Sanayi 4.0 Nedir?

İlk olarak 2011 yılında Hannover Fuarında (Hannover Messe) kullanılan Sanayi 4.0 kavramı, o günden bugüne kadar dünya genelinde başta üretim ve hizmet sektörleri olmak üzere akademiden medyaya kadar çok geniş bir yelpazede odak gündem haline geldi.

Otomasyonun ötesinde; Nesnelerin İnterneti (Internet of Things – IoT), Siber-Fiziksel Sistemler (Cyber-Physical Systems), Büyük Veri (Big Data), Bulut (Cloud), M2M ve benzeri konuları içeren Sanayi 4.0 süreci yakın geleceğin temel üretim paradigmasının temellerini atıyor.

Sanayi 4.0’ın –başta Almanya olmak üzere- Avrupa Birliği’nde de resmi politika olarak kabul edilmesi ve ABD’nin de bu konuda çok ciddi araştırma faaliyetlerine girişmiş olması, özellikle 1990’ların başından itibaren ucuz iş gücü arayışıyla doğuya kaymış olan üretimin tekrar batıya çekilmesinin hedeflendiğini göstermektedir. Sanayi 4.0 ile birlikte ucuz işgücüne dayalı rekabet avantajı önemini yitirecekken, Sanayi 4.0’ın çoklu entegre yapısını içselleştirip uygulayamamış ülke ve firmalar giderek hammadde tedarikçiliği ve geri-dönüşüm rollerine sürüklenecektir.

Sanayide Devrimler Tarihi

Dördüncüsüne geçmeden önce ilk üç sanayi devrimini kısaca hatırlayalım: İlki sanayileşmenin de başlangıcı kabul edilen, İngiltere’de ortaya çıkıp önce kıta Avrupa’sına, sonra da tüm dünyaya yayılan ve aletli üretim yerine makinalı üretimin hâkim olduğu, atölye tarzı üretim (manüfaktur) yerine de fabrika üretiminin geçtiği devrimdir. Birinci sanayi devrimi, üretimi muazzam düzeylere ulaştırmış, ikili sınıfsal yapıyı ortaya çıkartmış ve ekonomiler için büyümeyi olanaklı kılmıştır. 1. Sanayi Devrimi ekonomik ilişkiler için bir milattır.

2. Sanayi Devrimi ‘nin başlangıcı için kabul gören genel görüş ise ilk olarak Henry Ford’un otomobil fabrikasında uygulanan, kayan bant sistemine dayalı kitlesel üretim modelidir. II. Dünya Savaşı sonrası dönemde –Keynesyen harcamacı politikaların da etkisiyle- yaygın olarak benimsenen kitlesel üretim ve tüketim çağı Fordizm olarak anılmaktadır. Bu dönemin üretiminin karakteristik özelliği kayan bant sisteminin varlığıdır. Bu sistem tek tipe dayalı kitlesel üretimi olanaklı kılmıştır. 60’lı yılların sonlarına kadar fordizmin kitlesel üretimi ülkelerin üretime ilişkin temel stratejisini oluşturmuştur. Rekabetteki yoğunlaşma ve tüketici tercihlerindeki çeşitlenme fordizmin sunduğu tek kalıp üretimi zorlamaya başlamış ve nihayetinde 73 petrol krizi sonrasında bu sistem çökmüştür.

Bir sistem çökerken diğerinin de tohumlarını atmaktaydı: 1969 yılında ilk kez geliştirilen Programlanabilir Mantıksal Denetçi (PLC) imalat araçları 3. Sanayi Devrimi ‘nin de hazırlayıcısı olmuştur. Bu dönem ile birlikte üretimde fordizm yerini post-fordizme bıraktı. Programlanabilir makinalar gelişerek endüstriyel robotlara dönüşürken, bu dönemin öne çıkan firma ve ülkeleri, çeşitlenen tüketici tercihlerine cevap verme esnekliğini gösterebilmiştir.

Bugün tartışılan ve ilk olarak 2006 yılında ABD’de ama daha güçlü bir sesle 2011 yılında Almanya’da Hannover Fuarında dillendirilen Sanayi 4.0 (4. Sanayi Devrimi) artık üretimde yeni bir paradigmanın ortaya çıktığını gösteriyor…

Endüstriyel Robotlardan Siber-Fiziksel Sitemlere Geçiş

Sanayi 4.0’ı kendinden önceki “devrimlerden” ayıran temel nitelik Siber-Fiziksel Sistemlerin (Cyber-Physical Systems – CPS) kullanılmaya başlanmasıdır. CPS, en genel haliyle, internet aracılığıyla makinaların makinalarla iletişim kurup anlaştığı ve üretimi gerçekleştirdiği karmaşık yapıları anlatmaktadır. Bu sistemde insan duyularının yerini yavaştan sensorlar almaktadır.

Bu durumu anlatmak için kullanılan kavram: Nesnelerin İnterneti (Internet of Things – IoT). Nesnelerin İnterneti, birbiriyle konuşan araçlara hatta internet aracılığıyla birbiriyle iletişim kurup üretimi planlayan ve gerçekleştiren “akıllı fabrika”lara (smart factory) işaret etmektedir.

Geçtiğimiz yıl Cenevre’de düzenlenen dünyaca ünlü Otomobil Fuarı’nda görücüye çıkan birbiriyle konuşan otomobiller, Sanayi 4.0’ın gelecekte yaşanacak değil, bugün yaşanmaya başlayan bir süreç olduğunu göstermektedir.

Sanayi 4.0 süreci hızla gelişip yaygınlaşırken yeni bir takım kavramları da gündelik yaşamımıza taşıyor. Nesnelerin İnternetinden (Internet of Things – IoT) Her şeyin İnternetine (Internet of Everything – IoE) kadar genişleyen ve makinadan makinaya (M2M), insandan makinaya (H2M) ve insandan insana (H2H) doğru iletişimi sensor ve internet tabanına yayan sistemler; üretim sırasında ortaya çıkan farklı tercih ve problemleri yorumlayarak kendi kendini programlayabilen yapay zekalı robotlar; dikey ve yatay entegrasyon, üç boyutlu tarayıcı ve yazıcılarla (3D scanner&printer) olanaklı hale gelen eklemeli üretim; tedarikten imalat ve pazarlamaya kadar her aşamada ihtiyaç duyulan bilgi bütünü, Büyük Veri (Big Data); firma ve müşteriye ait bilgilerin, üretim şablonlarının saklandığı Bulut Bilişim Sistemleri (Cloud); mekan ve zaman yakınsaması yaratarak uzaktan gerçek zamanlı kontrolü mümkün kılan Artırılmış Gerçeklik (Agumented Reality - AR) sistemleri Sanayi 4.0 ‘ın getirdiği yeniliklerden bazıları. Bu yeniliklerin tamamı üretimde verim, hız ve kaliteyi artıracakken; siber güvenlik problemleri, yapay zekalı robotların kontrolü sorunu ve işin geleceği hakkında tartışılması gereken problem alanları yaratmaktadır.