Endüstri 4.0

İnternet ortamında teknolojideki gelişmelerin yansıtıldığı sayısı bilgi kaynağı yer almakta. Buradaki amacımız 21. yüzyılda gerçekleşen yeni sanayi devrimi ve bu devrimi destekleyen geçen yüzyıl son çeyreğinden bu yana gelişen teknolojilerin genel bir resmini vermek.

Okuma Atlası, düşünce ve sanatı etkileyen tarihsel arka plana yönelik okumaları motive edecek göstergeler oluşturmaya çalışıyor.

Endüstri 4.0

“2011 yılında Hannover Fuarı’nda gündeme gelen, Alman Hükümeti’nin 2012 yılında oluşturduğu Çalışma Grubu tarafından hazırlanan ve 2013 yılında sunulan nihai rapor ile açıklanan Endüstri 4.0 olarak ifade edilen dördüncü sanayi devrimine geçiş sürecini yaşamaktayız. Nihai rapora göre, dördüncü sanayi devriminin başarıya ulaşabilmesi için gerekli olan 8 aşamanın tamamlanması gerekmektedir.

 Bu aşamalar:
(1) Referans donanım mimarisinin belirlenmesi ve standardizasyon, 

(2) Karmaşık sistemlerin yönetilebilmesi, 

(3) Kapsamlı ve yüksek hızlı bir haberleşme altyapısının endüstriye sağlanması,
(4) Emniyet ve güvenlik, 

(5) Çalışma organizasyonu ve tasarım, 

(6) Eğitim ve profesyonel gelişimin sürekliliği, 

(7) Mevcut mevzuatın uyarlanması, 

(8) Kaynakların verimli kullanılması (Kagermann, Wahlster ve Helbig, 2013:49-50) şeklinde sıralanabilir.

Dördüncü sanayi devrimi, yeni nesil, birbiriyle iletişim kurabilen teknolojilerin yer aldığı, akıllı fabrikalar aracılığıyla, daha esnek, daha düşük maliyetli, daha hızlı ve verimli üretim yapılabilmesini amaçlamaktadır. Nesnelerin interneti olarak tanımlanan Endüstri 4.0 ile birlikte, gerçek zamanlı bilgi alışverişi sayesinde kitlesel kişiselleştirmeye imkân tanıyan tasarım, üretim ve dağıtım sistemlerinden sadece fabrikalar değil, tüm toplum, tüm bireyler, iş örgütlenmeleri, sanayi-devlet ilişkileri ve devletler arası ilişkiler de etkilenecektir. “

4. Sanayi Devrimi ve Türkiye Değerlendirmeleri- Sabiha Kılıç, Reha Metin Alkan

Geleceğin İleri Teknolojileri İleri teknoloji ile ilgili akla gelen ilk kavramlar; biyoteknoloji, nanoteknoloji, yapay zekâ ve insan bilincinin sayısallaştırılmasıdır. Genetik bilimindeki ilerlemeler ve nanoteknoloji ile biyoteknolojik gelişmelerin etkisiyle genetik hastalıkların tedavisi kolaylaşacak, yapay organlar ve genetik müdahalelerle insan ömrü uzatılabilecek. Aynı zamanda insan bilincinin klonlanması, sayısal veya biyolojik hafızaya aktarılması mümkün olacak ve bu sayede insan bedeni yok olsa dahi kişilerin bilinci sanal ya da gerçek dünyada yaşamaya devam edebilecek. Nesnelerin internetinde olduğu gibi, insan beyninin çeşitli araçlar ile internete bağlanması sağlanarak telepatinin ve komün düşüncenin yolu açılacak. Bu durum beraberinde zihin okuma, algı paylaşımı ve düşünce aktarımını mümkün kılacak. Bunun sonucunda ise toplumsal ve siyasal yaşamın baştan aşağı değişeceğini ve yepyeni bir toplum yapısının ortaya çıkacağını öngörmek zor değil. Gelecek bize farklı bir bilinç halini vaat ediyor.

Büyük Veri İnternete bağlı olan herhangi bir kaynaktan (sosyal medya, blog, vlog, ağ günlükleri vb.) elde edilen verinin, anlamlı ve işlenebilir biçime dönüştürülmüş haline büyük veri deniyor. Ancak bunu yapmak oldukça zor; çünkü depolanmış veri miktarının gün geçtikçe artması, bu veri yığınlardan anlam çıkarabilme ihtimalini oldukça zorlaştırıyor. Ancak yine de işlenmiş olan “büyük veri” insan doğasını anlamayı kolaylaştırıyor. Bu noktada devreye giren ve daha önce, Makine Bülten’in Mayıs 2018 sayısında da işlemiş olduğumuz büyük sayılar yasası ile insanların değer, beklenti ve davranışları üzerindeki tahminleri %90’a varan doğrulukla belirleyebiliyor. Tahminlerin doğruluğunu artırmanızın ise tek bir yolu var; sahip olduğunuz veri sayısını mümkün olduğunca çoğaltmak ve iyi bir algoritma ile işlenebilir hale getirmek.

Artırılmış Gerçeklik Artırılmış gerçeklik, fiziksel dünyada bulunan nesnelerin bilgisayar tabanlı sensörlerle birlikte ses, video, grafik ve GPS verisine dönüştürülmesi olarak özetlenebilir. Artırılmış gerçeklik uygulamaları üretimden eğitime, akıllı ev teknolojilerinden iletişime ve eğlenceden ulaşıma kadar her alanda kullanılabilir. Artırılmış gerçeklik sayesinde fabrikada üretimin verimi artırılıp hata payları azaltılacak, yolcu ve sürücü güvenliği maksimum düzeyde sağlanabilecek ve -belki de- hepsinden önemlisi eğitimde artırılmış gerçeklik/sanal gerçeklik uygulamaları ile devrim niteliğinde gelişme sağlanacak. Artırılmış gerçeklik deneyimi, üretim ya da eğitim alanlarında akıllı gözlükler gibi aksesuarlarla ya da günlük yaşantımızda akıllı telefonlar gibi mevcut cihazlarımızla yaşanabilir. Bilhassa eğitim alanında, öğretilmek istenen şeylerin ses, görüntü ve hatta dokunma gibi artırılmış gerçeklik verileriyle sunulması öğrenme eyleminin içselleştirilmesi ve derinleştirilmesi bağlamında oldukça faydalı olacaktır. Artırılmış gerçeklik; nesnelerin interneti, yapay zekâ, gelişmiş robot teknolojileri ve otonom sistemler sayesinde geliştirilebilecek ve beş duyuya hitap eden sistemlerin gelişmesinde önemli rol oynayacak. Yani farklı alanlarda yaşanacak olan teknolojik gelişmelerin birbirini tetiklemesi sayesinde, bilim ve tekniğin yukarıya doğru yaptığı ivme zaman içerisinde katlanarak artabilecek.

Nesnelerin İnterneti (IoT) Nesnelerin interneti, insan-insan ya da bilgisayar-insan etkileşimine gerek duyulmadan, veri aktarımı ile birbirine bağlı nesnelerin (makinaların) bağımsız ve organize hareket ettiği sistemin adıdır. Nesnelerin interneti, dikkat dağıtmadan ve hatta hiç fark edilmeden,   insanlara günlük yaşantılarında yardımcı olabilecek yardımcılar olarak nitelendirilmektedir. Örneğin akıllı bir ev içerisinde birbirine bağlı cihazlar, siz eve gelmeden hemen önce evin ısısını ya da su sıcaklığını otomatik ayarlayabilir, size hızlıca yemek hazırlayabilir, evdeki ışıkları otomatik olarak yakabilir ve size televizyonunuzdan günün özetini aktarabilir. Kısacası size bir şey sormadan, neye ihtiyacınız varsa tümünü halledebilir.

3 Boyutlu Yazıcılar Bu teknoloji ilk olarak 1984 yılında uygulandı ancak 2006 yılında ortaya çıkan Reprap ile tekrar gündeme gelene kadar fazla ilgi duyulmadı. 3D yazıcılar, ham maddenin kesilip, biçilip daha sonra tekrar birleştirilmesinden farklı şekilde, ham maddeyi katmanlı olarak doğrudan üretime alır. Böylece geriye malzeme atığı kalmaz ve ürün tek seferde çok daha az maliyetle üretilir. 3 boyutlu yazıcıların bir diğer avantajı ise oldukça geniş bir alanda üretime imkan vermesidir. Bilişim teknolojilerinden genetiğe, tıptan gıdaya ve kuyumculuktan şehir planlamaya kadar her alanda üretimi mümkün kılan bu teknolojinin insanlık için yeni bir çağı başlatacağına inanılmaktadır. Üretimde 3D yazıcıların bir başka avantajı da kitlesel üretimlerin yanında verilen siparişlere göre, minimum maliyette ve küçük gruplar halinde üretimi de mümkün kılmasıdır. Bu durum ise Endüstri 4.0 ile birlikte gelecek olan yeni sanayi devriminde üretim biçimlerini kökten değiştirebilecektir. Geleceğe dair bir başka beklenti ise 3D yazıcılar sayesinde günümüz tüketicilerinin mevcut ve ulaşılabilir teknolojiyi kullanarak kendi ürünlerini çok düşük maliyetlerle üretebilecekleri ve dolayısıyla tüketicilikten üreticiliğe geçebilecekleri beklentisidir. Bu durum, yalnızca ekonomik yaşantıyı değil; aynı zamanda sosyo-kültürel yapıyı da derinden etkileyecektir. Yani 3D teknolojisi üretim biçimlerimizi kökten değiştirebilecek!

Makina Mühendisleri Odası Dergisi

5G

Mobil iletişim sistemleri insanların birbirleri olan iletişimlerini ve bilgiye ulaşma şekillerini kökten değiştirdi. Birinci nesil mobil iletişim sistemleri (1G) sadece ses transferine imkân veriyordu. 2G teknolojisi ile ses transferinin yanı sıra metin tabanlı mesajları (SMS) ve multimedya mesajları (MMS) iletmek mümkün hale geldi. Mobil iletişim sistemlerinde çok önemli bir aşama olan 3G ile veri aktarım hızı saniyede 2 megabite ulaştı. 3G teknolojisi ile görüntülü konuşma, canlı yayın yapma, mobil cihazlardan internete erişim gibi özellikleri etkin bir şekilde kullanmaya başladık. Dördüncü nesil mobil iletişim sistemleri (4G) sayesinde ise (veri aktarım hızı saniyede 100-1000 megabit) hareket halinde ya da sabit konumdayken mobil cihazlarımız aracılığıyla yüksek hızda internet erişimi, birden fazla kişiyle video konferans yapabilme, yüksek çözünürlüklü televizyon yayınlarını gerçek zamanlı izleyebilme gibi hizmetlerden yararlanabiliyoruz.

Mobil iletişim sistemlerinde aşılması gereken başka bir sorun da gecikmenin azaltılması. Gecikme, verinin bir noktadan başka bir noktaya iletilmesinde geçen süre olarak tanımlanabilir. Sürücüsüz araç teknolojileri, otonom ve uzaktan kontrol sistemleri gibi alanlarda gecikmenin azaltılması hayli önemli. 4G’de gecikme süresi 30 milisaniye ile 50 milisaniye arasındaydı. 5G teknolojisinde ise gecikmenin 1 milisaniyeye düşürülmesi hedefleniyor. 5G sayesinde yüksek hızda hareket ederken (örneğin saatte 500 km) bu teknolojiyi etkin şekilde kullanmak da mümkün olabilecek. 5G teknolojisi ile aynı zamanda belli bir alanda daha fazla sayıda cihaz mobil kablosuz ağa bağlı olabilecek, böylece insanlar kalabalık ortamlarda (örneğin stadyumlar, konser salonları ya da alışveriş merkezleri) kablosuz iletişimden yararlanabilecek.

……

2020’de hizmete girmesi planlanan 5G teknolojisi ile veri aktarım hızının saniyede 20 gigabite ulaşması hedefleniyor. Böylece yüksek hızda veri transferi gerektiren uygulamaları (örneğin bulut sistemleri, artırılmış gerçeklik ve sanal gerçeklik uygulamaları) indirmek için beklemeden, tıkladığımız anda kullanabileceğiz. Mobil iletişim sistemlerinde veri transferi radyo dalga boyundaki elektromanyetik dalgalar aracılığıyla sağlanır. Bugüne kadar mobil iletişim sistemlerinde kullanılan sinyallerin dalga boyu santimetre ölçeğindeydi. 5G teknolojisinde dalga boyu milimetre ölçeğinde olan (6-100 gigahertz frekans aralığında) sinyallerin kullanılması hedefleniyor.

….

Bugüne kadar mobil iletişim sistemleri tasarlanırken insanların iletişim ihtiyaçları göz önünde bulunduruluyordu. Gelecekte ise makineler arasındaki iletişimde ihtiyaç duyulabilecek gereksinimlerin öngörülmesi ve kablosuz iletişim sistemlerinin bu ihtiyaç dikkate alınarak planlanması gerekiyor. Çünkü geleceğin akıllı şehirlerinde sadece insanlar arasında değil, insanlar ve cihazlar ile cihazlar ve cihazlar arasında kesintisiz ve verimli şekilde iletişimin sağlanması gerekiyor.

….

5G’nin robot teknolojilerinde de yeni bir dönemin başlamasına öncülük edeceği öngörülüyor. 5G teknolojisi ile yüksek hızda, gecikme süresi kısa ve kesintisiz veri transferinin mümkün olması sayesinde robotlar anlık olarak kontrol edilebilecek. Örneğin bir cerrah kendisinden binlerce kilometre uzaktaki bir hastanın ameliyatını, robotları anlık olarak uzaktan kontrol ederek yapabilecek.

Alıntılar: Dr.Tuba Sarıgül, Bilim ve Teknik Ocak 2019

Bulut Teknolojisi

Bulut bilişim nedir? Bulut bilişim (cloud computing) coğrafi olarak belirli bir konumda veya dağınık bir şekilde bulunan bir bilişim teknolojisi altyapısının (donanım, yazılım, veri depolama, uygulama, hizmet, güvenlik vb.), yerel ağlar veya internet gibi genel ağlar üzerinden kullanıcıya sunulmasıdır. Yani bulut sistemini kullanacak bir kişinin, prensip olarak sadece bu hizmeti sağlayan yerel ağa veya internete bağlanmasını sağlayacak güçte bir donanıma (akıllı cep telefonu, tablet bilgisayar, dizüstü veya masaüstü bilgisayar vb.) ihtiyacı vardır. Geri kalan her şey yani arka plandaki hesaplamalar, verilerin depolanması, uygulamaların geliştirilmesi veya çalıştırılması, güvenlik hizmetleri vb., binlerce hatta on binlerce kilometre uzaklıktaki bir sunucu “bulutu” içinde gerçekleşir. Bu açıdan bakıldığında bulut bilişim bir ürün değil, bir hizmettir.

Alıntı: Börteçin Ege, Bilim ve Teknik Aralık 2012

3 Boyutlu Yazıcılar

Katkılı üretim, hızlı prototipleme ya da üç boyutlu yazıcı teknolojisi, birçok farklı malzemeyi ve teknolojiyi kullanarak üç boyutlu modeli katmanlara ayırıyor ve bu katmanları adım adım aşağıdan yukarıya doğru üst üste yığarak tasarlanan modeli somut, elle tutulabilen bir ürün olarak ortaya çıkarıyor. Yani siz bir aleti, oyuncağı ya da herhangi bir nesneyi bilgisayar ortamında dijital olarak tasarladıysanız, ürününüzün örneğini 3D yazıcı sayesinde dakikalar içinde somut olarak elinize alabiliyorsunuz. Henüz hiç bir üretim yöntemi ile üretilmesi mümkün olmayan parça geometrileri yani farklı şekillerde ürünler elde edilebiliyor. Nano ölçekli yani bir kum tanesinden bile küçük, minicik nesneler en ince ayrıntısına kadar üç boyutlu olarak basılabiliyor. Bilgisayarda çizilen model ile yazıcıdan çıkan model birbirinin tamamen aynı oluyor.

……

Baskı için 100’den fazla malzeme (metal, plastik, polimer, reçine, seramik, alçı ve hatta deney aşamasındaki çalışmalara göre insan dokusu) katı, sıvı veya toz halinde kullanılabiliyor.

…..

Lazer odağının hassas kontrolü sayesinde kum tanesinden bile küçük cisimler yapılabiliyor. Üç boyutlu yazıcıların basım hızı saniyede birkaç milimetreden birkaç metreye kadar değişebiliyor.

Alıntılar: Özlem Kılıç Ekici, Bilim ve Teknik Dergisi Aralık 2012

Sözlük