Nesnelerin İnterneti akımının endüstriyel kulvardaki en uç noktası olarak kabul edilen ‘siber fiziksel sistemler’, tekniğin fiziksel ve siber unsurlarını bir araya getiriyor. Mekanik çözümleri algoritmalarla birleştiren bu çözümler, üretimde kullanılan ekipman ve bileşenleri akıllandırmayı hedefliyor. Bu dönüşüm ise Endüstri 4.0’ın temelini oluşturuyor.

Bugün hayatımızda yaygın yer tutan Endüstri 3.0’da bağımsız aygıtlar olarak tasarlanan gömülü sistemlerden faydalanıyoruz. Endüstri 4.0, bu sistemleri bilgi işlem ve iletişim altyapılarına bağlıyor. Böylece bağlantılı hale gelen tüm bileşenler, merkezi olarak yönetilebiliyor ve üretim operasyonuna dair daha kapsayıcı içgörüler elde edilebiliyor.

Siber fiziksel sistemler, endüstriyel otomasyon ve süreç kontrolünün yanı sıra tıbbi ekipmanlarda, yenilebilir enerji alanında, otomobillerin otonom sürüş ve sürüş güvenliği sistemlerinde büyük bir rol oynuyor.

Siber fiziksel sistemler ile günümüzde akıllı olarak adlandırdığımız birçok cihaz arasındaki başlıca fark, uzaktan yönetilebilirlik kabiliyetine sahip olmaları. Bugün sıkça kullandığımız akıllı telefonlar, otomobiller ve ev aletleri gibi cihazların yalnızca çok azını uzaktan kontrol edebiliyoruz. Örneğin, eve dönmeden kombiyi çalıştırabilmek, kahvemizin veya çayımızın biz yataktan çıkmadan demlenmeye başlaması gibi kolaylıklar, yaygın olmamakla birlikte artık dijital dünyanın gerçekleri olarak kabul görüyor. Bu gerçeklerin hayatımıza girişinin ardında ise süreç verilerine uzaktan erişim sağlanabilmesi yatıyor.

Endüstri 4.0, bu özelliği siber fiziksel sistemler aracılığıyla üretim süreçlerini iyileştirmek için kullanıyor. Günümüz akıllı fabrikalarında uzaktan tanılama sayesinde üretim bileşenleri daha bozulmadan uyarı veriyor, öngörücü bakım için hangi alet ve parçalara ihtiyaç olduğunu söylüyor ve hatta yedek parça siparişi bile verebiliyor.

Siber Fiziksel Sistemler Nasıl Çalışıyor?

Siber fiziksel sistemler, bir ekipmanı veya aygıtı kendisine, çevresine ve üretim sürecine duyarlı hale getirmek için sensörleri ve aktüatörleri kullanıyor. Toplanan veriler, mikro denetleyiciler adı verilen kontrol üniteleri tarafından işleniyor. İşlenen verilerin yönetim katmanından müdahale edilebilir şekilde gerçek zamanlı aktarılması, üretim operasyonu üzerindeki kontrol gücümüzü artırıyor.

Siber fiziksel sistemler, diğer gömülü sistemlerle ve merkezi kontrol mekanizmalarıyla etkileşime geçmek, bulut üzerinden veri alışverişi için iletişim arayüzlerini kullanıyor. Böylece Dördüncü Sanayi Devrimini gerçek bir devrim yapan özelliğe sahip oluyoruz: Tüm verilerin anlık görüntülenebilmesi ve operasyonun merkezi olarak yönetilebilmesi.

Buhar Makinesinden Nesnelerin İnternetine

Üretim ekipmanlarının mekanizasyonuyla gerçekleşen İlk Sanayi Devriminin ardındaki teknoloji buhar makinesiydi. Emek yoğun fiziksel işlerin bir bölümünü insanlardan makinelere aktardı. Elektrik ise büyük hacimlerde seri üretimi mümkün kılan ikinci devrimi getirdi. Üçüncü Sanayi Devrimi ise elektronik ve BT aracılığıyla üretimi dijitalleştirdi.

Her ne kadar devrimlerin ardında yatan teknolojiler birbirlerinden çok farklı olsalar da her devrim, bir öncekinin kazanımları üzerine inşa ediliyor. Bu durum Dördüncü Sanayi Devriminde de değişmedi. Siber fiziksel sistemler ve onları internete bağlayan nesnelerin interneti (IoT) teknolojileri, bağımsız olarak dijitalleştirilen üretim ekipmanlarını bir ağ aracılığıyla birbirlerine ve merkezi kontrol mekanizmalarına bağladı.

Juniper Research verilerine göre, günümüzde 18 milyara yakın olan endüstriyel nesnelerin interneti (IIoT) bağlantılarının sayısı, 2025 yılına gelindiğinde yüzde 107 artarak 36,8 milyara ulaşacak. Küresel endüstriyel nesnelerin interneti bağlantılarının yüzde 60’ı ise akıllı fabrikalarda kurulacak.

Endüstri 4.0’ın Üretim Dünyasına Kazandırdıkları

Bileşenleri ve aygıtları bağlantıya uygun hale getiren siber teknolojilerin akıllı fabrikalara entegrasyonu, yenilikçi hizmetlerin, iş modellerinin, işletim ve kontrol süreçlerinin uygulanmasını mümkün kılıyor. Endüstri 4.0 olarak da adlandırılan Dördüncü Sanayi Devrimi, siber fiziksel sistemler ve nesnelerin interneti aracılığıyla üretim tesislerine şu özellikleri kazandırıyor:

1. Ağlar
   Otomatik sistemler, ekipmanlar, dahili lojistik sistemler ve üretim operasyonunda rol oynayan diğer tüm bileşenler iletişim hizmetleri, akıllı aktüatörler, sensörler ve telekomünikasyon teknolojilerinin yardımıyla birbirleri arasında sürekli bir bağlantı kuruyor. Süreçlere ve hizmetlere doğrudan erişim sağlayan siber fiziksel sistemler, optimum kaynak kullanımını ve akıllı kontrolü destekleyen katma değer ve iş modelleriyle yeni inovasyonların önünü açıyor.
2. Mobilite 
   Akıllı telefonlar ve tabletler gibi mobil cihazlar, daha şimdiden endüstriyel otomasyonda önemli rol oynuyor. Bu cihazlar, otomatikleştirilmiş sistemlerin süreçlerine ve hizmetlerine zamandan ve mekandan bağımsız olarak erişim sağlıyor. Bu önemli kabiliyet, siber fiziksel sistemlerin teşhis, bakım ve işletiminde insanlara büyük kolaylıklar sunuyor.
3. Esneklik
   Endüstri 4.0 otomatik sistemlerin geliştirilmesinde, teşhisinde, bakımında ve işletilmesinde esneklik sağlıyor. Üretim operasyonunuzun yapısına ve ihtiyaçlarına en uygun siber fiziksel sistemleri kullanmaya başlamak için geniş bileşen, modül ve hizmet tedarikçisi havuzundan faydalanabilirsiniz. Öte yandan, üretici ve marka bağımsız çalışan bir çözüm ortağıyla da çalışabilirsiniz. Tanılamada Büyük Veri kabiliyetlerine sahip olarak, üretim otomasyonunun beklenmedik kesintilerden etkilenmesini önleyebilirsiniz. Tanıları bağlantılı hale getirmek ise yedek parçaların en makul teklifler ile otomatik olarak sipariş edilmesi gibi gelişmiş otomasyon işlevlerini mümkün kılıyor.
4. Müşteri entegrasyonu
   Endüstri 4.0, geleneksel üretim ekipmanlarının seri üretimi mecbur kılan zorunluluklarını ortadan kaldırıyor. Bunun yerine, üretim ekipmanlarının farklı görevler yapacak şekilde bölümlendirilmesini mümkün kılıyor. Böylece, akıllı fabrikalar üretim sarfiyatlarını kabul edilebilir seviyelerde tutuyor, müşterilerin özel ve bireysel ihtiyaçlarına göre özelleştirdiği ürünleri üretebiliyor.

Akıllı Fabrikalar İçin Yenilikçi Endüstri 4.0 Yaklaşımları

İnnova tarafından geliştirilen yerli akıllı fabrika çözümü SkywaveFactory, Endüstri 4.0 yaklaşımlarını kullanarak üretim ekipmanlarını sensörlerle akıllandırıyor, ağa bağlıyor ve merkezi olarak yönetilebilir hale getiriyor.

Veri üretimi ve alışverişi kabiliyetine kavuşan ekipmanlar, üretici şirketlerin operasyonlarına dair değerli iç görüler elde etmesini sağlıyor. Veri analizlerinin yanı sıra, ekipman arızalarının daha gerçekleşmeden giderilmesini sağlayan kestirimci bakım gibi yapay zeka çözümlerinin uygulanmasının da önünü açıyor.

Üretimin her aşamasını dijitalleştiren SkywaveFactory, tüm operasyonun tek merkezden kolayca yönetilmesini sağlıyor. Fiziksel operasyonun ve tedarik ağının dijital iz düşümünü yaratan SkywaveFactory, algoritmalar ve otomasyon aracılığıyla dijital karar ve eylemleri fiziksel dünyada hareketlere dönüştürüyor.

SkywaveFactory üretici şirketlere üretim hattı etkinliğini ölçmek, gerçek üretim kapasitesini görüntülemek, toplam üretim maliyetini hesaplamak ve üretilen ürünlerin kalitesini takip etmek gibi avantajlar sağlıyor. Üreticiler, SkywaveFactory platformu sayesinde üretim hattını etkileyen arıza ve bakım zamanları üzerinde daha çok bilgiye sahip oluyor ve arızaların giderilme süreleri kısalıyor. Üretim operasyonu hakkında daha fazla bilgiye sahip olmak, yeni üretim süreçlerinin adaptasyonunu hiç olmadığı kadar kolaylaştırıyor.

Endüstri 4.0’da İnnova’nın farkı, marka bağımsız bir çözüm mimarı yaklaşımında yatıyor. Üretici şirketlerin ihtiyaçlarını karşılamak için tasarladığı ve uyguladığı SkywaveFactory tabanlı çözümlerde alanında öncü donanım üreticileriyle çalışıyor.