Akıllı Uygulamalar, Akıllı Fabrikalar

Üçüncü Sanayi Devrimi’nin simgesi otomasyon ve bilgisayar arayüzleriydi. Dördüncü Sanayi Devrimi ise bir adım daha ileri giderek bilgisayarların ve makinelerin insanlara gerek duymadan birbiriyle doğrudan iletişim kurması ve gerekli kararları kendi kendilerine vermesi anlamına geliyor. 

Akıllı Fabrika Nedir?

Peki bu nasıl gerçekleşiyor? Yakın zamana dek bilim kurgu gibi görünen bu vizyon, geleneksel üretim süreçlerini dijitalleşmeyle birleştiren mevcut teknolojiler sayesinde mümkün hâle geliyor. Bu teknolojiler arasında şunlar ön plana çıkıyor: 

• Bilgisayar destekli tasarım ve bilgisayar destekli mühendislik yazılımları
• Bulut bilişim
• Nesnelerin interneti
• Gelişmiş sensör teknolojileri
• Üç boyutlu baskı
• Endüstriyel robot teknolojileri
• Veri analizi
• Yapay zekâ ve makine öğrenmesi
• Makineler arası iletişim

Bu sistemleri kullanan akıllı uygulamalar, evlerimizde ve özel hayatlarımızda olduğu gibi fabrikalarda da hayatı kolaylaştırıyor. Bu uygulamaların temel özellikleri arasında şunlar yer alıyor: 

Veri odaklı: Akıllı uygulamalar farklı veri kaynaklarından gelen bilgileri toplar ve değerlendirir. 

Konu odaklı: Akıllı uygulamalar makinelerin becerilerini çok daha akıllı bir şekilde kullanarak gerekli bilgi ve önerileri sunabilir. 

Sürekli öğrenen: Makine öğrenmesi sistemleri sayesinde kendilerini geliştirebilir, değişen koşullara uyum gösterebilirler.

Eylem odaklı: Kestirimci analiz sayesinde kullanıcıların davranışlarını öngörebilir ve kişiselleştirilmiş öneriler sunabilirler.

Neden Akıllı Fabrika?

Bu sistemler ne işimize yarıyor? Çok basitçe ifade edecek olursak, performansı artırıyor, çeviklik ve rekabet avantajı kazandırıyor. Maliyetler düşerken, müşteriye, hissedarlara ve paydaşlara sunulan değer artıyor.

Her türlü operasyonun ya da şirketin hedefi, talebi karşılamak ve kârını artırmaktır. Operasyon ekipleri üretimi maksimize etmenin, arızaları azaltmanın, giderleri düşürmenin ve bu sayede kâr marjını artırmanın yollarını arar. Sistemleri ve süreçleri inceleyerek olası sıkıntıları önlemeye, operasyonun sorunsuz sürmesini sağlamaya çalışır. 

Örneğin GE’nin Proficy Üretim Yönetim Sistemleri (Proficy Manufacturing Execution Systems -Proficy MES) veri entegrasyonu, endüstriyel nesnelerin interneti, makine öğrenmesi ve kestirimci analiz sistemlerini kullanarak operasyonların kusursuz bir tablosunu gözler önüne seriyor. Fiziksel dünyayla dijital dünyayı bir araya getiren bu sistemler bütünsel bir performans yönetimi olanağı sunarak maliyetleri düşürürken, kaliteyi ve verimi artırıyor. 

Procter & Gamble, Toray Plastics, Cascades Tissue Group, Browar Warka bu sistemleri kullanan birçok şirket arasında yer alıyor. Toray Plastics yetkilileri büyük veri analizi sayesinde operasyon performansını maksimize ettiklerini belirtiyorlar. Cascades Tissue Grup yetkilileri güvenilir ve öngörülebilir üretim performansı yakaladıklarını söylüyorlar. Browar Warka ise GE sayesinde üretim hattındaki verimliliği artırıyor. 

Tüm üretim tesislerinde ekipman arızaları, üretim sürecine zarar verir ve kayıplara yol açar. Üretim sürecinin her aşamasında kullanılan akıllı sensörler, ekipmanların durumunu ve ihtiyaçlarını gerçek zamanlı olarak takip edebiliyor. Bu verilerin analizi ve makine öğrenmesi sistemleri; sorunların henüz ortaya çıkmadan tespit edilmesini sağlıyor, plansız arızaları önlerken bakım ve onarım giderlerini minimuma indiriyor, güvenli, verimli ve sorunsuz bir üretime zemin hazırlıyor. 

Bakım görevlileri sanal gerçeklik gözlükleri sayesinde uzaktaki uzmanlara danışabiliyor. Gözlüklerin gerçekleştirdiği kayıtlar, uzaktaki çalışanlar açısından eğitim olanağı anlamına da geliyor. Artırılmış gerçeklik sistemleri ise bir adım daha ileri giderek, teknisyenlerin arızalı makinelerin başına gitmeden bulundukları yerden müdahalede bulunmalarını sağlıyor. 

Örneğin GE’nin Dijital MES ve Holo-Lens karma gerçekçilik sistemlerini kullanan Chery Jaguar Land Rover fabrikası, üretim miktarını ve verimliliği artırırken plansız arıza süresini ise sıfıra indirmiş durumda. 

Şirketlerin reaktif değil, proaktif davranmalarını sağlayan bu sistemler, işlerin her an her yerden rahatlıkla yönetilmesine de olanak vererek mobilite olanağı sunuyor. Bu sistemler sayesinde yöneticiler de fabrikanın genel işleyişini her an, her yerden izleyebiliyor; gerekli kararları çok daha hızlı, bilinçli ve isabetli bir şekilde alabiliyor. 

Bu süreçte bulut sistemler önemli bir rol oynuyor. Bulut sistemler sayesinde farklı üretim tesislerindeki veriler bir araya getirilebiliyor ve analiz edilebiliyor. Bu sayede yerel düzeyde elde edilen verimlilik artışı küresel çapta yaygınlaştırılabiliyor. GE Dijital’in geliştirdiği Predix Üretim Veri Bulutu (Manufacturing Data Cloud -MDC) dünyanın en büyük paketlenmiş tüketici ürünleri üreticilerinden Procter & Gamble tarafından başarıyla kullanılıyor. Boeing 777 uçaklarının güç yönetim sistemlerini üreten, İngiltere’nin Cheltenham kentindeki GE Havacılık tesisleri, akıllı fabrika uygulamaları sayesinde verimlilik ve güvenlik artışına başarılı bir örnek teşkil ediyor.

GE MES sistemlerini kullanan tesis, üretim süreçlerini çok daha sağlıklı bir şekilde takip ve kontrol edebiliyor. Bu sistemler sayesinde manuel süreçlerin birçoğunda otomasyona geçilmesi de birçok avantajı beraberinde getiriyor. 

GE’nin Plant Applications sistemleri de plansız arıza, atık, üretim miktarı gibi temel performans göstergelerini ölçüyor, analiz ediyor, sorunların nedenlerini belirleyerek çözümler öneriyor. Bu sistemler kişiselleştirilmiş çözümlerle verimliliği artırırken, hatalı üretim miktarı minimuma iniyor, ürün ve süreç kalitesi artıyor. Dünyada 700’ü aşkın büyük üretici bu sistemlerden yararlanıyor. 

Kimya sektöründe faaliyet gösteren Alman AkzoNobel şirketi, GE’nin çözümleri sayesinde üretim kapasitesini %20 artırırken, süreçlerin verimliliği sayesinde ürünleri müşterilere ulaştırma süresini de önemli ölçüde azaltmış durumda. Bir diğer ciddi kazanım ise kâğıt süreçlerin dijitale taşınması sayesinde ürünlerin rahatlıkla takip edilebilmesi. 

Akıllı Fabrikaların Geleceği

Bu bariz faydalar akıllı fabrika sistemlerine yönelik ilginin ve bu alandaki yatırımların giderek artmasına yol açıyor. Mordor Intelligence araştırmasına göre 2018 yılında 231 milyar dolar düzeyinde olan küresel akıllı fabrika piyasası, yılda %9,22 büyüyerek 2024 yılında 391 milyar dolara ulaşacak. 

Deloitte raporuna göre birçok üretici şimdiden akıllı fabrikaların ve uygulamaların planlama, gerçek zamanlı üretim takibi, envanter yönetimi, artırılmış gerçeklik gibi çeşitli unsurlarından yararlanıyor. Endüstriyel üreticilerin üçte ikisi bir şekilde akıllı fabrika inisiyatifleri yürütüyor, bu alanlarda yatırım yapıyor. 

Aşılması Gereken Engeller

Ancak tam anlamıyla akıllı fabrika hâline gelmek söylendiği kadar kolay değil. Kullanılan endüstriyel nesnelerin interneti sistemlerinin %94’ü hâlâ kablolu ve sabit. Esneklikten yoksun bu sistemlere zekâ kazandırmak ise zor ve masraflı. Tüm sistemlerin birbirleriyle iletişim kuramaması, tüm verilerin derlenememesi ve dolayısıyla da sağlıklı bir şekilde analiz edilememesi anlamına geliyor. 

Bunun çözümü, kabloları ortadan kaldırarak makineleri serbest bırakmak! Kablosuz çözümler şirketlere esneklik kazandırırken mevcut sistemlerin dönüştürülmesini de kolaylaştırıyor ve ucuzlaştırıyor. Elbette bu kadar akıllı sistemlerin en kilit noktasını insanlar oluşturuyor. İnsanların bu sistemleri yorumlayacak ve kullanacak dijital beceriye sahip olması gerekiyor. Bu yüzden de şirketlerin ekipmanların yanı sıra çalışanların gerekli becerileri edinmesi konusuna da ağırlık vermesi büyük önem taşıyor.