Akıllı fabrika nedir?
Akıllı fabrika, verileri analiz etmek, otomatik süreçleri yönlendirmek ve hareket halindeyken öğrenmek için gelişmiş teknolojileri kullanan siber fiziksel bir sistemdir.
Akıllı fabrikaya genel bakış
İsminin ima ettiği gibi akıllı bir fabrika… akıllı. Birbiriyle bağlantılı bir makine ağı, iletişim mekanizmaları ve bilişim gücü olan akıllı fabrika, verileri analiz etmek, otomatik süreçleri yönlendirmek ve olduğu gibi öğrenmek için yapay zeka (AI) ve makine öğrenmesi gibi gelişmiş teknolojileri kullanan siber fiziksel bir sistemdir.
Akıllı fabrikalar ve akıllı üretim , Endüstri 4.0 veya Dördüncü Sanayi Devrimi olarak bilinen teknolojik dönüşümün bir parçasıdır. İlk üç endüstriyel devrimin her biri, çalıştığımız ve ürettiğimiz malların şeklini tamamen değiştiren yenilikçi yeni bir teknolojiden doğmuştur: yani buhar motoru, montaj hattı ve bilgisayarın gücü. Bugün dördüncü devrim dijital dönüşüm ve akıllı otomasyon ile yönetiliyor.
Değişen bir dünya için akıllı fabrikalar
Son birkaç yıl içinde, dijital dönüşümün 2020'lerde rekabetçi ve dayanıklı olmayı umut eden tedarik zincirleri ve üretim operasyonları için acil bir öncelik olduğu iş liderleri tarafından giderek daha belirgin hale geliyor. Pandemi küresel tedarik zinciri zayıflıklarını ve sektörel açıkları daha da açığa çıkardı. Forbes dergisinde yer alan bir makale de bunu yineleyerek, “COVID-19, dünyaya imalat sanayisinin zaten bilmesi gereken bir şey gösterdi. Geleneksel tedarik zincirleri ve üretim ekosistemleri arızalı ve tamamen dijital olarak etkinleştirilmiş daha uyarlanabilir, çevik bir çözüme geçmemiz gerekiyor."
Akıllı fabrika teknolojilerinin ve geleceğin fabrikasının geliştirilmesine tüketici beklentileri de katkı sağlıyor. Amazon Etkisi olarak bilinen, gelecek gün teslime yönelik tüketici talebi sürekli ve hızlı bir hızla artıyor. Girişimci dergisi 2019’a göre “Daha iyisi ya da kötüsü için ABD ekonomisi ve küresel ekonomi Amazon Etkisi’nin boğazlarında. […] E-ticaret sağlayıcıları Amazon'un hız ve verimliliğiyle eşleşmesi için sürekli artan baskı altındaydı ve tüketici beklentilerinin hafiflediğine dair bir kanıt yok.” Bu eğilim, eskimiş sistemlerin bu olguya ayak uydurmak için gereken lojistik ve depolama kapasitesi ölçeğini karşılamaya eşit olmadığı için akıllı fabrika teknolojisine olan artan talepte önemli bir etken olmuştur.
Üreticiler ve tedarik zinciri yöneticileri, uluslararası iş ortaklarına olan güvenlerini en aza indirmek için çabaladıkları için daha fazla risk ve operasyonel aksaklıkla karşı karşıyalar. Talep üzerine üretim ve sanal stoklar gibi akıllı fabrika çözümleri, denizaşırı tedarikçilere ve üreticilere bağımlılığı kesinlikle en aza indirebilir. Bununla birlikte, Harvard Business Review'ın 2020'deki bir makalede belirttiği gibi, üretimi ABD'ye geri getirmek için yapılmasından daha kolaydır. “Üreticiler, sadece bir alana dar odaklanan uzman ve taşeron işçilere yöneldi – hatta bu uzmanların bile pek çok diğerine güvenmeleri gerekiyor. Ve tıpkı dünya demir cevheri veya lityum metal gibi doğal kaynaklar için farklı bölgelere güvendikçe, bu uzmanların ikamet ettiği bölgelere de bağımlı hale geldi.” Yerli üretimin artması kesinlikle maliyet ve tedarik zinciri riskini azaltabilir, ancak bu, mutlaka denizaşırı ortaklara olan ihtiyacı ortadan kaldırmaz veya zincirdeki toplam bağlantı sayısını azaltamaz. Bu nedenle dijital fabrika teknolojilerinin verimliliği ve görünürlüğü optimize etmek için mevcut olması her zamankinden daha önemli.
Akıllı bir fabrika nasıl çalışır?
Genellikle otomatikleştirilmiş süreçlerden, akıllı bir fabrikaya özgü gibi konuşuruz; ancak otomasyon ve robotik on yıllardır üretim operasyonlarında kullanılmaktadır. Birçok geleneksel fabrika, operasyonlarının çeşitli yerlerinde barkod tarayıcılar, kameralar ve dijitalleştirilmiş üretim ekipmanları gibi otomatik makineleri kullanır. Ancak bu cihazlar birbirine bağlı değil. Geleneksel bir fabrikadaki insan, varlık ve veri yönetimi sistemlerinin hepsi birbirinden izole şekilde çalışır ve sürekli olarak manüel olarak koordine edilip entegre edilmelidir.
Akıllı bir dijital fabrika, makineleri, kişileri ve Big Data'yı dijital olarak bağlantılı tek bir ekosisteme entegre ederek çalışır. Akıllı bir fabrika sadece verileri kıstırıp analiz etmekle kalmaz, aslında tecrübelerden öğrenir. Veri kümelerinden eğilimleri ve olayları tahmin etmeye, akıllı üretim iş akışlarını ve otomatikleştirilmiş süreçleri önermeye ve uygulamaya yönelik içgörüleri yorumlar ve elde eder. Akıllı bir fabrika kendini düzeltmeye ve kendi kendini optimize etmeye yönelik sürekli prosedür iyileştirmesinden geçer - kendine (ve insana) daha dayanıklı, üretken ve güvenli olmayı öğretebilir.
Akıllı bir fabrikanın yapısı
Akıllı bir fabrikanın temel yapısı üç adımda geniş bir şekilde özetlenebilir:
Akıllı bir fabrika oluşturan üç ana prosedür
- Veri edinimi: Yapay zeka ve modern veritabanı teknolojileri iş, tedarik zinciri ve dünya çapında farklı yararlı veri kümelerinin lanse edilmesine ve satın alınmasına olanak sağlar. Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), sensörler ve ağ geçitleri aracılığıyla bağlı makinelerin sisteme veri toplamasına olanak sağlar. Yapay zeka destekli sistemler birçok diğer veri portalıyla performans, pazar eğilimleri, lojistik veya diğer olası ilgili kaynaklarla ilgili veri kümeleri derleyebilir.
- Veri analizi: Makine öğrenimi ve akıllı iş sistemleri, toplanan tüm farklı verileri anlamak için gelişmiş analitikler ve modern veri yönetimi çözümleri kullanır. IIoT sensörleri, makinelerin onarım veya hizmet vermesi gerektiğinde uyarabilir. Piyasa ve operasyonel veriler, fırsatları ve riskleri tespit etmek için derlenebilir. İş akışı verimliliği, performansı optimize etmek ve garantilenmiş olarak otomatik düzeltmek için zaman içinde incelenebilir. Aslında karşılaştırılabilen ve analiz edilebilen veri setleri, dijital fabrika optimizasyonu ve tedarik zinciri tahminini bilgilendirmek için kombinasyonların neredeyse sonsuz bir olasılığını ortaya koymaktadır.
- Akıllı fabrika otomasyonu: Veri alma ve analiz gerçekleştikten sonra iş akışları oluşturulur ve sistem içindeki makinelere ve cihazlara talimatlar gönderilir. Bu cihazlar fabrikanın dört duvarının içinde veya tedarik zincirindeki lojistik veya üretim bağlantılarında uzak afield olabilir. Akıllı iş akışları ve süreçler sürekli olarak izleniyor ve optimize ediliyor. Bir haber raporunda belirli bir ürün için talepteki artış uyarısı verilirse, 3D yazıcı iş akışları, söz konusu ürün için üretim önceliğinin artırılması yönünde talimat verilebilir. Hammaddelerin sevkiyatı gecikirse, herhangi bir aksaklığı ortadan kaldırmak için envanter tamponları rotasyona sokulabilir.
Akıllı bir fabrikanın avantajları
Birçok işletme tedarik zinciri operasyonları ve temel olarak on yıllardır değişmeyen sistemlerle uğraştı. Ancak tüketici beklentileri ve ekonomik belirsizliğin yüksek olduğu bir dönemde, tedarik zinciri yöneticileri ölçülebilir ve önemli fayda sağlayabilen çözümlere ihtiyaç duyar ve bunu hızlı bir şekilde getirebilir. Forbes dergisine göre, 2017 yılında üreticilerin sadece %43'ünün akıllı fabrika girişimleri devam ediyor. Bunun 2019 yılına kadar yüzde 68’i yaptı. Dijital dönüşüm ve akıllı fabrika çözümlerine yatırım yapan şirketler için, şunlar da dahil olmak üzere önemli iş avantajları sağlama potansiyeli söz konusudur:
Üretkenlik ve verimlilik: Üretim, tarihi boyunca öncelikle tepki vermekle– ilgilidir; önceden gerçekleşmiş bir olaya veya trende bakıp ardından, işi farklı bir yöne yönlendirmeye çalışır. Akıllı fabrika teknolojileri, reaktif uygulamalara olan ihtiyacı azaltmak ve tedarik zinciri yönetimini daha dayanıklı ve esnek bir moda taşımak için tasarlanmıştır. Tahmine dayalı analitiklerin ve Büyük Veri analizinin kullanılması, optimize edilmiş süreçlerin tanımlanmasına ve devreye alınmasına olanak sağlar. Gerçek zamanlı envanter yönetimi, doğru talep tahmini ve pazar için geliştirilmiş hız, akıllı fabrikaların sunduğu verimlilik avantajlarından birkaçıdır. Dijital öngörüler sayesinde, akıllı fabrikalarda çalışan insanlar da eforlarını kolaylaştırarak operasyonun genel verimliliğini artırıyor. Deloitte, 2019 yılında gerçekleştirdikleri akıllı fabrika çalışmasında, “Şirketler akıllı fabrika girişimlerine yatırım yaptıktan sonra üretim çıktısı, fabrika kullanımı ve işgücü verimliliği gibi alanlarda yüzde 12’ye kadar kazanç elde ettiklerini rapor ediyor. Ayrıca, akıllı fabrikalara sahip üreticiler, 2030 yılına kadar %30 daha yüksek net işgücü üretkenliği ile geleneksel fabrikaları büyük olasılıkla geride bırakacak.”
Sürdürülebilirlik ve güvenlik: Tüketiciler sosyal ve çevreye karşı sorumlu yöntemler kullanarak kaynağı ve üretildiğini bildikleri ürünler için giderek daha fazla harcama yapmaya istekliler. Modern akıllı fabrika teknolojileri işletmelerin daha yeşil, güvenli ve sosyal açıdan sorumlu üretim uygulamaları için fırsatları belirleyip uygulamalarını her zamankinden daha kolay hale getiriyor. Blockchain ve RFID sensörleri gibi dijital yenilikler, akıllı fabrika yöneticileri tarafından tedarik zincirindeki en uzak bağlantılardan bile gelen tüm malzeme ve tedariklerin reddedilemez provenansını ve kalite kontrolünü sağlamak için kullanılabilir. Ve yurda daha yakın olan International Society of Automation, robotların ve otomatik cihazların iş yeri yaralanmaları için öncü beş nedenden üçünü azaltmaya veya ortadan kaldırmaya yardımcı olabileceğini bildiriyor.
Ürün kalitesi ve müşteri deneyimi: Çocukların telefon oyunu gibi, geleneksel üreticiler genellikle yönlendirmelerinin doğru şekilde alındığından ve alt kademe tedarikçiler ve tedarik zincirlerindeki üreticiler tarafından takip edildiğinden emin olmak için zor zamanlar geçirdiler. Akıllı fabrikada, bulut bağlantısı ve akıllı fabrikalardaki uçtan uca görünürlük, üretim sürecinin tüm katmanlarına gerçek zamanlı öngörüler ve öneriler sunar. Hızlı özelleştirme ve değişen eğilimlere yanıt verme özelliği, ürünlerin müşteri arzularıyla sıkı bir şekilde güncel olması anlamına gelir. Sistem verilerinin gelişmiş analizi, zayıf noktalara veya geliştirmeye yönelik alanlara hızlı bir şekilde işaret eder. Bu da piyasada rekabet gücünün artmasına, daha iyi ürün incelemelerine ve daha az maliyetli iade veya geri çağırmaya neden olur.
Akıllı fabrika teknolojileri
Akıllı fabrika teknolojileri oldukça çeviktir. Dijital dönüşüm girişimleri bir işletme içinde hızlandıkça, gerektiğinde ölçeklendirmek, değiştirmek ve uyarlamak için neredeyse sonsuz olasılıklar vardır.
Bulut bağlanabilirliği: Genel, özel veya hibrit olsun, bulut, tüm veri ve bilgilerin akıllı bir fabrika boyunca aktığı bağlamdır. İş genelinde ve global bulut bağlantısı, işletmenin her alanının gerçek zamanlı verilerle çalışmasını ve tedarik zincirindeki tüm bağlı varlıklar ve sistemler için anında görünürlük sağlanmasını sağlar.
Yapay zeka: Entegre yapay zeka teknolojilerini kullanan operasyonel sistemler, yalnızca farklı veri kümelerini toplamak ve analiz etmek için değil, gerçek zamanlı içgörüler ve esnek öneriler sağlamak için hız, güç ve esnekliğe sahiptir. Akıllı bir fabrika içindeki otomatik süreçler ve akıllı sistemler, yapay zeka tarafından sürekli olarak optimize edilir ve bilgilendirilir.
Makine öğrenmesi: Makine öğrenmesinin akıllı fabrikaya getirdiği en değerli avantajlardan biri, gelişmiş tahmin bakımı kapasitesidir. Üretim süreçlerini izleyerek ve analiz ederek sistem arızası oluşmadan önce uyarılar gönderilebilir. Duruma bağlı olarak otomatik bakım gerçekleştirilebilir veya gerekirse insan müdahalesi önerilebilir.
Büyük Veri: Güçlü ve geniş veri kümeleri, tahmine dayalı ve gelişmiş analitiklerin akıllı bir fabrikada gerçekleşmesini sağlar. İşletmeler Big Data'nın stratejik değerini uzun zamandır anladılar, ancak yakın zamana kadar, onu anlamlı bir şekilde kullanmak için gerekli sistemlerden yoksundu. Tedarik zincirlerindeki ve akıllı fabrikalardaki dijital dönüşüm, işletmelerin Büyük Veri öngörülerini kullanarak optimize ve yenilik sağlama potansiyelini ortaya koydu.
Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT): Akıllı bir fabrikada, cihazlar ve makineler benzersiz tanımlayıcılarla donatıldığında ve dijital veri gönderip alabildiğinde bir IIoT ağını içerir. Modern makineler zaten dijital portallara sahip olabilir, ancak on yıllık bile eski analog makineler IIoT ağ geçidi cihazları ile donatılarak onları hızlandırabilir. Temel olarak, cihazdan gönderilen veriler durumu ve aktivitesi ile ilgili raporlar ve cihaza gönderilen veriler, eylemlerini ve iş akışlarını kontrol edip otomatikleştirir.
Dijital ikizler: Bir makinenin veya sistemin tam, sanal bir kopyası onun dijital ikizi olur. Minimum operasyonel riskle maksimum inovasyon ve yaratıcılığa olanak sağlar. Dijital ikiz, fiziksel dünyada risk veya kaynak israfı olmadan sınırına itilebilir, birden fazla sanal yolla yeniden konfigüre edilebilir veya mevcut bir sistem içindeki uyumluluğu test edilebilir.
Ek baskı: 3D baskı olarak da bilinir, akıllı fabrikaların talep üzerine üretim için akıllı otomasyonu kullanmasına olanak sağlar. Bu özellikle beklenmedik tedarik zinciri aksamaları veya ani ürün talebi zamanlarında çok önemlidir. Ancak her zamanki gibi iş olsa bile sanal stoklar, tam zamanında üretime izin vererek riski ve israfı büyük ölçüde azaltabilir.
Sanal gerçeklik (VR) ve artırılmış gerçeklik (AR): 2019'da, Meclis Dergisi, akıllı fabrikadaki VR giysilerinin bazı uygulamalarını "çevresel koşullar, envanter düzeyleri, süreç durumu, montaj hata verileri, kullanım ve çıktı metriklerini bağlama bağlı bir şekilde (baktığınız veya yürütebileceğiniz) bir araya getirebilme" olarak tanımladı. Bu etkileyici duyusal deneyim, kullanıcıların, fabrika durumuyla ilgili engellenmemiş farkındalık sağlamak için herhangi bir konum veya zaman içinde herhangi bir noktadan elde ettikleri gerçek zamanlı verilerle doğal duyularını yükseltmesine olanak tanır.
Blockchain: Neyse ki akıllı fabrika teknolojileri ilerledikçe güvenlik çözümleri onların yanında hız kesiyor. Blockchain, tedarikçilerle "akıllı sözleşmeler" oluşturmaktan, tedarik zinciri yolculuğu boyunca mal tedarikini takip etmeye ve işlemeye kadar tedarik zincirinde birçok uygulamaya sahiptir. Akıllı fabrikalarda, blockchain özellikle işletme genelinde bağlantılı varlıklara ve makinelere erişimi yönetmek için kullanışlıdır; sistemin güvenliğini ve bu cihazların tuttuğu kayıtların doğruluğunu korur.
Modern veri tabanı: Bellek içi veritabanları ve modern ERP sistemleri, Endüstri 4.0 ve tüm akıllı fabrika ve akıllı tedarik zinciri çözümlerinin ardındaki "beyinlerdir". Eski, disk tabanlı veritabanları, akıllı fabrikaları ve modern tedarik zincirlerini çalıştırmak için gerekli olan karmaşık veri yönetimi ve analitik işlevlerine ayak uydurmak için genellikle sınırlarının çok ötesine geçer.
Akıllı fabrika dönüşümü elde etme
2020, dünyanın dört bir yanındaki işletmeler için muazzam bir aksaklık ve operasyonel risk oluşturdu. COVID-19 öncesinde, 600'ün üzerinde üst düzey imalat sektörü yöneticisinin 2019'da yaptığı Deloitte anketinde, %86'sının önümüzdeki beş yıl içinde "Akıllı fabrika girişimlerinin üretim rekabetçiliğinin ana unsuru olacağına" inandığı belirtildi. Günümüzde dijital dönüşüm ve tedarik zinciri modernizasyonu, uzun vadeli hedeflerden yenilik ve rekabet etmeye kararlı şirketler için acil ve acil önceliklere dönüşmüştür.
Akıllı fabrika dönüşümünüze nasıl başlamanız şu anda nerede olduğunuza ve işletmeniz için en kritik süreçlere bağlı olacaktır. Başlangıç sistemleri denetimi, mevcut süreçleri, varlıkları ve iş sistemlerini analiz etmenize ve stoka almanıza yardımcı olur. İş akışlarını ve üretim süreçlerini otomatikleştirmeye başlamadan önce bunların bugün nasıl göründüğünü değerlendirmeniz gerekir.
Dijital dönüşüm yolculuğunuzun başlangıcında, akıllı bir fabrikadaki "akıllı"ların gelişmiş veri analizi ve veri yönetimi kapasitesinden geldiğini unutmamak da önemlidir. Modern bir veritabanı ve sağlam bir ERP sistemi akıllı bir fabrikanın arkasındaki beyinlerdir. Sistemi yürüten gelişmiş işlevselliği destekler. Akıllı fabrika dönüşümlerinin başarısında önemli bir faktör, mevcut iş sistemlerinin Büyük Verileri yönetme ve yapay zeka, öğrenen makineler ve gelişmiş analitik gibi teknolojileri entegre etme yeteneği olacaktır.
Son olarak, akıllı fabrika dönüşümü ile ilgili en iyi şeylerden biri, etkili olmak için her şeyi aynı anda yapmak zorunda olmamasıdır. Mevcut iş aktivitelerinin kesintiye uğramasını veya duraklatılmasını gerektirmez. Bir işletmenin dijital sistemlerini modernleştirmek ve optimize etmek için giriştiği her girişim, tamamen entegre bir akıllı fabrikaya bir adım daha yaklaştıracaktır. Dahası, onların çok doğası gereği, akıllı fabrika teknolojileri veri toplayıp analiz ediyor. Bu, herhangi bir yeni dijital teknolojinin etkisinin ve yatırım getirisinin kurulum anından itibaren ölçülebileceği ve değerlendirilebileceği anlamına gelir.
Endüstri 4.0 çözümlerini keşfedin
Üretim ve dijital tedarik zinciri dönüşümünün avantajlarını deneyimleyin.
Başka bir yerde bulamayacağınız fikirler
Doğrudan gelen kutunuza iletilen iş zekası dozu için kaydolun.