Bilgi teknolojilerindeki gelişmeler yeni kurulan çok sayıda şirketin hızla büyümesi ve birçok büyük şirketin gerilere düşmesine yol açmıştır. Endüstri 4.0 üretim sektöründeki değişkenliği daha da arttıracaktır. Bu yeni endüstri dönemine en iyi uyum sağlayacak dönüşümü nasıl gerçekleştirecekleri şirketlerin önünde önemli bir problem olarak durmaktadır.
Üretimde geleceğin iş modeli büyük ölçüde özelleştirilmiş değer sunmaya ve sunulan değerin kapsamlı bir çözüm olması ve tamamlayıcı ürünler ve hizmetleri içermesine dayanacaktır.
Liderler gelecekte işlerinin inovasyon güdümlü, çevik üretime dayalı, verimlilik güdümlü, hizmet temelli gibi hangi segment içinde yer alacağına karar vermelidir. Yeni iş modeline güzel bir örnek belediyenin tüm cadde ışıklarını ücretsiz olarak sağlayan bir pilot denemedir. Gelir ürün satışından değil ürünlerin topladığı enerji tüketimi, çevre koşulları veya trafik yoğunluğu gibi verilerden üretilecektir. Bu veriler enerjiden, ulaştırmaya ve sigortacılığa kadar birçok alanda kullanılabilir. Verilerin değerini fark eden üretici iş modelini geleneksel ürün temelli modelden veri satışı ve akıllı hizmetlere kaydırmıştır.
This content is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International license.
Değişimler üretimde şu başlıklara imkan verecektir;
Mühendislik ve bilgi teknolojilerinin birleştirilmesiyle kaynakların optimize kullanıldığı bir sistemde ürünlerin istenilen miktarlarda hızlı ve esnek şekilde üretilebilmesine imkan verecektir. Bilgi teknolojilerinin üretimde yaygın kullanımı modelleme ve simülasyon uygulamalarını arttıracaktır ve yeni malzemelere ve tasarımlara uyarlanabilen ekipmanlar iş modellerinin tedarik zincirindeki bozulmalara daha dirençli olmasını sağlayacaktır.
Üretimde katmanlı imalat sistemlerinin kullanılması malzeme israfını ve hammadde stoklama ihtiyacını azaltacaktır. Ürünler müşterilerin değişen ihtiyaçlarına uygun olarak hızla ve çeşitli özelleştirilmiş ürünler şekilde üretilebilecektir.
Günümüzde fabrikalar ana değişkenleri belirli sınırlar içinde tutmak üzere kontrol çevrimleri kullanan süreç kontrolleri uygular. Geleceğin fabrikası algılayıcılar tarafından iletilen verilerin analiziyle izlenecektir. Altyapıları ve varlıkları optimize ve sürdürülebilir bir şekilde otomatik ve gerçek zamanlı tepkiler verecek şekilde düzenlemek yasal gereklere ve ilgili tüm tarafların çıkarlarına uyarak kar maksimizasyonuna izin verecektir.
Geleceğin üretiminde operasyonel karar vermeyle bağımsız yönetim ve daha az insan müdahalesi olacaktır. Potansiyel sorunları tanımlamak ve uygun eylemler geliştirmek için tüm bilgiler toplanacaktır bu bilgi toplama süreci verileri doğru ve tutarlı şekilde toplayacak ekipmanlar gerektirecektir. Uygulamaların ekonomik analizi de yapılmalıdır. Örneğin, her algılayıcının topladığı her bilginin bir ekonomik değeri vardır ve bu değer sağlanacak faydadan az olmalıdır.[9]
Farklı disiplinler arasındaki artan işbirliği ihtiyacı daha iyi bir işbirliği için entegre operasyonel sistemler için ortak bir platform gerektirecektir. Dijital araçlar tasarım, operasyon, süreç ve kaynaklar gibi işin tüm yönlerini yönetebilmelidir.
Bu tür bir tesis üretim zamanını veya hammadde kullanımın azaltma gibi konularda yanıtlar üretebilmelidir ve bunu yeni ürünlerin sanat tasarımları ve üretim sürecine dahil olanların kullanabileceği dijital bilgiler vasıtasıyla gerçekleştirebilir.
Akıllı imalat piyasanın ihtiyaçlarına cevap veren yeni ürünlerin gerçek zamanda ve tedarik zinciri içinde hızlı üretiminde endüstriyel otomasyonu bilgi teknolojileriyle birleştiren gelişmiş akıllı sistemlerin kullanılması olarak tanımlanabilir.[10] Akıllı imalatın önkoşulu olarak sanal imalat işletmesi için ortak endüstri platformları ve imalatta karar verme kapasitesi bulunan yazılımlar yanında insan faktörlerini karar veren yazılımlara entegre eden kullanıcı arabirimleri bulunmalıdır.
This content is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International license.
Akıllı imalatın öne çıkan örneklerinden biri üç boyutlu yazıcılardır. Bu yazıcılar tasarım ve üretim arasındaki süreyi kısaltır, parça kalitesini arttırır, israfı azaltır, klasik yöntemlerle üretimi mümkün olmayacak kadar karmaşık parçaların üretimini mümkün kılar.
Akıllı imalatın tam potansiyelinden yararlanabilmek için tasarımcıların bilgisayar destekli tasarım konusunda bilgileri olmalı ve üretimle doğrudan iletişim kurabilmelidirler.
Geleceğin fabrikasının tedarikçiler, distribütörler, müşteriler ve iş sistemlerine akıllı şekilde bağlanacağı tahmin edilmektedir. Üretim ve dağıtım arasında gerçek zamanlı bilgi akışı verimliliği, değişen ihtiyaçlara hızlı tepki vermeyi, üretimi optimize ve maliyetleri minimize edecek kararlar alınmasını destekleyecektir.
Kablosuz iletişim genellikle hafif, ucuz, kullanımı ve bakımı kolay algılayıcıların ve işleticilerin bir ağ içinde entegre edilebilmesine imkan verir. Bu nesneler insanların öngördüğü eylemlere tepkileri bakımından değil kendi aralarında ve tüm ağlarda entegre ve otonom bir şekilde birbirlerine bağlı oldukları için akıllıdırlar.
Endüstride kullanılacak Siber Fiziksel sistemler insan operatörün doğrudan müdahalesine ihtiyaç kalmadan tüm ekipmanların ve sistemlerin gerçek zamanlı yönetimini sağlayacaktır. Bu ekipmanlar ve sistemler hem kendi aralarında hem de verileri uzaktaki ekipmanlar ve sistemler yanında insanlara ve uygulamalara iletecek ana ağla iletişim kurabilecektir.
Bilgi temelli imalatın çok disiplinli ve entegre becerili yapısı çalışanların yeni bir yaklaşım içinde eğitimini gerektirmektedir. Çalışanlar fiziksel sistemlerle dijital sistemleri entegre edebilmelidir. Yeni fabrikalar endüstri ve akademinin entegre olacağı platformlar oluşturacak, araştırma, eğitim ve inovasyon çerçevesi gerçek zamanlı eğitim ve endüstri deneyimi sağlayacaktır.
Yeni Oyuncular
Endüstri 4.0’da ağırlıklı olarak üç farklı tip oyuncu görülecektir.
Dijital devler – Google, Amazon gibi dijital oyuncular farklı endüstrilere girmeye başlamıştır. Google otonom arabalar geliştirip robotik şirketleri satın alırken Amazon 3B yazıcılarda seri üretime gireceğini duyurmuştur. Bu kategorideki şirketlerin çoğu fiziksel üretim imkanlarına sahip olmak yerine dış kaynak kullanacak ve bu şekilde değeri çevik işbirliği ağları vasıtasıyla elde edecektir.
Start-up şirketler ve niş sektörlerdeki şirketler – Endüstri 4.0’ın yıkım getiren yenilikleri yeni oyunculara birçok sektörde giriş fırsatı verecektir. Bu kategorideki şirketlerin iş modelleri çok özel çözümlere odaklanacaktır. 3B yazıcılarda üretim için pazar yeri, küresel ekipler için dijital işbirliği platformları, öngörücü bakım çözümleri bunlara örnek olarak verilebilir.
Yerleşik üreticiler – Yerleşik üreticiler endüstrinin büyük kısmını kaplamakta olup Endüstri 4.0’ın yakın geleceğinde de bu konumlarını koruyacaklardır. Ancak, dijital beceriler ve akıllı değer geliştirme konusunda yoğun baskı altındadırlar. Halihazırda sundukları değerleri katma değerli hizmetler ve akıllı ürünlerle desteklemek durumundadırlar. Bugün birçok makine üreticisi müşterilerinin günlük operasyonlarına daha fazla dahil olarak veya fiziksel ürün yerine veri satarak bu yönde öncü uygulamalar geliştirmeye başlamıştır.
[8] VTT (2013): Productivity Leap with IoT, VTT Technical Research Centre of Finland.
[9] Bagajewicz, M. (2009): Smart Process Plants, McGrawHill.
