Sanayi 4.0, sanayi üretimini yüksek teknoloji ile donatarak, makineler arası iletişim çağına yani siber fiziksel sistemlere geçişi esas almakta olup, ekonomiden sosyal düzene kadar yapacağı radikal dönüşümler ile neden yeni bir sanayi devrimine geçileceğini de ortaya koymaktadır. Bu süreçte, akıllı fabrikalar ile akıllı ürün uygulamaları kendini göstermektedir. Diğer yandan, tüm üretim süreçlerini tek başına yönetmeye aday robotların dönemine geçiş, insanoğlunun korkulu rüyası olan makineleşmenin iş gücü talebini azaltacağına dair düşüncesini de robot teknolojisi ile birlikte yeniden gündeme taşımıştır.
Endüstri 4.0 ya da 4. Sanayi Devrimi terimi ilk olarak 2011 yılında Almanya Hannover Fuarında kullanılmış. Ekim 2012 yılında ise Robert Bosch GmbH ve Henning Kagermann çalışma grubu oluşturarak hazırladıkları 4. Sanayi Devrimi öneri dosyasını Alman Federal Hükümeti’ne sunmuşlar.
Üretim sektöründeki önemli endüstriyel devrimler sonrası ülkeler ve şirketler küresel boyutta yaşanan bu değişimlere ayak uydurmak zorunda kalmış ve artan rekabet koşulları arasında rekabet üstünlüklerini devam ettirebilmek amacıyla bazı stratejiler geliştirmişlerdir. Almanya’da gündeme gelen Endüstri 4.0 da bu stratejilerden birinin adıdır.
Tarih boyunca dört büyük endüstriyel devrim yaşanmıştır;
- Su ve buhar gücünün daha verimli kullanılmasını sağlayan mekanik tezgahların bulunması.
- Henry Ford’un üretim bandı tasarımı ve elektriğin seri üretimde kullanılmaya başlanması, üretim hattının geliştirilmesi.
- 1970’lerde üretimde mekanik ve elektronik teknolojilerin yerini dijital teknolojiye bırakmasına sebep olan programlanabilir makinelerin kullanılmaya başlanmasıyla oldu.
- Endüstri 4.0 ise 4. Endüstriyel Devrimi başlatacağı düşünülen endüstriyel bir strateji planıdır.
Endüstri 4.0 temel olarak Bilişim Teknolojileri ile Endüstriyi bir araya getirmeyi hedefliyor. Ana bileşenler;
- Yeni Nesil Yazılım ve Donanım, yani bugünün klâsik donanımlarından farklı olarak düşük maliyetli, az yer kaplayan, az enerji harcayan, az ısı üreten, ancak bir o kadar da yüksek güvenilirlikte çalışan donanımlar ve bu donanımları çalıştıracak işletim ve yazılım sistemlerinin kaynak ve bellek kullanımı açısından tutumlu olması hedefidir.
- İkinci ve belki de en önemli bileşen ise Cihaz Tabanlı İnternet (İnternet of Things), yeryüzündeki tüm cihazların birbiriyle bilgi ve veri alışverişi için kullanıldığı, her türlü araç gerece entegre edilmiş, sensör ve işleticilerle donanmış, İnternet bağlantılı akıllı elektronik sistem. Bu sisteme kısaca Siber-Fiziksel Sistemler de diyebiliriz. Üretim sürecinde fabrikalardaki makinelerde siber-fiziksel sistemlerin kullanılması demek insanlardan neredeyse bağımsız olarak kendi kendilerini koordine ve optimize ederek üretim yapabilecek ‘akıllı fabrikalar’ demektir.
İçinde bulunduğumuz süreçte, hızla yaygınlık kazanan 4. Sanayi Devrimindeki temel amaç, kendini yönetebilen üretim süreçlerinin olduğu akıllı fabrikaların hayata geçirilmesidir. Akıllı fabrika oluşturmak ise ancak “Siber-Fiziksel Sistem” ve “Nesnelerin İnterneti” ile mümkün olabilmektedir.
Eğer Endüstri 4.0 stratejisi gerçekleşirse üretim süresi, maliyetler ve üretim için ihtiyaç duyulan enerji miktarı azalacak, üretim miktarı ve kalitesi artacak.
Endüstri 4.0 stratejisinin hayata geçmesinde ilk aşamada donanım ve yazılım bölümünün hayata geçmesi bir problem teşkil etmeyecek gibi görünüyor çünkü donanım ve yazılım için kullanılacak enerjinin az olacağı düşünüldüğünde ve İnternet protokolünün 6. sürümü IPv6 ile birlikte milyarlarca cihazın İnternet’e bağlanmasının yolu açıldığından başlangıç olarak bir sıkıntı olmayacak demektir. Fakat üretim süreçlerinde kullanılacak makinelerin hepsinin Endüstri 4.0’ın standartlarına uygun hale getirilmesi ve programlanmasının kolay olmadığı aşikârdır.
Zorlukları;
- Riske girmek istemeyen şirketler ve paydaşları arasındaki uzlaşmazlıklar,
- Değişimin maliyetli olması ve bir sorun çıktığında yine mali sorun oluşturması,
- Üretim süreçlerinin bütünlüğünün korunması gerekliliği gibi sorunlara çözüm bulmak zaman alacak gibi görünüyor. Bütün bu stratejilere planlara rağmen dijitalleşme süreci uzun bir yoldur ve bu yolun işbirliğiyle daha hızlı katedilmesi mümkün olacak.
- Biz hem makine ithal ediyoruz, hem makine üretiyoruz. İthal ettiğimiz makinelerin çoğu akıllı (bilgisayar kontrollü) makine. Ama bunları kullanamıyoruz. İşletmeci makinelerin özelliğinden yararlanamıyor. Yerli ürettiğimiz makinelere akıl (bilgisayar kontrolü) yükleyemiyoruz. Bu nedenle içeride ve dışarıda talebi olan makine üretemiyoruz. Metal maliyeti yüksek, ucuz makineler üretiyoruz. Örneğin Kahramanmaraş sanayisinin temel ürünü olan pamuk ipliğini üreten milyon euro’luk makinelerin hepsi ithal makinelerdir. En küçük parçasını dahi yine ithal etmek zorundayız. Hani diyoruz ya tekstilde, giyimde, konfeksiyonda en büyük ihracatçı ülkelerden biriyiz diye, ama bunu yapan makineler için yurt dışına milyon eurolar ödüyoruz. Yaptığımız ihracatın cari açığa hiçbir faydası olmuyor. Kısacası işin hamallığını yapıyoruz. Almanya’da, İsviçre’de, Avusturya’da pamuk tarımı yok ama makinelerini onlar yapıyor.
- En gelişmiş sanayi üretim birimlerinde akıllı makineleri birbiriyle konuşturmaya henüz başlayamadık.
Türkiye’de sanayide akıllı makine kullanımı konusunda ihtisaslaşan, akıllı makine üreten veya akıllı makine kullanımını programlayan girişimciler, bu işin öncüleri on yıl önce “ENOSAD-Endüstriyel Otomasyon Sanayicileri Derneği” isimli bir sivil toplum kuruluşunun şemsiyesi altında toplamışlar.
Bilişimdeki gelişme sonucu şimdilerde sanayide kullanılan makineler akıllı makineler oldu. Makinelerin bilgisayarlar tarafından yöneltilen beyinleri var.
Kısaca “Sanayi 4.0” diye adlandırılan, yeni dönemde ise her biri farklı bilgisayar tarafından yönlendirilen makineler, bir bütün olarak ana bilgisayarların kontrolüne giriyor.
Basit anlatımıyla daha önce tek tek makineleri yöneten bilgisayarlar, bundan sonra fabrikaları yönetecek. Buna “Akıllı Fabrika Dönemi”, ”Akıllı Üretim Dönemi” (Intelligent-Smart Factories) deniliyor.
Bilişim çağının uzantısı olan bu otomasyon döneminin hedefi, uyum, kaynak verimliliği insana uyumlu çevrenin yaratılması, hem müşterilerin hem de iş-değer sürecinde iş ortaklarının entegrasyonunu sağlamak olarak belirlenmiş.
Ar-Ge, teknoloji, yenilikçilik, yüksek katma değer, verimlilik denilen şeyler (eksikliklerimiz) sanayide bilişimin daha fazla ve etkin kullanımını gerektiriyor.
Bu ise;
1) Bunun bir ihtiyaç ve olmazsa olmaz olduğunun anlaşılması,
2) Bunu yapacak elemanların, kadroların, şirketlerin sanayi kesimine hizmet verecek güçte olmasıyla mümkün olabilecek.