İnternet, IoT, CPS, Big Data

Teknolojik Gelişim: İnternet, IoT, CPS, Big Data

İmalat süreci insanlık tarihinde sürekli var olmuştur. Latince, ‘manus’ ve ‘factus’ (made by hand) kelimelerinin bir araya gelmesi ile ‘manufacturing’ olarak tanımladığımız imalat ya da üretim kavramı, bugün teknolojide yaşanan inanılmaz gelişmeler sonucunda bambaşka bir boyuta gelmiştir. İmalat yöntemleri, malzeme kavramı ve hatta ürün tanımı artık bilinenlerin çok ötesine geçmiş durumdadır.

Sanayi devriminden önce imalat süreçleri el sanatları ağırlıklıydı. Ürünler zanaatkarlar tarafından tasarlanır ve üretilir; deneyimler usta-çırak ilişkisine dayanan bir anlayış ile genelde sözlü, az miktarda da yazılı olarak bir sonraki kuşaklara aktarılırdı. Bu dönemde ürün ya da üretim ile ilgili kayıt tutulması pek söz konusu değildi. Ana tema: Deneyim ve Tecrübeydi.

İlerleyen dönemlerde imalat süreçlerinde makinelerin kullanılmaya başlanması üretim ölçeğinin önemli oranda artmasına yol açtı. Makineleşen imalat süreçlerinde verimlilik, maliyet gibi unsurların hesaplanabilmesi ve yorumlanabilmesi rekabet açısından önem arz etmeye başladı. Bu sayede çalışanlar, makineler, ürünler, malzemeler, siparişler gibi üretimi ilgilendiren konularda kayıtlar tutulmaya, tutulan kayıtlar üzerinden süreçler yorumlanmaya ve deneyimler kâğıt ortamında bir sonraki kuşaklara aktarılmaya başlandı. Veri manuel de olsa toplanıyor ancak yeterince analiz edilemiyor, başka verilerin birbirleri arasındaki ilişkisi pek anlaşılamıyordu.

İkinci sanayi devriminde işlerin bölünerek parçalara ayrıştılması ve bir kişinin her iş yapması yerine her işi bir kişinin yapması ilkesine dayanan standart iş kavramının ortaya çıkmasın ile birlikte üretimden veri toplama ve analiz yöntemlerinde ilerlemeler oldu. Yöneticiler üretim verilerini belgelemek ve analiz etmek için daha sistematik yöntemler kullanmaya başladılar. Ham veriler, insan hafızasında saklanmak yerine yazılı belgelerde (örneğin standart iş talimatları, vardiya/seyir defterleri, notlar ve grafikler) yoğun bir şekilde kaydedilmeye ve farklı veri kümeleri arasındaki bağımlılık ilişkilerini belirlemek için bilimsel yöntemler kullanılmaya başlandı. Özellikle, üretim planlaması, verim, kalite, arıza oranı, hammadde tüketimi ve hurda oranı gibi verilerin analizinde istatistiksel modeller kullanılmaya başlandı. Bu dönemde daha fazla üretim verisinin bilimsel yöntemlerle analiz edilmesine rağmen, veri analizinde hala insana bağımlılık mevcuttu.

Teknolojinin daha da gelişimi beraberinde ilk bilgisayarı ortaya çıkardı. Transistorun bulunması ise elektronik ve yazılım dünyasının önünü açtı. Boyutları giderek küçülen transistorların entegre devre içine daha fazla yerleştirilmesi ile bilgisayarların bilişim gücünde önemli artışlar meydana getirildi. Bu teknolojinin giderek artan bir seyirle kullanılır olması veri depolama ve işleme alanındaki gelişmelerin üretim teknolojilerine ve sistemlerine sıçramasına neden oldu. İlk numerik kontrollü işleme tezgâhları (CNC), bilgisayar tabanlı esnek üretim hatları (CIM: Computer Integrated Manufacturing) ve konvansiyonel robotlar gibi otomatik çalışan, lokal olarak veri üreten ve depolayabilen akıllı üretim ekipmanların kullanılması önemli bir dönüm noktasıydı üretim teknolojileri açısından. Buna paralel olarak iletişim alanında TCP/IP protokolünün kullanılmaya başlanması ile birlikte lokal alan ağları (LAW) işletme süreçlerine girerek, bilgi yönetiminin daha etkin yapılabilmesinin önünü açtı. Gerek üretim ekipmanlarının gerekse iletişim sistemlerinin gelişmesi, üretim süreçlerinin daha karmaşık duruma gelmesine ve üretim süreçlerinin yönetimini kolaylaştıran iş yazılımlarının gelişmesine katkı sağladı. MRP, MES gibi bilgi iletimini ve paylaşımını kolaylaştıran yazımlar üretim süreçlerinde etkinliği artırırken; CAD, CAM gibi yazılımlar da ürün geliştirme sürecine yeni bir boyut kazandırıyordu.

İnternetin ve bulut teknolojilerinin hayatımıza girmesi ve gelişimi ile birlikte mevcut bilgi iletişimi ve paylaşımı sürecine tedarikçiler ve müşteriler de dahil edilerek tedarik zincirinin genelinde sanal entegrasyon sağlandı. Kamçı etkisinin azaltılması, üretim planlama, ürün geliştirme, kalite iyileştirme ve verimlilik gibi konularda bilginin gücü rekabet avantajı olarak kullanılmaya başlandı.  ERP, CAE, Arama motorlarının gelişimi üretim süreçlerinin ağ üzerinden yönetilebilmesinin önünü açtı (Networked Manufacturing). Bu dönemde süreçler ve sistemler arasında kısıtlı da olsa entegrasyon vardı. Ancak, veri yönetiminde sıklıkla başvurulan ara çözüm bollukları verinin konsolide ve anlamlı bir şekilde bir araya getirilmesini zorlaştırıyor; yapılandırılmamış, kendini tekrarlayan, güncel olmayan ve güvenirliği şüpheli verilerin analizinde her ne kadar bilgisayar sistemleri kullanılsa dahi analizlerin yorumlanmasında ve karar verme süreçlerinde hala insana bağımlılık bulunuyor, bu durumun sonucu olarak bilginim gücünden tam olarak faydalanılamıyordu.

Yirmi birinci yüzyılın başlarında nesnelerin interneti (IoT) ile birlikte birçok şey değişmeye başladı. Daha önceleri büyük sistemler arasında olabilen iletişim kuramı, sensor ve mikroişlemci boyutlarının küçülmesi, ölçek ekonomisi kapsamında daha ucuza mal edilebilmesi neticesinde nesne seviyesinde gerçekleşmeye başladı. Ürünlere algılama, yorumlama ve bağlantı özelliğinin eklenmesi ile ortaya çıkan yeni akıllı ve bağlantılı ürün kavramı (SCP: Smart Connected Product) bilinen tüm değer önermelerinin geçerliliğini yitirmesine, yeni iş modellerinin ve bu modelleri destekleyecek yeni kuramların, organizasyon yapılarının ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu zamana kadar yaşanan gelişim genelde değer zincirinin işleyişinin ve akışının dönüşmesine neden olurken IoT bunun aksine ürünün bizati kendisinin değişmesine neden olmaktadır. SCP kavramı ürünün artık sadece fiziksel bir nesne olmaktan öte kimliği olan, algılayan, yorumlayan, iletişime geçebilen, bilgi üreten ve bilgiyi paylaşan, bulut üzerinden konfigure edilebilir, özellikleri değiştirilebilir ve kişiye özel bir duruma getirilebilmesinin önünü açarak ürünün bir servis olarak sunulmasının (PaS: Product as a Service) yolunu açmış; bu ürünlerden gelen verilerin alınması için gerekli olan akıllı üretim sisteminin (CPS: Cyber Physical System) gerekliliğini doğurmuş ve en önemlisi bu büyük verilerden anlamlı sonuçlar çıkarılarak süreçlerin yönetilmesi için gerekli olan veri analitiği  (Big Data Analytic) konusunun şu anki değişimin ana unsuru haline getirmiştir.

Internet, IoT, CPS ve Big Data kronolojisi üzerinden tanımladığımız bu gelişim süreci bizi Akıllı Fabrikalar üzerinden Akıllı Ürünler geliştiremeyenlerin içinde yer alamayacağı, iş modellerin bambaşka boyutlara geleceği, entegrasyon ve adaptasyonun ana ilke olduğu, yeni ve zorlu bir SİSTEM dönemine çekiyor: Büyük veri güdümlü akıllı üretim (Big Data Driven Smart Manufacturing).