üretimi daha da kolaylaşacak, eski bir makinenin daha gelişmiş bir versiyonla/modelle değiştirilmesi için gereken süre kısalacak ve sermaye devir hızı benzeri görülmemiş bir seviyeye ulaşacak. Böyle bir senaryo mümkün olmakla birlikte gerçekleşmeye başladı diyebiliriz. Henüz gerçekleşmeye başlamış bir sürecin doğuracağı sonuçlardan bazılarını öngörebilmek de mümkün. İstihdam katılım oranlarını ve uzmanlaşma sürecini değiştireceğini rahatlıkla söyleyebiliriz. Mesleklerin, ilk fabrikaların ortaya çıkmasından bu yana ortak noktaya doğru geliştiğini – hatta Fordist üretimin öncesinde bile- biliyoruz.

Bununla birlikte, teknolojik ilerlemenin kendisi insanların daha özgür olmalarını hiçbir zaman gerçekten hedeflemedi. Böyle olsaydı, üretim sürecini daha kolay hale getiren her yeni gelişme ve üretilen her yeni makine ile çalışma saatleri azalır, daha az emek harcayarak işler tamamlanırdı. Hem 19. yy da hem de 20. yy da gerçekleşen üretim süreçlerindeki sıçramaların böyle etkileri olmadı. Aksine gerçekte olan şey, 8 saatlik emek kazancının ortadan kalkması idi. Dördüncü sanayi devrimini ele alırken düşülecek en büyük yanlışlardan birisi de aslında meseleyi teknolojik düzlemde tartışmak olurdu. Teknolojiyi de bir üretim biçimi olarak ele alırsak eğer, neye hizmet ettiğini, sermaye ile ilişkisini iyi analiz etmeden, teknolojinin kendisini kapitalist ilişki biçimlerinin dışında ilerleyen ve gelişen bir olgu olarak görme yanılgısına düşebiliriz. Bir üretim aracı ve yordamı olarak ele alındığında ise kapitalizmin tekelleri arasındaki rekabet aracına dönüştürüldüğünü görmek mümkün olacaktır. Sadece karlarını artırmak için savaş başlatabilen zihniyetlerin elindeki bu aracın yaşanabilecek bir sonraki krize kadar sanal bir paylaşım biçimini bile eşitlikçi bir uygulamaymış gibi topluma sunmaları da an meselesidir.

Endüstri 4.0 Temel Prensipleri ve Kavramları

Otonom makineler, big data, artırılmış gerçeklik… Popüler kültüre ve dolayısıyla artık dilimize de dolanmaya başlayan bu kavramları gerçekten ne kadar biliyoruz? Akıllı telefon, akıllı araba, akıllı makineler… Peki ya akıllı fabrikalar, akıllı bilgi merkezleri…

Dünya ve hatta uzay ölçeğinde tüm hayatımızı dijital dönüşüme uğratacak “Endüstri 4.0” ve kilit kavramları üzerinde bir inceleme yapacağız.

Otonom Makineler

Bilgisayar tabanlı duyuların (sensör) ve yapay zeka teknolojilerinin geliştirilmesi süreçlerinin alt çalışma alanlarındaki gelişmelerin robotik teknolojilere uyarlanması, robotlarında üretim süreçlerinde yalnızca kas gücünün yerini alması olarak değil aynı zamanda bir arada çalışırken öğrenme becerilerini (Machine Learning Techs) de geliştireceği kompleks yapılar olarak düşünmek gerekir.

Simülasyon ve Sanal Gerçeklik Teknolojileri

Endüstriyel tasarım, mühendislik, spor gibi çok çeşitli alanlarda modelleme amacıyla kullanılmaya başlanan simülasyon teknolojileri kullanım alanını giderek genişletiyor. Çok yakın bir tarihte bir “Gran Turismo” (Video oyunu) oyuncusu motor sporları alanında faaliyet gösteren bir ekip tarafından pilot olarak ekibe dahil edildi. Eğitim amaçlı veya risk değerlendirme amacıyla kullanımı artan bu teknolojiler henüz somutlaştırılmamış üretim aşamaları ve operasyonlarının optimizasyonu ve yeniden değerlendirilme amacıyla kullanılmaktadır.

Sistem Entegrasyonları (Yatay ve Dikey)

Farklı platformlar üzerinde çalışan bilişim sistemlerinin bütünlüklü bir etkileşim içinde olduğunu iddia etmek için henüz erken. Fabrikaların, şirketlerin ve bunların departmanlarının birbirleriyle iletişimde uyguladıkları protokollerin ve veri akış biçimlerinin standartlaşması için çok uzun zamana ve emeğe ihtiyaç duyulduğu bilinen bir gerçektir. Veri akışlarındaki standartlaşma ile üretim ve değer zinciri süreçlerinin entegratif bir yapıya ulaşması hedeflenmektedir.

Nesnelerin İnterneti (IoT)

Endüstriyel makinelerin, gözetleme ve takip mekanizmalarının, üretim süreçlerindeki bilgisayar tabanlı sistemlerin birbirleri arasındaki bağlantıların artırılması ve otonom makineler ve sensörlerinin bir organizma gibi hareket edebilmesini amaçlayan bir teknoloji biçimidir. “Cisco” firmasının raporlarına göre 2020 yılına kadar 50 Milyardan fazla cihaz global ağa bağlanmış olacak. Veri analitiğinin ve operasyonlarının merkezsiz olması hedeflenmektedir.

Bulut Sistemler

Veri, içerik, çalışan ve müşteri yönetim sistemlerinin yanı sıra pek çok kaynaktan verilerin kapsamlı bir şekilde işlenmesi ve saklanmasını hedeflemektedir. Bulut sistemlerin yaygınlaşması ile aslında öncelikli olarak yönetim aşamalarının eksiklerini gidermek hedeflenmektedir.

Artırılmış Gerçeklik (AR)

Mobil cihazların gelişimi ile gündelik hayatımızda da yer almaya başlayan artırılmış gerçeklik teknolojileri, makineler ve hatta insanlar için anlık değişim parametrelerinin iletilebilmesi ve kılavuz arayüz olarak üretim süreci ve iş operasyonlarında yerini alması hedefleniyor.

Büyük Veri (Big Data)

Üretim sürecinde hem makineler hem de insanlar tarafından oluşturulan ve kullanılan veriler,  analitik ve yönlendirme hedefleri amacıyla saklanır ve işlenir. Bu süreçlere kendi kendine öğrenen otonom makinelerin nesnelerin interneti yapısını da dahil ettiğimizde ortaya çıkan verilerin boyutları ve erişim performansları var olan teknolojilerin yetersiz kalmasına sebep olmaktadır. Bu verilerin işlenmesi ve yönetilmesi için gerekli teknolojik çalışmalar “Büyük Veri” (Big Data) diye tabir edilen işletim ve araştırmaları kapsar.

Siber Güvenlik

Endüstri 4.0, dijital tedarik ağları için yeni bir çalışma riski ile birlikte geliyor. Birbirine entegre ağlar ve bu ağlara bağlı cihazlar arasındaki iletişimin sağlıklı yürütülebilmesi hedefi, güvenlik ve sürdürülebilirlik stratejilerinin yeniden şekillendirilmesine sebep olduğunu görüyoruz. Bu alanda risk değerlendirmeleri ve güvenlik sorunları sadece cihazlarla sınırlı değil aynı zamanda cihazların bağlı bulunduğu ağların ve veri depolarının da karşılaşabileceği bütün sorunları ele almak durumundadır. Endüstri 4.0’ın itici kuvveti olan işletme ve bilgi teknolojilerinin birlikteliği, değer zincirleri üretmek için siber risklere tamamen entegre bir stratejik yaklaşım geliştirmeyi esas kılmaktadır.

Eklemeli Üretim

Şirketler , daha çok prototip ve tek tek parçalar üretmek için kullandıkları 3-D baskı gibi ilave üretimi benimsemeye başladılar. Endüstri 4.0 ile birlikte, bu ilave-üretim yöntemleri, karmaşık ve hafif tasarımlar gibi inşa sürecine katkı sunan küçük miktarlarda özelleştirilmiş ürün üretmek için yaygın olarak kullanılacaktır.

Kaynakça

  1. http://dergipark.gov.tr/download/article-file/464615
  2. https://www.cisco.com/c/dam/en_us/about/ac79/docs/innov/IoT_IBSG_0411FINAL.pdf
  3. https://www.bcg.com/capabilities/operations/embracing-industry-4.0-rediscovering-growth.aspx
  4. https://www.sentryo.net/the-4-industrial-revolutions/
  5. https://www.elektormagazine.com/files/attachment/3101
  6. https://www2.deloitte.com/insights/us/en/focus/industry-4-0/cybersecurity-managing-risk-in-age-of-connected-production.html
Avatar

BY:

bilgeguc@gmail.com

Yazılım mühendisi