DÖRDÜNCÜ SANAYİ DEVRİMİ: SANAYİ 4.0(INDUSTRY 4.0)! (1)

Nasıl yaşayacağımızı, nasıl çalışacağımızı ve bireylerle ilişkilerimizi kökten değiştirecek bir devrimineşiğindeyiz. Bu değişim; kapsamı, ölçütü ve karmaşıklığı ile insanoğlunun bugüne kadar yaşadığı tümdeneyimlerden farklı olacaktır:
Dördüncü Sanayi Devrimi: Sanayi 4.0!

Birinci Sanayi Devrimi, üretimi mekanik hale getirmek için su ve buharı kullanmıştı. İkincisi ise toplu üretim için elektriği kullanmıştı. Üçüncü sanayi devriminde üretimin otomatik hale getirilmesi için elektronikler ve bilgiteknolojisi devreye sokuldu. Şimdi ise, üçüncüsünün üzerine, geçen yüzyılın ortalarından bu yana oluşmaktaolan dijital devrim dördüncü bir Sanayi devrimi
inşa ediliyor. Fiziki, dijital ve biyolojik küreseller arasındakiçizgileri bulanıklaştıran bir teknolojiler füzyonu ile karakterize edilmektedir.

Bugünün değişiminin sadece Üçüncü Sanayi Devriminin bir uzantısını temsil etmediği, aynı zamanda daDördüncü ve farklı bir devrimin gelişini temsil etmesinin üç nedeni vardır: Hız, kapsam ve sistem etkileri.Mevcut atılımın hızının hiçbir geçmiş örneği bulunmamaktadır. Önceki sanayi devrimleri ile karşılaştırıldığında,Dördüncü doğrusal bir hızdan daha çok üstel bir hızla evrimleşmektedir.

Sanayi 4.0, ürünlerin ve üretim sistemlerinin tasarımını, imalatını, işletmesini ve servisini dönüştürecektir.Parçalar, makineler ve insanlar arasındaki bağlantısallık ve etkileşim, üretim sistemlerini yüzde 30 daha fazlahızlandıracak ve yüzde 25 daha verimli kılacak ve müşteri eksenli üretimi yeni düzeylere çıkaracaktır.

Endüstri Devriminin başlamasından bu yana endüstriyel verimlilikte ciddi artışlar yaşandı. Buharlı makineler ondokuzuncu yüzyılda fabrikaların lokomotifi durumundayken, elektrikli makineler yirminci yüzyılın başlarındaseri üretimi yarattı ve endüstri 1970’li yıllarda otomasyon sistemlerine geçti. Sonraki onlu yıllarda iseendüstriyel teknolojik gelişmeler; bilhassa IT, mobil iletişim ve e-ticareti dönüştüren atılımlarla çok hızlı birsürece girdi.
Bu sürecin gelişimi ise günümüzde adına Sanayi 4.0’ı denen, dijital endüstriyel bir teknolojik gelişmedalgasına kadar ilerledi. Sanayi 4.0 teknolojisi genel hatları ile dokuz temel lokomotifi teknolojik gelişmeninişlevi olan bir dönüşümü ifade ediyor:
Sanayi 4.0’ın temelini oluşturan teknolojideki dokuz gelişmenin çoğu zaten hali hazırda tümleşik olmayan biryapıda günümüz üretim teknolojisinin içerisinde kullanılabilmektedir. Fakat bunlar, Sanayi 4.0 ile birliktegeleneksel üretimi hızla dönüştürecektir. Yani birbirinden ayrı birimler bir araya gelerek tamamenbütünleştirilmiş, otomatikleştirilmiş ve optimum kılınmış bir üretim akışı oluşturarak daha büyük verimlilikyaratacaktır. Bu durum; tedarikçiler, üreticiler, müşteriler arasındaki ve ayrıca insanlar ile makineler arasındakigeleneksel üretim ilişkilerini değiştirecektir.

Bu dönüşümde makineler, iş parçaları, sensörler ve IT sistemleri tek bir işletmenin ötesindeki değer zinciriboyunca birbirlerine bağlanacaklardır. Bu bağlantılı sistemler (ayrıca siber fiziksel sistemler olarak daadlandırılırlar ), hataları önceden kestirmek, kendilerini yapılandırmak ve değişikliklere uyum sağlamakamacıyla standart internet esaslı protokoller kullanarak birbirleriyle etkileşim içinde hareket edebilecektir.Sanayi 4.0, makineler arasında verilerin toplanmasını ve analiz edilmesini mümkün kılarak daha düşükmaliyetlerle daha yüksek kaliteye sahip ürünler üretilmesi için süreçlerin daha hızlandırılmasını, daha esnek vedaha verimli kılınmasını sağlayacaktır. Dolayısıyla bu durum imalat verimliliğini ve ekonominin vitesiniartıracak, endüstriyel büyümeyi yükseltecek ve iş gücü profilini ve nihayetinde şirketlerin, bölgelerin, ülkelerin rekabet yeteneklerini değiştirecektir.
Makineler ile İnsanlar Arasındaki İşbirliğinin Geliştirilmesi ile üretilen her parça, ayrı bir kimlik koduna ve hattaotonom robotların sonraki üretim adımlarını belirten bilgileri edinecekleri bir küçük gömülü mikro bilgisayarasahip olacaklardır. Bu gömülü mikro bilgisayardaki talimatlar, günümüzün görev merkezli talimatlarına göredaha “amaca yönelik” olacaklardır.
Sözgelimi, robot, farklı robot-kol kısımlarını nasıl döndüreceğine ilişkin kesin talimatlar almak yerine belli biryerde bir delik açma talimatı alacak, doğru aleti seçecek ve bu hedefi nasıl gerçekleştireceğine kararverecektir. Daha amaca yönelik talimatı izlerken, genel üretimi en üst düzeye çıkartacak şekilde ilgili kolhareketlerini koordine etmek amacıyla diğer robotlarla etkileşime girebilir. Ayrıca insanlarla yan yana daçalışabilir.
Makineler ile insanlar arasındaki bu geliştirilen işbirliği, parça imalatçılarının, daha kazançlı olması halinde, birüretim hattında daha küçük parti boyutlarında çoklu-parça tipleri üretmelerini mümkün kılacaktır. Manuelişçiliğin azaltılması ve hataları tespit etme amacıyla gerçek zamanlı verilerin kullanımındaki artış sonucundaürün kalitesinde iyileşme sağlanacaktır.
Sanayi 4.0’ın 9 temel teknolojisini kısaca açıklamak gerekirse:

A. BÜYÜK VERİLER VE MANTIKSAL ANALİZ
Büyük veri kümelerine dayanan mantıksal analiz imalat dünyasında daha yeni yeni ortaya çıkmış olup üretimkalitesini en iyileştirmekte, enerjiden tasarruf sağlamakta ve ekipman servisini iyileştirmektedir. Bir Sanayi 4.0ortamında, verilerin birçok farkı kaynaktan (üretim ekipmanları ve sistemleri ve ayrıca işletme- ve müşteri-yönetim sistemleri) toplanması ve kapsamlı şekilde değerlendirilmesi gerçek-zamanlı karar almayı desteklemekonusunda standart hale gelecektir.
Sözgelimi, yeri-iletken imalatçısı Infineon Technologies şirketi, üretim sürecinin sonundaki test aşamasındaelde edilen tek-yonga bilgilerini sürecin daha erken yonga plakası aşamasında toplanan işlem verileriyleilişkilendirmek suretiyle ürün hatalarını azaltmaktadır. Infineon, bu yolla, üretim sürecinde hatalı yongalarınerkenden bertaraf edilmesine yardımcı olan örüntüleri tespit ederek üretim kalitesini iyileştirebilmektedir

B. OTONOM ROBOTLAR
Birçok endüstrideki imalatçılar, kompleks işlerin üstesinden gelinmesi için uzun zamandır robotkullanmaktadırlar, fakat robotlar daha da fazla yarar sağlayacak şekilde geliştirilmektedir. Daha özerk, esnekve işbirliği çalışacak duruma gelmektedirler. Nihayetinde, birbirleriyle etkileşim içinde hareket edecek veinsanlarla yan yana güvenli şekilde çalışacak ve onlardan öğreneceklerdir. Bu robotlar, günümüzde imalatsektörlerinde kullanılanlara göre daha az maliyetli olacak ve çok daha geniş becerilere sahip olacaklardır.
Sözgelimi, bir Avrupalı robot ekipmanları imalatçısı olan Kuka, birbirleriyle etkileşim içinde hareket edenotonom (özerk) robotlar sunmaktadır. Bu robotlar, birlikte çalışabilecekleri ve eylemlerini üretim hattındakisonraki bitmemiş ürüne uyacak şekilde otomatik olarak ayarlayabilecek şekilde birbirleriyle bağlantılıolacaklardır. En son teknoloji ürünü sensörler ve kontrol üniteleri, insanlarla yakın işbirliğini sağlayacaklardır.Endüstriyel robot tedarikçisi ABB şirketi de, benzer şekilde, ürünlerin (tüketici elektronik ürünleri) montajınıinsanlarla yan yana yapacak şekilde özel tasarlanmış olan ve YuMi olarak adlandırılmış iki-kollu bir robotupiyasaya sunmaktadır. İki takviyeli kol ve bilgisayar vizyonu, güvenli etkileşimi ve parça tanımayı mümkünkılmaktadır.

3.SİMÜLASYON
Mühendislik aşamasında, ürünlerin, malzemelerin ve üretim süreçlerinin 3 Boyutlu simülasyonları bugünkullanılmaktadır; fakat gelecekte, simülasyonlar fabrika faaliyetlerinde daha kapsamlı şekildekullanılacaklardır. Bu simülasyonlar, gerçek zamanlı verileri fiziksel dünyanın makineleri, ürünleri ve insanlarıiçerebilecek bir sanal modelde yansıtacak şekilde geliştireceklerdir. Böylece, fiziksel takım değişikliğindenönce sanal dünyadaki üretim hattında sonraki ürün için makine ayarlarını test edecek ve en iyileştirecek veböylece makine ayarlama sürelerini azaltacak ve kaliteyi artıracaklardır.
Sözgelimi, Siemens ve bir Alman takım tezgahı satıcısı, fiziksel makineden alınan verilerin kullanılmasısuretiyle parçaların talaşlı imalatını simüle edebilen bir sanal makine geliştirdiler. Bu gelişme, fiili talaşlı imalatişlemine yönelik ayarlama süresini yüzde 80’e varan oranda düşürmektedir.

4.YATAY VE DÜŞEY SİSTEM BÜTÜNLEŞTİRMESİ
Günümüz ITsistemlerinin çoğu tamamen bütünleştirilmiş değildir. Şirketler, tedarikçiler ve müşteriler nadiren sıkı şekildebağlantılıdırlar. Bu durum mühendislik, üretim ve servis departmanları için de geçerlidir. İşletmedenimalathane düzeyine kadar bütün fonksiyonlar tam anlamıyla bütünleştirilmiş değildir. Hatta mühendislikçalışmasının kendisi bile (ürünlerden tesislere ve otomasyona kadar) tam bütünleştirmeden yoksundur.
Sözgelimi, Dassault Sytemes ve Boost Aero Space, Avrupa uzay ve savunma endüstrisi için bir işbirliğiplatformunu devreye soktu. Air Design olarak adlandırılan platform, tasarımda ve imalatta işbirliğine yönelikbir ortak çalışma yeri işlevini görmekte ve bir özel bulut üzerinde bir hizmet olarak mevcut bulunmaktadır.Çeşitli ortaklar arasında ürün ve üretim verilerinin alınıp verilmesi gibi kompleks bir işi yönetir. Bulutteknolojilerinin performansı gelişecek ve sadece birkaç milisaniyelik yanıt süresine ulaşacaklardır.

5.ENDÜSTRİYEL NESNELERİN İNTERNETİ
Bugün bir imalatçının sensörlerinin ve makinelerinin sadece bir kısmı ağ bağlantılıdır ve tümleşik veri işlemeolanağından yararlanmaktadır. Bunlar, genellikle bir düşey otomasyon piramiti içinde organize edilirler; bupiramitte, sınırlı zekaya sahip sensörler ve saha araçları ile otomasyon kontrol cihazları bir kapsayıcı imalatsüreci kontrol sistemine besleme yaparlar. Endüstriyel Nesnelerin İnterneti teknolojisinde ise, daha fazlasayıda cihaz (hatta bazen bitmemiş ürünler de dahil olmak üzere), tümleşik veri işlemeyle zenginleştirilecekve standart teknolojiler kullanılarak birbirlerine bağlanacaklardır. Bu teknoloji, saha cihazlarının hembirbirleriyle hem de gerektiğine daha merkezi kontrol cihazlarıyla iletişim kurmalarını ve etkileşim içindeolmalarını mümkün kılacaktır. Ayrıca bu yolla mantıksal analiz ve karar verme işlemlerini merkezi olmaktançıkararak gerçek-zamanlı yanıtlar üretilmesi de sağlanacaktır.
Bir sürücü ve kontrol sistemi satıcısı olan Bosch Rexroth, valflere yönelik bir üretim tesisinde bir yarı-otomatik,merkez-dışı üretim düzeni kurdu. Ürünler radyo frekansı tanıtım kodlarıyla tespit edilmekte olup iş istasyonlarıher ürün için hangi imalat işlem adımlarının gerçekleştirilmesi gerektiğini bilerek, gerekli işlemigerçekleştirecek şekilde uyarlamaktadır.

6.SİBER GÜVENLİK
Çok sayıda şirket hala, bağlı olmayan veya kapalı yönetim ve üretim sistemlerine dayanmaktadır. Artırılmışbağlantısallıkla ve Sanayi 4.0’la birlikte sunulan standart iletişim protokolleriyle, kritik endüstriyel sistemlerin veimalat hatlarının siber güvenlik tehditlerine karşı korunması ihtiyacı önemli ölçüde artmaktadır. Bunun sonucuolarak, güvenli ve güvenilir iletişim ve ayrıca makinelerin ve kullanıcıların karmaşık kimlik ve erişim yönetimihayati önem taşımaktadır.
Geçen yıl içerisinde ABD’de bazı endüstriyel ekipman satıcıları, ortaklıklar veya şirket satın alma yoluylasiber güvenlik şirketleriyle güçlerini birleştirdiler.

7.BULUT
Şirketler, hali hazırda bazı işletme ve mantık analizi uygulamaları için bulut-tabanlı yazılımlar kullanmaktadırlar;fakat Sanayi 4.0 söz konusu olduğunda, üretimle ilgili taahhütlerin artması, tesislerin ve şirketlerin sınırlarınıaşan veri paylaşımının artmasını gerektirecektir. Bunun yanısıra, bulut teknolojilerinin performansı artacakgelişecek ve yanıt verme sürelerini birkaç milisaniyeye indirecektir. Dolayısıyla, makine verileri ve işlevsellikgiderek daha fazla oranda buluta konuşlandırılacak ve böylece üretim sistemlerine yönelik daha fazla veriyedayalı hizmetlerin verilmesi mümkün olacaktır. Süreçleri izleyen ve kontrol eden sistemler bile bulut tabanlıhale gelebilirler. İmalat yürütme sistemi satıcıları da bulut-tabanlı çözümler sunmaya başlayan şirketlerarasındadırlar.

8.EKLEMELİ İMALAT
Şirketler, 3 Boyutlu baskı gibi eklemeli imalatı daha yeni yeni benimsemeye başladılar; bunu çoğunlukla tektek parçaların prototipini yapmak ve üretmek için kullanıyorlar. Sanayi 4.0’da, bu eklemeli imalat yöntemleri,karmaşık ve hafif tasarımlar gibi konstrüksiyon avantajları sağlayan isteğe uyarlanmış ürünlerden küçükpartiler üretmeye yönelik olarak yaygın şekilde kullanılacaktır. Yüksek performans, merkez-dışı eklemeli imalatsistemleri, nakliye mesafelerini ve eldeki stoğu azaltacaklardır.
Sözgelimi, uzay şirketleri, uçak ağırlığını azaltan ve titanyum gibi hammadde masraflarını azaltan yenitasarımlar uygulamak için eklemeli imalattan hali hazırda yararlanmaktadırlar. Sanayi 4.0’ın sağladığı unsurlarıbenimseme yarışı hali hazırda Avrupa’da, ABD’de ve Asya’da devam etmektedir.
Bu alandaki bir başka uygulama ise sanal eğitimdir. Siemens, Comos yazılımı için, tesis personelini acildurumların üstesinden gelmelerini sağlamak amacıyla eğitmek için artırılmış-gerçeklik gözlüklerinin olduğu birgerçekçi, veri-tabanlı 3 boyutlu ortamdan yararlanılan bir sanal tesis-operatörü eğitim modülü geliştirdi. Busanal dünyada, operatörler bir siber-temsili tıklamak suretiyle makinelerle karşılıklı etkileşimiöğrenebilmektedirler. Bunun yanısıra, parametreleri değiştirebilmekte ve çalışma verilerini ve bakımtalimatlarını alabilmektedirler.

9.ARTIRILMIŞ GERÇEKLİK
Artırılmış gerçekliğe dayanan sistemler, bir depodaki parçaların seçilmesi ve mobil cihazlarla tamirtalimatlarının gönderilmesi gibi çeşitli hizmetleri desteklerler. Bu sistemler şu anda emeklemeaşamasındadırlar; şirketler gelecekte artırılmış gerçeklikten çok daha kapsamlı şekilde yararlanarak kararalma ve iş prosedürlerini iyileştirmek için işçilere gerçek zamanlı bilgiler sağlayacaklardır.
Sözgelimi, işçiler, tamir gerektiren sisteme bakarlarken belli bir parçanın nasıl değiştirileceğine ilişkin tamirtalimatları alabilirler. Bu bilgiler, artırılmış-gerçeklik gözlükleri gibi cihazlar kullanılarak doğrudan doğruyaişçilerin görüş alanında görüntülenebilecektir.
Bir başka uygulama ise sanal eğitimdir. Siemens, Comos yazılımı için, tesis personelini acil durumlarınüstesinden gelmelerini sağlamak amacıyla eğitmek için artırılmış-gerçeklik gözlüklerinin olduğu bir gerçekçi,veri-tabanlı 3 boyutlu ortamdan yararlanılan bir sanal tesis-operatörü eğitim modülü geliştirdi. Bu sanaldünyada, operatörler bir siber-temsili tıklamak suretiyle makinelerle karşılıklı etkileşimi öğrenebilmektedirler.Bunun yanısıra, parametreleri değiştirebilmekte ve çalışma verilerini ve bakım talimatlarını alabilmektedirler.
Özetle; Bundan önceki devrimler gibi Dördüncü Sanayi Devrimi de küresel gelir düzeylerini yükseltme vedünya çapındaki nüfuslar için yaşam kalitesini geliştirme potansiyeline sahiptir.
Bu kapsamda yaşanacak teknolojik yenilikler sayesinde yeni pazarlar açılacak ve ekonomik büyümeler eldeedilecektir. Tüm ekonomilerde işgücünün yerini otomasyonun alması nedeniyle, insanların yerini net olarakmakinelerin alması, sermaye getirisi ile işgücü getirisi arasındaki uçurumu daha da arttırabilecektir.
Gelecekte, üretimin kritik faktörünü sermayeden daha çok yetenek temsil edecektir. Bu da, sosyal gerginlikteartışa neden olacak olan giderek “düşük beceri/düşük ücret” ve “yüksek beceri/yüksek ücret” segmentlerineayrılan bir iş pazarının oluşmasına yol açacaktır.
Temel bir ekonomik husus olmasının yanı sıra, eşitsizlik, Dördüncü Sanayi Devrimi ile bağlantılı olarak enbüyük toplumsal hususu temsil etmektedir. Yeniliğin en büyük yararlanıcıları,- yenilikçiler, paydaşlar veyatırımcılar- fikri ve fiziksel sermaye sağlayıcılar olma eğilimindedir ve bu da sermayeye karşı iş gücüne bağlıolanlar arasındaki artan uçurumu açıklamaktadır. Bu nedenle, teknoloji, yüksek gelirli ülkelerde nüfusunçoğunluğu için gelirlerin hareketsiz kalmasının ve hatta düşmesinin ana nedenlerinden biridir. Bu ülkelerdeyüksek becerili işçilere talep artarken düşük eğitimli ve daha az becerilere sahip işçilere olan talep düşmüştür.Bunun sonucunda da yüksek ve düşük uçlarda güçlü talebin olduğu ve orta grupta bir boşluğun giderekbüyüdüğü bir iş piyasası oluşmuştur.
Genel olarak, Dördüncü Sanayi Devriminin iş üzerinde dört ana etkisi bulunmaktadır. Bu etkiler, müşteribeklentileri, ürün geliştirilmesi, işbirlikçi yenilik ve organizasyonal formlar üzerindeki etkilerdirBasit dijitasyondan (Üçüncü Sanayi Devrimi) teknolojilerin bileşimine dayanan yeniliğe (Dördüncü SanayiDevrimi) bu acımasız geçiş, şirketleri, iş yapma şekillerini yeniden gözden geçirmeye zorlamaktadır. Ancak altçizgi aynıdır: iş liderleri ve üst düzey yöneticilerin değişen ortamı anlamaları, operasyon timlerininvarsayımlarının güçlüklerini anlamaları ve bıkmadan, usanmadan ve sürekli olarak yenilik yapmalarıgerekmektedir.
Dördüncü Sanayi Devrimi, sonuç olarak, sadece ne yaptığımızı değil, aynı zamanda kim olduğumuzu dadeğiştirecektir. Kimliklerimizi ve mahremiyet duygusu, mülkiyet nosyonumuzu, tüketim kalıplarımızı, işe veeğlenceye ayırdığımız zamanı, kariyerimizi nasıl geliştirdiğimizi, becerilerimizi nasıl iyileştirdiğimizi, insanlarlatanışma şeklimizi ve ilişkilerimizi geliştirmemizi ve kimliğimizle ilişkili tüm konuları etkileyecektir.
Teknoloji de onunla birlikte gelen bozulma da, insanların kontrol edemediği dış kaynaklı bir güçtür. Birey veYatırımcılar olarak hepimiz bu değişime günlük bazda aldığımız kararlar ve yaptığımız işler ile yön vermekleyükümlüyüz. Böylece, Dördüncü Sanayi Devrimini ortak amaç ve değerlerimizi yansıtacak bir geleceğedoğru yönlendirecek güç ve olanağı yakalamış oluruz.
Teknolojinin yaşamımızı nasıl etkilediği, ekonomik, sosyal, kültürel ve insani ortamımızı nasıl şekillendirdiğikonularından kapsamlı ve küresel olarak paylaşılan bir bakış açısı geliştirmemiz gerekmektedir. Ancak,bugünün karar vericileri, sıklıkla geleneksel, doğrusal düşünce tuzağına düşmekte ya da dikkatlerinigerektiren çoklu krizlere dalmakta ve bu nedenle de geleceğimizi şekillendiren bozulma ve yenilik güçlerihakkında stratejik olarak düşünememektedirler.
Sonuçta, herşey insana ve değerlere dayanmaktadır. Önceliği insana ve onların güçlendirilmelerine vererekhepimiz için işe yarayan bir geleceği şekillendirmeye ihtiyacımız vardır. En kötümser ve canavarlaştırılmışşekliyle, Dördüncü Sanayi Devrimi, bir yandan bizi kalp ve ruhlarımızdan ayırma riski nedeniyle aslındainsanlığı “robotlaştırmak” özelliğine sahip olacaktır. Diğer yandan ise insan doğasının en iyi özelllikleri olanyaratıcılık, empati ve yöneticilik bölümlerine katkıda bulunarak, paylaşılan duygu ve kadere dayanan ortak veahlaki farkındalığı arttıracaktır. Biz, ikincinin öne çıkmasını sağlamakla yükümlüyüz.

Ref.:"The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries"
The Boston Consulting Group
“The Fourth Industrial Revolution”
Klaus Schwab

Haluk Selvi

USDAD - Yönetim Direktörü

haluk.selvi@usdad.com.tr

Ağustos 2025