SANAYİ DEVRİMLERİ VEENDÜSTRİ 4.0
Prof. Dr. Mehmet TEKİN
Edebiyatın, sanatın, kültürün,aktüel konuların buluşma noktası olan İLESAM Genel Merkezi’nde 27 Mayıs 2017 tarihinde yeni bir etkinlik daha gerçekleştirildi.
İLESAM Genel Başkanı Mehmet Nuri PARMAKSIZ’ın yaptığı açılış konuşmasıyla başlayan program Prof. Dr. Mehmet TEKİN'in “Sanayi Devrimleri ve Endüstri 4.0” konulu sunumu ile devam etti. Toplantıyı çoksayıda İLESAM üyesi takip etti.
Sanayi Devrimi ve Tarihsel Süreç
Devrim bir toplumun yaşamında önemli işlevi olan kurumların hızlı ve geniş kapsamlı bir biçimde kökten değiştirilmesi ya da yenileştirilmesi, yeniden biçimlendirilmesi ya da belli bir alanda birden bire gerçekleşen kökten değişiklik olarak tanımlanmaktadır.Devrimler sosyal ve kültürel alanlardan üretime dönük ekonomik alanlara kadar her alanda ortaya çıkabilmektedir.
Sanayi Devrimi ya da Endüstri Devrimi, Avrupa'da 18 ve 19. yüzyıllarda yeni buluşların üretime uygulanması ve buhar gücüyle çalışan makinelerin, makineleşmiş endüstriyi doğurması, bu gelişmelerin de Avrupa'daki sermaye birikimini arttırmasına denir. Rönesans ve Reform hareketlerinin yol açtığı özgür düşünce, bilim ve teknik alanda gelişmelere ortam hazırladı. Coğrafi keşiflerin başlattığı sömürgecilik hareketleri ile Avrupa zenginleşti. Teknik gelişmelerin üretim alanına uygulanmasıyla da endüstri devrimi doğdu. Sanayi Devrimi’ni 16 ve17. yüzyıldaki dinsel, siyasal, bilimsel ve felsefi düşünceler hazırlamıştır.Protestan Reformu "bugün çok çalışıp yarını düşünmeyi" önemli bir değer olarak yerleştirmiştir. 17. yüzyılda Aydınlanma Çağı filozofları bilimsel yöntemi ve rasyonel düşünme ilkelerini geliştirmişlerdir. Fransız Devrimi Napolyon aracılığıyla bu düşünceleri Avrupa’ya yaymıştır. 17. yüzyılın bilimsel buluşları, Sanayi Devrimi’nin teknolojik gelişmelerine kaynak oluşturmuştur.
Düşünsel nedenlerin yanında,Sanayi Devrimi’ni doğuran diğer nedenler şunlardır;
Hızlı nüfus artışı, 16. yüzyıldan başlayarak Avrupa'nın nüfusu hızla arttı. Tarımdaki gelişmeler bu sektördeki nüfus ihtiyacını azaltarak bu nüfusun kentlere göç etmesine neden oldu. Böylece kent sanayisine hazır işgücü oluştu. Yaşam düzeyinin yükselmesi, eskiden lüks sayılan şeker,kahve, çay gibi mallar artık orta sınıf ve alt sınıflar için doğal bir gereksinme olmaya başlıyordu. Bu da dolaylı olarak tüketim malı talebini arttırdı. Geniş çaplı yağmalar, Sanayi Devrimi’nin en önemli finans kaynağı olmuştur. Gerek İspanyollar tarafından yağmalanan Orta Amerika altınları gerekse de İspanyol gemilerini vuran, yağmacıları yağmalayan İngiliz gemileri, Avrupa'ya tonlarca altın taşımıştır. Bütün bunlar 16 ve 17. yüzyıllarda, Sanayi Devrimi’ne götüren süreçleri desteklemiştir. Hindistan'da 23 Haziran 1753 tarihinde, Fransız birliklerini savaş alanında yenen İngilizler (Plessey Savaşı), Babür imparatorlarının devasa hazinesine el koymuşlardı. Bu hazinenin İngiltere'ye taşınmasıyla bu ülke ekonomisinde ortaya çıkan para ve finans olanaklarının,dokuma ve buhar makineleriyle ilgili tüm teknik buluşların 1758-1791 tarihleri arasında gerçekleşmesini açıklamada birincil argüman olduğu söylenebilir. Sömürgecilik. Avrupa ülkeleri yeni koloniler oluşturarak buradan getirdikleri malları sanayide kullanmaya başladılar, işlediler ve tekrar sömürgelere sattılar. Küçük burjuvazinin gelişmesi ve orta sınıfın zenginleşmeye başlaması bir itici kuvvet oldu. Kapitalizm. Orta sınıfın zenginleşmesi sürecine paralel olarak kapital birikimi oluşmaya başladı.Böylece yeni yatırım alanları aranmaya başlandı. Taşıma ve teknolojide meydana gelen gelişmeler, Protestan reformu; "Bugün çok çalışıp yarını düşünmek" öğretisinin önemli bir değer olarak yerleşmesi, 17. yy Aydınlanma Dönemi'nde, aklın başat konumu ve bilimsel bilginin akıl yoluyla inşa edilme süreci. Bilimsel yöntem ve rasyonel düşünme ilkelerinin bilimleri ortaya çıkarması ve teknolojik gelişmeleri etkilemesi, Fransız Devrimi aracılığıyla sanayi toplumuna uygun siyasal bir yapılanmanın temellerinin atılması.
Endüstri 4.0 (4. Sanayi Devrimi)
Endüstri 4.0 ya da 4.Sanayi Devrimi, birçok çağdaş otomasyon sistemini, veri alışverişlerini ve üretim teknolojilerini içeren kolektif bir terimdir. Bu devrim nesnelerin İnternet’i,İnternet’in hizmetleri ve siber-fiziksel sistemlerden oluşan bir değerler bütünüdür. Aynı zamanda bu yapı akıllı fabrika sisteminin oluşmasında büyük rol oynar. Bu devrim, üretim ortamında her bir verinin toplanmasına ve iyi bir şekilde izlenip analiz edilmesine olanak sağlayacağı için daha verimli iş modelleri ortaya çıkacaktır. İlk Sanayi Devrimi (1.0) su ve buhar gücünü kullanarak mekanik üretim sistemleri ile ortaya çıktı. İkinci Sanayi Devrimi (2.0) ile elektrik gücünün yardımıyla seri üretim tanıtılmıştı.Üçüncü Sanayi Devrimi’nde (3.0) ise dijital devrim, elektroniklerin kullanımı ve BT’nin (bilgi teknolojileri) gelişmesiyle üretim daha da otomatik hâle gelmiştir.
Endüstri 4.0, teknolojilerin ve değer zinciri organizasyonları kavramlarının kolektif bir bütünüdür. Siber-fiziksel sistemlerin kavramına, nesnelerin, İnternet’ine ve hizmetlerin İnternet’ine dayalıdır. Bu yapı akıllı fabrikalar vizyonunun oluşmasına büyük katkı sağlar. Endüstri 4.0 genel olarak aşağıdaki 3 yapıdan oluşmaktadır. Endüstri 4.0 ile modüler yapılı akıllı fabrikalar kapsamında, fiziksel işlemleri siber-fiziksel sistemlerle izlemek, fiziksel dünyanın sanal bir kopyasını oluşturmak ve merkezî olmayan kararların verilmesi hedeflenmektedir. Nesnelerin İnternet’i ile siber-fiziksel sistemler birbirleriyle ve insanlarla gerçek zamanlı olarak iletişime geçip iş birliğiiçinde çalışabilecektir. Hizmetlerin İnternet’i ile hem iç hem de çapraz örgütsel hizmetler sunulacak ve değer zincirinin kullanıcıları tarafından değerlendirilecektir. Siber -fiziksel sistemlerin yeteneği ile (örn. işparçası taşıyıcıları, montaj istasyonları ve ürünleri) nesnelerin İnternet’i ve hizmetlerin İnternet’i üzerinden insanların ve akıllı fabrikaların birbirleriyle iletişim kurmasını içerir. Sanallaştırma; bu yapı akıllı fabrikaların sanal bir kopyasıdır. Sistem, sensör verilerinin sanal tesis ve simülasyon modelleri ile bağlanmasıyla oluşur. Özerk yönetim; siber-fiziksel sistemlerin akıllı fabrikalar içinde kendi kararlarını kendi verme yeteneğidir. Gerçek-zamanlı yeteneği; verileri toplama ve analiz etme yeteneğidir. Bu yapı anlayışın hızlıca yapılmasını sağlar. Hizmet oryantasyonu: Hizmetlerin İnternet’i üzerinden siber-fiziksel sistemler, insanlar ve akıllı fabrika servisleri sunulmaktadır. Modülerlik: Bireysel modüllerin değişen gereklilikleri için akıllı fabrikalara esnek adaptasyon sistemi sağlar.
Endüstri 4.0 sistemindeki üretim, makinelerin hizmet sundukları ve ürünlerle gerçek zamanlı olarak bilgi paylaştıkları bir sisteme benzetilmektedir. Alman Yapay Zekâ Araştırma Merkezi (DFKI), içinde Siemens’in de bulunduğu 20 endüstriyel ve araştırma ortağının katkısıyla kurulan Almanya, Kaiserslautern’deki küçük bir akıllı fabrikada bu gibi bir sistemin uygulamada nasıl çalışacağını sergilemektedir. Ürünler ile imalat makinelerinin birbirleriyle nasıl haberleşebileceklerini göstermek için sabun şişelerinden faydalanmaktadır. Boş sabun şişelerinin üzerinde radyo frekansıyla tanımlama (RFID) etiketleri vardır ve bu etiketler aracılığı ile makinelerin şişelerin rengini tanıması sağlanmaktadır. Bu sistem sayesinde bir ürünün radyo sinyalleriyle ilettiği bilgiler, üretimin başında itibaren dijital ortamda saklanmasına olanak sağlanmaktadır. Bu şekilde bir siber-fiziksel sistem olarak ortaya çıkmaktadır.
Endüstri 4.0'ın Avantajları:
► Sistemin izlenmesinin ve arıza teşhisinin kolaylaştırılması
► Sistemlerin ve bileşenlerinin öz farkındalık kazanması
► Sistemin çevre dostu ve kaynak tasarrufu davranışlarıyla sürdürülebilir olması
► Daha yüksek verimliliğin sağlanması
► Üretimde esnekliğin arttırılması
► Maliyetin azaltılması
► Yeni hizmet ve iş modellerinin geliştirilmesi
Karanlık Fabrikalar ile İnsansız Üretim
Günümüzde karanlık(Lights out) fabrikalar olarak bilinen kavram aktif olarak üretim gerçekleştiren fabrikalarda kullanılan bir otomasyon metodudur. Kelime anlamı olarak ilk başta ürpertici gelen bu kavram aslında 21. yüzyılı etkileyecek en büyük üretim devrimlerinden biri sayılabilir. Karanlık fabrikaların öne çıkan en önemli özelliği, üretim gerçekleştirilirken insan gücüne ihtiyaç duyulmaması ve tamamen insansız üretimin sağlanmasıdır.
Karanlık fabrikalar, bir başka deyişle ışıkların söndürüldüğü fabrikalar, tamamen otomatik sistemlerle donatılmış ve bünyesinde hiçbir insanın varlığına ihtiyaç duymayan yapılardır.Günümüz fabrikalarının birçoğu karanlık fabrika özelliğini barındırmakta fakat bu yerlerde parçaları kaldırmak, kurmak gibi tipik insan gücü gerektiren yerlerde işçilerin çalışması mevcut yapıları gereği bir zorunluluktur. Günümüz tüketim sektörünün aktivitesi ve arz talep arasındaki farkın açılmasını önlemek amacıyla birçok fabrika kendi kapasitelerindeki teknolojinin sağladığı imkânlar dâhilinde artan talebin karşılanabilmesi ve fabrikanın kendi finansal gücünü artırabilmek için vardiyalar arasında karanlık üretim yapmaya başladı. Karanlık fabrikalarda ham maddenin fabrikaya girişinden ürünün fabrikadan çıkışına kadar olan sürede yok denecek kadar az insan müdahalesine ihtiyaç duyulur veya hiç duyulmaz. Karanlık fabrikalar olarak adlandırılan üretim sistemi üreticilerin daha yeni yeni uygulamaya başladıkları etkileyicibir süreç olarak karşımıza çıkıyor. Karanlık fabrikalar kavramı isim olarak tekniğin ne olduğu konusunda ipuçları vermekte. Günümüzde üretim gerçekleştiren normal bir fabrika düşünün, bu fabrikada çalışan insanlar gün boyunca nerelerde çalışıyor diye sorduğumuzda cevap olarak aydınlatmaların kullanıldığı ve sürekli olarak üretimin gerçekleştiği yerlerde çalıştıklarını söyleyebiliriz.
Karanlık (lights-out) üretim olarak da adlandırılan bu sistem kullanıcısına sabit bir üretim çıktısı sunar ve bunu hiçbir insan gücünün yardımı olmadan gerçekleştirir. Karanlık fabrikalarda aktif olarak çalışan hiçbir insan yer almamaktadır. Bu fabrikalarda üretim tamamen robotik sistemlerle gerçekleştirilir. Bu sayede bu fabrikalarda üretim ışıklar kapalıyken de gerçekleştirilebiliyor. Karanlık fabrikalarda gerçekleştirilen üretim sistemi imalatta devamlılığı sağlayan bir otomasyon formudur eğer karanlık üretime insanlar dâhil olsaydı otomasyon sistemiyle gerçekleştirilen bu iş içinden çıkılması güç bir hâl alabilirdi.Örneğin; yapılması gereken bir işlev sırasında yüksek sıcaklık, yüksek kilolarda ağırlık ya da zehirli gazlar veya diğer tüm tehlikeli çalışma koşulları yer aldığında bu işlevleri gerçekleştirmek için insanlar yerine robotlar kullanılarak iş güvenliğinde de sorunsuz bir şekilde işleyiş sağlanmış olmaktadır.