“Fuarların fuarı” olarak anılan, endüstriyel-teknik inovasyonun ana sunum merkezi, barometresi olan Hannover Fuarı’nın 2024 yılındaki ana temaları, karbon-nötr üretim (ki burada akla ilk gelen hidrojen enerjisi); endüstri için enerji (üretim bazının enerji ağı ile iletişimi anlamına gelen bu tasarıma kimileri Enerji 4.0 projesi diyor) ve tabii ki yapay zekâ ve uygulamasının hayat bulacağı Endüstri 4.0/Manufacturing-X tasarımındaki yeni adımlar, yeni dijital, robotik çözümlemeler, hardware’in sanallaştırılması, bilişsel ergonomi, açık kaynak ve ilgili platformlarla bağlantılı veri odaları idi. İnsanlık tarihinin en önemli konusu olan üretim olgusu ile birebir ilintili olması açısından Endüstri 4.0 tasarımına yakından bakalım. 

Tarihçesi

1. Endüstri Devrimi, İngiltere’de ilk olarak buharlı makineler ve dokuma tezgâhlarının bulunması ile üretimin mekanizasyonunu ve böylelikle ucuzlamasını sağlarken -ki bu o zamanın İngiltere’sinde göreceli yüksek ücretler nedeniyle önemli bir sorundu-; 19’uncu yüzyıl sonlarında montaj bandı ile kitlesel üretim ve elektrik enerjisi uygulamaları, bu zeminde fabrikalarda 20’nci yüzyıl başlarında üretimin Taylorist anlayışla Fordist organizasyonu prensibi temelinde, montaj bandı ile ortaya çıkan kitlesel üretim ve elektrik enerjisinin bulunması ise 2. Endüstri Devrimi’ni simgeliyordu. Daha sonra, 20’nci yüzyılın son çeyreğinde gelişen sanayide otomasyon (robotlar, CNC makineleri), bilgisayar kullanımı ve elektroniğin gelişmesi 3. Endüstri Devrimi’ni; bunun siber-fiziksel sistemler (CPS – Cyber Physical Systems), nesnelerin ve hizmetin interneti (IoT – Internet of Things & Services) ve ağlar (Networks) ile yepyeni bir zemine oturtulması ise 4. Endüstri Devrimi’ni betimliyor. Endüstri 4.0 tasarımını iyi anlamak için, aradaki farkları kavramak itibarıyla, onun içinden gelişerek çıktığı 3. Endüstri Devrimi’ni hemen öncesi ile birlikte ele almak gerekiyor.

Fabrikada üretim faaliyetinin Taylorist organizasyonu, en ince noktasına kadar rasyonel is¸ bölümünü; maddi üretimin bantlarda kitlesel üretim ve tüketimin birbirine bağlanarak yeni bir tüketim normunun oluşması (çalışanların refah seviyesinin artırılarak talep eden “tüketiciler” haline getirilmesi) ise Fordist üretim biçiminin ana fikrini oluşturuyor. Bu özellikleri ile kitlesel üretim, 20’nci yüzyıl başlarında ABD’de geliştirilerek ilk kez Ford otomobil fabrikalarında uygulanmaya başlandı. II. Dünya Savaşı’ndan sonra Batı Avrupa ülkelerinde de uygulamaya konan bu sistem, 1970’li yıllar itibarıyla yavaşlayan ekonomik büyüme ve giderek artan işsizlikle sembolize olan, artık sıkıca bir çizgiye bağlı bant üretim sistemi Post-Fordist olacaktı. Bunu, 80’li yıllarının başlarında bilgisayarın üretim sistemine entegre edilmesi izledi. CAD/CAM vb. uygulamaların yaygınlaşmaya başlaması ise standartlaşma yoluyla katma değer yaratılmasına dayanan ve Yalın Üretim (Lean Production) olarak isimlendirilen sistemin 80’lerin ortası itibarıyla ortaya çıkmasına rastlar. 80’li yılların sonunda ise fractal factory olarak ifade edilen, üretim sistemini segmentlere ayırarak bunların birbirine sıkı bir şekilde bağlandığı konseptler oluşturuldu. SAP vb. programlar yaklaşık olarak bu dönemin ürünleridir. Yine 80’li yıllarda Japon ekonomisinin, özellikle Japon otomotiv endüstrisinin başarılı çıkışlarına ve krizde olan ABD otomotiv sektörünün sorunlarına cevap, bu ülkenin kendisinden, Reengineering (değişim mühendisliği) konsepti ile geldi. Son tahlilde 90’lı yılları itibarıyla bu konsept Downsizing (küçülme) ve Outsourcing (dış kaynak kullanımı) deyimleri ile anıldı. Konseptin uygulandığı işletmelerde aşırı istihdam azaltımına neden olması, Reengineering’in en çok eleştirildiği noktalardan birini oluşturdu. Sonuç olarak, nasıl adlandırılırsa adlandırılsın, hangisi olursa olsun, bu tür tasarımlar eskinin merkeziyetçi üretim tipinden bir türlü tam olarak kopamıyor, hepsi son tahlilde bir yerde modern tipte bir Taylorist çalışma organizasyonu ile sonuçlanıyor, çıkışından günümüze değin geçirdiği evrime rağmen üretim sistemi özünde Fordist olarak kalıyordu: Esnekliğe, gelişmeye fırsat tanımayan merkeziyetçi bir üretim sistemi, biçimi. 

Endüstri 4.0 tasarımı oluşturulmadan önce, ona öncül olan 80-90’lı yıllarda ortaya atılan CIM (Computer Integrated Manufacturing) konsepti, zamanına go¨re bir “erken dogˆrum” olması ve üretimde merkeziyetçi özellikler arz etmesi, yani üretimin biçiminde temel olarak değişimleri içermemesi, bu anlamda bir yenilik getirmemesi nedeniyle uygulama şansı bulamadı, deyim yerinde ise bir noktadan sonra diğerleri gibi tıkandı. Kısacası Endüstri 4.0 şartlarının oluşması için daha 20 yıl geçmesi gerekecekti. Yeni proje, adem-i merkeziyetçi (lineer olmayan), yerine go¨re birbirinden kopmayan, otonom çalışan sistemleri içinde barındırması özellikleri ile eskisinden tamamen ayrılıyor, yepyeni bir üretim tarzını beraberinde getiriyor. Ayrıntıya girelim..

Endüstri 4.0

İlk defa 2011 Hannover Endüstri Fuarı’nda dile getirilen ve federal hükümet tarafından desteklenen, bir dizi enstitü, öncü firma ve meslek grubunun ve onların temsilcisi olan örgütlerin katıldığı, 2020 yılında federal hükümetin Yüksek Teknoloji Stratejisi kapsamına alınan, başlangıçta olgunlaşmasının 10-20 yıl arası süreceği tahmin edilen, ancak gelişmesi hâlâ devam eden bu tasarım ile, öncelikle üretim tekniğinin dijitalleştirilmesinin üst seviyelere taşınması planlanıyor. Hedefte “akıllı fabrika”ya ulaşmak var. Bu fabrikanın teknik temelini ise sensorik+enformasyon ve telekomünikasyon bileşenleri+network (internet) bileşimi ile fiziksel olayları, olguları, değişimleri aktarmaya yarayan kibernetik bir sistem demek olan Siber-fiziksel sistemler (CPS) ile “akıllı” nesnelerin insanlardan bağımsız olarak birbirleri ile iletişime geçebilmelerini sağlayan “her şeyin interneti” (IoE) oluşturuyor. 

Endüstri 4.0 ile fabrikadaki üretimin teknik temellerindeki değişim, deyim yerinde ise şimdiki üretim sisteminin dayandığı temel fikrin “tersine çevrilmesine” dayanıyor. Üretim, adem-i merkeziyetçi, esnek, özgün, etkin ve sürdürülebilir yani “akıllı” hale getirilmeye çalışılıyor: Gelecekte “üretilecek olan ürün ile ilgili ne olacağı” ya da “nasıl yapılacağı” merkezi ve lineer olarak değil, ürünün kendisinin (daha doğrusu ürünün hammaddesinin) onu işleyen makineye, hammaddeye yüklenmiş olan, alıcı ve verici sistemlerin -otomatik ve temas olmaksızın- canlı ve cansız varlıkları tanıma ve lokalize etmelerini sağlayan teknoloji olan QR-kodu yada RFID-Chip aracılığıyla, IoT telekomünikasyon ağı üzerinden haber vermesi ile vuku buluyor: Akıllı ürün ile dijitalleştirilmiş akıllı üretim. Örnekleyecek olursak; 

Uluslararası bir otomotiv firmasının Türkiye’deki fabrikasının karoser bölümündeki “ön kaporta”, kendisini üreten makineye “montaj için kaç tane delik açması gerektiğini ve sonradan hangi renkte boyanmak istediğini” bildiriyor. Sensörler, RFID-Transponder ve mikro kontrol sistem ile donatılmış olan “ön kaporta”, arzulanan rengi de depodan ısmarlayabiliyor. Arabanın teslim tarihini de bildiği için, diğer bileşenler ve bölümleri için belirlenmiş olan bitim su¨releri ile ahenk içinde işini zamanında bitiriyor. Ve müşteri, ısmarladığı ürünün üretimini kendi tabletinde “çevrimiçi” olarak izleyebiliyor. 

Endüstri 4.0 tasarımı ile işbirliğine açık endüstriyel pazar ilişkileri süreci ve buna ilis¸kin olarak akıllı fabrika ve akıllı ürünler etrafında oluşmuş ticari ilişkiler ağlarını desteklemeye yo¨nelik yeni CPS platformları oluşacak. Bu platformlar aynı zamanda yaratılan ilişkiler sayesinde su¨rekli gelişen ve böylelikle kendi gelişimini de otomatikman yaratan bir veri tabanına sahip. Yeni sistemin merkezinde olan bu CPS platformları, kendi kendine karar alıp bunları bağımsız olarak yaşama geçirme, otonom hareket eden, kendi kendini organize eden, hatta belli error şartlarında bile sistemin kendi kendini yönlendirip tamir edebilme yeteneğindeler. Burada sadece istisnai durumlarda (mesela bir istisnai sistem error durumunda) bir üst kademeye ihtiyaç duyulabilir. Tüm bunları -deyim yerinde ise- Toplum 4.0 olarak aşağıdaki şekilde özetlemek mümkün:

Akıllı Fabrikalar

Basitçe örnekleyecek olursak günümüzdeki klasik bir otomobil fabrikası aşağıda sol grafikte gösterildiği gibi, Fordist anlayışla sıkı ve merkeziyetçi-lineer bir şekilde örgütlenmiş bir bant sistemine dayanıyor. Neredeyse 100 yıllık bir geçmişi olan böylesi bir üretim biçiminde, mesela birtakım özel müşteri isteklerini gerçekleştirmek, sistemi bozmadan, bant akışını değiştirmeden -birkaç istisna dışında- mümkün değil. Bu ise, değişen piyasa şartlarına intibak etmede “esnek olamama” sorununu beraberinde getiriyor. Endüstri 4.0 tasarımında bu “engeller” aşılıyor, çünkü sistem aşağıdaki sağ grafikte görüldüğü gibi tamamen ve kökten devrimsel bir değişime uğratılıyor.

Endüstri 4.0 tasarımında sistem, eski sistemin tam tersine, yani adem-i merkeziyetçi bir bazda, Fordist sistemin ona yüklediği dizginlerden kurtulmuş esnek ve özgün bazda işliyor; kendi kendini örgütleyen (otonom) ve her türlü¨ yeniliğe, üretimin normal akışını engellemeyen bir modifikasyona açık. Zamanında (real time), üretim ve iletişim teknolojilerinin kaynaşması ile sağlanan hızlanma, üretimde verimliliği beraberinde getiriyor. Üretimde tam bir paradigma değişimini ifade eden bu nitel sıçramaları nedeniyle Endüstri 4.0 tasarımı bir devrimi ifade ediyor.

Aşağıda sağ grafikte gösterilen Endüstri 4.0 tasarımına go¨re, daha önce de belirttiğimiz gibi statik bir üretim bandının değil, dinamik bir üretim yolunun varlığı söz konusu. Burada akıllı ürün, otonom bir s¸ekilde CPS’li modüllere sahip montaj terminallerinden geçiyor. Üretim bantlarının dinamik donanımı ile çeşitli üretim varyantları olanaklı hale geliyor. Bu değişimler, merkezi planlama tarafından belirlenmiş üretim temposundan bağımsız (onun genel akışını bozmayacak s¸ekilde, lojistik durumu da dikkate alarak) gerçekleştiriliyor.

Böylesi bir dinamikle “esnek sorun çözümleri” mümkün olabiliyor, Porsche’nin koltuğu VW-Golf’a (esas üretimi bozmadan ona ek olarak) yerleştirilebiliyor. Burada can alıcı nokta (değişim) ürünün nasıl üretileceğinin, hammadde ya da yarı mamul ürünün içine yerleştirilmiş QR kodu yada RFID- Chip (elektronik etiket) tarafından üretimi gerçekleştirecek olan makineye iletilmesi. Yani burada inisiyatif makinede değil, üründe! Deyim yerinde ise ürün kendini ürettiriyor. Maddi üretim sürecinde işçi sınıfı yok gibi… Makineler artık işçilerin uzatılmış uzuvları değil, üreteceği ürünün kumandasında olduğu, üretimde makine-işçi ilişkisinin yerini ürün-makine ve makine-makine ilişkisinin aldığı tamamen yepyeni bir üretim anlayışı bu…

Akıllı fabrikaları, kendi kendini organize eden bir üretim ortamı olarak gösterebiliriz. Bu ortama özellikle üretim araçları, makineler ve lojistik dahildir. Burada sürecin işleyişi açısından tayin edici olan, insan faktörünün maddi üretim sürecine karışmamasıdır. Üretim tekniğinde gelinen yeni noktayı K. Marx günümüzden yaklaşık 160 yıl önce şu şekilde öngörmüş:

“İs¸ makinelerinin hammaddenin işlenmesine ilis¸kin olarak gerekli olan tüm işleri insanların herhangi bir desteği olmaksızın yapabildiği ve burada insanın sadece tamamlayıcı yardımına gereksinim duyulduğu andan itibaren, kendini detayda su¨rekli olarak yenileyebilen bir mekanik otomasyon sistemine sahibiz demektir.” ¹

Sonuç¸ olarak; geleceğin akıllı fabrikaları geçmişin geleneksel Taylorist-Fordist tipinden; 

1. Üretimin dijital düzeyde bilimselleşmesi, otonom ama birebir ilişkiye geçebilen, merkezi değil adem-i merkeziyetçi, edilgen değil etken örgütleniş biçimi ve
2. Maddi üretimde is¸ bölümünün (giderek artan bir s¸ekilde) artık insanlar ya da insan-makine arasında değil, makineler arasında, makine-ürün arasında oluşması noktalarında temelden ayrılıyor.

Ulusal Motivasyondan Küresel Gerçekliğe

Kabaca 1990-2009 arası olarak gösterebileceğimiz küreselleşmenin “turbo” dönemi olarak adlandırılan fazda dünya, sermeyenin kapitalizmin merkez ülkelerinden periferiye, kapitalizmin şu ya da bu şekilde geliştiği ya da gelişmeye başladığı bölgelere -üretimin ayrıştırılması, fragmantasyonu temelinde- “yeniden değerlendirme” dürtüsü ile akmasına, yer değiştirmesine şahit oldu. Sermayenin neşet ettiği Batılı merkezlerde maddi olarak oluşan -ama çok sonradan fark edilen- istihdam ve yapısal sorunlara ve krizlere cevap, ilk olarak Almanya’dan geldi. Endüstri 4.0 platformunun internet sayfasından: 

“Üretimin Endüstri 4.0 ile esnekleştirilmesi, üretim öncesi ve sonrası süreçlere ilis¸kin tüm çalışanlardan açıkça daha fazla (mesleksel) yetkinlik isteyecektir. Kararlar alan, herhangi bir algoritma tarafından ikame edilemeyecek olan kalifiye elemanlara gelecekte daha fazla ihtiyaç duyulacak. Bununla birlikte çalışanların yeni işler için eğitilmeleri, yetkinleştirilmeleri gerekir. Bir endüstri ülkesi olarak Almanya için bunun anlamı: Yeni teknolojiler ile is¸ yerlerinin yurt dışından tekrar geri alınabilmesidir (abç)”²

Evet, küresel ölçüde ortaya çıkan “ulusal” bir soruna, istihdam sorununa oluşturulan cevap, aslında bir ulus-devlet refleksini ifade ediyor; ama pratikteki gelişme, verili şartlarda özü itibarıyla küresel süreçleri ihtiva ediyor; etmek zorunda, “çaresiz”! Giderek (artan) serbest rekabet koşulları mikro, yani işletmeler düzeyinde üretim koşullarını, biçimini yenileme-rasyonelleşme konusunda bir baskı ya da zorunluluk oluşturuyor. 

Makro düzeyde ise, peşi sıra küreselleşme ile birlikte ortaya çıkan sermayenin merkez ülkelerden çevre ülke ve bölgelere kaymasının gelişmiş endüstri ülkelerinde yol açtığı yapısal sorunlara başlangıçta ulus-devlet zeminde cevap vermeye çalışarak “sermayeyi tekrar anavatanına geri alma” refleksine denk düştü. Endüstri 4.0 tasarımı işte bu şartlarda oluştu. Ancak kapitalizmin özünde başından beri var olan üretimin fragmantasyonu olgusunun küreselleşme ile bir üst düzeye sıçraması, ekonomik-toplumsal ilişkilerin uluslararasılaşmasının geldiği seviye itibarıyla tasarım giderek ve artan bir şekilde, kaçınılmaz olarak küresel karaktere büründü.

Endüstri 4.0 Konusunda Ülkemiz Hangi Noktada? 

“Sanayinin şu anda bu dönüşüme hazır olduğu söylenemez, ancak genç iş gücü ve bu jenerasyonun dijital teknolojilere olan ilgi ve yatkınlığını avantaja çevrilirse çok hızlı bir adaptasyon gerçekleştirilebilir.”³

Ülkemizdeki Endüstri 4.0 platformu bu konudaki güncel durumu bir yanı ile özetliyor, ancak bunu aşmak için çıkarılan sonuç, tasarımın hayata geçirilmesinin 7-15 yıl arası sürebileceği gerçekliği temelinde biraz fazla iyimser kalıyor. Çünkü bu konuda geldiğimiz yer, TÜBİTAK’ın 2016 yılında 1.000 adet özel sektör kuruluşuyla yapmış olduğu çalışmada da tespit edildiği gibi, sanayimizin dijital olgunluk seviyesinin Endüstri 2.0 ile Endüstri 3.0 arasında; endüstriyel robotların, otomasyon ve siber fiziksel sistemlerinin kullanımının ise büyük oranda üretimin sadece bir bölümünde olmasıdır.4 Bu açıdan aşağıdaki satırlar bu konuda mevcut durum hakkında daha realist bir resim veriyor, Endüstri 4.0 tasarımında bulunduğumuz yeri çok güzel özetliyor:

“Ülkemizde de öncelikle otomotiv sektöründe kullanılmaya başlanan Endüstri 4.0 konsepti, sonrasında beyaz eşya başta olmak üzere diğer sektörlere de yayılmaktadır. Endüstri 4.0 konsepti içerisinde daha verimli üretim teknikleriyle rekabetçi olabilmek ve ülke ekonomisine de katkı verebilmek için öncelikle ülkemizin eksiklikleri arasında yer alan nesnelerin internetinin kullanıldığı iş süreçleri geliştirilmelidir. Bu kapsamda ülkemizde bilişim eğitimine daha yüksek ağırlık verilmesi, yazılımcı ve programcılar yetiştirilmesi ve nesnelerin interneti araştırmalarına hız kazandırılması amaçlanmalıdır. Endüstri 4.0 altyapısında yer alacak olan nesnelerin interneti ekosisteminde özellikle nesneler arası iletişimde standartların tanımlanmamış olması, farklı üreticiler tarafından geliştirilmekte olan nesnelerin, aralarında iletişimin/etkileşimin oluşmaması önemli eksiklik olarak öne çıkmaktadır.”5

İki ayağı eksik bir sandalye gibi adeta: Endüstri 4.0’ın “olmazsa olmazı” nesnelerin interneti olgusunun yokluğu ve bu boşluğu doldurabilecek bir eğitim-öğrenimin, bilişimin olmaması yakıcı bir sorun. Oysa zamanında (aslında biraz da gecikmiş olarak) “Sanayi Devrimi’ni sonradan yakalamış olmak bugün için büyük bir kayıp değil. Ama sanırım Endüstri 4.0 diye adlandırılan yeni devrimi kaçırmanın maliyeti çok yüksek olacak.”6 şeklinde uyarıcı sesler de gelmişti. Burada yeni üretim biçimine geçişte şu an için atılabilecek en doğru adım, bu konuda var olan sistemlere entegre olup buralarla etkileşime girmek, buralardan öğrenmek ve orta vade de tabii ki eğitim sistemini teknolojik gerçeklikler temelinde yeniden inşa etmektir. Teknoloji transferinin doğal yolu budur.

__

¹K. Marx, Das Kapital, 1. Band, MEW, Bd. 23, S. 402, Berlin, 1984.

²http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Industrie40/Handlungsfelder/Arbeit40/arbeit-40.html

³https://www.endustri40.com/endustri-4-0in-dunu-bugunu-yarini-infotron/

4https://tubitak.gov.tr/sites/default/files/akilli_uretim_sistemleri_tyh_v27aralik2016.pdf

5https://www.karel.com.tr/bilgi/endustri-40-nedir-turkiyede-endustri-40-uygulamalari-nelerdir-alper-sarikan-roportaji

6Mahfi Eğilmez, Endüstri 4.0: https://www.mahfiegilmez.com/2017/05/endustri-40.html