Dünya dördüncü sanayi devriminin başında kabul edilmektedir. Sensörlerin geniş kullanım alanı bulması, kablosuz iletişim ve ağların yaygınlaşması, akıllı robot ve makinelerin artan şekilde kullanımı, düşük maliyetli yüksek bilgi işlem gücü ve büyük veri analitiklerinin gelişimi vs. üretim sektörlerinin dönüşümünü gerçekleştirme potansiyeline sahiptir. Bu yeni dijital sanayi devrimi üretimde esnekliği arttırma, kişiselleştirme, hızı, kaliteyi ve üretkenliği iyileştirme için imkanlar sunmaktadır. Ancak, bunun gerçekleşebilmesi için şirketlerin küresel değer zinciri boyunca veri akışı entegrasyonu kadar yeni donanım, bilgi ve iletişim teknolojilerine ve veri analizine yatırım yapmaları gerekmektedir. Günümüzde dünyada gelişmiş ülkeler bu yeni devrimi yakalamak ve avantaj sağlamak için uğraşmaktadırlar.

Bir önceki bölümde, dördüncü sanayi devriminin anlam ve önemi konusunda bilgilendirmeler yapılmıştır. Bu kapsamda, devrimin tanımı, devlet, birey, iş ve üretim konularında muhtemel etkileri ve bunların yol açabileceği problem sahaları  değerlendirilmeye çalışılmıştır. Bu bölümde ise devrimi yakalamak için Avrupa Birliği (AB) ülkeleri ve ABD’de yapılan faaliyetler hakkında bilgiler verilecektir.

AB ekonomisi ve devrimin önemi:

AB’de ekonomiye sanayi dallarının nispi katkısı azalmaktadır. Avrupa ekonomisi geçmiş 40 yıl içerisinde sanayi üslerinden üçte birini  kaybetmiştir. Bu sanayileşmenin gerileme (de-industrialisation) süreci diğer gelişmiş ekonomilerin de problemidir ve kısmen dünyanın diğer kısımlarında (Çin gibi) üretimin artışı, emek yoğun işlerin düşük emek maliyetli ülkelere yerleşmesi ve küresel tedarik zincirinin ana unsurlarının Avrupa Birliği dışında  konuşlanmasından kaynaklanmaktadır.  Ayrıca orantısal olarak büyüyen hizmet sektörü de üretim sanayilerinin ekonomideki orantısal katkısını azaltmıştır. Aynı paranın iki yüzü olan üretim ve hizmet sektörleri Avrupa ekonomisinin motoru pozisyonundadır. Bu iki sektörün ilişkisi giderek artmaktadır ve modern ekonomide, bunlardan birisini tercih etmek mümkün değildir. Avrupa’da üretim sektöründeki işlerin %40’ı hizmete ilişkindir. Üretim tesisleri yeni bir yere nakledildiğinde araştırma, geliştirme, satış ve pazarlama gibi yüksek katma değerli hizmetlerde uzmanlık ve istihdamı da yanında götürmektedir. Bu durum yüksek değerli işleri ve hizmetleri riske soktuğundan, sanayileşmenin gerileme durumunda ayrıca kaygı nedenidir ve günümüzde AB’nin rekabet gücünü azaltan bir unsur olarak görülmektedir.

2012 yılında, sanayinin önemindeki nispi azalmaya tepki olarak, Avrupa Komisyonu üretimin 2020 yılına kadar Avrupa Birliğindeki katma değerin %20’sini oluşturması için bir dizi hedef ortaya koymuştur. Dijital dönüşüm ve yenilikçi teknolojilerin benimsenmesi Avrupa için yeni iş alanları açıp mevcut olanları zenginleştirebilir. Bundan dolayı dördüncü endüsri devrimi AB’nin yeniden öncü rol oynamasında önemli bir fırsat olarak görülmektedir.

Dijital teknolojiler ve yeni iş modelleri geleneksel değer zincirini dönüştürmektedir. (Değer zinciri bir şirketin özel bir sanayi dalında bir ürün yada hizmeti pazara dahil etmek için gerçekleştirdiği etkinlikler bütünüdür. Lojistik, pazarlama ve satış, üretim gibi birincil, satın alma, insan kaynakları, teknoloji geliştirme gibi ikincil faaliyetleri içerir.) Yeni iş modelleri yeni, yenilikçi ve daha küçük şirketlerin oldukça özelleşmiş ve akıllı ürün ve hizmetleri pazara dahil etmeleri konusunda engelleri azaltmaktadır. Dijital teknolojiler zekâ ve bağlantılılığı ürünlerde birleştirerek şirketleri iş ve hizmetleri bir araya getirmede daha verimli ve kârlı kılmaktadır. Akıllı hizmetler entegre sanayi portföyünün bir parçası olacaktır. Bir araba düzenli bakım hizmetleri ile bir makine uyumlanabilir yazılım çözümleri ile beraber satılacaktır. Böylece, AB vatandaşları kendilerine araba değil bir mobilite hizmeti satın almış olacaklardır. Giderek ekonomi ve toplumun ürün yanısıra hizmetin de katma değerli bir bileşen halinde sunulduğu  (servitisation) bir hale getirilmesi söz konusu olacaktır. Sanayi sektörleri arasındaki ayrım da bulanıklaşacaktır. Dijital teknoloji şirketleri diğer sektörlere yeni değer önerileri ile girecekler, değerler iş ortakları, eski ve yeni dahil olanlar arasında, değer zinciri boyunca yeniden konumlanacaktır.

Örnek olarak, büyük veri, sensörler, yenilikçi iş modelleri sağlık yönetimini yeniden tasarlayacaktır. Farmasötik değer zinciri kişiselleştirilmiş takip ve performansa dayalı ilaç üretimine izin verecek şekilde ağırlıklı olarak yeniden konumlanmaktadır. Yakın gelecekte, otomotiv değer zincirindeki değerin %30-40’ının dijital platformlardan geçebilmesi beklenmektedir. Değer zincirini yeniden organize edecek kadar akıllı olanlar daha çevik ve rekabetçi hale gelebilirler. Bunlardan yeterince akıllı olanlar ise yüksek katma değerli hizmetler sunacaklardır.

Ancak günümüzde Avrupa’da bu fırsat yeterince anlaşılmamıştır ve kısıtlı sayıda şirket bu duruma yeterli derecede yatırım yapmaktadır. Avrupa’daki şirketlerin yalnızca %1.7’si ileri dijital teknolojileri kullanmakta ve yeni iş fırsatları yakalamaktadır. %41’i bunların hiçbirini kullanmamaktadır. Yapılan bir ankete göre Avrupa’daki üretim şirketlerinin neredeyse yarısı bugüne kadar ileri üretim teknolojilerini hiç kullanmamıştır ve önümüzdeki yıllarda kullanmayı da planlamamaktadır. Şu anda bu durumun değiştirilmesi teşvik edilmeye çalışılmaktadır. Bu dönüşümün bazı işaretleri de mevcuttur. Son zamanlarda yapılan bir ankette, geçen yıl boyunca yatırımcıların Avrupa’da yaratıcılık, çevikleşme ve girişimcilik adına giderek daha çok kendine güven kazandığı ortaya çıkmıştır. Geçen yıl Avrupa’da yabancı doğrudan yatırımı %10 daha fazla proje ve %12 daha fazla iş imkanı sağlayarak yeni bir rekor kırmıştır. Yabancı yatırımcılar operasyonları için dünyada daha ileri olan Çin ve Kuzey Amerika’ya göre Avrupa’yı daha cazip bir bölge olarak görmeye başlamışlardır. Yabancı doğrudan üretim proje ve işlerinde %20’lik artış ile sanayi yatırımları sürece liderlik etmiştir.

Avrupa’nın nispeten iyileşme eğilimi göstermesi temel olarak aşağıdaki faktörlere bağlanmaktadır;

• Otomasyon ve üç boyutlu yazıcı teknolojilerinde ilerlemeler sonucu üretim maliyetlerinin azalması, prototip üretiminin hızlanması ve üretim tesisleri kurulması (otomotiv sektöründe 3D yazıcı ile üretime ilişkin videoyu seyretmek için tıklayınız).
• Çin’de emek maliyetinin artması.
• Avrupa’da müşteri ihtiyaçlarını karşılamak için daha çok kalite ve çevikliğe ihtiyaç duyulması.
• Avrupa’da fikri hakların daha iyi korunmasına ihtiyaç duyulması. Mesela Aston Martin Çin’de monte edilen 17,000 arabayı gaz pedalları  patenti kimya şirketi Dupont’ta olan bir plastik taklit edilerek yapıldığından dolayı geri çağırmıştı. Bu durum üretim stratejileri üzerinde bir daha düşünmelerini gerektirmiştir.

Avrupa Birliğinde üye ülkeler dördüncü sanayi devrimine ilişkin girişimlere sponsor olmaktadırlar. Almanya’da 2010’da Sanayi 4.0 ile başlayan çalışmalar, takiben Birleşik Krallık’ta 2011’de Catapult (mancınık), 2012’de İtalya da ve 2014’te Fransa’da  Geleceğin fabrikası projeleri ile somutlaşmaktadır.

Almanya’da Sanayi 4.0:

Piyasada daralma ve taleplerin azalmasına rağmen Almanya üretimden vazgeçmemiştir. Dahası dördüncü sanayi devriminde ön safta olmayı istemektedir. Sanayi 4.0 Almanlar için geleceğin üretim vizyonudur ve süreçlerini sayısallaştırmak için bilgi ve iletişim teknolojilerini kullanan ve böylece kaliteyi arttıran, maliyetleri düşüren ve verimliliği yükselten akıllı fabrikalar kurmayı hedeflemektedir.

Şansölye Angela Merkel iş ve ekonomiye ilişkin hemen her konuşmasında merkezi tema olarak Sanayi 4.0 kavramını kullanmaktadır. Son zamanlarda bu kavram Ocak 2016’da Davos’ta gerçekleştirilen World Economic Forum’unda da gündeme gelmiştir. Merkel bir konuşmasında şöyle demiştir;

“Şöyle demeliyiz -ki ben de Alman şansölyesi olarak güçlü bir Alman ekonomisinin yüzüne söylüyorum- çevrim içi dünyayı ve sanayi üretim dünyasını hızla birleştirmeye çalışın. Almanya’da, biz buna Sanayi 4.0 diyoruz. Öteki türlü, dijital alanın liderleri imalat sanayiinde liderliği ele geçirecekler. Biz bu yarışa büyük bir özgüvenle girdik. Fakat bu bir yarış ve henüz kazanmadık.”

Alman hükümeti hükümet, akademi ve iş dünyası arasında sanayi 4.0’ı teşvik etmek için 200 milyon Euro yatırım yapmıştır. Bu proje AT&T, General Electric, ve Intel gibi şirketleri de içeren ABD kökenli Sanayi İnterneti Projesi’nin bir benzeridir. Almanya Deutsche Telekom, SAP ve Siemens gibi teknoloji ve iletişim konusundaki kendi ağır toplarını Endütri 4.0 yatırımı için sahaya sürmektedir.

Siemens’in akıllı fabrikası:

Amberg şehrindeki Siemens Electronics tesisi otomobilden gıdaya çeşitli sanayilerin otomasyon donanımı için simatic programlanabilir mantıksal denetleyicileri (programmable logic controls, PLCs) ve bunları kullanan otomasyon donanımını üretmektedir. Bu tesiste temel anlamda otomasyon 1989 yılından bu yana uygulanmaktadır. Fakat günümüzde bu tesiste makine ve bilgisayarlar üretim süreçlerinin baştan sona %75’ini gerçekleştirmektedir. Bu tesiste PLC’lere ek olarak, ağır iş dokunmatik ekranları gibi insan makine arayüzü bileşeneleri üretilmekte, süreçler WinCC yazılımı ve şirketin mühendislik çerçevesi olan TIA (Totally Integrated Automation) Portal aracılığıyla koordine edilmektedir. Fabrikanın felsefesi sadece teknik değil aynı zamanda ticari bakış açısını katarak otomasyonun yapılandırılmasıdır. Bunun anlamı tekrarlayan her sürecin ve büyük ölçekli üretim hattının otomasyonudur.

Fabrikanın sayısallaşması kalite güvence ve makine performansına odaklanarak başarılmıştır. Ancak, tüm üretim alanlarından verileri içine dahil ederek genişlemiştir. Siemens’in Simatic Ident sanayi tanımlama araçlarını (kod okuyucular ve RFID sistemleri ile) kullanarak üretim sürecinin bütününde bileşenler takip edilmiş ve sürece ilişkin veriler merkezi üretim sisteminde toplanmıştır. Hedef süreç boyunca merkezi üretimin doğru olarak kontrol ve takibi, her evrede eş zamanlı veri kaydı ve sonraki aşamalarda bu verilere erişim imkanı sağlanmasıdır. Ama en büyük gelişme son yıllarda Siemens’in ürün ömür devri yönetimi yazılımının tesisde kapsamlı olarak kullanımıdır. Bu yazılımın kullanımı ile toplanan veriler araştırma geliştirme bölümünden ürünün gerçekten geliştirildiği kısma kadar tüm birimler arasında paylaşılmakta, mühendisler çalışma yerlerinde tasarım ve simülasyon yapıp üretim sürecinin simüle edileceği kata gönderebilmektedir. Tüm bunlar sadece yazılım kullanılarak ve sanal olarak yani ürün gerçekten yapılmadan gerçekleştirilebilmektedir.

Otomasyon ve sayısallaştırma ile Amberg tesis hata oranını milyonda 500’den 12’ye düşürmüştür ve bu yıl 11’e düşürmesi beklenmektedir. Fabrika kalite oranı %99.9988’dür. Böyle bir verimliliğe ihtiyaç giderek artmaktadır, zira tüketici talepleri giderek karmaşıklaşmaktadır. Örnek olarak, otomobil sanayisinde her araba neredeyse verilen seçenekler içinden müşterinin seçtiklerine göre ürtilmektedir. Normalde fabrika artan karmaşıklığı iş gücünü arttırarak karşılamak zorundadır. Ama otomasyon ve sayısallaşma Amberg tesisinde iş gücünü sabit tutarken üretimi çeşitlendirmeyi sağlayabilmektedir. Amberg tesisi kabaca 1.000 çalışanı ile en az 10 yıldır üretkenliği altı katına çıkarabilmiştir. Siemens bu noktaya henüz Sanayi 4.0 kavramı ortaya çıkmamışken yatırım yapmaya başlamıştı. Şirketin %80’i 2020’ye kadar tüm değer zincirinin sayısallaşmasını beklemektedir. Alman sanayisi o zamana kadar Sanayi 4.0’a her yıl 40 milyar Euro yatırım yapmış olacaktır.

İtalya’da Geleceğin Fabrikası (Fabbrica del Futuro):

İtalya’da Fabbrica del Futuro projesi ürünlerin müşterilere uygun hale getirilmesi, fabrikaların yeniden yapılandırılması, yüksek performans ve sürdürülebilirlik konularını içeren araştırmaları destekleyen bir projedir. Proje, bilgi ve iletişim teknolojileri, malzeme geri dönüşümü, denetim sistemleri, fabrika yeniden yapılandırılması, kalite kontrol ve insan-makine etkileşimi alanlarında teknoloji kullanımı ile üretimde kaliteyi, esnekliği ve müşteri tercihlerine göre çeşitliliği sağlamayı hedeflemiştir. Proje Avrupa Birliği Araştırma ve Yenilikçilik Çerçeve Programı Horizon 2020’de belirtilen hedefleri paylaşmaktadır.

Birleşik Krallık’ta Mancınık (Catapult) Projesi ve Merkezleri:

Birleşik Krallık, üretimi daha duyarlı, sürdürülebilir, yeni pazarlara açık ve beceri sahibi çalışanlara daha bağlı hale getirmek üzere çeşitli politikaları hayata geçirmiştir. Bunların en bilinenleri Mancınık Projesi kapsamında “mancınık merkezleri” olarak adlandırılan, şirketlere gelişmiş üretim ve süreç yenilikçiliği gibi özelleşme gerektiren alanlarda araştırma ve uzmanlığa erişim imkanı sağlayan, yüksek değerli üretim merkezleri kurulmasıdır (konuya ilişkin video için tıklayınız). 2011’den bu yana 200 milyon pound’dan fazla kaynak aktarılan bu merkezlerin, geçmiş on yıllarda %10 civarında olan üretimin gayri safi yurt içi hasılaya katkısını iki katına çıkartması hedeflemektedir. Ek olarak, hükümet 2012’de İleri Üretim ve Tedarik Zinciri Girişimi (Advanced Manufacturing Supply Chain Initiative) fonu aracılığıyla mevcut ve yeni tedarikçilere 170 milyon pound, Üretim Danışmanlık Hizmetlerine (Manufacturing Advisory Service) 2011-12’den 2013-14’e 50 milyon pound destek aktarmıştır.

Temalarına göre mancınık merkezleri hücre tedavisi (Londra), yüksek değerli üretim (çeşitli şehirlerde), kıyı ötesi yenilenebilir enerji (Glasgow), uydu uygulamaları (Harwell), sayısal teknolojiler (Londra), taşımacılık sistemleri (Milton Keynes), geleceğin şehirleri (Londra), enerji sistemleri (Birmingham), hassas tıp (çeşitli yerlerde), tıp teknolojileri (çeşitli şehirlerde) olarak sıralanabilir.

Fransa’da Geleceğin Fabrikası (Usine du Futur):

Fransa geleceğin fabrikası projesi kapsamında Nisan 2015’te, yeni ürün ve hizmetlerin sergilenmesi için sergi merkezleri (vitrines technologiques) devreye almayı planlamıştır. Ayrıca robotik, sayısal teknolojiler ve enerji verimliliği projelerine başlamak isteyen küçük ve orta ölçekli işletmelere maddi yardım sağlamış, geleceğin sanayisi adında bir çerçeve programı ile enerji verimli araba ve elektrikli uçak gibi spesifik ürünlere odaklanan sanayi programlarını maddi olarak desteklemiştir.

Avrupa Birliğinde sanayi 4.0 dönüşümü konusundaki zorluklar devam etmektedir. Yatırım ihtiyacı, değişen iş modelleri, veri sorunları, sorumluluk ve fikri haklara ilişkin yasal sorular, standartlar, uygun becerilerde yetersizlikler çözümlenmesi gereken problem sahalarıdır. Problemler halledilirse sanayi 4.0 sanayileşmedeki azalmayı tersine döndürmeye yardımcı olabilir ve üretim sektöründen kaynaklanan katma değerin artmasını sağlayabilir.

ABD’de Sanayi  İnterneti ve Akıllı Fabrikalar:

Almanya’nın Sanayi 4.0 kavramının ABD’deki karşılığı Sanayi İnterneti’tir. Temel olarak aynı dürtülerden kaynak alan bu transatlantik kuzenlerin dil, gelenek ve iş kültürlerinden kaynaklanan  farklılıkları da mevcuttur.

Sanayi interneti kavramını ilk olarak büyük ölçekli sanayi makinelerini bulut ortamında yönetebilmek için veri analitiklerine dayalı kestirim yeteneklerini geliştirmeyi planlayan General Electric ortaya atmıştır. ATT, Cisco ve Intel’in de katılımı ile 2014 yılında Industrial Internet Concortium (IIC) kurulmuştur. Almanya’da Sanayi 4.0’ın temel aktörü devlet ve katılımcıları da akademik birimler (Fraunhofer-Gesellschaft tarafından temsil edilir) ve ulusal düzeydeki şirketler iken, ABD’de Sanayi İnterneti’nin katılımcıları özel sektör ve akademik kuruluşlardır. IIC’nin Çin, Hindistan ve Almanya dahil dünya çapında iki düzine farklı ülkeden çoğunlukla iş yönelimli 170 civarında üyesi vardır.

Sanayi İnterneti, internete bağlı herşeyin geri besleme verisi sağlaması ve verimliliği artırması fikrinden doğmaktadır. Bunun için cihazların kesintisiz iletişim içerisinde bulunması, veri akışı ve denetim imkanı sağlaması gerekir. Aynı zamanda büyük veri sağlıklı kestirimler yapmak üzere imkan sağlayacaktır. Sanayi 4.0 kavramı daha çok üretim sektörünün dönüştürülmesi ile ilişkili iken Sanayi İnterneti üretim yanısıra enerji, sağlık, kamu sektörü taşımacılık ve ilişkili sanayi sistemlerini kapsamaktadır.

Geleceğin fabrikası kavramı kapsamında ABD’de Başkanın Bilim ve Teknoloji Danışmanları Konseyi 2007 ve 2010 yıllarında yayımladığı raporlarda sanal-fiziksel (cyberphysical) sistemleri federal araştırma ve geliştirme için ulusal öncelik olarak tanımlamıştır. 2011 yılında, rekabetçi sanayide ilerlemenin adımlarını tanımlamak üzere ileri üretim ortaklığı (Advanced Manufacturing Partnership) adı altında 500 milyon ABD dolarlık bütçesi olan bir hükümet planı oluşturulmuş, 2012’de ABD Başkanı Obama tarafından uygulamalı araştırma ile yenilikçi ürün geliştirmeyi bir araya getirmek üzere üretim yenilikçiliği için ulusal ağ (National Network for Manufacturing Innovation) kurulacağı duyurulmuştur. Alman Fraunhofer enstitüleri modellenerek dağıtık bir ağın üyeleri olarak 15 (on yıl içinde 45) bölgesel teknik yenilik merkezi oluşturmak üzere bir milyar ABD doları tahsis edilmiş ve 2014’te küçük ve orta ölçekli işletmelerin geliştirilmesini desteklemek üzere planın ikinci versiyonu yayımlanmıştır.

…

Dördüncü sanayi devrimi, gelişmiş teknolojiye dayalı ürün ve hizmet üretim ve sunumu için kesintisiz, sürekli ve verimli insan-makine-veri ilişkisini -küresel ölçekte- tesis etmeyi ve bu ilişkiler sonucu birikecek devasa miktara veriyi (big data) işleyerek eyleme yönelik (actionable) doğru bilgiyi otomatik olarak üretebilmeyi hedeflemektedir. Günümüzün yenilikçi teknolojileri bu amacı sağlayacak kavram, model ve araçları sunmaya başlamıştır. Mevcut politik güç odakları, yüksek beceri sahibi nitelikli insan gücünü bu maksatla tesis edilen merkezlerde toplayarak sınırsız rekabet dünyasında güç dengelerini değiştirecek yeni bir sıçrama ile avantajlı pozisyon yakalamaya çalışmaktadırlar.

Serinin diğer yazıları:

Dördüncü sanayi devrimi (1): Anlamı ve önemi

Dördüncü sanayi devrimi (3): Destekleyen yenilikçi teknolojiler

Dördüncü sanayi devrimi (4): Sağlık alanında fırsatlar

Kaynaklar:

1. Zaske, Sara. Germany’s vision for Industrie 4.0: The revolution will be digitised. Yayın Tarihi: 23 Şubat 2015. Erişim Tarihi: 28 Ocak 2016.

2. Bieńkowska, Elżbieta. Reindustrialisation of Europe: Industry 4.0 – Innovation, growth and jobs, Forum Europe conference. Yayın Tarihi: 23 Haziran 2015. Erişim Tarihi: 28 Ocak 2016.

3. Kings, Rachel. GE adds more predictive capabilities, partners to Industrial Internet cloud. Yayın Tarihi: 9 Ekim 2013. Erişim Tarihi: 28 Ocak 2016.

4. European Parliamentary Research Service (EPRS). Author: Ron Davies. Industry 4.0 Digitalisation for productivity and growth. Yayın Tarihi: Eylül 2015. Erişim Tarihi: 28 Ocak 2016.

5. Parisot, Frédéric . L’Usine du Futur autour du monde. L’usine Digitale. Yayın Tarihi: 30 Mart 2015. Erişim Tarihi: 28 Ocak 2016.

6. Bledowski, Kris. The Internet of Things: Industrie 4.0 vs. the Industrial Internet. Yayın Tarihi: 23 Temmuz 2015. Erişim Tarihi: 28 Ocak 2016.