Wednesday, Dec 08th

Last updateThu, 02 Dec 2021 7am

You are here: Home Article ENDÜSTRİ 4.0: Büyüme ve verimlilik için dijitalleşme

ENDÜSTRİ 4.0: Büyüme ve verimlilik için dijitalleşme

Özet

Avrupa’nın ileri sıçrama adımı olduğu düşünülen ve daha sonra Endüstri 4.0 adını alan yeni endüstriyel evrimin başında olduğuna inanılmaktadır. Sensörlerin yaygın kullanımı, kablosuz iletişimin ve ağların yayılması, akıllı robotların ve makinelerin yayılması Avrupa’da üretimi artırdı.  Bu yeni, dijital endüstri evrimi, üretimde esnekliği, müşteriye dayalı üretimi arttırır, üretim hızını arttırır, daha iyi kaliteli ve verimli üretimi sağlamaktadır. Ancak, bütün bu olumlu etkilerinin yanı sıra, işletmelerin ekipman, bilgi ve iletişim teknolojilerine yatırım yapmaları gerekmektedir. Avrupa Birliği, onun endüstriyel politikası ve araştırma ve altyapı kanalıyla endüstriyel değişimi desteklemektedir. Üye devletler, Almanya’da “Industrie 4.0”, Fransa ve İtalya’da “the Factory of the Future” ve Birleşmiş Milletlerde “Catapult Centres” gibi ulusal girişimler ile de desteklenmektedir. Ancak, karşılaşılan zorluklar devam etmektedir. Yatırım ihtiyacı, değişen iş modelleri, veri sorunları, sorumluluk ve entelektüel özelliklerin yasal soruları, standartlar, yetenek uyumsuzlukları bu zorluklardan bazılarıdır. Bu zorlukların da üstesinden gelindikten sonra, Endüstri 4.0 endüstrileşmede meydana gelen azalmayı tersine çevirebileceği ve 2020 yılına kadar toplam katma değeri arttıracağı düşünülmektedir. 

Anahtar Kelime: Endüstri 4.0; verimlilik, internet, swot analizi

Endüstri 4.0 nedir?

Endüstri 4.0; tasarım, üretim, işlemler ve üretim sistemleri ve ürünlerin hizmetinde hızlı dönüşüm gruplarına uygulanan bir terimdir. Endüstri 4.0 terimi, dünyanın dördüncü endüstriyel evrimidir, ilk üç endüstriyel devrim verimlilikte önemli sıçramalar yapmıştır ve insanların yaşamlarını değiştirmiştir. Endüstri 4.0’ı kısaca tanımlarsak, üretim zincirindeki (tedarikçiler, taşıyıcılar, ürünler vb.) her şey dijital olarak bağlanmaktadır. Kısacası, endüstriyel üretim makineleri, basitçe ürüne işlemektedir, ancak, ürünün ne işe yaradığını bilmek için ürünün makine ile birleşmesi gerekmektedir. Endüstri 4.0 terimi daha çok Almanya’da kullanılmaktadır. Diğer Avrupa ülkelerinde ise, Akıllı fabrikalar, Nesnelerin interneti, Akıllı endüstri ya da ileri üretim ifadeleri kullanılmaktadır.

Endüstri 4.0; küresel ekonomiler üzerinde önemli etkilere sahip olduğu beklenmektedir. Endüstri 4.0 ile % 6-8 arasındaki tahmini yıllık etki karşılanabilmektedir.

Endüstri 4.0; endüstri, üretim zincirini ve iş modellerini dönüştürecek yeni teknoloji çağı kolaylaştırmak için gömülü sistemler ve akıllı üretim işlemlerini bağlamaktadır. Gömülü sistemlerin, nesnelerin internet, veri ve hizmete dönüşümü; internet bağlantısıyla gömülü sistemlerin gelişmesi olarak açıklanabilmektedir. Kapalı gömülü sistemler (airbagler vb.) başlangıç noktası olarak düşünülebilmektedir. Bir sonraki adım ise ağa bağlı gömülü sistemlerdir (özel uçuşlar vb.). Trafik ışıklarını kullanarak akıllı yol kavşaklarının oluşturulması ise Siber-fiziksel sistemlere örnek verilebilmektedir. Nesnelerin interneti sayesinde, akıllı şehirler kurularak bir sonraki aşamaya geçmek hedeflenmektedir (Şekil 1).

Endüstri 1.0, buhar gücünün endüstri uygulamalarında kullanılmasıyla başlamıştır. Aynı zamanda basit sibernetik sistemin temelini oluşturmaktadır. Buhar gücü kullanılarak elektrik üretimi sağlanmıştır. Böylece enerjinin transferi sağlanmıştır (Şekil 2).

Endüstri 2.0, üretimin gelişmesi ile başlamıştır. Endüstriyel üretimin ilk adımı, uzun süren yolculuklarda tüketmek amacıyla bisküvi üretimiyle sağlanmıştır.

Endüstri 3.0 ise elektronik sistemlerin kullanımına odaklanmıştır. Tek makineler ve işlemlerin otomasyonuna odaklanan Endüstri 3.0’a karşılık Endüstri 4.0, bütün fiziksel ekipmanların baştan sona dijitalleşmesine tamamen odaklanmadır.

Endüstri 4.0’ın temel özellikleri: 

Birlikte çalışma: Siber-fiziksel sistemler insanların ve akıllı fabrikaların bir arada çalışmalarına izin verebilmektedir. 

Sanallaştırma: Simülasyonlar ve gerçek fabrika modelleri ile elde edilen veriler yaratılabilmektedir. 

Yetki dağılımı: 3D yazıcılar gibi teknolojiler sayesinde yerel olarak üretilebilme ve siber-fiziksel sistemlerin kendi kararlarını alabilmeleridir. 

Gerçek zamanlı yapabilirlik: Bir anlayış sağlama ve analiz verilerini toparlayabilme yeteneğine sahip olabilmeleridir.

Hizmet oryantasyonu birimsellik: Kişisel modüllerin gelişerek ya da yer değiştirerek gereksinimleri değiştirmek için akıllı fabrikalara esnek uyumların sağlanmasıdır. 

Endüstri 4.0’ın Değiştirecekleri 

Dijitalleştirilen üretim; üretim işlemlerinde, son ürünlerde ve iş modellerinde değişimlere neden olmaktadır.  

Esneklik artışı: Akıllı fabrikalar sayesinde, üretimlerde esneklik artmaktadır. Üretim işleminin otomasyonu, verilerin dönüşümü ve robotların kullanımı sayesinde çeşitli farklı ürünler aynı üretim ile üretilebilmektedir.

Müşteriye dayalı üretim: Bu sayede küçük miktarlı üretimler gerçekleştirilebilecektir. Yeni üretim hattı kurulmaksızın prototip veya yeni ürünler kolaylıkla üretilebilecektir böylece aynı zamanda inovasyonda desteklenecektir.

Üretim hızı: Üretilen ürünün hızı da gelişebilecektir. Dijital tasarım ve üretim işleminin görsel modellenmesi üretimin tasarlanması onun taşınması arasındaki zamanı azaltabilmektedir.

Ürün kalitesi: Dijital ve fiziksel üretimli ürün geliştirme ürün kalitesinde ve azaltılmış hata oranlarında büyük gelişmeler sağlamaktadır. Sensör kaynaklı veriler üretilen her parçayı takip etmek için kullanılabilmektedir. Bu veriler aynı zamanda “büyük veri”  kullanılarak ta analiz edilebilmektedir. Kalitedeki artış son üründe fiyatların azalmasında önemli rol oynamaktadır ve böylece rekabetin artmasına yardımcı olmaktadır.

Verimlilik: Verimlilikte, çeşitli Endüstri 4.0 uygulamalarıyla artmaktadır. Öngörülen bakım programlarındaki ileri analitik teknikler kullanılarak, üretim şirketleri fabrikalarda karşılaşılan makine hatalarından kaçınabilirler ve tahmini %50’lik azalma sağlanarak üretimde %20’lik artış sağlanabilir. Dahası, bazı şirketler, çalışanlar olmaksızın üretime devam eden fabrikalar kurabileceklerdir. Bu fabrikalarda da iş gücüne ihtiyaç duyulacaktır ve çalışanlar daha etkili çalışabileceklerdir.  

Müşteriler: Müşteriler ürün tasarımında daha aktif rol alabileceklerdir, kendi tasarımlarını bile çabuk ve ucuz bir şekilde temin edebileceklerdir.  Bazı ürünlerin üretim bölgeleri de müşterilere yaklaşabilir; üretim otomasyonla sağlandığında, kıyıdan uzak gibi bir anlayış söz konusu olmaz ya da düşük taşıma ücretleriyle çok uzak ülkelere de gönderilebilirler. Hatta bazı Avrupa ülkeleri yurtdışına yeni fabrikalar kurmaktansa Avrupa’ya yeni fabrikalar kurmaya başlamışlardır.

İş modelleri: Endüstri 4.0 ile iş modellerinde de değişimler meydana gelecektir. Şirketler arası ürün fiyatındaki değişimlerden ziyade;  inovasyon, müşteri odaklı üretim ya da kalite üzerinde rekabet ortaya çıkmaktadır. 

Endüstri 4.0’ın avantajları-dezavantajları 

Endüstri 4.0’ın endüstrinin gelişimi için birçok faydası bulunmaktadır, ancak aynı zamanda önemli dezavantajları ve maliyetleri de bulunmaktadır. Çizelge 1’de Endüstri 4.0’ ın güçlü ve zayıf yönleri, fırsatları ve tehditleri özetlenmiştir.

Endüstri 4.0; kişisel özellikleri koruma, kişisel veri ve gizlilik, sistemlerin yönetilebilirliği, çevrenin korunması, sağlık ve güvenlik gibi alanlarda firmalara avantaj veya dezavantaj sağlamaktadır. Siber güvenliği genişletmek için birçok ülkede kişisel firmalar kurulmaktadır. Ancak, Endüstri 4.0 hakkında paydaşlar dışında çok az kişide farkındalık bulunmaktadır. Büyük firmalar, Endüstri 4.0’a karşı daha olumlu bakmaktadır. Sendikalar ise daha dikkatlidir ve çeşitli önlemler almaktadır. 

Dijital tek marketleri ayarlamak için belirli yeteneklere ihtiyaç varken, Endüstri 4.0’ı ayarlamak için olan gereksinimler çok daha fazladır. Avrupa Birliği boyunca Endüstri 4.0 tedariği sağlama yeteneği ve olasılığı gittikçe artan bir orana sahiptir. 

Endüstri 4.0’a küçük ölçekli şirketlerin katılmasındaki zorlukların başında maliyetler, riskler, esneklik kayıpları, stratejik bağımsızlık kayıpları gelmektedir. Özel sektör, küçük ve orta ölçekli şirketlerin Endüstri 4.0’ a geçişine yardım edecek bir ortam sağlamakta önemli rol oynamaktadır. Ancak, bu alanda yapılan çalışmalar hala azdır.  

Sonuç

Endüstri 4.0 ile ürünlerin ve üretim sistemlerinin birçok özelliğini değiştirecektir. Kısımlar, makineler ve insanlar arasındaki etkileşimler ve bağlantılar yaklaşık %30 üretimi hızlandıracaktır ve %25 daha etkili üretimlerin gerçekleşmesi sağlanacaktır. Böylece üretim, tek makineli sistemlerden çoklu üretime dönüşecektir. Üretimin hızında, kalitesinde, verimliliğinde artış sağlayacaktır.

Kaynaklar

1. Bosch (2013): “Industry 4.0 – Technology for the Fourth Industrial Revolution,” http://www.acatech.de/ leadmin/user_upload/ Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Material_fuer_ Sonderseiten/First_German-Indian_Workshop/Ferber_Indo- German_Workshop_2013-03.pdf 

2. Credit Suisse (2012): “Global Industrial Automation,” https://doc. research-and analytics.csfb.com/docView?language=eng&source=emfromsendlink&format=pdf&document_id=994715241&extdocid=994715241_1_eng_pdf&serialid= hDabUewpvOqQcRiLxK7rxiqjzz8tpldryhs47S97ooi%3d 

3. Cyber-Physical Systems (2014): http://cyberphysicalsystems.org 

4. deVries, J. (2008): “ Industrious Revolution: Consumer Behavior and the Household Economy, 1650 to the Present,” http://books. google.nl/books?id=cmhg4Fcru_oC 

5. EkoIQ (2016). https://issuu.com/avrupaisletmeleragi/docs/endustri_4.0_ekoiq_kitapcik_een

6. General Electric (2013): “14 New GE Industrial Internet Technologies Move Machines Closer to Zero Unplanned Downtime,” http:// www.gereports.com/post/74545272057/14-new-ge-industrial- internet-technologies-move 

7. General Electric (2014): “Introducing the Industrial Internet,” https://www.ge.com/stories/industrial-internet 

8. General Electric (2014): “Predictivity: Powerful Outcomes with Big Data Analytics,” http://www.gesoftware.com/predictivity 

9. German Federal Ministry of Education and Research (2013): “Project of the Future: Industry 4.0,” http://www.bmbf.de/en/19955.php 

10. German Trade& Invest (2016), Industry 4.0: Smart Manufacturing for the Future; http://www.gtai.de/GTAI/Content/EN/Invest/_SharedDocs/Downloads/GTAI/Brochures/Industries/industrie4.0-smart-manufacturing-for-the-future-en.pdf

11. GreenMonk (2014): “Internet of ings connected Philips Hue bulbs review,” http://greenmonk.net/2014/02/20/ internet-things-connected-philips-hue-bulbs-review/ 

12. Harvard Business School (2014): “Technology and Operations Management (tom),” http://www.hbs.edu/faculty/units/tom/ Pages/default.aspx 

13. Industry 4.0: Buildingthedigitalenterprise; https://www.pwc.com/gx/en/industries/industries-4.0/landing-page/industry-4.0-building-your-digital-enterprise-april-2016.pdf

14. IndustryWeek (2013): “Dawn of the Smart Factory,” http://www. industryweek.com/technology/dawn-smart-factory 

15. IndustryWeek (2014): “Industrial ip: Connect the Internet of Things,” http://www.industryweek.com/rockwell-automation-connected- industrial-enterprise/industrial-ip-connect-internet-things 

16. Magee, A., (2016), Industry 4.0 has started, http://www.foodmanufacture.co.uk/Manufacturing/Food-industry-to-be-changed-by-control-systems

17. McKinsey Company (2015), Industry 4.0 How to navigate digitization of the manufacturing sector; https://www.mckinsey.de/files/mck_industry_40_report.pdf

18. McKinsey Quarterley (2013) e Internet of things and the future of manufacturing http://www.mckinsey.com/insights/ business_technology/the_internet_of_things_and_the_ future_of_manufacturing

19. McKinsey Quarterly (2010): “ Internet of things,” http:// www.mckinsey.com/insights/high_tech_telecoms_internet/ the_internet_of_things

20. Murphy, R.R. (2000): “Introduction to AI Robotics,” http:// newplans.net/rdb/Introduction%20to%20ai%20Robotics%20  %20Murphy%20R.R.pdf 

21. Murphy, R.R. (2000): “Slideset Introduction to AI Robotics,” http:// www2.hawaii.edu/~nreed/ics606/lectures/08Broboticsintro.pdf 

22. Nanyang Business School (2014): “Information Technology & Operations Management,” http://www.nbs.ntu.edu.sg/Faculty_ Research/Academic_Divisions/it_%20Operations_Management/ Pages/Home.aspx 

23. Ötleş, S, Özyurt, V. H. (2016). Endüstri 4.0: Gıda sektörüperspektifi. Mayıs 2016, 89-96. 

24.Sacco, A. (2013): “Cybersecurity Expert and CIO: Internet of ings is ‘Scary as Hell’ ,” cio Magazine, http://www.cio.in/feature/ cybersecurity-expert-and-cio-internet-things-scary-hell 

25. Shinton J., (2016),Brighterfutureforfoodmanufacturing, http://www.fponthenet.net/article/92192/Brighter-future-for-food-manufacturing.aspx

26. Sick Pyd Ltd. (2016). http://www.foodprocessing.com.au/content/materials-handling-storage-and-supply-chain/article/industry-4-0-would-not-be-possible-without-intelligent-sensors-1042590203

27. Siemens (2013): “Industrie 4.0 – e Fourth Industrial Revolution’, https://www.youtube.com/watch?v=hprurtornis 

28. Sjostrom, A. (2014): “Philips proves Internet of Things isn’t just for startups,” http://andreassjostrom.com/philips-proves- internet-of-things-isnt-just-for-startups 

29. Smit, J., Kreutzer, S., Moeller, C., Carlberg, M., (2016). Directorate General For Internal Policies, Policy Department A: Economic and Scientific Policy Industry 4.0, February, 2016. 1-94. 

30. TebodinBilfinger (2016), http://www.tebodin.bilfinger.com/nweurope/news/articles/three-major-trends-in-the-food-sector-in-2016/

Semih ÖTLEŞ,               Vasfiye Hazal ÖZYURT

Ege Üniversitesi,          Gıda Mühendisliği Bölümü

semih.otles@ege.edu.tr ; hazal.ozyurt@gmail.com