Adindan da anlasilacagi gibi, akilli bir fabrika… akillidir. Birbirine bagli makineler, iletisim mekanizmalari ve bilgi islem gücü agi olan akilli fabrika, verileri analiz etmek, otomatik süreçleri yönlendirmek ve ilerledikçe ögrenmek için yapay zeka (AI) ve makine ögrenimi gibi ileri teknolojileri kullanan siber-fiziksel bir sistemdir.

Akilli fabrikalar ve akilli üretim, Endüstri 4.0 veya Dördüncü Sanayi Devrimi olarak bilinen teknolojik dönüsümün bir parçasidir. Ilk üç sanayi devriminin her biri, çalisma ve mal üretme seklimizi tamamen degistiren yenilikçi yeni bir teknolojiden dogdu: yani buhar motoru, montaj hatti ve bilgisayarin gücü. Bugün dördüncü devrim, dijital dönüsüm ve akilli otomasyon tarafindan yönlendiriliyor.

Degisen bir dünya için akilli fabrikalar

Son birkaç yilda, dijital dönüsümün 2020'lerde rekabetçi ve dayanikli olmayi umut eden tedarik zincirleri ve üretim operasyonlari için acil bir öncelik oldugu is dünyasi liderleri için giderek daha belirgin hale geldi. Pandemi, küresel tedarik zinciri zayifliklarini ve endüstri açiklarini daha da ortaya çikardi. Forbes dergisindeki bir makale bunu tekrarlayarak, “COVID-19, dünyaya imalat endüstrisinin zaten bilmesi gereken bir seyi gösterdi. Geleneksel tedarik zincirleri ve üretim ekosistemleri basarisiz oluyor ve tamamen dijital olarak etkinlestirilen daha uyarlanabilir, çevik bir çözüme geçmemiz gerekiyor.”

Tüketici beklentileri de akilli fabrika teknolojilerinin gelistirilmesine ve gelecegin fabrikasina katki sagliyor. Amazon Etkisi olarak bilinen tüketicinin ertesi gün teslimat talebi istikrarli ve hizli bir sekilde artiyor. 2019 yilinda Entrepreneur dergisine göre, “Iyi ya da kötü, ABD ekonomisi ve küresel ekonomi Amazon Etkisinin sancilari içinde. […] E-ticaret saglayicilari, Amazon'un hizina ve verimliligine yetismek için sürekli artan bir baski altindalar ve tüketici beklentilerinin gevsedigine dair hiçbir kanit yok.” Bu egilim, akilli fabrika teknolojisine yönelik artan talepte önemli bir faktör olmustur, çünkü modasi geçmis sistemler, bu fenomene ayak uydurmak için gereken lojistik ve depolama kapasitesi ölçegini karsilamakta yetersiz kalmaktadir.

Üreticiler ve tedarik zinciri yöneticileri, uluslararasi ortaklara olan bagimliliklarini en aza indirmeye çalistiklari için daha fazla risk ve operasyonel aksama ile karsi karsiya kalmaktadir. Istege bagli üretim ve sanal envanterler gibi akilli fabrika çözümleri, denizasiri tedarikçilere ve üreticilere olan bagimliligi kesinlikle en aza indirebilir. Ancak Harvard Business Review'in 2020 tarihli bir makalesinde belirttigi gibi" Üreticiler, dar bir alana odaklanan uzmanlara ve taseronlara yöneldiler ve bu uzmanlar bile diger birçok alana güvenmek zorunda. Ve dünyanin demir cevheri veya lityum metal gibi dogal kaynaklar için farkli bölgelere bagimli hale gelmesi gibi, bu uzmanlarin ikamet ettigi bölgelere de bagimli hale geldi.” Yerli üretimi artirmak kesinlikle maliyeti ve tedarik zinciri riskini azaltabilir, ancak denizasiri ortaklara olan ihtiyaci ortadan kaldirmaz veya zincirdeki toplam baglanti sayisini azaltmaz. Bu nedenle, verimliligi ve görünürlügü optimize etmek için dijital fabrika teknolojilerinin mevcut olmasi her zamankinden daha önemli.

Akilli fabrika nasil çalisir?

Otomatiklestirilmis süreçlerden genellikle akilli bir fabrikaya özgüymüs gibi bahsederiz ancak otomasyon ve robotik, üretim operasyonlarinda onlarca yildir kullanilmaktadir. Birçok geleneksel fabrika, operasyonlarinin çesitli bölümlerinde barkod tarayicilar, kameralar ve dijitallestirilmis üretim ekipmanlari gibi otomatik makineler kullanir. Ancak bu cihazlar birbirine bagli degildir. Geleneksel bir fabrikadaki insanlar, varliklar ve veri yönetim sistemlerinin tümü birbirinden ayri olarak çalisir ve sürekli olarak manuel olarak koordine edilmeli ve entegre edilmelidir.

Akilli bir dijital fabrika, makineleri, insanlari ve Büyük Veriyi dijital olarak bagli tek bir ekosisteme entegre ederek çalisir. Akilli bir fabrika, yalnizca verileri derleyip analiz etmekle kalmaz, ayni zamanda deneyimlerden ögrenir. Trendleri ve olaylari tahmin etmek ve akilli üretim is akislarini ve otomatiklestirilmis süreçleri önermek ve uygulamak için veri kümelerinden içgörüleri yorumlar ve elde eder. Akilli bir fabrika, kendini düzeltmek ve kendi kendini optimize etmek için sürekli prosedür iyilestirmesinden geçer kendisine (ve insanlara) daha esnek, üretken ve güvenli olmayi ögretebilir.

Akilli fabrikanin yapisi

Akilli fabrikanin temel yapisi genel olarak üç adimda özetlenebilir:

Veri toplama:  Yapay zeka ve modern veritabani teknolojileri, isletme, tedarik zinciri ve dünya genelinde birbirinden farkli faydali veri kümelerinin derlenmesine ve edinilmesine olanak tanir. Sensörler ve ag geçitleri araciligiyla Endüstriyel Nesnelerin Interneti (IoT), bagli makinelerin sisteme veri toplamasina olanak tanir. Yapay zeka destekli sistemler, sayisiz diger veri portallari araciligiyla performans, pazar egilimleri, lojistik veya diger potansiyel olarak ilgili kaynaklarla ilgili veri kümelerini derleyebilir.

Veri analizi: Makine ögrenimi ve akilli is sistemleri, toplanan tüm farkli verileri anlamlandirmak için gelismis analitik ve modern veri yönetimi çözümlerini kullanir. IoT sensörleri, makinelerin onarim veya servise ihtiyaci oldugunda uyari verebilir. Firsatlari ve riskleri belirlemek için piyasa ve operasyonel veriler derlenebilir. Performansi optimize etmek ve garanti edildigi sekilde otomatik düzeltme yapmak için is akisi verimlilikleri zaman içinde incelenebilir. Aslinda, karsilastirilabilen ve analiz edilebilen veri setleri, dijital fabrika optimizasyonu ve tedarik zinciri tahminini bilgilendirmek için neredeyse sonsuz kombinasyon olasiligi sunar.

Akilli fabrika otomasyonu: Veri toplama ve analizi gerçeklestikten sonra is akislari kurulur ve sistemdeki makine ve cihazlara talimatlar gönderilir. Bu cihazlar, fabrikanin dört duvari içinde veya tedarik zincirindeki lojistik veya üretim baglantilarinda çok uzaklarda olabilir. Akilli is akislari ve süreçler sürekli olarak izlenmekte ve optimize edilmektedir. Bir haber raporu, belirli bir ürün için talepte bir ani artis konusunda uyarirsa, 3D yazici is akislarina o ürün için üretim önceligini artirma talimati verilebilir. Bir hammadde sevkiyati gecikirse, herhangi bir kesintiyi ortadan kaldirmak için envanter tamponlari rotasyona sokulabilir.

Akilli fabrikanin faydalari

Birçok isletme, on yillardir temelde degismeyen tedarik zinciri operasyonlari ve sistemleri ile yetinmistir. Ancak tüketici beklentileri ve ekonomik belirsizlik tüm zamanlarin en yüksek seviyesindeyken, tedarik zinciri yöneticileri, ölçülebilir ve önemli fayda saglayabilecek ve bunu hizla getirebilecek çözümlere ihtiyaç duyuyor. Forbes dergisine göre, 2017'de üreticilerin sadece %43'ü akilli fabrika girisimlerini sürdürüyordu. 2019 itibariyle, bunlarin %68'i yapti. Dijital dönüsüme ve akilli fabrika çözümlerine yatirim yapan sirketler için, asagidakiler de dahil olmak üzere önemli ticari avantajlar potansiyeli vardir:  

Verimlilik ve verimlilik: Üretim, tarihi boyunca öncelikle tepki vermekle ilgili olmustur daha önce meydana gelen bir olaya veya trende bakmak ve ardindan olayi farkli bir yöne yönlendirmeye çalismak. Akilli fabrika teknolojileri, reaktif uygulamalara olan ihtiyaci azaltmak ve tedarik zinciri yönetimini daha esnek ve duyarli bir moda tasimak için tasarlanmistir. Tahmine dayali analitik ve Büyük Veri analizinin kullanilmasi, optimize edilmis süreçlerin tanimlanmasina ve uygulanmasina olanak tanir. Tam zamaninda envanter yönetimi, dogru talep tahmini ve pazara sunma hizinin artmasi, akilli fabrikalarin sagladigi verimlilik avantajlarindan birkaçidir. Dijital içgörülerle güçlendirilen akilli fabrikalarda çalisan insanlar da çabalarini düzene sokarak operasyonun genel üretkenligine katkida bulunuyor. Deloitte, 2019 akilli fabrika çalismasinda bize sunlari söylüyor.  “Sirketler, akilli fabrika girisimlerine yatirim yaptiktan sonra üretim çiktisi, fabrika kullanimi ve isgücü verimliligi gibi alanlarda %12'ye varan kazançlar rapor ediyor. Ayrica, akilli fabrikalara sahip üreticiler, 2030 yilina kadar %30 daha yüksek net isgücü verimliligi ile geleneksel fabrikalari büyük olasilikla geride birakacak.”

Sürdürülebilirlik ve güvenlik: Tüketiciler, sosyal ve çevresel açidan sorumlu yöntemlerle tedarik edildigini ve üretildigini bildikleri ürünler için giderek daha fazla harcama yapmaya istekli hale geliyor. Modern akilli fabrika teknolojileri, isletmelerin daha yesil, güvenli ve sosyal açidan sorumlu üretim uygulamalari için firsatlari belirlemesini ve uygulamasini her zamankinden daha kolay hale getiriyor. Blok zinciri ve RFID sensörleri gibi dijital yenilikler, akilli fabrika yöneticileri tarafindan, tedarik zincirindeki en uzak baglantilardan bile gelen tüm malzeme ve sarf malzemelerinin reddedilemez kökenini ve kalite kontrolünü saglamak için kullanilabilir. Ve eve daha yakin, Uluslararasi Otomasyon Dernegi raporlari robotlarin ve otomatik cihazlarin, is yeri yaralanmalarinin önde gelen bes nedeninden üçünün azaltilmasina veya ortadan kaldirilmasina yardimci olabilecegi.

Ürün kalitesi ve müsteri deneyimi: Çocuklarin telefon oyununda oldugu gibi, geleneksel üreticiler de yönergelerinin dogru bir sekilde alindigindan ve tedarik zincirlerindeki daha düsük seviyeli tedarikçiler ve üreticiler tarafindan takip edildiginden emin olmakta genellikle zor zamanlar geçirdi. Akilli fabrikada, bulut baglantisi ve akilli fabrikalardaki uçtan uca görünürlük, üretim sürecinin tüm katmanlarina gerçek zamanli bilgiler ve öneriler getiriyor. Hizli özellestirme ve degisen trendlere yanit verme yetenegi, ürünlerin müsteri istekleriyle siki bir sekilde güncel oldugu anlamina gelir. Sistem verilerinin gelismis analizi, zayifliklari veya iyilestirme alanlarini hizla tespit eder. Bu, pazarda artan rekabet gücüne, daha iyi ürün incelemelerine ve daha az maliyetli iade veya geri çagirmaya yol açar.

Akilli fabrika teknolojileri

Akilli fabrika teknolojileri oldukça çeviktir. Bir isletmede dijital dönüsüm girisimleri hizlanirken, gerektiginde ölçeklendirme, degistirme ve uyarlama için neredeyse sonsuz olasilik vardir.

Bulut baglantisi: Ister genel, ister özel veya hibrit olsun, bulut, tüm veri ve bilgilerin akilli bir fabrika üzerinden aktigi kanaldir. Is çapinda ve küresel bulut baglantisi, isin her alaninin gerçek zamanli verilerle çalismasini ve tedarik zinciri içindeki tüm baglantili varlik ve sistemlere aninda görünürlük olmasini saglar. 

Yapay zeka: Entegre AI  teknolojilerini kullanan operasyonel sistemler,  yalnizca farkli veri kümelerini toplamak ve analiz etmek için degil, ayni zamanda gerçek zamanli içgörüler ve duyarli öneriler saglamak için hiz, güç ve esneklige sahiptir. Akilli bir fabrikadaki otomatik süreçler ve akilli sistemler, yapay zeka tarafindan sürekli olarak optimize edilir ve bilgilendirilir. 

Makine ögrenimi: Makine ögreniminin akilli fabrikaya getirdigi en degerli faydalardan biri, gelismis kestirimci bakim kapasitesidir. Üretim süreçlerini izleyerek ve analiz ederek, sistem arizasi olusmadan önce uyarilar gönderilebilir. Duruma bagli olarak otomatik bakim yapilabilir veya gerekirse insan müdahalesi önerilebilir.

Büyük Veri: Saglam ve büyük veri kümeleri, akilli bir fabrikada tahmine dayali ve gelismis analitiklerin gerçeklesmesini saglar. Isletmeler, Büyük Veri'nin stratejik degerini uzun zamandir aniliyor, ancak yakin zamana kadar, onu anlamli bir sekilde kullanmak için gerekli sistemlerden yoksundu. Tedarik zincirlerindeki ve akilli fabrikalardaki dijital dönüsüm, isletmelerin Büyük Veri içgörülerini kullanarak optimizasyon ve yenilik yapmalari için bir potansiyel dünya açti. 

Endüstriyel Nesnelerin Interneti (IoT): Akilli bir fabrikada, cihazlar ve makineler benzersiz tanimlayicilarla ve dijital veri gönderme ve alma yetenegiyle donatildiginda, bir IoT agi olustururlar. Modern makinelerin halihazirda dijital portallari olabilir, ancak onlarca yillik analog makineler bile onlari hizlandirmak için IoT ag geçidi cihazlariyla donatilabilir. Esasen, cihazdan gönderilen veriler durumu ve etkinligi hakkinda rapor verir ve cihaza gönderilen veriler, eylemlerini ve is akislarini kontrol eder ve otomatiklestirir. 

Dijital ikizler: Bir makinenin veya sistemin tam, sanal bir kopyasi, onun dijital ikizi olur. Minimum operasyonel riskle maksimum yenilik ve yaraticiliga izin verir. Dijital ikiz, fiziksel dünyada hiçbir risk veya kaynak israfina neden olmadan sinirlarina kadar zorlanabilir, birden çok sanal yolla yeniden yapilandirilabilir veya mevcut bir sistem içinde uyumlulugu açisindan test edilebilir. 

Eklemeli baski: 3D baski olarak da bilinir, akilli fabrikalarin talep üzerine üretim için akilli otomasyon kullanmasini saglar. Bu, özellikle beklenmedik tedarik zinciri kesintileri veya ani ürün talebi zamanlarinda çok önemlidir. Ancak, her zamanki gibi is olsa bile, sanal envanterler tam zamaninda üretime izin vererek riski ve israfi büyük ölçüde azaltabilir.

Sanal gerçeklik (VR) ve artirilmis gerçeklik (AR): 2019'da Assembly Magazine, akilli fabrikada VR giyilebilir cihazlarin bazi uygulamalarini “çevresel kosullari, envanter seviyelerini, süreç durumunu, montaj hata verilerini, kullanimi birbirine baglayabilme” olarak tanimladi. Aktarim hizi ölçümlerini baglama bagli bir sekilde (baktiginiz veya yürüdügünüz yer).” Bu sürükleyici duyusal deneyim, kullanicilarin fabrika durumu hakkinda engelsiz bir farkindalik saglamak için herhangi bir konum veya zaman noktasindan gerçek zamanli verilerle   dogal duyularini güçlendirmelerine olanak tanir.

Blockchain: Neyse ki, akilli fabrika teknolojileri ilerledikçe güvenlik çözümleri de onlara ayak uyduruyor. Blockchain, tedarikçilerle “akilli sözlesmeler” olusturmaktan, mallarin kaynagini takip etmeye ve tedarik zinciri yolculugu boyunca islemeye kadar tedarik zincirinde birçok uygulamaya sahiptir. Akilli fabrikalarda blok zinciri, özellikle is genelinde baglantili varliklara ve makinelere erisimi yönetmek için yararlidir sistemin güvenligini ve bu cihazlar tarafindan tutulan kayitlarin dogrulugunu korur. 

Modern veri tabani: Bellek içi veritabanlari ve modern ERP sistemleri, Endüstri 4.0'in ve tüm akilli fabrika ve akilli tedarik zinciri çözümlerinin arkasindaki "beyinlerdir". Eski, disk tabanli veritabanlari, akilli fabrikalari ve modern tedarik zincirlerini çalistirmak için gereken karmasik veri yönetimi ve analitik islevselligine ayak uydurmak için genellikle sinirlarinin çok ötesinde zorlanir.

Akilli fabrika dönüsümüne ulasmak

2020, dünyanin dört bir yanindaki isletmeler için muazzam bir aksama ve operasyonel risk getirdi. COVID-19'dan önce, 600'den fazla üst düzey imalat sektörü yöneticisiyle yapilan 2019 Deloitte anketi, %86'sinin önümüzdeki bes yil içinde "Akilli fabrika girisimlerinin üretim rekabetçiliginin ana itici gücü olacagina" inandigini bildirdi. Bugün, dijital dönüsüm ve tedarik zinciri modernizasyonu, yenilik yapmaya ve rekabet etmeye kararli sirketler için uzun vadeli hedeflerden acil ve acil önceliklere dönüstü. 

Akilli fabrika dönüsümünüze nasil baslayacaginiz, su anda nerede oldugunuza ve isiniz için en kritik süreçlerin hangileri olduguna bagli olacaktir. Ilk sistem denetimi, mevcut süreçleri, varliklari ve is sistemlerini analiz etmenize ve degerlendirmenize yardimci olacaktir. Is akislarini ve üretim süreçlerini otomatiklestirmeye baslamadan önce, bugün nasil göründüklerini degerlendirmeniz gerekecek.  

Dijital dönüsüm yolculugunuzun baslangicinda, akilli bir fabrikadaki "akilli" özelligin gelismis veri analizi ve veri yönetimi kapasitesinden geldigini unutmamak da önemlidir. Modern bir veritabani ve saglam bir ERP sistemi, akilli bir fabrikanin arkasindaki beyinlerdir. Sistemi çalistiran gelismis islevselligi desteklerler. Herhangi bir akilli fabrika dönüsümünün basarisinda önemli bir faktör, mevcut is sistemlerinin Büyük Veriyi yönetme ve yapay zeka, makine ögrenimi ve gelismis analitik gibi teknolojileri entegre etme yetenegi olacaktir.

Son olarak, akilli fabrika dönüsümünün en iyi yanlarindan biri, etkili olabilmesi için bir anda gerçeklesmesi gerekmemesidir. Ayrica mevcut ticari faaliyetlerin kesintiye ugramasini veya duraklatilmasini da gerektirmez. Bir isletmenin dijital sistemlerini modernize etmek ve optimize etmek için attigi her girisim, onlari tam entegre bir akilli fabrikaya bir adim daha yaklastiracaktir. Ayrica, dogasi geregi akilli fabrika teknolojileri verileri toplar ve analiz eder. Bu, herhangi bir yeni dijital teknolojinin etkisinin ve yatirim getirisinin kurulum anindan itibaren ölçülebilecegi ve degerlendirilebilecegi anlamina gelir.