Endüstri 4.0, içerisinde, 9 farklı teknolojik gelişimi barındırır.
Büyük veri (Big data)
Otonom robotlar (Autonomous robots)
Eklemeli üretim (Additive Manufacturing)
Simülasyon (Simulations)
Sistem entegrasyon (System integration)
Bulut bilişim (Cloud computing)
Nesnelerin İnterneti (Internet of Things)
Siber güvenlik (Cyber Security)
Artırılmış Gerçeklik (Augmented Reality)
Kağıtsız ofisten, veriye dayalı otonom tepkiye ve yeni iş modelleri oluşturmaya giden yolda bu teknolojilerin nerede, ne zaman, nasıl kullanılacağı şirketlerin gündeminde. Beraberinde nasıl bir fayda sağlayacağı, teknik yeterlilikler, süreç adaptasyonu, yatırım maliyeti gibi sorular kafaları iyice karıştırıyor.
Beklentiler, KPI’lar, Engeller?
Akıllı fabrika hedefinden önce mevcut durumda herhangi bir üretim işletmesinde kritik rol oynanan kişilerin rollerine, sorumluluklarına, beklentilerine bir göz atalım.
Dikkat edilirse her bir sorumluluk alanının başarı ölçüm parametreleri farklılık gösteriyor. Aynı zamanda süreç işletilmesinde karşılaşılan sorunlar, engeller de farklıdır. Tüm bunlar dikkate alındığında dijital dönüşüm ve Endüstri 4.0 projelerinin başlangıç noktasının belirlenmesi, şirkete sağlayacağı fayda ve uygulanabilirlik ile bağlantılıdır.
Uygulama alanları
Yazının başında belirtilen 9 farklı teknoloji ve beklentiler harmanlandığında karşımıza aşağıdaki görselde yer alan uygulama alanları çıkıyor.
Görsel 1: Endüstri 4.0 uygulama alanları (Kaynak: IoT Analytics)
İleri seviye dijital ürün geliştirme:Geliştirme maliyetlerini azaltmak ve pazara daha hızlı ürün sunmak amacıyla eklemeli üretim, artırılmış/sanal gerçeklik ve dijital ikiz teknolojilerinin kullanımını ifade etmektedir. Fiziksel bir objenin dijital ikizinin yaratılması, tekil kimlik oluşturma, anlık veri toplama, 3 boyutlu sunum, gerçek zamanlı simülasyon, hızlı ve esnek prototip üretim, geçmiş verilere dayalı analiz, geliştirmelere yönelik öngörü, dijital belgeleme imkanı yaratır. Tüm bunlar tasarım, üretim, kalite kontrol, eğitim, özelleştirme, bakım, tamir ve uzaktan erişim alanlarında veriye dayalı yönetimi sağlar.
Veriye dayalı kalite kontrol: Kalite kontrol operasyonlarında insan kaynağı kullanımını azaltma/yok etme, hatasız, yasal zorunlulukları karşılayan, tutarlı ve müşteri memnuniyetine odaklı üretimde dijital veri odaklı çalışmayı ifade etmektedir. Fabrika alanın içerisinde makine ya da malzeme/ürünlerin kalite verilerinin anlık toplanması, geçmiş verilerin saklanması, buna dayalı kalite profillerinin, modellerinin oluşturulması, gerçek zamanlı karşılaştırma olanağı sağlar.
Sanal Eğitim: Dijital verinin eğitim amaçlı kullanımını ifade eder. İşe alım ve oryantasyondan, makine kurulum, bakım, tamir, üretim, montaj, ürün kurulum ve kullanım talimatlarına, acil durum senaryolarından, simülasyonlara kadar geniş bir kullanım alanından eğitim hizmetlerinin verilmesini kapsar.
Yeni iş modeli – Hizmet olarak sunulan her şey: Geleneksel üretimden satış modelinden yukarıda belirtilen 9 teknoloji bileşeninin kullanılarak yeni iş modellerinin oluşturulmasını ifade eder. Üretilen bir ürünün direk satışı yerine, kullanım karakteristiklerine uygun fiyatlama ile kiralama, abonelik gibi farklı iş modellerinin geliştirilmesine olanak sağlar.
Uzaktan hizmet: Talep oluşturmadan, tekliflendirmeye, satış sonrası hizmetlere kadar yazının başında belirtilen bulut bilişim, artırılmış gerçeklik, nesnelerin interneti gibi farklı teknolojilerin kullanılması ile uzaktan hizmeti ifade eder. Satışı yapılan bir ürünün müşteri tarafından kurulumunun (parametrik, yazılım) yapılması, izleme, arıza teşhis ve giderme gibi çalışmaları içerir. Kolay ve hızlı erişim, düşük maliyet, daha fazla güvenlikli çalışma, arıza teşhis ve gidermede geniş bilgi desteği gibi avantajlar sunar.
Kestirimci bakım:Sensörler yardımıyla makine ekipmanlarının çalışma durum bilgilerinin (sıcaklık, titreşim gibi) toplanması, analiz edilmesi ve olası duruşların engellenmesine dönük çalışmaların yapılmasını ifade eder. En çok yatırım yapılan uygulama alanlarının başında gelmektedir.
Uzaktan varlık test/ölçüm/sertifikasyon:Makine, tesis, araçların uzaktan erişim ile testlerinin, kalite ölçümlerinin yapılması, sertifikasyon uyumluluklarının kontrolünü ifade eder. Bu sadece veriye dayalı yapılabildiği gibi uzaktan kontrol edilebilen robotik aksamlı (Crane, drone) görselleştirme (kamera) ya da ölçüm cihazları kullanılarak ta yapılabilir.
İnsan-Robot iş birliği:Herhangi bir üretim operasyonunun insan ve robot iş birliği ile gerçekleştirilmesini ifade eder. Uzun yıllardır endüstride kullanılan robotlardaki statik çalışma koşulları (donanım, yazılım) yerini hızlı ve kolay çalışma alanı değiştirebilen, programlanabilen, etkileşimli kullanım olanağı sağlayan robotlara (cobot) bırakmaktadır. Bu hem süreç optimizasyonunu ve verimliliği artırırken hem de çalışan memnuniyetini de artırmaktadır.
Veriye dayalı varlık/fabrika optimizasyonu: Üretim alanı içerisinde yer alan varlıkların (makine, üretim, stoklama, taşıma yardımcı araçları gibi) maksimum kullanılabilirlik ve verimlilikle çalışmasını ifade eder. Endüstriyel nesnelerin interneti (IIoT – Industrial Internet of Things) kullanılarak kimliklendirilmiş varlıklardan elde edilen veriler analiz edilerek sipariş karşılamada planlama, tedarik, operasyonel işlemlerde kullanılır.
Eklemeli üretim:Farklı malzemeler kullanılarak (plastik, metal gibi) üst üstü katman yapısı ile üç boyutlu nesnelerin üretilmesini ifade eder. Her ne kadar arasında farklar olsa da 3 Boyutlu Yazıcı olarak ta adlandırılan cihazlar sayesinde farklı tekniklerle (püskürtme, ışığa duyarlı özellikleri değişen polimer malzeme kullanımı, toz materyal üzerine yapıştırıcı uygulama, malzeme ekstrüzyon, ısıtma, toz yatağı füzyon, katman laminasyon, metal biriktirme) katmanlı üretim olanağı yaratır. Yeni ürün tasarımında modeli prototip üretimi, düşük lot büyüklüğündeki üretimlerde ürün ya da parça üretimi, mevcut üretim araçları ile üretilemeyecek derecede karmaşık geometrik yapıdaki malzemelerinin üretimi uygulama alanlarının başında gelir.
Veriye dayalı stok optimizasyonu:Sipariş karşılamada herhangi bir sorunla karşılaşmamak amacıyla, farklı sınıflardaki (malzeme, yedek parça, mamül) stokların, kullanılabilir miktarlarının optimum seviyede belirlenmesi amacıyla veriye dayalı analizleri ifade eder. RFID, barkod gibi kimliklendirme araçları kullanılarak gerçek zamanlı veri toplama, algoritmalar ile analiz, otonom tepki, dikey ve yatay entegrasyonda konumlandırılan ERP, MES, RTLS, SCM, BI, WF gibi yazılım çözümleri ile desteklenir.
Artırılmış gerçeklik destekli operasyonlar: Fiziksel bir nesne ile bilgisayar destekli dijital kopyasının ya da ilişkili başka bir dijital görüntü ya da bilginin üst üste bindirilerek kullanıcı önünde kompozit bir görüntü elde edilmesini ifade eder. Kullanım alanlarına örnek olarak eğitim, bakım, üretim operasyonlarında yönlendirme, kalite kontrol, uzaktan erişim ve kontrol verilebilir.
Kaynaklar:
“Industrie 4.0 & Cognitive Manufacturing” – IBM
“The Industry 4.0 & Smart Manufacturing 2018-2023” – IoT Analytics
“The Industrial Internet of Things: A guide to deployments, vendors and platforms” - ZDNet
“What is data-driven quality control?” - Exorint
“Additive Manufacturing Technologies” – Roland Berger
EDT Center, dijital dönüşüm ve Endüstri 4.0 alanında uluslarası tecrübe ve bilgi birikimi ile şirketlere baştan uca çözümler üretmektedir.
* Uygun çözüm ve sağlayıcı bulma (www.i40markt.com) (www.it-matchmaker.com.tr)
* Proje yönetimi
Detaylı bilgiler: EDT Center - i40Markt