Dijital Devrim ve Bir Sonraki Sanayi Devrimi

Yakın bir gelecekte endüstrilere entegre edilmesi beklenen gelişmiş yeni üretim teknolojileri, bilişim, nanoteknoloji ve biyoteknik gibi alanlarda kendin gösterecek. Geçmişteki fabrikaların temelleri insan ve makineler iken, akıllı fabrikaların yapıtaşlarını yazılım, bilgisayar destekli donanımlar ve bulut tabanlı veri altyapısı oluşturacak. Geleceğin fabrikalarında kullanılan yeni teknolojiler üretim verimliliğinin yanında kullanıcılara, topluma ve çevreye de birçok avantaj sağlayacak. Üretimde yeni bir çağ açacak olan ileri dijital dönüşümünün, özellikle gelişen ülkelerin toplumlarına pozitif  katkısını göreceğiz. Bu yazımızda sizin için gelişmiş sanayi teknolojilerini, geleceğini ve potansiyelini anlatmaya çalıştık.

Sanayi Devrimleri ve Üretim

İlk sanayi devriminden bu güne geliştirilen üretim yöntem ve teknolojilerinden bir çoğu halen fabrikalarda kullanılmaya devam ediyor. Teknolojik gelişmelere rağmen üretim kültürün temelini halen bu konvansiyonel düşünce paradigması oluşturuyor. Bunun yanında dijital teknolojilerin kullanıldığı fabrikaların üretim hızı ve verimliliği görüntülendikçe ekonomik ve sosyal etkisi ortaya çıktıkça yeni bir çağ açması bekleniyor.

Dünya çapında üretim kavramını temelden değiştiren ilk sanayi devrimi, on yedinci yüzyıldan sonra artan nüfusun ihtiyaçlarını karşılamak için buhar güçlü iş makinalarının icadı ile başladı. Buhar ile çalışan makineler ve temel işlerin mekanizasyonu, üretimi önemli bir biçimde hızlandırdı ve çalışan ihtiyacını azalttı. Benzeri bir dönüşüm olan ikinci sanayi devriminin, içten yanmalı motora sahip otomobillere o güne kadar görülmemiş talebi karşılamak amacıyla başladığı söylenebilir. Otomobil fabrikaları öncelikli olmak üzere birçok firmanın müşteri taleplerini karşılama çabası yeni üretim yöntem ve teknikleri geliştirmelerine sebep oldu. En çarpıcı olanlardan biri otomobil üretimi yapan Henry Ford’un fabrikası için  montaj hattı tasarlaması, seri üretim metotları geliştirmesi olarak görülebilir. Ford bu sayede hem kapasitesini artırdı, hem de ekonomik üretimin koşullarını şekillendirmeye başladı.

Ford’un genç mühendislerinden biri mezbahada gördüğü kancalı montaj hattı sistemini, akıllıca otomotiv sektörüne uyarlamaya karar verdi. Sistemin arabalar için tasarlanmış versiyonu, üretim hızını arttırarak ürün başına düşen maliyeti ciddi oranda düşürdü. Bir otomobilin fiyatını 575$’dan 280$’ düşüren montaj hattı sistemi, arabaları herkes için ulaşılabilir duruma getirdi. Otomobil endüstrisinin yarattığı bu etki tüm dünyada sosyolojik bir dönüşümü başlatmış oldu.

20. yüzyılın ortasında ise elektrikli aletlerin boyutunu küçültmek için yapılan araştırmalar, yarı-iletken malzemelerin ve basit bilgisayarların icat edilmesinin yolunu açtı. Yeni malzemeler keşfedilmesiyle ve daha küçük bileşenlerin üretimi ile  küçülen ve akıllanan elektronik donanımlar günlük hayatımızda daha fazla kullanılabilir hale geldi.  Böylece üçüncü sanayi devriminin düğmesine basılmış oldu.

Günümüzde ise içinde bulunduğumuz zaman dilimi dördüncü sanayi devrimine (Endüstri 4.0) geçiş dönemi olarak tanımlanmakta. Üretim verimliliği konusunda büyük engelleri aşmamızı sağlayan düşünce ve vizyonumuzu geliştiren ilk üç sanayi devriminin fabrikalara getirdiği mekanizasyon, montaj hattı ve basit otomasyon teknolojileri önümüzdeki dönem için temel oluşturuyor. Bu temel üzerine inşa edilecek yeni endüstriler, gelişmiş dijital teknolojiler, yapay zeka ve bulut tabanlı veri akışı gibi çözümleri ile birlikte yeni çağın aşamaları olacak.

Üretim Sürecinde Gelişmiş Dijital Teknolojiler

Gelişmiş dijital üretim teknolojileri arasında tasarlanmış materyaller, nesnelerin interneti, büyük data analizi, ileri robotik teknolojiler, bulut bilişim, katmanlı imalat, yapay zeka destekli üretim, nano ve biyoteknolojik metotlar bulunuyor. Yeni nesil teknolojilerin gelecekte bir çok sektörü etkileyeceği öngörülüyor ancak bu teknolojilerin sanayide kullanımın alanları bir anda gerçekleşmesi söz konusu değil. Bu teknolojilerin endüstrilere entegrasyonu ve yaratacağı dönüşüm daha organik bir biçimde gerçekleşecek. Sanayinin farklı katmanları ile veri etkileşimi, yapay zeka ile derin öğrenme ağının biçimlenmesi, nesneler in interneti ve uzaktan erişimli makine ve donanım entegrasyonu gibi bir çok bileşenin bütünleşik olarak geleceğin “akıllı üretim platformlarını” oluşturması bekleniyor. Bu bütün içerisinde fiziksel olarak gördüğümüz üretim alanları ve makineler fabrikanın daha küçük bir yüzdesini tarif edebilecek.

Geleceğin fabrika donanımlarının üç temel teknoloji etrafında kurulacağı tahmin ediliyor: yazılım, bilişim ve bağlantı. (Software, information, connection) Yazılım teknolojileri arasında bilgisayar destekli üretim, bilgi ve komünikasyon teknolojileri ve data analizi bulunacak. Bu fabrikaların bilişim donanımlı otomoasyon platformları, endüstriyel robotlar, üç boyutlu endüstriyel yazıcılar ve co-botlar (birlikte çalışan robotlar) oluşturacak. Bağlantı teknolojilerini IOT uç birimler, gömülü sensörler, kablosuz iletişim protokolleri ve nesnelerin interneti gibi sistemleri oluşturacak. Daha çarpıcı olan ve belki de en önemlisi ürün geri bildirimleri kullanıcı tarafından ve sürekli bir veri akışı ile gerçekleşecek. Yapay zeka ve derin öğrenme teknolojileri bu geri bildirimlere karşı üretimde duyarlılık kavramını tanımlayacak. Bu sayede ürün geliştirme ve üretim aşamasını kapsayan geçişken bir kavrama dönüşecek.

Günümüzde kullanılan üretim sistemlerinin teknoloji açısından gelişmesiyle birlikte fabrikalar tamamen siber-fiziksel sistemlerle donatılacak. Bu sistemlerin data analizi ile eğitilmesi fabrikalardaki insan-robot ilişkilerinin tehlikesini ortadan kaldıracak ve robotların insanlarla koordine biçimde çalışmasını sağlayacaklar. Aynı şekilde geleceğin robotları grupça iletişim kurma ve üretim sırasında eş zamanlı biçimde problem çözme kapasitene sahip olacak.

Gelişmiş Dijital Üretimin Avantajları

Gelişmiş dijital teknolojilerin üretim verimliği artırmak dışında önemli bir avantajı da ürün deneyimi kalitesini arttırması olacak. Endüstrileri besleyen ve küresel veri paylaşımını kolaylaştıran iletişim teknolojileri ötekileştirilmiş nüfuslara erişimi kolaylaştıracak. Yeni iş modellerine pazarda yer açarak sürdürebilirliği sağlayacak. Markalar için üretim ve ürün kalitesi kaygı olmaktan çıkararak daha çok deneyim kalitesini artırmaya dönük motivasyon sağlayacak. Benzeri şekilde bu teknolojiler üretimin süreç maliyetini düşürerek, iş koşullarını geliştirerek, enerji ve sermaye kullanımını optimize edecek.

Akıllı fabrikalar emisyonları, yan ürünleri ve atıkları azaltarak enerji kullanımını optimize edecek ve döngüsel ekonomiye geçişi sağlayacak. Geleceğin teknolojileri süreç maliyetini esnek ve merkezsizleştirilmiş üretimi hayata geçirerek; zincirleşmiş bağlantıyı, sevkiyatı, performansı ve lojistiği yaygınlaştırarak ve adaptif organizasyon düzeni kurarak, üretim maliyetini azaltacak. Yeni nesil fabrikalar firmaların otomatik tamir sistemleri ile tamir sürecini ve alım-satım döngüsünün zamanını kısaltarak sermaye kullanımını optimize edecek. Gelişmiş üretim teknolojilerinin firmalara sağladığı avantajlar iş güvenliğini artırarak ve çeşitli -ekonomik seviyelerden olan kişileri işe alarak çalışan eşitliğini sağlayacak. BlockChain teknolojileri sayesinde sipariş ve anlaşma yönetimleri kesin ve güvenli ahle gelerek küresel ticari kolaylaştıracak. Birçok sipariş ve üretim onayı dijital olarak gerçekleşip üretim akışına eş zamanlı yürütülecek.

Aynı zamanda gelişmiş dijital üretim, medikal ve bilgi teknolojilerine ihtiyacı olan ötekileştirilmiş gruplara erişime olanak sağlayacak. İleri teknolojiler kişileştirilmiş ürünler, seri özelleştirme, yeni ödeme sistemleri, veri bazlı tasarımlar ve servislerle yeni iş modellerinin icat edilmesine neden olacak. Gelişmeler sayesinde doğa-dostu materyallerin icadı ve ürünlerin azalan enerji ile çalışması sayesinde geleceğin ürünleri çevre dostu biçimde üretilecek. Dünyamın için en önemli gelişmelerden biri üretim platformlarının izlenebilir hale gelmesi olacak.  Kurumlar, hatta sivil örgütler tarafından izlenebilir hale gelmesi, verimlilikleri yanında çevre duyarlılıklarının ölçümlenebilecek olması noktasal bazda karbon ayak izinin ölçümlenmesi için yeni olanaklar sunacak.

Gelişmiş Dijital Üretimin Dünyadaki Örnekleri

Gelişmiş dijital üretim Dünya’nın birçok yerinde farklı hızla kullanılmaya başlıyor. Şimdilik ileri teknolojilerin üretimde kullanımı sadece birkaç ülkede yaygınlaşmış olsa da birçok ülke bu teknolojileri fabrikalarına getirmek için ileriye dönük yatırım planları hazırlıyor.

İleri dijital üretim konusundaki araştırmaların ve buluşların %90’ı yapan 10 ülke başoyuncular front-runners olarak isimlendiriliyor. Başoyuncular gelişmiş dijital teknolojiler ile üretilen ürünlerin satış pazarının 70%’ni oluşturuyor. Bu ülkeleri yakından takip eden 40 gelişen oyuncu ise ileri teknolojileri daha tutucu bir yaklaşımla olsa da kullanıyor. Araştırmacılar yeni teknolojilerin entegrasyonun gelişen oyuncuların refah seviyesini artırma ve kalkındırma şansının altını çiziyor. Maalesef ki, bu teknolojilerin gelişen ülkeler tarafından adaptasyonu, önceki araştırmalara ulaşım kapasitesine ve eğitim olanaklarına bağlı biçimde ilerliyor.

Gelecekte ileri teknolojik gelişmeleri üretimde kullanmak isteyen ülkelerden biri Moritus bu konuda devlet seviyesinde yatırım yapıyor. Moritus’un Teknoloji ve İnovasyon Bakanlığı oluşturduğu, 2030’a kadar tamamlanması beklenen Dijital Kalkınma planı ülkenin gelişmiş dijital üretime adaptasyon için gereken faktörleri, engelleri ve hedefleri not ediyor. Bakanlık tarafından not edilen hedefler arasında bilişim altyapısının ve teknolojisinin gelişimi ve bu gelişim için gerekli ortamların oluşturulması yer alıyor.

Makerspacelerin Gelişmiş Dijital Üretime Katkıları

İleri dijital teknolojilerin bir kısmının henüz seri üretimde kullanılamamasına rağmen kişisel ve küçük çapta üreticiler için birçok yeni olanak sağladığı söylenebilir. İngilizce’de MakerSpace olarak adlandırılan ortak stüdyolar, kişisel ve küçük çaplı üretim için üç boyutlu baskı donanımları, lazer kesim ve şekillendirme teknolojilerini ulaşılabilir hale getiriyor. Makerspace’ ler aynı zamanda yeni teknolojilere merakı olan profesyonellerin, öğrencilerin ve amatörlerin bu teknolojilerle tanışmasını sağlıyor. Kişilerin bu teknolojilere ilgisini arttırıyor ve tasarlama, üretme etkinliklerini destekliyor. Araştırmacılar ortak stüdyo alanlarının gelişmiş dijital üretim teknolojilerini sosyo-ekonomik gruplara ulaştırdığı için inovasyonun demokratikleştirdiğini belirtiyor. Ülkeler ise maker spacelerin geniş bir gruba hitap etmesinin ve ileri teknolojileri ulaşılabilir hale getirmesinin dijital üretimin yaygınlaşması için yeni bir yatırım alanı olarak görüyor. Bazı vizyonerler bu kültürün gelecekte “Mikro Üretim” merkezlerinin temelini oluşturacağını ve dev fabrikaların yerini bu tür yaygın üretim alanlarının alacağını öngörüyor.

Dijital Üretime Geçerken

Dördüncü sanayi devrimini başlatacak ileri dijital teknolojiler, üretimde verimliliği ve ürün kalitesini attırmanın yanında az gelişmiş üretici ülkelere Dünya pazarında daha fazla yer alma şansı veriyor. Ülkelerin şimdiden dijital teknolojilerin adaptasyonu için planlar üretmesi ve yatırımlar yapması uzun vadede küresel ekonomide avantaj kazanacağını gösteriyor. Bu avantajlardan yaralanmak isteyen bölgeler için toplumlarının bu teknolojilere olan ilgisini artırmak ve ulaşımını kolaylaştırmak adına adımlar atması öneriliyor. Sanayisi güçlü, mevcut sistemleri oturmuş ülkeler için bu dönüşüm yavaş ve kararlı olacak gibi görünüyor. Bu süreçte yeni sanayi devrimini ileri seviyeden yakalamak mümkün. Önümüzdeki zaman dilimleri planlı şekilde değerlendirmek, dönüşüm yatırımlarına değil, temelden yeni yatırımlarla endüstri paradigmasını temelden kurgulamak, ülkeler ve firmalar için gelecekte aktör olmak için büyük fırsat alanı olarak görülüyor.