Geleceğin Fabrikaları

Endüstri 4.0 kavramı yaşamımıza hızlı bir giriş yaptı. Bu kavram hakkında sempozyumlar düzenleniyor, planlar oluşturuluyor ve gelecek bunun üzerine kuruluyor. Bu yazımızda Endüstri 4.0’ın getirdiği yenilikler ile ortaya çıkan akıllı fabrikaları inceledik.

Bilindiği gibi Endüstri 1.0 18’nci yüzyılda su ve buhar gücü yardımıyla mekanik araçların kullanılmasıyla, Endüstri 2.0 ise 19’uncu yüzyılda elektriğin sanayide kullanılmasıyla ve Endüstri 3.0 ise 20’nci yüzyılın ortalarında elektronik ve bilgi teknolojilerinin üretimde kullanılmasıyla başladı. Endüstri 4.0 ise fiziki ve yazılımsal sistemlerin müşterek çalışması ile başladığı kabul ediliyor. Endüstri 4.0 ile üretim sistemleri değişmekte ve bu değişime bağlı olarak üretim ortamları ve üretim planlarıda değişmek zorunda. Endüstri 4.0’ın getirdiği anlayış ile fabrikalar yazılım, donanım ve nesnelerin interneti (IoT) teknolojilerini kullanarak üretim esnasında elde ettiği bilgileri veriye dönüştürüp performans değerlendirmesi yapabiliyor, ürün ve malzeme izlenirliğini artırıyor böylece üretim sürecinin kontrolü kolaylaşıyor. Fabrikalarda robotların eş zamanlı yönetimi ana kontrole sahip makinenin diğer makinelere erişimi ile olmaktadır. Makineler arası direkt haberleşme sayesinde veri paylaşımı ve detayların makinelerin kendilerince kontrolü sağlanıyor. Bahsedilen işlemlere tüm aşamalarda başvuruluyor. En alt kademede sensörlerden itibaren HMI-endüstriyel bilgisayarlar, motor ve sürücüler, RFID cihazları, robotlar, 3 boyutlu yazıcılar, SCADA, MES ve ERP sistemlerine kadar tüm basamaklar birbiri ile entegredir. Geleceğin fabrikalarında mevcut fabrikalardan farklı olarak akıllı, öğrenebilen ve sisteme entegre robotlar, simülasyon yazılımları, yatay dikey veya çapraz bağlantılı ağlar, nesnelerin interneti özelliği, bulut teknolojisi, 3 boyutlu yazıcılar, büyük verilerle analiz imkanı, siber güvenlik, artırılmış ve sanal gerçeklik kullanılmaktadır.

Zeki fabrikalar ile üretimin ilk adımından son adımına kadar entegre ve birbiri ile iletişim halinde olan robotlar insan unsuruna gerek duymadan bağımsız üretim yapıp ve karar alabilirler. Öğrenebilen ve karar verebilen robotlar ile özelleştirilmiş ürün imkânı sağlanacaktır. Fabrikada var olan haberleşme ve kontrol sistemleri sayesinde anlık uzaktan kontrol ve müdahale imkânı olacaktır. Fabrikalarda üretilen ürünlerin birbirinden ayrılmalarını sağlayan kimlikleri ve bu kimliklerin altında özelleştirilmeleri gereği kendilerine has bilgi ve becerileri olacaktır, kimlikler ile ürünler her an kontrol edilebilecek ve müdahaleye açık olacaktır.

Akıllı fabrikalar bizlere artan ürün çeşitliliğini ve seçeneklerini daha iyi kontrol edebilme imkânı, farklı hacimlerde üretimleri kısa üretim sürelerinde gerçekleştirebilmek için gerekli olan değişim sürecine çabuk uyum sağlamayı ve yasal ya da çevresel değişikliklere ayak uydurabilmeyi sağlayacaktır. Akıllı fabrikalardaki bilgi akışı sayesinde dar boğazlar oluşmadan önüne geçilebilecektir. Hata oranının düşürülmesi ile ek hata giderme ve onarım maliyetleri azalacaktır. Üretim bandında bekleme ve duruşlar olmayacaktır böylece sürdürülebilir üretim sağlanmış olacaktır. Bir diğer faydası ise akıllı robotlar ile çalışan insanların daha güvenli çalışma alanlarına sahip olacak olmasıdır. Sensör ve iletişim sistemleri ile hareket edilen ortamlarda gereksiz hareketler ve beklemeler olmayacak bu sayede hız ve verimlilikte artış sağlanacaktır. Veri ve analiz kabiliyeti sayesinde beklenmedik ekipman arızası ve bozulmaları önceden tahmin edilebilecektir. Doğru tahminler gereksiz alımlar ve malzeme israflarının önüne geçilecektir.

Geleceğin fabrikalarına akıllı fabrika, zeki fabrika tanımlamalarının yanı sıra bir diğer verilen isim karanlık fabrikadır bu tanımla tamamen otomatik sistemle donatılmış ortamlarda insan bulunmadığından ve ışığa ihtiyaç olmadığından dolayı yapıldı. Her ne kadar karanlık fabrika ortamı olsa da henüz ileri seviye farklılığa reaksiyon veremeyecek olan robotlardan dolayı insan gücü bu tam otomasyonlu ortamlarda bulunmaktadır. Karanlık fabrikalar 24 saat üretimlerini artan bir verim ile sürdürmektedir. Karanlık fabrikalar hakkında ünlü Japon robot üreticisi FANUC 2001’den itibaren yaklaşık bir ay kontrol ihtiyacı duymayan robotlar ile üretim yapmaktadır. FANUC şirketinin başkan yardımcısı Gary Zywid konu hakkında “yalnız ışıkları değil, havalandırma ve kaloriferleride kapatıyoruz” demiştir. Karanlık fabrikalar ayrıntılı bir planlama, tecrübeli çalışanlar, kusursuz otomasyon ve düzenli bakım ile mümkündür.

Geleceğin fabrikalarına örnek olarak Adidas’ın 2016 yılında Almanya’nın Ansbach bölgesinde açtığı SpeedFactory verilebilir. Fabrikada 160 personel ile özelleştirilmiş 50000 adet spor ayakkabı üretilmiştir. Fabrikada 18 aylık üretim süresinin 5 saate kadar düşürülmesi bu başarıda temel husustur. Bir başka örnek ise Çin’in Dongguan şehrinde telefon parçası üretimi yapan Changying şirketidir. Şirkette insansız fabrika kurulumu ile makine ekipman değişiminden depo sistemlerine kadar her şey bilgisayar kontrolü ile idare ediliyor, teknik görevliler ise sadece kontrol odasından süreci izliyor. Şirket değişimden önce 650 olan personel sayısını ilk başta 60 kişiye düşürmüş daha sonra ise iyileştirmeler ile bu sayı 20 kişiye kadar düşmüştür.

Sonuç olarak değişime ayak uydurabilmek ve çağı yakalayabilmek için gerekli olan akıllı fabrikalara geleceğin fabrikası demek için artık çok geç, onlar artık zamanımızın fabrikalarıdır.

İnsansız fabrikalar için donanımlı insanlara ihtiyaç vardır.