Teknoloji&Bilim

Geleceğin Fabrikaları Dijital Fabrikalar

Geleceğin Fabrikaları Dijital Fabrikalar

Geleceğin Fabrikaları Dijital Fabrikalar

Endüstri 4.0 ile dijital fabrikalar geliyor.Geleceğin fabrikaları denince akla ilk olarak makine, insan ve Büyük Veri’nin tam entegrasyonuyla sağlanan akıllı üretim yapabilen dijital fabrikalar geliyor.

Bugünün gelişmiş otomatik fabrikalarında bulunan bileşenler, araçlar, nakliye konteynerleri, makineler ve konveyör sistemleri; Endüstri 4.0 ile birlikte binlerce sensör ve iletişim sistemiyle donatılacak; bu sayede hız, verimlilik ve kalite artacak.

Peki Dijital Fabrikalar Nasıl Çalışacak

Teknoloji tüm sektörleri yeniden şekillendirirken, inşaat sektörüne yansımalarını akıllı evler, akıllı şehirler olarak görmeye başladık bile… Endüstri 4.0 ile birlikte üretimde yaşanacak devrim, fabrikaları da değiştirecek.1784’te buhar gücünün sanayiye uygulanmasıyla başlayan 1. Sanayi Devrimi’ni, 1870’te başlayan elektriğin üretimde kullanılması ve seri üretim ile 2. Sanayi devrimi takip etti. Daha sonra 1969’da üretimde ilk PLC’nin (Programmable Logic Control), elektronik sistemlerin ve bilgisayar teknolojilerinin kullanılmasıyla başlayan 3. Sanayi Devrimi karşımıza çıktı. Son olarak üretimde kurallar yine değiştiğini görüyoruz. Kaçınılmaz sonuç olan dijitalleşme ile 4. Sanayi Devrimi kapıda…

Geleceğin fabrikaları deyince ise akla makine, insan ve Büyük Veri’nin tam entegrasyonuyla sağlanan akıllı üretim yapabilen dijital fabrikalar geliyor. Üretimdeki dijitalleşme ile üç büyük değişiklik öne çıkıyor. Bunlar, müşterinin isteklerine göre üretimin daha esnek hale gelmesi, az sayıda üretimin mümkün olması, daha az ama bilgili çalışanlar… Bu değişikliklerin meydana gelmesine zemin hazırlayan en büyük faktörler ise yeni materyaller, 3D yazıcılar, kolay kullanımlı robotlar yeni işbirlikçi üretim hizmetleri gibi süreçler olarak gözüküyor. Dijital fabrikayı, tesis kurulmadan önce tüm bileşenlerinin bilgisayar ortamında uygun yazılımlarla tasarlanarak fabrikanın çalıştırılması ve sonuçlarının değerlendirilmesi olarak tanımlayabiliriz. Bu yazılımlarda üretim tesisleri ve üretim süreçleri test edilir, bakım onarım çalışmaları planlanır, şirketin üretkenliği ve kârlılığı gözlemlenir. Kısacası fabrikanın kendisi ortada yokken fabrikanın nasıl çalıştığı gözlemlenir ve en iyi çalışma sisteminin kurulması için gerekli önlemler alınır.

ENDÜSTRİ 4.0 İLE BİRLİKTE DEĞİŞİM YAŞANACAK

Geleceğin üretim vizyonuyla birlikte birbirleriyle bağlantılı üretim makineleri ve insan etkileşimiyle yeni bir üretim çevresi oluşacak; üreticiler, araştırmacılar ve hükümetler geleceğin dijital fabrikalarını inşa etmek için birlikte çalışacaklar. Bugünün gelişmiş otomatik fabrikalarında bulunan bileşenler, araçlar, nakliye konteynerleri, makineler ve konveyör sistemleri Endüstri 4.0 ile birlikte binlerce sensör ve iletişim sistemiyle donatılacak; bu sayede hız, verimlilik ve kalite artırılacak. Bu fabrikalar; sanal gerçeklik, simülasyon ve sanal prototiplerin oluşturulmasıyla daha ürün piyasaya sunulmadan ürün geleceği hakkında bilgi sahibi olmamıza kısaca geleceği öngörmemizi sağlayarak sağlam kararlar almamıza, kaliteli, hızlı ve az maliyetli ürünler üretmemize olanak sağlayacak.

İlk Geleceğin Fabrikası

‘Geleceğin Fabrikası’ Almanya’da açıldı Alman Fraunhofer Enstitüsü tarafından açılan “Geleceğin Fabrikası” endüstriyel üretimin nasıl daha az maliyet ve malzemeyle, çevreye duyarlı yapılabileceğini gösteriyor. Chemnitz’deki “Geleceğin Fabrikası”nın vizyonu, “3E” olarak adlandırılıyor. Fraunhofer Enstitüsü’nde makine araçları ve şekillendirme tekniği üzerine çalışan endüstri mühendisi Michael Cherkassky 3E’nin enerji ve kaynak verimliliği, fabrikanın emisyon hacminin kontrollü olması ve insanların üretim sürecine dahil edilmesi anlamına geldiğini anlatıyor. Cherkassky enerji ve kaynak verimliliğinin ne anlama geldiği konusunda, otomobillerde sıkça kullanılan dişli şaft (aks) üretimini örnek gösteriyor. Endüstri mühendisi Cherkassky, Geleceğin Fabrikası’nda, silindir dişli aksların üretiminde, üretim aşamaları ve süreden tasarruf edildiğine dikkat çekiyor.

“ÜRETİCİLER KAZANÇLI ÇIKACAK”

Fraunhofer Enstitüsü Başkanı Matthias Puty, “Enerji Yönetimi 2.0” adını verdikleri yöntemle, enerji tedarikçileri ve enerji kullanıcıları arasında bir ağ oluşturulduğunu belirterek, fabrikada güneş enerjisi kullanıldığına dikkat çekiyor. Fabrikada, yüksek oranda enerji tüketen makineler, sadece güneş enerjisi üzerinden yoğun enerji üretilen saatlerde, güneşin çıktığı öğle saatlerinde kullanılıyor.

Yakın geçmişte, çeşitli endüstri tesislerine yaptığımız teknik gezilerde ve mimari tasarımını yaptığımız endüstri tesislerinde; işletme ve proses gereksinimlerini gözlemleme ve etüt etme fırsatı bulduk. Fabrikalarda en göze çarpan özellik robotların ve otomasyon sistemlerinin yoğun olarak kullanılması idi. Amaç, mümkün olduğu kadar insanın üretim sürecindeki varlığını azaltmak. Böylece hem işçilik maliyetlerinin ürün maliyetindeki payının azalması hem de insana bağlı iş kazası ve hata risklerinin ortadan kaldırılması hedefleniyor. Başka bir önemli gelişme de tesis içinde ham madde ve mamul madde dolaşımında yaşanıyor. Paletler ve taşıyıcı bantlar ile hareket eden ürünler insan eli değmeden depolanıyor veya sevke hazırlanıyor. İNSAN ÇALIŞMAYAN DEPOLAR Bu sürecin fabrika mimarisindeki etkilerini, yaptığımız güncel projelerde deneyimledik. Artık, tesislerin en göze çarpan yapıları, yükseklikleri 40 metreye ulaşan otomatik yüksek depo binaları oluyor. Bu binalarda palet hareketleri, depolama raflarına veya sevk noktalarına taşıma tamamen özel yazılımlarla çalışan robot vinçler ile yapılıyor. İnsan çalışmayan bu binalarda iç aydınlatma yapılmasına bile gerek duyulmuyor. Fabrikaların üretim hollerinde, dış kabukta büyük bir değişiklik görmüyoruz, ancak üretim kurgusunda büyük değişiklikler var. Hammadde, yüksek otomasyonlu, kesintisiz bir üretim bandı üzerinde ürüne dönüşüyor ve paketlenip depolamaya veya sevkiyata hazır hale geliyor. Tesislerin içinde, bu bantların uzunluğu nedeni ile doğrusal yerleşim şemaları tercih ediliyor. Endüstri 4.0 ile bu mevcut düzenin boyut ve form olarak fazla değişeceğini düşünmüyoruz. Üretim bandı konsepti sürecektir. Üretimde hammadde deposu, üretim bandı, mamul depo ve sevkiyat rotası devam edecektir. Bu rota üzerinde ise insanlardan çok robotları göreceğiz. Ama esas değişiklikleri çıplak gözle görme imkânımız olmayacak. Yeni endüstriyel devrim, sistemlerin ağlar aracılığı ile entegrasyonu olacaktır. Kullanıcı tercihlerinin ve sosyal medya alışkanlıklarının “Büyük Veri” (big data) olarak anlamlı ve işlenebilir bir hale dönüştürülmesi, entegre olmuş ağlar ile üretim ve tedarik süreçlerini doğrudan etkiler hale gelecektir. Mağazada satılan her ürün, bu ağlar ile gerçek zamanlı olarak fabrikada üretim süreci için bir sipariş ve tedarik bilgisi olarak değerlendirilecektir. Böylece üretim süreçleri de sürekli optimize edilecektir.

SÜRDÜRÜLEBİLİR MALZEME KULLANIMI ARTACAK

Bu yeni sistem fabrikaların enerji kullanımının ve karbon ayak izinin de azalmasına neden olacaktır. Kaynak kullanımında ve atık yönetiminde sürdürülebilirlik kavramı önemini artıracaktır. Üretim süreci kadar fabrika binasının da sürdürülebilirlik prensipleri ile uyumlu olması beklenecektir. Bu nedenle, mimari kurgu fazla değişmese de yapıda kullanılacak yapı malzemelerinin de sürdürülebilir kaynaklardan ve üretim süreçlerinden elde edilmiş malzemeler olması beklenecektir. Üretim süreçlerinde insan sağlığının güvence altında olması da öncelikli olacaktır. Kârlı ve pratik olsa dahi sağlıksız üretim yöntemleri terk edilecektir. Endüstrideki bu gelişmelerle ürün çeşitliliği gittikçe artacak, ürün bedelleri ucuzlayacaktır. Örneğin, artık bir markette sadece, bulaşık deterjanlarının bile çeşitliliği ve özellikleri kafamızı karıştırıyor, ancak bu çeşitlilik ve bolluk yine de bizi hoşnut etmiyor. Endüstriden arınmış, “artizan” özellikli ürünler arıyoruz. Serbest dolaşan tavuğu ve köy ekmeğini daha güvenle tüketiyoruz. El işi yapılmış bir cam obje bize daha çok heyecan veriyor. Anlaşılan endüstri devrimleri ardı ardına gelse dahi insan elinin ve emeğinin ürüne yaptığı katkı hep önemini koruyacak.

Teknoloji çağının fabrika mimarisindeki etkilerini, yaptığımız güncel projelerde deneyimledik. Artık, tesislerin en göze çarpan yapıları, yükseklikleri 40 metreye ulaşan otomatik yüksek depo binaları oluyor. İnsan çalışmayan bu binalarda iç aydınlatma yapılmasına bile gerek duyulmuyor.

Günlük hayatımıza çoktan giren birbiriyle haberleşen cihazlar ve bunların yapay zeka ile sürekli öğreniyor olması durumu üretim sistemlerinin de dönüşümünü hazırlayan yeni bir anlayış sunuyor. Endüstri 4.0 olarak anılan bu yeni anlayış üretim mekanlarının tasarımının da yeniden düşünülmesini gerektirir mi? Büyük ihtimalle evet. Belki bu gözle görülen anlamda yani mimari ifade anlamında kökten bir değişiklik getirmezse de planlama ve kurgu aşamasında önemli yaklaşım farklılıkları gerektirecektir.

ENDÜSTRİ DEVRİMLERİ İLE GELEN DEĞİŞİM

Endüstri 4.0 tanımı bundan önce tanık olunan üç endüstri devrimine işaret ederek bu ismi alıyor. İlk endüstri devrimi buhar gücünün üretime katkısı ile oldu. İkincisi elektrik gücünün ve üretim bandının avantajı ile gerçekleşti. Üçüncü devrim ise bilgisayar ve otomasyon sistemlerini içeren buluşlarla üretimi dönüştürdü. Bu yaşanan değişimlere üretim yapısının yani fabrikanın mimarisi açısından bakarsak değişimin üretim sistemlerinin gereksinimlerinden çok yapı tekniklerinin de bu değişimlerle birlikte değişmesinden kaynaklandığını gözlemleyebiliriz. Üretimin dönüşümü fabrika yapısının mimarisinden çok fabrikanın şehirle kurduğu ilişkiyi değiştirdi. Hatta ilk endüstri devrimi ile birlikte fabrikalar etraflarında kendi kentlerini oluşturmaya başladı. İnsan kaynaklı iş gücüne dayalı bir endüstri etrafında işçi konutlarının ve buna bağlı donatıların olduğu bir yerleşim ihtiyacı doğurmuştu. Lojman, sosyal yapılar, spor alanları, market gibi yapılar fabrikanın doğal uzantısı olarak ortaya çıkmıştı. Sonrasında gelen dönüşümlerle ve özellikle üçüncü endüstri devrimi olarak adlandırılan bilgisayar ve otomasyonun üretime hakim olmasıyla çalışan sayısı azaldı. Bu arada çalışma güvenliği, çalışan konforu ve mimari tasarımın bu ihtiyaçlara cevap vermesi gerekliliği konuları daha çok gündeme gelmeye başladı.

ÜRETİM MEKANDAN BAĞIMSIZLAŞACAK

Şimdi içinde olduğumuz dönemde ve tanıklık etmeye hazırlandığımız yeni endüstri çağı ile birlikte bizleri üretimin mekanının kökten değişebileceği bir süreç bekliyor. Daha uç bir noktaya bakınca, bu yeni durum sadece fabrika yapısının değişimini değil fabrika yapısının gerekliliğinin sorgulanmasını da gündeme getirecek bir süreç olacak. Açık kaynak, üç boyutlu yazıcılar, yapay zeka gibi kavramlarla beslenen yeni teknolojilerle evlerimiz ya da iş yerlerimiz belli ölçüde üretim yapabileceğimiz mekanlara dönüşecek. Bir anlamda üretim mekandan bağımsızlaşacak. İnternetten ürünün kendisini değil üretilmesi için gerekli olan veriyi ya da modeli araştıracağız ve indireceğiz. Evimizde artık hepsi birbiri ile haberleşen ve elimizdeki akıllı telefondan takip edebildiğimiz çamaşır makinesi, ısıtma sistemi, fırın gibi cihazlarla birlikte yerini almış olan üç boyutlu yazıcıdan indirdiğimiz veriyi kullanarak ürünü “bastırabileceğiz”. Böyle bir dönemde fabrika yapılarının da daha kompakt, daha verimli, daha insan odaklı, birlikte çalışma ve üretme olanaklarını geliştiren, araştırma ve geliştirmenin çok daha fazla alana ihtiyaç duyduğu yapılara dönüşmesi çok zaman almayacaktır. Şu anda bile bu dönüşümü yaşayan ve yeni teknolojiye adapte olan üretim tesislerinde bu dönüşümleri görebiliyoruz. Bu dönüşümler sadece yapıları değil daha önce olduğu gibi içinde yaşadığımız çevreyi ve kentleri de farklılaştıracak.

Daha Fazla Göster

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu
Kapalı
Kapalı