Prof. Dr. Hasan A. Heperkan

Üretimde dijitalleşme ve nesnelerin interneti
 
Güçlü ekonomi, üretmekle, katma değer yaratmakla oluşur. Ülkenin doğal kaynaklarının, insan potansiyelinin, öz yeteneklerinin ve bilgi birikiminin en iyi şekilde kullanılması, organizasyonu ve yönetilmesi gerekir. Bunun için teknik alt yapısı kuvvetli, konusuna hâkim, muhakeme yeteneği güçlü kadroların iş başında olması ve sürekli değiştirilmemesi çok önemlidir. Batı toplumları bugünkü refah seviyelerini ve teknolojik üstünlüklerini bu şekilde elde etmişlerdir.
 
Bugün sadece üretmek yeterli olmamakta, teknoloji üretemeyen, yenilikçi olamayan toplumlar artık ekonomik bağımsızlıklarını koruyamamaktadır. Teknoloji üretebilmek uzun bir süreçtir, bir günde oluşturulamaz. Bilimi temsil eden üniversitelerin, teknolojiyi temsil eden sanayi ile işbirliği ve uyum içinde çalışması sağlanmalıdır. Bu amaca yönelik alt yapının en kısa zamanda kurulması ve etkin şekilde yönlendirilmesinde hepimize büyük görevler düşmektedir.
 
Son 50 yıl içerisinde teknolojik gelişmeler ülke sanayilerinin hedeflerini ve amaçlarını önemli şekilde etkilemiştir. Sanayide yeni yapılanma sürecine yönelik önlemler ABD ve Japonya’da 1980 lerde başlamış, bunun sonucunda ileri teknolojiye yönelik yatırımlar hızlanmış, ARGE ve mesleki eğitim harcamaları artmıştır. Aynı dönemde sanayi yapısındaki bunalım nedeniyle AB ülkeleri, yeni teknolojiye dayalı sektörlere yeterince yatırım yapamamış, rekabet güçleri geri kalmıştır. Bu açığı kapatabilmek ve çağı yakalayabilmek için günümüzde AB ülkeleri birleşerek ortak fonlar yaratmış, AR-GE faaliyetlerine yönelik harcamaları arttırarak, Avrupa Çerçeve Programları gibi bir dizi araştırma ve uygulama projelerini faaliyete geçirmiştir. Ülkemizin de bu bağlamda, teknolojinin hızla değiştiği çağımızda, sanayinin, ülke kaynaklarını ve olanaklarını göz önüne alarak çağdaş teknolojiyi yakalayabilmeyi hatta üretebilmeyi hedef alması zorunlu hale gelmiştir. Sanayinin dayanağı teknoloji, teknolojinin dayanağı bilimsel bilgi ve kaliteli, çağdaş eğitimdir.
 
Bilgi teknolojisi, son 50 yılda rekabet ve stratejinin iki radikal dönüşüm geçirmesine neden olmuştu; bugün üçüncü bir dönüşüm gündemdedir. Modern bilgi teknolojisinden önce ürünler mekanikti ve değer zincirindeki aktiviteler kâğıt üzerinden elle yapılır, sözlü iletilirdi. 1960 ve 70’lerdeki ilk dalga IT, sipariş süreci, fatura ödeme, bilgisayar destekli tasarım ve üretim kaynak planlaması gibi değer zincirindeki münferit aktiviteleri otomatikleştirdi. Aktivitelerin verimliliği artış gösterdi; bunun nedenlerinden biri her aktivitede büyük miktarda verinin elde edilip analiz edilebilmesiydi [1].
 
İlk sanayi devrimi (Endüstri 1.0) su ve buhar gücünü kullanan mekanik üretim sistemleri ile karşımıza çıktı [2]. 
 
Mekanik Üretim Tesislerinin Uygulanması (Şekil 1, 18. Yüzyıl)
1712 Buhar Makinesi
İkinci sanayi devrimi (Endüstri 2.0) elektriğin kullanılması, elektrik motorlarını devreye girmesi ve bunun sonucunda seri üretimin başlaması ile gelişti [2].
 
Elektrik ve İş Bölümüne Dayalı Seri Üretime Geçilmesi 
(Şekil 1, 19. Yüzyıl)
1840 Telgraf ve 1880 Telefon
1920 Taylorizm (Bilimsel yönetim)
 
Üçüncü sanayi devrimi (Endüstri 3.0) ise dijital devrim, elektronik sistemlerin kullanılması ve BT (Bilgi Teknolojileri) ‘nin gelişmesiyle geldi. Üretimde otomasyon sağlandı [2].
 
Üretim Süreçlerinin Otomasyonu (Şekil 1, 20. Yüzyıl)
1971 İlk mikro bilgisayar (Altair 8800)
1976 Apple I (S. Jobs ve S. Wozniak)
 
Dördüncü sanayi devrimi (Endüstri 4.0) genel hatlarıyla; robotların üretimi tamamen devralması, yapay zekanın gelişimi, üç boyutlu yazıcılarla üretimin fabrikalar yerine evlerde yapılması, büyük miktarda bilginin (verinin) analizi ve değerlendirilmesi gibi yenilikleri içermektedir. Gelecekte içerisinde insan olmayan ve ışığa ihtiyaç duymayan robotlarla çalışan fabrikalar devreye girecek, insanlar belki de robotlarla yarışacaktır [3]. Endüstri 4.0 terminolojisinde, Big Data (Büyük Veri), IOT – Internet of Things (Nesnelerin İnterneti), Smart Factory (Akıllı Fabrika), CPS – Cyber-Physical Systems (Siber fiziksel sistemler), Cloud (Bulut teknolojileri), M2M – Machine-to-Machine (Makinadan makinaya), Internet of Services (Servislerin İnterneti) Smart Products (Akıllı Ürünler) gibi terimlere alışmalıyız.
 
Otonom Makineler ve Sanal Ortamlar (Şekil 1, 21. Yüzyıl)
1988 AutoIDLab. (MIT)
2000 Nesnelerin İnterneti
2010 Hücresel Taşıma Sistemi
2020 Otonom Etkileşim ve Sanallaştırma
 
Şekil 1 : Endüstri'nin Tarihsel Gelişimi (2)
 
Endüstri 4.0’ın, sistemin izlenmesinin ve arıza teşhisinin kolaylaşması, sistemlerin ve bileşenlerinin kişilik kazanması, çevre dostu ve kaynak tasarruf ederek sürdürülebilir olması, yüksek verimlilik sağlaması, üretimde esnekliği arttırması, maliyeti azaltılması, yeni hizmet ve iş modelleri geliştirmesi gibi avantajları bulunmaktadır.
 
Nesnelerin interneti, IOT, akıllı, bağlantılı ürünlerin artan sayısını yansıtan ve temsil edebilecekleri yeni fırsatları vurgulayan bir terimdir. İnternet, ister insanlar, ister nesneler kullansın, en basit anlamıyla bilgi aktaran bir mekanizmadır. Akıllı, bağlantılı ürünleri temelde farklı kılan internet değil, nesnelerin doğasının değişmesidir. Yeni bir rekabet çağına girmemizi sağlayan, akıllı, bağlantılı ürünlerin geniş yetkinlikleri ve oluşturdukları verilerdir. Bu bilgiler analiz edilerek cihazlara karar verme özelliği de kazandıran, tamamen farklı bir olgu yaratılmaktadır [4].
 
Sürekli gelişen teknoloji, 18. yüzyılın sonlarından itibaren endüstride üretkenliğin üç ana dalga çevresinde artmasını sağlamıştır; Buhar gücüyle çalışan makinalar, elektriğin üretime girmesi ve 1970 sonrasında yaygınlaşan robotlu otomasyon. Günümüzde artık dijital teknolojilerin getirdiği 4. sanayi devriminden söz edilmektedir. Akıllı robotlar, büyük veri, nesnelerin interneti, 3-D baskı, bulut gibi dokuz teknolojinin bu devrimde çok önemli rolü olduğu görülmektedir. Bu devrimle ortaya çıkan Endüstri 4.0 kavramı, sadece değer zincirlerinin parçalarının kendi içlerinde otomasyonu ötesinde birbirleri ile entegre olması olarak tanımlanmaktadır. Entegrasyonun en önemli özelliği tüm değer zinciri adımlarının birbiri ile gerçek zamanlı ve sürekli iletişim içinde olması ve bu sayede akıllı ve kendisini uyarlayan bir sanayi sürecine ulaşmasıdır.
Endüstri 4.0, robot teknolojileri, yapay zeka, büyük veri, otonom araçlar, nesnelerin interneti gibi teknolojiler ile yaşamımızı temelden değiştirecek yenilikler getirmektedir. Sanayi 4.0’ın temel yapı taşları olan akıllı varlıklara bir değer verebilmemiz için küresel bir değer ve ödeme sistemi gerekir. IOT de varlıkların kesintisiz ve güvenli iletişimi blockchain teknolojisi ile sağlanabilir; Bitcoin ise bu sistemin yeni para birimi olabilir.  Blockchain ve ilgili teknolojiler herhangi bir aracı olmadan birçok akıllı varlığın güvenli, eş zamanlı ve sorunsuzca çalışmalarını sağlayabilir.  Blockchain ve yeni teknolojiler dördüncü sanayi devriminin tam kalbinde yer alır (Schwab). Ellen MacArthur Foundation tarafından yayınlanan “Akıllı Varlıklar” raporunda, Blockchain teknolojisinin IOT ve tüm yeni teknolojilerde temel bir rol alacağı ifade edilmektedir.
 
TÜSİAD raporunda, Endüstri 4.0 olgusunun Türkiye için büyük öneme sahip olduğu, “Türkiye bir yol ayrımında: Küresel rekabet gücünü kaybetmek veya gelişmiş ülkeler arasına katılmak için dev bir adım atmak zorundadır “ şeklinde ifade edilmiştir.  Türkiye günümüzde küresel değer zincirindeki yerini lojistik avantajı ve ucuz işgücü ile sağlamaktadır.  Diğer taraftan ülkenin ihracatında gerekli ithalatın oranı yüksektir. İhracatın sadece %4 ü ileri teknoloji kullanılan ürünleri kapsamaktadır. Yetkin personel eksikliği ve gerekli alt yapının yetersiz olması yeni teknolojilerin benimsenmesini zorlaştırmaktadır. Raporda, Sanayi 4.0 dönüşümünü şekillendirecek 9 unsura yer verilmiştir.
 
Büyük Veri ve Analizi
Zenginleştirilmiş Gerçeklik
Eklemeli Üretim (3D yazıcılar)
Bulut teknolojileri
Siber Güvenlik
Akıllı Robotlar 
Simülasyon
Yatay ve dikey yazılım entegrasyonu
Nesnelerin İnterneti (Donanıma entegre sensörler ağı)
 
Almanya ve daha sonra ABD gibi sanayileşmiş ülkeler tarafından ortaya atılmış ve içinde bulunduğumuz dönemde artan bir ivme ile odaklanılan Endüstri 4.0, bu ülkelerin yıllar içinde kaybettikleri üretimde rekabetçi olma avantajını tekrar ele geçirmek için önemli bir fırsat yaratmaktadır. Burada, üretime ilişkin dönüşüm maliyetlerinin % 15-25’ine denk gelen bir sanayi verimliliği artışı sonucu 90-150 Milyar Euro’ya ulaşan bir maliyet azaltıcı etkiden bahsetmek mümkündür. Rekabet gücü yüksek ekonomiler kümesi içinde yer almak isteyen Türkiye için, küresel düzeydeki bu gelişmeleri takip etmek ve bunun ötesinde Endüstri 4.0’ın uygulayıcı öncü ekonomileri arasında yer almak kaçınılmazdır. Türkiye’nin içinde bulunduğu ülke grubundan bir üst seviyeye yükselme hedefine ulaşmasına büyük katkı sağlanacağı da unutulmamalıdır [5].
 
Konuyu iklimlendirme sektörü ile ilişkilendirerek bitirelim. Avrupa Birliği, karbondioksit yayılımını azaltmaya yönelik ilk adımı 4 Ocak 2003 tarihinde Binalarda Enerji Performansı Direktifi (2002/91/EC), EPBD ile atmıştır. Binalarda Enerji Performansı Direktifi (2002/91/EC), birlik üyesi ülkelerin binalar için bir enerji belgelendirme, sertifika sistemi oluşturmalarını ve iklimlendirme sistemlerini düzenli aralıklarla kontrol etmelerini istiyordu.
 
2010 yılında yeniden düzenlendiğinde direktif (EC, 2010), bina kabuğunun yalıtım özelliklerine oldukça sıkı kısıtlamalar, üye ülkelere minimum enerji gereksinimi konusunda somut hedefler koydu. Farklı kullanım şekillerine göre referans binaların oluşturulmasını, bu binaların yaşam süreçlerini dikkate alan “maliyet etkin analiz” e dayalı yönetmeliklerin hazırlanmasını ve kamu binalarının 2018/2019, diğer binaların da 2020/2021 yılına kadar “yaklaşık sıfır enerjili binalar”, nZEB olmasını getirdi.
 
Sıfır enerjili bina teknolojileri, sera gazı emisyonlarının azaltılması yolunda önemli bir araç olarak kabul edilmektedir. Ancak konfor şartlarının bozulmadan gerçekleştirilmesi, iklimlendirme sistemlerinin doğru tasarlanması ile mümkündür. İç hava kalitesinin iyileştirilmesinde Internet of Things, IOT temelli sistemlerin kullanılması bu konuda yardımcı olur, binanın toplam enerji tüketiminin azaltılmasına katkıda bulunur. Kullanıcılardan alınan veriler ve çevreden toplanan bilgiler harmanlanarak etkili bir iletişim ağı eşliğinde işlenir. Burada, mahalde yaşayan insanların hareketli olması ve sürekli yer değiştirmesi, kontrol olayını karmaşık hale getirir. PID, oransal-integral-diferansiyel kontrol sistemleri, konfor şartlarını optimize edilmesini kolaylaştırır. IOT ağ yapısına erişimi ve hesaplama kapasitesini büyük ölçüde artırırken, kişisel verileri de riske sokar; bu hususa özen göstermeyi göz ardı etmemeliyiz.
 
Kaynaklar
1. http://blog.turkcell.com.tr/akilli-baglantili-urunler-rekabeti-nasil-donusturuyor/?sayfa=3
2. Endüstri Tarihine Kısa Bir Yolculuk - Endüstri 4.0 Platformu, www.endustri40.com/endustri-tarihine-kisa-bir-yolculuk/
3. http://siemens.com.tr/digital-enterprise
4. Michael E. Porter, James E. Heppelmann, Akıllı, Bağlantılı Ürünler Rekabeti Nasıl Dönüştürüyor, Harvard Business Review, Kasım 2014, Ekim 2015
5. Türkiye’nin küresel rekabetçiliği için bir gereklilik olarak sanayi 4.0, TÜSİAD raporu, Yayın No: TÜSİAD-T/2016-03/576, Mart 2016

Banner INGAS 2019-8