Endüstri 1.0'dan Endüstri 4.0'a

Endüstri 1.0

• Atölye tarzı üretim yerine de fabrika üretimine geçildiği devrimdir.
• Su ve buhar gücüyle çalışan mekanik üretim tesislerinin devreye girişi
• İlk endüstriyel dokuma tezgahı
• James Watt’ın geliştirmiş olduğu ilk buhar makinesi
• 1896'da Herman Hollerith, daha sonra IBM olan Tablolama Makineleri Şirketi’ni düzenledi.
• 1960'ların başlarında, Hollerith kartları IBM ana bilgisayarına programlara giriş yapmanın tek pratik yoluydu.
• 1970'lerin ortasına kadar çoğu bilgisayar erişimi delikli kartlarla yapıldı.

Endüstri 2.0

• İş bölümüne dayalı, elektrik enerjisi ile seri üretimin devreye girişi
• Çelik üretiminin yarattığı teknolojik dönüşüme bağlı olarak.
• Demiryollarının gelişmesiyle ticaret ivme kazanmış
• Petrol ve türevlerinin ekonomiye kazandırılmasıyla, otomotiv sektörü gelişmiş
• 1973 petrol krizi sonrası, İkinci Sanayi devrimi sona ermiştir.

Endüstri 3.0

• İmalatın otomasyonunu, ileri safhalara taşımayı başaran elektrik ve bilgi teknolojilerinin devreye girişi
• Üretim sistemlerinde analog sistemlerin yerini dijital sistemlerin almasıyla başlamıştır
• 1976 yılında; Steve Jobs, Steve Wozniak ile birlikte Apple bilgisayar şirketini kurmuşlar.
• 3D yazıcıların gelişmesiyle araba parçalarının üretimi artmış tek tuşla büyük üretimler gerçekleşmiştir.
• 1984’de İlk 3D yazıcı SLA(stereolithography) teknolojisi kullanılarak Charles Hull tarafından geliştirildi.
• 1971 İlk mikro bilgisayar (Altair 8800)

Otonom Makineler ve Sanal Ortamlar (21. Yüzyıl)
✓ 1988 AutoIDLab. (MIT)
✓ 2000 Nesnelerin İnterneti
✓ 2010 Hücresel Taşıma Sistemi
✓ 2020 Otonom Etkileşim ve Sanallaştırma

Endüstri 4.0

🗒️ Endüstri 4.0 ile akıllı fabrikalar kapsamında, fiziksel işlemleri siber-fiziksel sistemlerle izlemek, fiziksel dünyanın sanal bir kopyasını oluşturmak ve merkezi olmayan kararların verilmesini sağlamak hedeflenmektedir.

Nesnelerin interneti ile siber-fiziksel sistemler birbirleriyle ve insanlarla gerçek zamanlı olarak iletişime geçebilecektir.

• Siber-fiziksel sistemlere dayalı üretimin devreye girişi
• Endüstri 4.0 ilk kez, 2011 yılında, Almanyada bir fuarda (Hannover) telaffuz edilmiştir.

Endüstri 4.0 kapsadığı konular

• Yapay zeka,
• 3D (üç boyutlu) yazıcılar,
• Robotik
• Biyoteknoloji,
• Nanoteknoloji,
• Uzay teknolojisi

Endüstri 4.0 Bileşenleri

Siber-Fiziksel Sistemler

• Siber-fiziksel sistemlerin temel amacı ‘akıllı izleme ve akıllı kontrol’ gerçekleştirip, üretimin gereksinimlerini yerine getirerek sanayide verimliliği arttırmaktır.
• Bu sistemler sensörlerle desteklenmiş ve bu sayede nesnelerin etkileşimleriyle gerçekleşen fiziksel dünyadaki hareketleri internet hizmetleriyle toplar ve birleştirir.
• İnternet üzerinden ve İnternet servislerini kullanarak haberleşebilir.
• Birbirleriyle ağ oluşturabilir.
• Özerk biçimde ve insanlarla birlikte merkezi olmayan şekilde karar alabilir.

Nesnelerin İnterneti

• 2011 yılında, George Kopetz tarafından ortaya atılmıştır.
• En basit tanımıyla, nesnelerin birbiriyle iletişimini sağlayan yapılara IoT adı verilmiştir.
• IoT platformu, kontrol süreçlerini hızlandıran bir veri yönetimi sunar.
• “Nesnelerin İnternetinin” amacı insanların dikkatine tabi bir nesne olmak değil, insanlara işlerinde yardımcı olmaktır.
• Nesnelerin İnterneti’nin gücü, çok fazla veri toplama ve bunu yararlı bilgilere dönüştürme yeteneğinden gelmektedir.

Faydaları

✓ Operasyonel verimliliği artırmak
✓ Verimliliği artırmak
✓ Yeni iş fırsatları yaratmak
✓ Arıza süresini azaltma.
✓ Varlık kullanımını maksimize etmek.

Zorlukları

✓ Veri entegrasyon zorlukları
✓ Beceri eksikliği (ve becerilere erişim)
✓ Siber güvenlik ve veri güvenliği

Kullanım Alanları

✓ Elektrik Endüstrisi
✓ Çevre
✓ Tarım
✓ Sağlık
✓ Ulaşım

Örnekler

Scada

Kapsamlı ve entegre bir veri tabanlı kontrol ve izleme sistemi olan SCADA ile bir tesise veya işletmeye ait tüm ekipmanların kontrolünden üretim planlamasına, çevre kontrol ünitelerinden yardımcı işletmelere kadar tüm birimlerin otomatik kontrolü, gözetlenmesi ve sonuçların raporlanması sağlanabilir.

HomeConnect

Eşyalar üzerindeki sensörlerle toplanan bilgiler (enerji ve su tüketim durumu, bulaşık makinesinin tuz ihtiyacı v.b.) cep telefonu ya da tablet üzerinden kullanıcılarla paylaşılırken, kişilerin de bu platformlar üzerinden komut vermesi sağlanıyor.

Air Quality Egg

Hava Kalitesi Yumurtası, havadaki kirleticilerin kitle kaynaklı vatandaş izlemesi için bir Nesnelerin İnterneti platformu ve hobi cihazıdır. C

Invisible Track

Koruma altındaki ormanlarda yasa dışı ağaç kesimlerini engelleme için geliştirilmiş teknolojidir

Waterbee

Akıllı sulama sistemi, sensörler yardımıyla su tüketimini azaltma ve toprağın durumu hakkında bilgi verme konusunda kolaylık sağlar.

Sürü Yönetim Sistemi

Büyükbaş ve küçükbaş hayvan işletmelerinde, hayvan davranışları ve çeşitli noktalardan alınan veriler ile birey bazlı yönetim sağlamak üzere geliştirilmiş sistemlerdir.

Endüstri 4.0'ın Hedefleri

• İnsan hatasını en aza indirmek,
• Üretimde kalitenin arttırılması,
• Maliyetlerin azalması,
• Rekabetçi ürünlerin piyasaya sürülmesi

Büyük Veri, Bulut Sistemi ve Bulut Tabanlı İmalat (Hizmetlerin İnterneti)

Bulut bilişim sisteminin ilk temelleri, 2006 yılında gerçek bulut bilişim hizmeti olan Amazon S3’ün hizmete girmesiyle atıldı.

Bulut teknolojisi hizmeti veren platformlar

• Dropbox
• Google Drive
• Yandex.Disk
• SkyDrive
• Cloud
• TUrkcel Akıllı Bulut
• TTNET Bulut
• Ubuntu One
• Box

Hizmetlerin İnternetinde, hizmetler ve fonksiyonlar hassas yazılım birleşenleri olarak temsil edilmekte ve sağlayıcılar tarafından Internet (bulut) üzerinden sunulmaktadır.

Hizmetlerin İnterneti, çeşitli pazar oyuncularından gelen bulut-tabanlı geliştirme ve servis platformları basitçe web-uyumlu hizmetlerin geliştirilmesi ve sunulması opsiyonu sağlamaktadır.

Endüstri 4.0’ın Prensipleri

Karşılıklı Çalışabilirlik

Siber fiziksel sistemlerin yardımı ile (örneğin; iş parçası taşıyıcıları, montaj istasyonları ve ürünleri) nesnelerin interneti ve hizmetlerin interneti üzerinden insanların ve akıllı fabrikaların birbirleriyle iletişim kurmasını sağlar

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.

Hizmet Oryantasyonu

Hizmetlerin interneti üzerinden siber-fiziksel sistemler, insanlar ve akıllı fabrika servisleri sunulmaktadır.

Modülerlik

Hizmetlerin interneti üzerinden siber-fiziksel sistemler, insanlar ve akıllı fabrika servisleri sunulmaktadır.

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

Endüstri 4.0'ın Türkiye’deki Mevcut Durumu

TÜBİTAK’ın 2016 yılında yapmış olduğu çalışma, sanayimizin dijital olgunluk seviyesinin Endüstri 2.0 ile Endüstri 3.0 arasında seyrettiğini göstermektedir.

• Türkiye bir an önce bilgi toplumu seviyesine ulaşmalı, dijital ve bilgisayar teknolojilerini endüstri ile bütünleştirmelidir.
• Bu amaçla Üniversite-Sanayi iş birliklerini güçlendirmek için çalışmalar yapılması ve projeler yürütülmesi gerekmektedir.
• Programlama ve kodlama dilleri öğrencilere okullarda derinlemesine anlatılmalı ve yeni dersler açılmalıdır. Nasıl ki okullarda ikinci dil dersleri zorunluysa bu tarz yeni endüstri dersleri de eğitimin içerisine işlenmelidir.
• Yeni endüstri çağı hakkında bilgi sahibi olunması açısından da belirli aralıklarla seminerler düzenlenmelidir.
• Otomasyon her ne kadar insan işini azaltıp insanları iş konusunda kısıtlayacak gibi görünse de, aslında insan zekasının daha çok kullanabileceği işlere kapı açacağı öngörülmektedir.