Endüstri 4.0 ile dünya akıllı makinelerin ve akıllı fabrikaların yeni bir üretim çağına girdiğini görecek. Bu da dördüncü sanayi devrimi ve her şeyi etkileyecek.
Dijital teknolojilerin ilerlemesi sayesinde büyük endüstriyel değişim devam ediyor. Fiziksel ve sanal dünyaların siber-fiziksel bir sistem ile kaynaşması, üretimin her unsuru üzerinde büyük bir etkiye sahip olacak.
"Endüstri 4.0" olarak adlandırılan bu dönüşüm, küresel endüstriyi yeniden kurma ve küresel ekonomiyi yeniden düzenleme potansiyeline sahiptir.
İlk olarak Alman hükumeti tarafından üretimin dijitalleşmeyi teşvik etmek için tanıtılan Endüstri 4.0 terimi, buhar gücü, elektrik gücü ve bilgi işlemi takip eden dördüncü bir sanayi devrimini ifade eder. Alman hükumeti o zamandan bu yana bu yeni kavramı yeni ekonomik büyüme için güçlü bir şekilde desteklemiştir.
Bu kavramı desteklemek içinde birçok neden var. Bu yeni endüstriyel yeniliğe öncülük eden ülkeler ekonomik üretkenlik açısından önemli kazanımlar elde etmektedir. Bu yenilik, bazıları ülkeler ve bir bütün olarak Batı Avrupa için, bir nesil süren destansı bir gerilemeyi tersine çevirme fırsatı sundu.
Ekonomik Zorunluluk
Son yirmi yılda Avrupa, endüstrisi gerilemesi ile mücadele etti. Almanya ve Polonya'daki marjinal kazanımlar, başta İngiltere, Fransa ve İspanya olmak üzere diğer bölgelerde sanayileşmenin azaltılması ile gerileme devam etti. Genel olarak, Batı Avrupa’nın katkısı 1990'ların başında toplam sanayi üretiminin yaklaşık yüzde 35'inden yüzde 10 düştü.
Aynı zamanda, gelişmekte olan ekonomiler paylarını yüzde 40'a çıkardılar ve Çin gibi pazarlarda yeni imalat işlerinin bol olduğu yerlerde de pazar payları büyüdü, bundan yola çıkarak Almanya'da yüzde sekiz, İngiltere'de yüzde 29 oranında pazar kayıpları yaşandı.
Almanya şimdiye kadar Avrupa'da Endüstri 4.0 konseptine öncülük etti ve çevresinde yeni standartlar belirlemeye başladı. “Endüstriyel internet” kavramını markalayan ABD, endüstriyi yeni teknolojik platformlar ve standartlar üzerinde işbirliği yapmaya teşvik etmek için 2012 yılında Akıllı Üretim Liderlik Koalisyonunu kurdu.
Dünyanın yeni ekonomik güçleri de devreye giriyor. Güney Kore'de hükümet, otomotiv ve gemi inşası gibi kilit sektörlerle bilgi teknolojilerini entegrasyon girişimlerini teşvik etmek için mevzuat çıkardı ve gelişime yardımcı olacak inovasyon merkezleri kurdu.
Benzer çalışmalar, önemli sanayi sektörlerini yeniden yapılandırmak ve modernize etmek ve küresel rekabet güçlerini artırmak için "Çin 2025'te Üretildi" (Made in China 2025) olarak adlandırılan yeni bir girişim başlatan Çin'in en büyük stratejisi olan üretim ekonomisi gelişerek devam ediyor.
Endüstri için, üretim sürelerini kısaltma, maliyetleri azaltma ve kaliteyi geliştirme yarışı son hızla devam ediyor. Artık bir şey değişmeli. Çin ICT Akademisi politika ve araştırma başkan yardımcısı Xin Yongfei, “En iyi senaryo yeni endüstriyel teknolojilerin piyasaya sürülmesidir” diyor. “Artık gelişmiş ülkelerin endüstriyel kalkınmayı yeniden düşünmelerini de büyük bir fırsat” olarak nitelendiriliyor.
Teknolojideki İlerleme
Kullanılan çoğu teknoloji zaten mevcut. Bilgi ve iletişim ICT çözümlerinin önde gelen küresel sağlayıcısı Huawei 2025 yılına kadar 100 milyar bağlantı - her türlü makinedeki akıllı sensörlerin yüzde 90'ına tekabül ediyor - dünyayı, bilgi ve iletişim teknolojilerinin (BİT) gelişmesinin bir sonucu olarak birbirlerine bağlanacaklarını ön görüyor.
Birbirine bağlanabilecek her şey “Nesnelerin İnterneti” (IoT) olarak adlandırılıyor. Bilgi işlem çözümleri, toplantı odasından çıkıp evlerimize kadar geldi ve şimdi endüstrinin sinir uçlarına doğru yol alıyor. Bu teknolojilerin baş kahramanları, tüm üretim süreçlerini entegre eden ve aralarında gerçek zamanlı bilgi alışverişini sağlayan büyük bir endüstriyel sistem inşa etmeyi amaçlıyor.
Geleneksel endüstriler artık bilgi, iletişim ve üretim sistemleri arasında aşağıdakiler de dahil olmak üzere benzeri görülmemiş bir entegrasyona sahiptir:
Endüstriyel IoT'yi birbirine bağlayan ve üretim süreçleri sırasında gerçek zamanlı veri toplanmasını sağlayan akıllı sensörler;
İnsanlar, makineler ve üretim sahaları arasında büyük miktarda verinin iletilmesine izin veren her yerde bulunan geniş bant;
Bulut bilgi işlem, herhangi bir yerde anında depolamaya ve istenildiğinde kullanmaya olanak sağlar;
Büyük miktarda veri analizi sayesinde büyük miktarda verinin birlikte işlenmesini sağlar.
Ancak yapılması gereken işler var. Huawei, akıllı fabrikalardaki insanları ve akıllı makineleri birbirine bağlamak için sağlam bir iletişim ağının başlangıç noktası olması gerektiğine dikkat çekiyor. Huawei’nin kurumsal bölüm başkanı Yan Lida ise “Endüstri 4.0'ı gerçekleştirmek için mevcut BIT altyapısının yeniden yapılandırılması gerekiyor. Bağlantı anahtarıdır ”diyor.
“Ölçek büyük ölçüde farklı. Bu gezegende yedi milyar insan var ve şu anda bağlandığımız ölçek birkaç milyarda. Ancak endüstriyel nesnelerin interneti için yüzlerce milyar cihazı bağlamamız gerekecek. Ne tür bir ağ bu kadar çok cihazı makul bir maliyetle barındırabilir?
Ancak maliyet tek problem değil. Yan Lida, mevcut ağ teknolojisi ile gecikme, güvenlik ve parçalanma gibi diğer zorlukları işaret ediyor. Bu yeni çağda, iş veya görevlerle ilgili kritik veriler gerçek zamanlı iletişime dayanacaktır. Veriler hem genel hem de özel ağlarda taşınacak ve bulutta depolanacaktır. Düşük gecikmeli bağlantılara ve daha sağlam güvenlik özelliklerine sahip veri ağları gereklidir.
Bunun ötesinde, ağların, cihazların ve hizmetlerin endüstri genelinde birlikte çalışabilirliğini sağlamak için daha iyi tanımlanmış standartlar gereklidir.
İletişim Ağı
Huawei bu sorunlara, 'akıllı ve bağlantılı endüstriyel ağ' çözümü ile cevap veriyor. Özünde, bu, her biri özellikle büyük ölçekli endüstriyel süreçler, işbirliği ve makine iletişimi için tasarlanmış bir veri ağı, bir yonga seti ve bir ağ geçididir.
Tüketici 4G (LTE) teknolojisinin özel bir kurumsal sürümü olan "gelişmiş" LTE (eLTE) ağı, çeşitli hizmetleri taşıyabilir ve fiber geniş bant ve diğer ses ve veri çözümleriyle entegre olabilir. Yeni nesil 5G ağları, daha yüksek kapasite ve daha düşük gecikme sağlayacak, bu da iletişim borusunun çevresine ve bilgilerin iki nokta arasında aktarılma hızını arttıracaktır.
5G, bir kilometrekarelik bir yarıçap içinde bir milyon bağlantıyı ve sadece bir mili saniyelik bir gecikmeyi destekleyebilir, bu da mevcut 4G teknolojilerine kıyasla sırasıyla 1.000 kat ve 50 kat iyileşmedir. Huawei, 5G’nin aynı anda 10.000 HD kamera beslemesini destekleyebileceğini ekledi.
Huawei, fabrika cihazlarının veri ağına bağlanacak donanım ve yazılım bileşenlerini, makine iletişimi için düşük güçlü bir LTE sensör yongası (LTE-M) ve cihazlar arasındaki bağlantıyı kolaylaştırmak için bir 'Akıllı IoT Ağ Geçidi' şeklinde tasarlanmasının gerektiğini söylemekte.
Huawei’nin LTE-M çipi, endüstriyel, bilimsel ve tıbbi (ISM) radyo bantlarında çalışan, ticari telekomünikasyon dışındaki amaçlarla uluslararası olarak ayrılmış yeni nesil makine iletişimleri için genel bir çözümdür. Yüksek veri hızlarını ve bant genişliğini desteklemek için tasarlanmıştır. 1 km yarıçapında kapsama alanı ve hücre başına 10.000 bağlantı sağlar, bu da etkili bir şekilde tek bir baz istasyonu anlamına gelir, orta ölçekli bir işletme kampüsünde kapsama alanı ve kapasite sağlar. Aynı zamanda çok az güç kullanır, bataryayı değiştirmeden 10 yıl çalışmasını sağlar, bu da karmaşık fabrika kurulumları için çok uygundur.
Endüstri 4.0 önerisinin bir diğer önemli kısmı, çeşitli arayüzleri destekleyen ve birçok akıllı cihazda birleşik erişim sağlayan Akıllı IoT ağ geçididir. Ayrıca, fabrikaların Büyük Verileri yönetmesine ve işlemesine yardımcı olacak bir yönetim platformu ve dağıtılmış platformlarda çoklu uygulama işbirliğini desteklemek, mühendislik, üretim, depolama, satış ve dağıtım için verimlilik getirmek için bulut mimarisi de sunmaktadır.
Endüstri bulutlarını, çevik ağları, eLTE, 5G, akıllı IoT ağ geçidini ve akıllı cihazları yerleşik LTE-M yonga setleriyle birleştiren çözümler, makineler, insanlar ve veriler arasındaki boşluğu dolduracak.
Standartlar ve Uygulamalar
Yine de, bu devrimin başlangıç aşamasındayız. Bu yeni teknolojileri sayısız endüstriyel ortamda standartlaştırmak ve uygulamak için hala büyük çalışmalar yapılması gerekiyor.
Huawei’nin pazarlama ve çözüm departmanı başkanı Patrick Zhang şunları söylüyor: “İnsanlar arasında, makineler arasında ve insanlar ile makineler arasında büyük miktarlarda bilgi alışverişi sonucunda benzeri görülmemiş miktarda veri üretilecek.
Bu verileri yönetmek karmaşık araçlar, güçlü iletişim altyapısı ve güvenilir güvenlik gerektiriyor. Endüstrinin 21. yüzyıl ve ötesinde yeniden inşası, üreticiler, hükumetler, akademi ve BIT sağlayıcıları da dahil olmak üzere tüm paydaşlarının işbirliğini gerektirecektir. ”
Huawei, inşaat ekipmanlarının bakımını otomatikleştirmek için yazılım sağlayıcısı SAP, araştırma organizasyonu Fraunhofer ve yarı iletken üreticisi NXP ile işbirliğini vurgulamaktadır. İnşaat araçlarına monte edilen gömülü akıllı araç ağ geçidi ile, arızalar ortaya çıkmadan önce tanımlanabilir.
Arıza oranları, rutin manuel bakıma kıyasla yüzde 70'e kadar azaltılabilir ve araç duruş süresi ayda iki saatten sadece 30 dakikaya düşürülebilir.
Yan Lida son bir açıklamasında “Şu anda Avrupa, Amerika ve Çin'de Endüstri 4.0'ı ileriye taşımak için kurulmuş organizasyonlar var. Ancak tüm endüstri zincirinde işbirliği olmadan, fırsat gerçekleşmeyecektir. Huawei, canlı bir Endüstri 4.0 ekosisteminin oluşturulmasını ortaklaşa teşvik etmek için diğer önde gelen satıcılarla derin ilişkilerini beslemeye kararlı. ”