Akıllı Fabrikalar
Üretim; yıllar içerisinde tarihi gelişimlerle beraber değişim gösterdi. Sanayi Devriminden,
dijital dönüşüm ve Endüstri 4.0’a kadar teknolojik gelişmelerle değişen üretim ile beraber
kurulan fabrikaların işleyişi de farklılıklar gösterdi. Bu değişimler sonucunda da karşımıza Akıllı Fabrikalar çıktı.
Sanayi Devrimi ilk olarak 18. yüzyılda İngiltere’de buharlı makinaların doğuşu ile ortaya çıktı. Sanayi Devriminin sonucunda ise üretim hızı giderek artmış, yavaş yavaş seri üretime geçilmiştir. Yıllar içinde gelişen teknoloji ile üretimdeki makina gücü artmıştır.
2011 yılına gelindiğinde ise Almanya’da düzenlenen bir fuarda ilk defa “Endüstri 4.0” terimi kullanılmıştır. Bazı kaynaklarda 4. Sanayi Devrimi olarak da geçen Endüstri 4.0 bir Alman projesidir, Almanya tarafından sunulmuştur. Bu yeni endüstri biçimi ile hedeflenen; üretim ile bilişim teknolojilerinin birleştirilmesidir.
Projenin kapsamı daha az enerji harcayan, daha az yer kaplayan, daha hızlı üretim yapan, daha tasarruflu ve birbirleriyle iletişime geçerek veri analizi yapabilen makinaların üretimde kullanılmasıdır. Bu yeni üretim biçiminde makinaları denetleyen, üretimi şekillendiren, verileri değerlendirenler; robotlardır.
Bu amaçlar doğrultusunda yola çıkılması ile Endüstri 4.0’a geçilmiştir. Nesnelerin interneti, hizmetlerin interneti, siberfiziksel sistemleri Endüstri 4.0’ın ana hatlarını oluşturmaktadır.
Bu öğelerin birleşmesi ile ise günümüzde Akıllı Fabrikalar ortaya çıkmıştır.
Robotlarla üretimin kontrol edildiği, verilerin makinalarla aktarıldığı üretim ile beraber Akıllı Fabrikalar doğmuştur. Akıllı Fabrikalara daha az insan gücü ile çalışıldığı için “Karanlık Fabrikalar” da denilmektedir.
Akıllı Fabrika Nedir?
Yukarıda Akıllı Fabrikaların ortaya çıkışını ana hatları ile aktarsak da basit bir şekilde Akıllı Fabrikalar; üretim sistemlerinin teknolojiyle donatılması ve dijitalleşme ile ortaya çıkmıştır.
Akıllı Fabrikalara dair net bir tanım bulunmasa da Akıllı Fabrika; otomasyon, yazılım kombinasyonları, donanım, mekanik altyapı gibi teknolojik gelişmelere uyum sağlayabilen ve yeniden yapılandırılabilen üretim süreçleriyle; imalat kaynaklı sorunları dinamik, esnek ve çevik bir biçimde çözebilen fabrika olarak tanımlanabilir.
Akıllı fabrikalar ile süreçlerin kendi kendine düzeltilmesinin mümkün olduğu ve otomasyon kullanılan; makine ve ekipman odaklı bir üretim ortamı sunulmaktadır. Akıllı Fabrikalarda
üretim; ürün, bilgi ve iletişim teknolojilerinin entegrasyonu ile yürümektedir.
Eski fabrikalar ile Akıllı Fabrikaları kıyaslarsak; eski fabrikalarda insan temelli bir üretim varken akıllı fabrikalarda üretim internet temellidir. Üretim; nesneler ve otonom sistemlerin ağ bağlantısı ile etkileşimine dayalıdır. Yine bu fabrikalarda kararlar da insan odaklı değil, teknoloji odaklıdır. Karar verme süreci yapay zekaya sahip robotlar aracılığı ile gerçekleşir.
Akıllı Fabrikalara geçilmesinde ise pek çok sebep etkili olmuştur. Bu sebeplerden ilki dünya nüfusunun giderek artmasıdır. Sanayide oluşan değişiklikleri incelediğimizde nüfus artışı ile beraber artan talebe uyum sağlamak isteyen endüstrinin sürekli bu amaçla yeni yollar
aradığı ve gelişim gösterdiği gözlenmektedir.
Üretici; artan talebe daha hızlı cevap vermek, daha hızlı üretim yapmak için daima yeni yollar arayışındadır. Akıllı Fabrikaların kurulmasındaki nedenlerden biri de daha hızlı üretim yapma isteğidir.
Akıllı Fabrikaların Sağladığı Avantajlar
Akıllı Fabrikalara geçilmesi noktasında birçok araştırma yapılmış, kurulan yeni tip fabrikalar incelenerek saptamalarda bulunulmuştur. Bunun sonucunda Akıllı Fabrikaların üretim süreçlerinde sunduğu avantajlar gözlemlenmiştir.
Üretimde Daha Az Hata
Akıllı Fabrikalarda tüm veriler makinalar ile saklanmakta ve makinaların birbiriyle iletişimi ile üretim sürmektedir. Daha önce üretilen bir ürünün sertlik, ağırlık gibi ölçümleri de bu makinalar tarafından yapılmaktadır.
Böylece en uygun ürünü seçen makinalar; seri üretime geçerek bu üründen üretebilmekte ve üretimde daha az hata meydana gelmektedir. Özellikle üreticilerin dijital sistemlerle donatılmış fabrikalara geçmeye çalışmasının başlıca sebebi insan hatasını en aza indirgemektir.
Özellikle dünya nüfusunun artışı, kapitalizmin yükselişi ile beraber daha hızlı bir üretime geçilmiştir. Daha fazla üretim ise daha çok hatayı doğurmuştur. Bu sebeple insan hatasının en aza indirgenmesi büyük önem taşımaktadır.
Bu noktada Akıllı Fabrikalarda hataların daha önceden saptanabilmesi için dijital sistemlerden yararlanılmaktadır. Akıllı fabrikalar ile oluşabilecek hatalar daha önceden belirlenebilir ve sistem birkaç tuş ile kontrol edilebilmektedir.
Düşük Maliyetler
Fabrikaların büyümesi, üretimin artması ile iş yükü de arttı. Bu sebeple üreticiler iş yükünü azaltacak çözümler aramaya başladı. Aynı zamanda işçi sayısının artması ile maliyetler de arttı. Akıllı fabrikalar ile ise insan gücüne daha az ihtiyaç duyulduğu için daha az işçi ile çalışılabiliyor ve böylece işçi maliyetleri düşmüş oluyor.
Akıllı fabrika kurulması başta daha maliyetli olarak gözükse de; daha öngörülebilir gereksinimleri saptaması, düşük fire oranı, azaltılmış işlem ve kalitenin artmasıyla daha
düşük bakım-onarım ile maliyetleri eski tip fabrikaya oranla düşürmektedir.
Daha İyi Çalışma Koşulları
İş yükünün artması ile artan çalışma saatleri, zorlaşan koşullar işçiler üzerinde büyük bir yük oluşturmaktadır. Akıllı fabrikalarda ise makinalar uygun ayarlamalar yapılarak
çalışma koşullarına uyumlu hale dönüştürülebilir. Bu sayede işçilerin çalışma süreleri daha esnek hale getirilebilir.
Üretimde Verimlilik
Akıllı fabrikalarda yürütülen dijital üretim süreçleri sayesinde tüm tedarik zincir ağı üzerinden verilere daha fazla erişim sağlanabilir. Bu sayede üretici ve tedarikçi
ihtiyaç duydukları verilere aynı anda ulaşabildiler; ihtiyaç duyulan malzeme, bu malzemenin tedarik miktarı ve işlem süresi tam olarak belirlenebilir. Bu yolla ise üretimde verimlilik artar.
Performans Değerlendirmesi
Hataların daha önceden saptanması, verilerin sürekli izlenebilmesi ile performans değerlendirmeleri daha doğru bir şekilde yapılabilir. İnsanlardan değil de nesnelerden
veri toplanması ile ise daha kesin verilere ulaşabilir ve böylece daha kesin sonuçlar elde edilebilir.
Bu da üretimi daha iyi değerlendirebilmeyi; performans ve gerekli iyileştirmelerin daha hızlı ve efektif şekilde yapılmasını sağlar.
Hızlı Üretim
Akıllı fabrikaların sağladıklarının bir diğeri ise müşteri talepleri ile eş zamanlı olarak hızlı üretim yapılabilmesidir.
Dünyadan Akıllı Fabrika Örnekleri
Fransa
Dünyanın en gelişmiş üretim tesislerinden biri olma özelliği gösteren Akıllı Fabrikalardan biri, bir elektrik şirketi tarafından Fransa’da kurulmuştur. Bu fabrika; artırılmış gerçeklik kullanarak operatörlerin tüm bakım hizmetlerini ve üretim operasyonlarını hızlandırmalarına
olanak yaratır.
Aynı zamanda en güncel teknolojileri içeren fabrika, %2 ila %7’lik bir üretkenlik artışı sağlar. Yine fabrikada kullanılan son teknoloji bir uygulama ile ise enerjide %30’a varan tasarruf sağlanmaktadır.
Çin
Çin’in Wuxi kentinde özel bir şirkete ait olan fabrika otomotiv dizel sistemi fabrikasıdır. Fabrikanın içindeki tüm üretim süreçlerinin takibi için şirket bütün donanımları birbirine bağlamıştır. Bu donanımların birbirine bağlanması sensörler ile gerçekleştirilmiştir.
Makinelere yerleştirilen sensörler sayesinde; makinelerin durumu, döngü süresi gibi konularda veriler toplanır. Devamında bu veriler; karmaşık veri analitiği sistemi sayesinde gerçek zamanlı olarak değerlendirir ve üretim sürecindeki sorunlar tespit edilerek çalışanlar bilgilendirilir.
Bu yöntem sayesinde ekipman arızaları daha önceden tahmin edilebilir ve bakım prosedürleri daha önceden programlanabilir. Bunun sonucunda ise ekipmanlar
uzun süre duruş yapılmadan kullanılabilir.
Almanya
Dünyadaki en gelişmiş tesislerden biri ise 2021 yılında Almanya’da kurulmuş ve dünyanın en gelişmiş yüksek hacimli elektrikli araç üretim tesisidir. Bu fabrika 300 hektarlık bir alana kuruludur ve fabrikanın gelecekte 500 bin adet üretim yapma hedefi vardır.
Akıllı fabrikanın görüntülerinde en dikkat çekici detaylardan biri fabrikanın çatısına kurulmuş güneş panelleridir. Bu paneller sayesinde daha sürdürülebilir üretim yapılmaktadır.
Sonuç
Endüstri 4.0 sanayide birçok yeniliği de beraberinde getirmiştir. Bu yeniliğin doğurduğu öğelerden biri ise Akıllı Fabrikalardır. Hayatımıza giren akıllı sistemler, robotlar ile beraber bunları üretim süreçlerinde kullanma fikri de doğmuştur.
Akıllı Fabrikalar dünyanın birçok yerinde hayata geçmeye başlamış ve bu konuda araştırma ve geliştirme çalışmaları sürmektedir. Akıllı Fabrikalar sayesinde üretim için duyulan insan
gücü ihtiyacı azalmış, daha hatasız ve hızlı üretim yapılabilmektedir.
Yine yeni teknolojilerinin fabrikalara entegrasyonu ile yenilenebilir enerji kullanımı, enerji tasarrufu da sağlanabilmektedir. Uzmanlar gelecekte fabrikaların tamamen dijital teknolojilerin hakimiyeti altına girebileceğini öngörmektedir.
Kaynakça
1- Akıllı Fabrikalar; Dr. Öğr. Üyesi Zümrüt Hatice Şekkeli, Prof. Dr. İsmail Bakan
2- Smart factories in the age of Industry 4.0; Graboowska Sandra
3- https://www.threadinmotion.com/tr/blog/d%C3%BCnyadaki-ak%C4%B1ll%C4%B1-fabrika-%C3%B6rnekleri
4- https://www.optimak.com.tr/akilli-fabrika-nedir-nasil-kurulur/
Görsel Kaynak
https://pixabay.com/tr/
Hazırlayan: Nilsu Kotil
