Endüstri 4.0 “Akıllı” Dünya

Yazan: Prof. Dr. Seyhan Uygur Onbaşıoğlu

Amerikalı mucit Charles F. Kettering (Du Pont’da Freon gazının geliştirilmesinden sorumlu olarak çalışmış; General Motors’un araştırma bölümünü 20 yıldan fazla bir süre yönetmiş, kurşunlu benzin gibi icatlarda önemli katkısı olmuş, 180’den fazla patent sahibi bir araştırmacı ve işadamı), “Gelecek hepimizi ilgilendirmeli. Çünkü; hayatımızın kalan kısmı orada geçecek” demiş.  Bu ilgi, Dünya Ekonomik Forumu katılımcıları açısından daha can alıcı olmalı ki, bu yılın toplantısının konusu yeni bir devrimdi; gelecekle ilgili…

Bu forumun fikir babası Klaus Schwab, Ocak 2016’da yayınlanan “4 th Industrial Revolution” isimli kitabında [1]  da dile getirdiği görüşleri, bu yıl  Davos’un ana teması olarak sundu. Schwab, kısaca şunu söylüyor: 1784’teki 1.  (ilk dokuma tezgahının icadı), 1874’teki 2. (ilk üretim hattının kurulması), 1969’daki 3. (ilk programlanabilir mantıksal denetleyicinin, diğer bir deyişle PLC’nin, kullanımı) dönüşümlerden sonra; endüstri bugün yeni bir aşamaya gelmiştir. Schwab, bu dönüşümlere devrim demekte. 1784’teki su ve buhar enerjili mekanik üretim tesislerinin devreye girişi ile başlayan 1. Endüstri Devrimi; daha sonra, 1874’teki elektrik enerjili kitlesel üretim ile 2. Endüstri Devrimi; 1969’taki elektronik ve bilgi teknolojilerinin devreye girdiği 3. Endüstri Devrimi… Biz bunlardan 1.’sini çok iyi bilir ve hayıflanır dururuz, kaçırdığımıza.

Aslında, bu devrimin sürdüğünü söyleyen ve numaralandıran ilk kişi değil Klaus Schwab. Ondan önce, 2011 yılında, Jeremy Rifkin, The Third Industrial Revolution (3. Endüstri Devrimi) başlıklı kitabında [2], fosil yakıt kaynaklarının tükenmesi, iklim değişikliği ve 2008 krizi bağlamında endüstri devrimlerini irdelemiş ve şu anda 3. Endüstri Devrimi’ni yaşamakta olduğumuzu söylemişti. Rifkin’e göre 3. Endüstri Devrimi’nin yapı taşları şunlardır: 1-Yenilenebilir enerji kullanımı 2-Her bölgenin kendi kaynaklarını kullandığı mikro ölçekli güç çevrimleri 3-Hidrojenin ve diğer depolama enerjilerinin oluşturulması ve ara enerji formlarına dönüştürülmesi 4-İnternetin, üretilen enerji türleri arasındaki bağlantıyı sağlayarak “akıllı şebekeler”in oluşturulması 5-Ulaşımda şebeke elektriğinin (plug-in yöntemi ile) ve yakıt hücrelerinin kullanıldığı teknolojilerinn geliştirilmesi.

Jeremy Rifkin (Türkiye’deki mühendis okuyucular, 1990’larda dilimize çevrilmiş olan Dünyaya Yeni Bir Bakış, Entropi [3] kitabından anımsayabilirler kendisini. Uzun bir süredir de Avrupa Birliği danışmanıdır), Klaus Schwab’ın Davos’taki “atılımı”nı eleştirmekte; yaşamakta olduğumuz 3. Endüstri Devrimi’nin kapsamındaki dönüşümlerin 4. Endüstri Devrimi olarak kabul edilmesinin yanlış olduğunu, yaşanların süregiden  3. Endüstri Devrimi olduğunu söylemektedir [4].

Schwab’ın 4. Endüstri Devrimi’nin başlamış ve yaşanmakta  olduğunu ileri sürmesine neden olan Internet of Things (Şeylerin Interneti) oluşumudur. Şeylerin İnterneti tüm nesnelerin birbirlerine internet aracılığıyla bağlı olmasıdır. Bir başka adlandırılma biçimi ise Cyber Physical Systems (Siber Fiziksel Sistemler)’dir. Nesneler birbirleri ile gerçekliğin dışında bir ortamda ilişki içerisindedir. Örneğin; cep telefonunuzla evinizdeki iklimlendirme cihazı gerçeklik bağlamında bir temas içerisinde değildir. Ama aynı sisteme bağlı iseler, evinize girmeden önce, çok uzak bir mesafede de olsanız, cihazınızı telefonunuzla denetleyebilirsiniz. Çünkü; genişletilmiş bir gerçeklik alanında ya da siber özellikteki fiziksel bir sistemde ilişkileri vardır, cep telefonu ile klimanın.

Daha da özetlemek gerekirse dijital çağın özelliğidir bu: Her şey ve herkes birbirlerine bağlıdırlar. Schwab, Şeylerin İnterneti’nin yanısıra; Yapay Zeka, 3B yazıcılar, nanoteknoloji, biyoteknoloji, kuantum hesaplaması, sürücüsüz araçlar, robotlar, ileri malzemeler  gibi alanlardaki gelişmelerin toplumu büyük ölçüde etkilediğini;  bu teknoljilerin fiziksel, dijital ve biyolojik dünyalarda birleştiğini söylemekte. Böylece; endüstriyel üretimde de, boyut, hız ve amaç açısından çok önemli değişimler olmaktadır, Schwab’a ve genel olarak Endüstri 4.0 savunucularına göre.

Yaşanan ne olursa olsun, üretim yapan firmaların dijital teknolojileri proseslerinde kullanmaları rekabet üstünlüklerini artıracaktır. Belki de yıllardır beklenen “kırılma noktası” budur. Dünyanın ekonomik ve siyasi krizlerle boğuştuğu bu dönemde, biraz da rehabiltasyon görevini gören bu yaklaşım, Endüstri 4.0 konusunu yeni bir “danışmanlık alanı” durumuna getirmeye başladı, ister istemez. Öte yandan, dijitalleşme çağı çoktan başladı ve imalat sektöründe de, enerji üretim proseslerinde de dijital teknolojiler aracılığı ile  “ayrık” ve “özel” ürün ve enerji formlarının oluşturulması yeni değildir. Bunun en iyi örneği, farklı enerji kaynaklarından üretilen elektriğin şebekeye satılması ve gerektiğinde şebekeden elektrik satın alınmasıdır. Burada; “ayrık” enerji üretim tesisleri birbirleri ve şebeke ile iletişim halindedirler. Bu temas fiziksel değil, siber fiziksel; gerçeklik içerisinde değil; “artırılmış” bir gerçekliğin içerisindedir.

Öte yandan, imalat teknolojisinde, RFID (Radyo frekansı ile tanımlama) ve robotlar aracılığıyla; özelleşen ve farklılaşan ürünleri aynı imalat sürecinde imal etmek artık zor değil. Örneğin; makinelere sıra­daki ürünün hangi şekilde üretilme­si gerektiği söylenebilir, makineler de üretimi bu şekilde gerçekleştiri­r. Eskiden bir hatta bir ürün aile­si işlemden geçerken; günümüzde birçok ürün ailesi aynı hatta işlem görebilir. Kullanılan RFID teknolojisiyle ürün­lerin durumu her an için gözlemlenebilir. Robotlar çalışanları tehlikeli ve zor­lu işlerden kurtarırken, akıllı üretim hatları kendi performanslarını ken­dileri test edebilir ve arıza durumunda haber verebilirler. Bunun için gerekli olan, makinelerin ve insanların birbirleri ile olan iletişimlerini siber sistemde ya da artırılmış gerçeklikte sürekli kılmaktır. Bu da kodlama yeteneği gerektiren bir yeterliliği kazanmamızdan geçer. Sizce, “kodlama” ya da algoritma oluşturma yeteneği nasıl kazanılır? Elbette, eğitimle. Soğuk savaştan (cold war) sonra, kod savaşının (code war) başladığı söylenmekte [5]. Dolayısıyla; Schwab’ın dünya gündemini gölgeleme çabasının bir parçası ve daha önce dile getirilmiş bir tanım olduğu yorumları ağır bassa da, kaçıncı olduğu önemli değil, bir devrimin üretimde ve başta eğitimde olmak üzere toplumsal yaşamda başladığını kabul etmeliyiz.

Bu nedenle, Al­man Yapay Zekâ Araş­tırma Merkezi (DFKI), geleceğin ileri üretim merkezlerinin oluşturulacağı altyapı üzerine çalışmakta [6]. İnovatif Fabrika Sistemleri, DFKI’nin sayısı 15’i bulan araştırma grupları ve laboratuvarlarından biri. Araştırma grubu teknik sistemlerin kullanıcı ara yüzleri konusunda çalışmakta ve kişisel sistemlerle birlikte tüm üretim hatlarının da birleştirilmesi  konusunda tasarımlar gerçekleştirmekte. Çalışmalar tamamlandığında, bir çeşit “akıllı fabrika” ortaya çıkacak. Bu araştırma grubunun, 1998’den bu yana çalıştığı ve ülkemizde akıllı fabrikalar olmasa da, “akıllı üretim hatları” konusunda, yabancı şirketlerin çaba ve uygulamaları olduğu düşünüldüğünde bu “devrim”i de kaçırdığımız görülmekte. 

Öte yandan, yalnızca “akıllı fabrika”lar kapsamında değil; genel olarak, artırılmış gerçeklik dünyasında; bilgi sermayesi fiziksel yoksulluğu ortadan kaldıracağı gibi, enerji tüketiminin azaltılması, verimli çalışma gibi amaçlara yönelik adımlar da olası değil; ama kaçınılmaz. Örneğin, yoksul bir balıkçı köyündeki insanlar veri iletişimi olanağına sahip olurlarsa, balıkları önceden avlayıp depolayarak bayatlama riskine girmek ve dondurucularda enerji, dolayısıyla para harcamak yerine, balık siparişi verildiğinde ava çıkacaklardır. Balık tüketicisi de daha iyi beslenebilecektir. Bunun yapılması için, yoksul balıkçı köyünün kablosuz internet olanağına sahip olması gereklidir. Bu örnekte görüldüğü gibi; enerji, çevre, sağlık sorunlarının çözümü, insanların ve şeylerin verisel bağlantılı olmalarından olumlu etkileneceği gibi boş zaman yaratma açısından da insan aklının gelişimine katkıda bulunacaktır. Bu bağlamda; yapay zeka ve iş yapma prosesinde kullanılacak diğer gelişmekte olan teknolojilerin iş alanlarını daraltması kaygısı da, “iş” kavramının “dijitalleşme” öncesi dönemdeki anlamına bağlı kalınmasından kaynaklanmaktadır. 1. ve 2. Endüstri Devrimlerinin kavramları ile 3. veya 4. Devrimlerin tartışılması yanlış sonuçlar ortaya çıkarabilir. Öte yandan, doğru uygulandığında, “akıllı üretim”; üretimde payı olan iş paketlerinin başta KOBİ’ler olmak üzere, geniş bir yelpazede yer alan kurumlar tarafından gerçekleştirilmesini sağlamaktadır. Bu bütünleşik üretim sırasında, yan endüstri kolları gelişirken, işin tümü düzeyindeki nitelik de, işin paydaşlarının siber fiziksel sistem içerisinde yer alması ile olanaklı kılınmaktadır. Örneğin; merkezi bir klima sistemi imalatında parçalara yapılacak  işlemler birbirleriyle konuşan makineler yardımıyla, tasarımcının istediği şekilde yapılabilir. Böylece; tüm üretim süreçleri eşlenerek, çok sayıda küçük firmanın ortaya çıkmasının koşulları sağlanmış olacaktır.

Bu aşamada, “işçi”; eski mekanik üretim aracını kullanan “mavi yakalı” olmaktan, algoritma bilen, akıllı makinenin davranışlarını hesap edip gerektiğinde müdahele edebilen “beyaz yakalı”ya dönüşecektir. Bu tablonun ardında, “teknolojinin çok sayıda işi otomasyonun alanına sokmasıyla rutin sayılacak imalat ve hizmetlere yönelik işler ortadan kalkacak” öngörüsünün [7] gerçekleşme olasılığının tama yakın olması var. Bu durumda, bilimsel ve sanatsal yaratıcılığı üst düzeyde olacak işlerle, kültürel nedenlerle insanın denetiminden çıkması istenmeyen işler kalacaktır. Michio Kaku’nun deyişiyle “örgü tanıma” yapabilenler ve sağduyu sahibi olanlar kalacaktır [8]. Fakat; “iş” kavramının değiştiği bir dünyada, insanlara boş zaman verildiğinde, bu yetiler de gelişecektir. Bir olayın kurgusunu, bir mekanizmanın işleyişini, bir sanat eserinin oluşturduğu izlenimi, bir metnin sözcüklerinin oluşturduğu anlamın bıraktığı izi diğerlerinden ayırabilme (örgü tanıma) eğitimle kazandırılabilir bir yetidir. Siber fiziksel sistemler, eğitime zaman tanıyacak, kaynak kullanımını azaltacağı için eğitim için gerekli altyapıyı da sağlayacaktır. Eğitimciler, ki buna üretim sistemelerinin kuran mühendisleri yetiştirenler de dahildir, “sağ duyu sahibi” olarak, siber fiziksel sisteme girmeyen mesleklerin sahibi olarak kalacaklardır.

Tüm bunlar; artırılmış gerçekliğin, tümleşmiş üretim hatlarının, siber fiziksel sistemlerin önümüzdeki bir kaç on yılda alacağı yola hazırlıklı olarak başlamayı gerektirmekte. “Eşit”lik kapsamındaki bir “akıllı” gelecek için, işbirliği, eğitim, yenilikleri yakalamak, zamanın nabzını tutmak ve en önemlisi “toplam fayda”yı gözetmek olmazsa olmazlardır. “Yeni Akıllı Dünya”nın tezi, “Mühendisler, dünyayı, şimdiye kadar, yalnızca çeşitli biçimlerde değiştirmişlerdir; oysa sorun onu eşitçe paylaşmaktır” olmalıdır. Yoksa, 3. veya 4. Devrimden sonra da, büyük ebeveynlerinin yaşamlarını “akıllı telefonları” ile sürdüren insanları olarak kalırız yeryüzünde...

İklimlendirme Sektöründe Yapılabilecek Endüstri 4.0 Hazırlıkları

1- Üretim hatlarının dijitalleştirilmesi.

2- “Akıllı şebeke” uygulamalarına ve mekân dışı denetlemeye özgü iklimlendirme cihazı ve sistemi tasarımlarını kapsayan inovasyon çalışmalarının yapılması.

3- “Bulut veri sistemleri” oluşturulması ve projelendirme, tasarım ve üretim sırasındaki tedarik ve hizmetlerin bu sisteme dahil edilmesi.

4- Çok sayıda küçük ölçekli ve genç yöneticili firmaların oluşmasının desteklenmesi.

5- “Mavi yakalı”lıların eğitilmesi, “Kod yazma” ve “algoritma kurma”nın öğretilmesi.

6- Meslek içi eğitimlerin yaygınlaştırılması için firmalar arası ve üniversiteler ile işbirliği yapılması.

7- Üretim tesislerinde “ayrık” ve yenilenebilir/atık kaynaklı enerji tesisleri kurulması.

Kaynakça

[1] Schwab, Klaus The Fourth Industrial Revolution, World Economic Forum January 12, 2016.

[2] Rifkin, Jeremy.   The third industrial revolution : how lateral power is transforming energy, the economy, and the world, Palgrave Mc Millan, 2011.

[3] Rifkin J. Ve Howard T., Entropi Dünyaya Yeni Bir Bakış, Çev. Hakan Okay, Ağaç Yayıncılık, İstanbul, 1992.

[4] http://www.huffingtonpost.com/jeremy-rifkin/the-2016-world-economic-f_b_8975326.html

[5] Schmidt, E ve Cohen J., The New Digital Age: Transforming Nations, Businesses, and Our Lives, John Murray,   March 4, 2014.

[6] www.dfki.de

[7] İnan, K., Teknoloji İşlevsizlik - Kitle Üretiminden Yaratıcı Tasarıma (Kitle Üretiminden Yaratıcı Tasarıma), İleitşim Yayonları, 2012.

[8] Kaku, M., Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and Our Daily Lives by the Year 2100 Pelican Books,  February 21, 2012 by Michio Kaku (Author)