"Endüstri 4.0" aslında ne anlama geliyor?

Omron Endüstriyel Otomasyon Avrupa'nın EMEA Bölgesi Ürün ve Kanal pazarlama Genel Müdürü Lucian Dold'a göre Endüstri 4.0 çok konuşulan bir konu olsa da birçok şirketin konu hakkındaki sözleri lafta kalıyor.

Lucian, "Şimdilerde Endüstri 4.0 hakkında konuşan birçok şirket var; ancak bu yeni bir konu değil. Omron üretim otomasyonu ve veri alışverişi üzerine, hem kendi kendine hem de Almanya'daki çalışma gruplarının bir parçası olarak yıllardır çalışıyor," diyor.

Lucian, Endüstri 4.0'ın çok geniş bir tanımı olduğunu ve içerisinde yer alan herkes için farklı bir şey ifade ettiğini, bunun da temel problemlerden biri olduğunu söylüyor. Endüstri 4.0 sensör ağları mı, büyük veri mi yoksa yapay zeka mı? Lucian, tüm bu teknolojiler Endüstri 4.0'ın bir parçası olsa da aslında sonuçların önemli olduğunu iddia ediyor. Endüstri 4.0 ne gibi faydalar sağlıyor?

Bu bakış açısıyla Endüstri 4.0'ın faydalarını makine üreticileri için daha net hale getiren iki yaklaşımı inceleyebiliriz. Bunlardan biri "NEAR" Fabrika denilen bir konsept. Diğeri ise Omron'un "NEAR" Fabrika için kendi teknoloji uygulaması olan "i-Automation!".

"NEAR" Fabrika konsepti

"NEAR" konseptinin açılımı Networked (Ağa bağlı), Effective (Etkili), Agile (Çevik) ve Reponsible'dır (Sorumlu). Üreticiler için "NEAR" Fabrikaya sahip olmak ise sürekli değişen pazar taleplerine cevap vermede artan verimlilik anlamına geliyor.

Günümüzde üretimin değişen pazar taleplerine uyum sağlayabilmesi için daha esnek olması gerekiyor. Üreticiler üretim hatlarını %100 kapasitede çalıştırıp ürettiklerini satmayı ummak yerine, pazarın ihtiyacı kadarını ürettikleri bir modele geçiyorlar.

Ağabağlı bir fabrikada, üretim hattındaki makineler arasında gelişmiş kontrol ve verimlilik için daha iyi bir bağlantı bulunur. Veriler ve hattın kontrolü dahi dünya çapında her yerden yönetilebilir. Ayrıca sistem, üretim takvimini verimli bir şekilde yönetebilmek için pazar tahminleri gibi diğer verileri kullanabilir.

Etkili bir fabrika, yüksek Toplam Ekipman Etkinliği (OEE) bulunan bir fabrika anlamına gelir. Bugün bile, %80 ya da daha yüksek bir OEE'ye sahip olan otomotiv endüstrisinde dahi birçok üretim hattı, hat duruş süreleri ve diğer sorunlar yüzünden %50 OEE'yi geçmekte zorlanıyor.

OEE oranını yalnızca yüzde bir artırmak bile, bir şirkete büyük oranda kazanç sağlayabilir. Akıllı ve birbirine bağlı sistemler, üretimi daha uzun süre çalıştırabilmek için potansiyel sorunları tespit edip izleyebilir ve bakımın uygun bir zamanda yapılmasını sağlayarak verimliliği artırmaya yardımcı olabilir.

Üreticiler ayrıca, değişen pazar taleplerine cevap verebilmek için farklı ürün modellerini hatta farklı ürünleri büyük ölçüde yeniden ayarlama gerektirmeden üretmek için üretimi hızla değiştirebilecek daha çevik çözümlere ihtiyaç duyuyor. Ayrıca bu sistemlerin, var olan pazar taleplerine uyum sağlayacak şekilde üretimi ayarlayabilmesi de gerekiyor.

Son olarak üreticilerin, ister hammaddelerin çevre açısından verimli bir şekilde kullanılması konusunda olsun ister doğru ürünleri, doğru zamanda ve doğru sayıda ulaştırmak gibi sözleşmeyle alakalı olsun, artan bir sorumluluğu bulunuyor.

"i-Automation!"

Omron'un "i-Automation!" konsepti, Endüstri 4.0'ın unsurlarını makine üreticileri için gerçek faydalara dönüştürerek "NEAR" Fabrika konseptinin uygulanmasını mümkün kılıyor. Bir açıdan "i-Automation!" ‘ın üzerine inşa edildiği üç temel ilke, Omron'un üretim tesisi geliştirme çözümlerinden sağlanan değeri özetliyor: "Entegrasyon, Zeka ve İnteraktiflik".

Entegrasyon, iyi ayarlanmış teknoloji ve kontrol sistemleriyle üretim sürecinin hızını ve doğruluğunu artırmakla ilgilidir. Üretim hattındaki tüm makinelerin birbirleriyle iletişim kurabildiğinden ve sorunsuz çalıştığından emin olmak verimliliği artırmaya ve tüm hattın en uygun biçimde çalışmasını sağlamaya yardımcı olur.

İnteraktiflik, birçok şirketin yaşadığı kalifiye operatör bulma ve onlarla çalışmayı sürdürme zorluğuna yöneliktir. Bu, makine kullanımının sezgisel olması ve kalifiye olmayan operatörler için bile kolay olması gerektiği anlamına gelir. Kullanıcı arayüzlerinin kullanımı kolay ve sezgisel olmalıdır. Makine, sistem durumu hakkında açık bilgiler vermelidir ve bir parametre sınırın dışında olduğunda veya bir işlem verimli bir şekilde çalışmadığında belirtmeli ve ideal şartlarda bu durumu düzeltmek için ne yapılması gerektiğini göstermelidir.

Makine Zekası ve özellikle yapay zeka, Endüstri 4.0 hakkında en çok konuşulan konulardır. Bir makinenin, akıllı kararlar alabilmesi için çalışma ortamını izlemesini sağlayan sensörlere ve değişikliklere nasıl cevap vereceğiyle ilgili kurallara ihtiyacı vardır. Ne kadar fazla veri bulunursa ve ne kadar çok işlem gerçekleştirilirse makine de o kadar "akıllı" olabilir.

Daha akıllı makineler, süreçleri izleyerek, potansiyel problemleri belirterek makine tamamen arızalanmadan bakımların planlanmasını, süreçlerin veya onarımların ayarlanmasını sağlayarak operatörlerin daha etkili bir şekilde çalışmasına yardımcı olur. Bu da üretim hatlarının daha uzun süre, daha az duruş süresiyle ve daha yüksek verimlilikle çalışmasını sağlar.

Benzersiz sistemler

Üretim hatları ile arabalar gibi diğer "bağlı" uygulamalar arasındaki büyük farklardan biri, her üretim hattının benzersiz olmasıdır. Bağlı araçları ele alalım. Bir akıllı araç belli bir yolda sürmeyi öğrendiğinde bu bilgi bulut üzerinden paylaşılarak diğer araçların aynı yolda sürebilmesi sağlanabilir. Bu, Tesla'nın eller serbest sürüş sistemi için benimsediği yaklaşımdır. Tüm araçların sağladığı veriler daha iyi bir sistem geliştirmeye yardımcı olur ve bu sistem daha sonra her bir araca tekrar indirilebilir.

Üretimde ise her üretim hattı, birçok farklı makineden oluşan benzersiz bir sistemdir. Her makine, merkezi kontrol sistemine veya buluta veri yükleyen birden fazla sensöre sahip olabilir. Bu noktada aşılması gereken zorluk, tüm bu verilerin nasıl anlamlandırılacağıdır. Örneğin hattın bir parçasındaki arızayı tespit etmek, tamir edilip tekrar çalıştırılmasını sağlayabilir. Fakat sistemin arızanın oluştuğunu önceden tespit edip bakım planlanana kadar hattı çalışır durumda tutabildiği bir durum daha olumlu bir senaryo olacaktır. Örneğin sistem, besleme hattında basıncın düştüğünü tespit ettiğinde basıncı belirlenen sınırlar içerisinde artırarak süreci işler durumda tutup bir sorun olduğunu bildiren bir uyarı yollayabilir. Sistem çalışma koşulları hakkında daha fazla öğrendikçe potansiyel sorunları bile tespit edebilir. Bozuk besleme hattı durumunda sızıntı ve tıkanma arasındaki farkı öğrenerek ve gerekli düzeltici eylemi belirterek uygun bakımın planlamasını sağlayabilir.

Bu tür bir analiz ve kontrol sağlamak, her bir hatta uyum sağlayabilecek çok gelişmiş algoritmalar gerektirir. Daha da önemlisi bu algoritmalar, makinelere her bir süreci öğrenme, uygun çalışma koşullarını belirleme, örnekleri analiz etme, sistemi belirlenen sınırlar içerisinde kontrol etme ve sistem tam verimlilikte çalışmazken uygun uyarıları sağlama kabiliyetlerini kazandırması için yerel olarak yüklenmelidir.

Omron'un E5_D serisi sıcaklık kontrolörleri gibi akıllı sistemler, bu faydaların bazılarını üretim hatlarında zaten sağlıyor. Örneğin su soğutmalı ekstrüzyon kalıp makinelerinde hızı artırmak genellikle malzeme bileşimi ve suyu soğutma gibi çeşitli faktörler sebebiyle sıcaklık değişimlerine yol açar. Bu durum, operatörün ürün kalitesini istikrarlı tutmak için devamlı olarak valf ayarı yapmasını gerektirir. E5_D kontrolörünün su soğutmalı çıkış ayarı fonksiyonu, sistemi otomatik olarak ayarlayarak sıcaklık değişimlerini en aza indirir ve kaliteyi korurken üretim kapasitesinin artmasını sağlar.

Faydalara odaklanın

Sonuç olarak Endüstri 4.0 hakkında konuştuğumuzda sensörleri, bulutu veya yapay zeka algoritmalarını ayrı ayrı düşünmektense aklımıza sistemin bütünü gelmeli. Bunların tamamı bir Endüstri 4.0 sisteminin parçaları olsa da ancak Omron'un "i-Automation"ı gibi bir bütün olarak bir araya getirildiklerinde ve gerçek dünya çözümlerine dönüştüklerinde gerçek faydaları ortaya çıkar. Dördüncü endüstri devriminin benimsenmesini sürdürecek olan da işte bu faydalardır.