Endüstri 4.0 Uygulama Stratejileri

Endüstri 4.0’ın uygulama alanları çeşitli stratejiler ile birlikte farklı çözümler, hizmetler, danışmanlıklar ve yenilikler sağlamaktadır. Böylelikle Scheer’in stratejileriyle tüm şirket süreçlerinde yüksek kalitede hizmet sağlanmaktadır.

25

Endüstri 4.0 Uygulama Stratejileri

Endustri 4.0’ı uygulama stratejilerini anlamak için aşağıdaki şekilden faydalanıyor olacağız. Şekilde, gerekli yatırım “x” ekseninde gösterilmiştir. Yatırım stratejileri, yatırımın büyüklüğü karmaşıklığı ve zaman içinde gerekli efor ile doğru orantılı olarak “Düşük”, “Orta” ve Yüksek”  olarak gruplara ayrılmıştır. “y” ekseninde de I4.0 vizyonuna ulaşma derecesi gösterilmektedir. Dik doğruların uzunluğu başlangıç noktasını ve stratejinin potansiyel olarak ulaşabileceği noktayı belirtmektedir.

 

Şekil 1: Endüstri 4.0 Uygulama Stratejileri

 

►İlginizi Çekebilir: Almanya'nın Endüstri 4.0 Vizyonu

 

 

Strateji 1: Blue Ocean Stratejisi

Blue Ocean Stratejisi’nde (Şekil – 1 nolu gösterim) yıkıcı inovasyondan bahsedilebilir (cp. Kim/Mauborgne, 2005). Bu, varolanın bırakılarak; Green Field stratejisi izlenerek, yeni bir iş modeline sahip yeni bir şirket oluşturulmasıdır. Buna örnek Google Arabası’dır.  Günümüzde arabalar %95 sabit, %5 zamanda ise hareketlidir. Google Arabası bu ilişkiyi tersine çevirmek için tasarlanmaktadır, yani araba %95 hareketli, %5 zamanda ise sabit olmalıdır. Bu da paylaşımlı araç ve sürücüsüz hizmet konseptinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Araba gidilmek istenen yere ulaşıldığında yeni kullanıcısına teslim edilir. Araca sahip olunması yerine, mobiliteye ulaşabilme prensibi öne çıkmıştır.   Google bu konseptle mobiliteye bir hizmet olarak ulaşılabilmesini sağlayarak, arabalarla ulaşımı radikal şekilde iyileştirebilir. Bu da, inovasyonun kademeli iyileşme değil, bulunulan durumdan 10 kat daha iyisini elde etmeyi sağlaması demektir. Tesla aracı, taviz vermeyen elektronik yaklaşımıyla, Blue Ocean Stratejisi’ne örnek olarak gösterilebilir.   

  
Blue Ocean stratejisinin karakteri, varolan iş modelinin optimize edilmesi değil, aksine mümkün olan tüm prensiplerin kırılması/kaldırılmasıdır. UBER-POP’un mobilite konsepti, ticari taksi hizmeti ile ayrışmakta, marjinal maliyetleri ortadan kaldırmaktadır. MyTaxi sistemi ise, taksi merkez ofisini bütünüyle dijitalleştirerek, inovasyonun bir ileri boyutu olarak görülebilir.

 

Yıkıcı inovasyonlar genellikle yüksek yatırım maliyetleri ile ilişkilendirilirler. Başlangıçta görülmektedir ki, başabaş noktasına gelinmesi için 5-10 yıl gibi bir sürenin geçmesi gerekmektedir. Dolayısıyla, finansal desteğin yüksek derecede karlı ve bağımsız bir iş sektöründen (Google) veya 3. parti yatırımcılarından (Tesla) gelmesi gerekmektedir.    

 

 

►İlginizi Çekebilir: Big Data'nın (Büyük Veri) Endüstriyel Kullanımı

Felbach’ta bulunan Wittenstein şirketi için yeni bir fabrika kurulması, kabul edilebilir ki, yıkıcı inovasyon sinyalleri vermektedir. Örnek olarak; ekolojik, enerji ve üretim içeren teknolojik inovasyonlar eş zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. Fabrika, çalışanların yaşam alanına yakın inşa edilmiş, böylece çalışanlar işe gitmek için uzun yolculuklar yapmamış, çevresel etki yeni enerji konseptleri sayesinde oldukça azaltılmış ve üretim yüksek derecede otomasyona alınmıştır.  

  

Bununla beraber; Trumpf gibi geleneksel bir makine üreticisi, hem ürünlerini satmaya devam ederek, hem de finansal hizmet sağlayıcısı olarak bankacılık lisansı elde etmiş ve yıkıcı inovasyon potansiyeli taşıyan bir iş modeli ortaya koymuştur. Almanya’daki eğilim, I4.0’ın yüksek pazarlama bütçeli projeler yerine, orta ölçekli sanayi şirketlerinin gizli şampiyonluğunda gerçekleşeceği yönündedir. Claas, Miele veya Harting gibi uluslararası, başarılı, orta ölçekli firmaların I4.0’a olan istekli katılımları buna örnek teşkil etmekte ve onları East Westphalia Lippe OWL’de “mükemmellik grubuna” dahil etmektedir. 

Şekil’de bulunan 1 nolu yıkıcı inovasyon stratejisi, I4.0 vizyonu için yüksek sermaye gereksinimi ve strateji ulaşılma derecesi yüksek olması açısından diğer stratejilerden farklılaşmaktadır. 

 

Adım adım I4.0’a yaklaşım konseptleri 

Bir çok durumda, Alman şirketlerinin I4.0 vizyonuna adım adım yaklaştıkları görülmektedir. 

Strateji 2: Konvansiyonel Problemlerin Yeni Teknolojilerle Çözümü

Bugüne kadar karşılaşılan problemler için geliştirilen karmaşık ya da başarısız çözümleri, I4.0 teknikleriyle yeniden gözden geçirmek mümkündür. Buna verilebilecek birçok örnek mevcuttur. Örnek olarak, bir makina üreticisi fabrika içerisinde gerçekleştirdiği malzeme nakliyelerini, belirli sayıda sabitlenmiş nakliyeler yerine, üretim veya montaj istasyonlarındaki stok durumuna göre şekillendirdiği esnek bir nakliye (ihtiyaca göre belirlenen) planlamasıyla nakliye sayısını asgari seviyeye indirerek boş nakliyeleri engelleyebilir. Tarım makinaları üreten bir üretici, 3D tarayıcıları sayesinde, şasi ile kasa arasındaki bağlantıda daha iyi bir kesinlik ve kalite sağlayarak, zaman kaybını engelleyebilir. Bir vida üreticisi, Kanban kutularına sensor ve kamera yerleştirerek, görsel kontrol olmadan, stoklarını kontrol ederek, Kanban sistemini iyileştirebilir. Bir araba üreticisi, RFID teknolojisi sayesinde, otomatik sayım kontrolleri ve depolama ile işlemde olan parçaları, dolayısıyla verimliliği iyileştirebilir. Şekil’de, bu yaklaşımlar fazla sermaye gerektirmemeleri yönünden karakterize edilmekte, fakat I4.0 vizyonu için limitli bir potansiyel oluşturmaktadır.

 

Strateji 3: I4.0 – Fabrika Adaları

Bir araba üreticisi, I4.0 prensiplerini izleyerek yeni bir üretim hattı devreye alıyor. Tüm çalışma istasyonları internete bağlı ve CPS kriterlerine uyuyor. Materyal akışı RFID teknikleriyle kendi kendini kontrol edebiliyor. Aksilik durumunda, üretim sistemleri arasında değişiklik yapılabiliyor. Materyal ve ekipmanlar sensörler aracılığı ile gözlemleniyor ve önleyici bakımları gerçekleştiriliyor (cp. Lepratti et al., 2014). Örnek çarpıcı fakat tüm şirket düşünüldüğünde sadece pilot bir çalışma olarak ortaya çıkıyor. Orta ölçekli bir dökümhane, veri alma sistemlerini (Borland Database Engine veya BDE) kontrol katmanına bağlayabilmek ve planlama sistemleri için bir veri filtresi oluşturabilmek için Manufacturing Execution System (MES) kuruyor.  

 

Bu örnek, üretim sürecinin gerçek zamanlı üretime doğru gittiği doğru bir yaklaşımı göstermektedir fakat CPS kullanımından yoksundur. MES yaklaşımı bireysel kontrol ile ters düşmekte, fakat I4.0’e giden yolda, mimari ve prosedürel standardizasyonu sağlama açısından bir geçiş aşaması olarak görülebilmektedir. I4.0’ın asgari yanları uygulanmış olsa bile, bu örnekler yüksek sermaye gerektirebilir ve daha ileriki adımlar için bir başlangıç noktası olarak görülebilmektedir. Yine de, bu örneklerde sadece fabrika üzerine odaklanılmış, yeni iş modelleri tartışılmamıştır.

 
Strateji 4: PLM ve Açık Yenilik Adaları

Bir motor üreticisi PLM (Ürün Yaşam Döngüsü Yönetimi) ile uyumlu bir ürün hafıza veritabanı oluşturur. Aynı zamanda, ürün geliştirme departmanını yeniden organize eder. Üretim verisi ile beraber üretim parça listeleri ve çalışma planları da ERP sisteminden çıkartılarak yeni bir ürün veri tabanına aktarılır. Tüm bu gelişmeler, şirket için yeni bir bilgi sistemleri mimarisini işaret eder. Ürün ile ilgili verinin oluşturulması ve yönetimi üzerine odaklanılmış, böylece I4.0’ın yüksek ürün çeşitliliği ve ürün bireyselliği yönelimine uygun davranılmıştır.  Satış, satınalma ve üretim planlama fonksiyonlarında gerçekleştirilen lojistik faaliyetleri, ürün veritabanına erişen ve ERP sistemlerinin yönetimine gerek duymayan iş uygulamaları haline gelmiştir.

          
Bir oyuncak üreticisi, müşterilerini ürün geliştirme sürecine dahil ederek, olağanüstü ürün fikirleri için ödeme yapar. Fikirler, basit bir CAD sistemi kullanılarak, internet üzerinden oluşturulabilmekte ve gönderilebilmektedir. Bu uygulama, ürün tasarımında uçtan uca bir esneklik oluşturmakta ve yeni iş modelleri için yol açmaktadır. Yine de geliştirme sürecinin yeniden teknik olarak düzenlenmesi yüksek sermaye gerektirmektedir. Strateji 4 ve 3 Şekilde buna göre düzenlenmiş ve sıralandırılmıştır.      

 

Strateji 5: Lojistik Adaları

Tedarik zinciri yönetiminin uçtan uca yeniden organize edilmesi, yukarıda bahsi geçen RAN projesi gibi, müşterilerin ve tedarikçilerin birçok durumda zincire dahil olmalarını gerektirir. Tek bir şirketin bakış açısından; gelişmiş esneklik ve maliyetlerin düşürülmesi müşterilerin, tedarikçilerin ve hatta ulaşım sistemlerinin entegre olması ile sağlanabilir. RFID teknolojilerinin uçtan uca kullanımı ve nakliye istatistiklerinin gerçek zamanlı görüntülenmesi sayesinde, beklenen varış zamanları, içerik, ölçüm ve adetler ile ilgili erken bildirimler alınabilir.  

 

Nakil rotası üzerinde bulunan sensörler, olağandışı ısılar veya titreşimler gibi spesifik konularda bilgi toplayabilir. Bu bilgi ihtiyaç duyulabilecek bir teslimat kontrolü için kullanılabilir. RFID kontrollü malzemeler alan yönetimi, nakil giriş kapısından depoya kadar olan ulaşımı düzenler.  Ulaşım şekli ve depo içindeki yerleşim bilgileri de sistemin kendisine aittir.  

 

Müşterinin, sipariş ve izleme süreçlerinde çoklu kanal kullanımı önemli entegrasyon problemleri yaratır. Teknik bir malzeme üreticisi, ticari dağıtım kanallarının yanısıra e-dükkan aracılığı ile doğrudan bir satış kanalı oluşturur. Bu teknik malzeme üreticisi için stok kontrolünün gün bazında değil artık an bazında doğru olmasını gerektirir. Artık dağıtım küçük alt bölümlere ayrılmıştır ve yeni bir hizmet sağlayıcı tarafından yönetilmelidir.
İlk örnek, iç lojistik süreçlerinin iyileştirilmesi ile ilgiliyken, ikinci örnek yeni iş modelleri doğurmaktadır. Şekil’de, Lojistik Adalar için bir bütün olarak gerekli sermaye orta düzeyde gösterilmiş ve stratejinin seçici yaklaşımından dolayı strateji ulaşılma derecesi ortalama derecededir.

 

Akıllı Hizmetler

Daha önce de vurgulandığı gibi, I4.0 sanayi şirketlerini stratejik potansiyellerine  ulaştırmak için yeni tip hizmetler ile yolunu açar. Örneğin "Paylaşılan Ekonomi" gibi terimler sayesinde, bu potansiyel çarpıcı bir şekilde ifade edilir ve sistemin ilgili standartlarını gösterir. Artık müşterinin talebi, ürünlerin ve kaynakların mülkiyetinden daha ziyade ilişkili hizmetlere müşterinin erişimidir. Bu da sanayi kuruluşlarının kendi ürünleri ile ilgili fonksiyonlar için, servis sağlayıcı karakterine bürünmesi demektir. Otomobil şirketleri artık mobilite hizmet sağlayıcıları, kompresör üreticileri de hava enerjisi sunar hale geliyor ve benzerlerinden bahsedebiliriz..

 

Böyle bir gelişme yeni bir şey değil. 19. yüzyılda neredeyse tüm ürün üreticileri kendi su ve enerji gereksinimlerini kendi kuyularından, ya da rüzgar, su veya buhar gibi enerji kaynakları ile sağladı. Bunların mülkiyeti kendilerine aitti, kendileri tarafından inşa edilmesi ve muhafaza edilmesi gerekiyordu. Günümüzde su ve enerji, bağımsız şirketler tarafından sağlanır ve kullanıldığı kadar ödenir: artık çok da hizmet olarak düşünülmezler.

 

Sanayi şirketleri, ancak kendi uzmanlık ve yetkinlikleri ile ilişkin ek hizmetler oluşturup ürün yelpazelerini tamamlayabilir. Bu gelişmenin önemi, I4.0 araştırmasında ayrıca tanınır. Federal Araştırma Bakanlığı (BMFT) ve Federal Ekonomik İşler ve Enerji Bakanlığı (BMWi) mevcut I4.0 araştırmalarına akıllı hizmetlerin eklenmesini bu nedenle onayladılar.

 

Strateji 6: I4.0 – Danışmanlık

I4.0 öncüleri olarak, yeni teknolojiler ve örgütlenme biçimleriyle deneyim elde eden sanayi şirketleri bunu diğer şirketlere iletebilir. Bu amaçla, kendi danışmanlık şirketlerini kurabilirler. Örneğin; Şirketin Bilgi Sistemleri departmanı pazara hizmet sunabilir. Bunu da uzman yetkinliklerinin zenginleşmesine borçludur. Maliyet merkezi olan Bilgi Sistemleri, bir kar merkezi haline gelir. Bir başka faydası da, şirketin inovasyon hızını artırarak yeni müşterinin ihtiyacına hitap ederek, ana şirkete yarar sağlamasıdır. Bu gelişme zaten açıklıkla görülebilinir. Daha küçük bir ölçekte, bu tür işletmeler, örneğin RFID teknolojileri veya malzeme akış kontrollerinde uzman olabilir. Büyük ölçekte, otomobil endüstrisindeki dünya çapında pazar liderleri veya makine imalat sanayi endüstrisi, yüzlerce ya da belki binlerce Bilgi Sistemleri ve üretim uzmanlarını dahil ederse, kapsamlı I4.0 çözümleri tasarımı büyük servis sağlayıcıları tarafından yaratılabilir. Getirisi yatırım maliyetinden fazla olsa bile, bir departmanın özelleştirilmesi, bir yatırım probleminden daha çok bir organizasyon sorunudur. Şekil 2'de, kapsamlı I4.0 kavramlarına yüksek ulaşma potansiyeli, sınırlı yatırım maliyeti ile gösterilmiştir.

 

Strateji 7: Ürünle İlgili Hizmetler

Takım makineleri veya baskı makineleri gibi karmaşık ürünlerin internet bağlantısı, bu ürünlerin dünya çapında farklı çalışma koşullarındaki performansı hakkında önemli bilgi kazanımı sağlar. Şirketlerin anlık olarak çalışan binlerce, hatta on binlerce ürünleri var. Bu bilgi, özellikle rekabetçi fiyatla müşterilerine bakım sözleşmeleri sunmak için, endüstriyel şirketler tarafından kullanılabilir.

Ancak yine de üstesinden gelinecek önemli engeller vardır. Üretici, müşteriden makine verilerini alırsa, müşterinin kullanımı için, müşterinin formatına adapte etmelidir ve verileri kendi sistemleriyle kullanırken yeniden biçimlendirmelidir. (Tam tersi, bir sanayi şirketi kendi üretim süreçleri için bir tedarikçiden veri aldığında kendi veri yapısı içinde biçimlendirmesi gerekir.)

Bu çok çeşitli veri, farklı müşteriler ve tedarikçiler ile bir dizi veri standartlarının gerekliliği esastır. İlk girişimler MES birleştirici derneklerinden UMCM (MES için Evrensel Makina Bağlantısı) ve OPCUA Vakfı'nın yapılanması tarafından gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, uluslararası düzeyde daha fazla çalışma IIC örneğindeki gibi, gereklidir. Büyük olasılıkla, bilgi teknolojisindeki uluslararası piyasa liderleri tarafından yönlendirilen endüstri standartları, sonunda pazara hakim olacaktır.

Veri güvenliği sorunları da ayrıca çözülebilir. Makineler kontrollerinde açık arayüzler sunarsa, prensipte, bu her iki yönde de kullanılabilir. Yanlış kullanımı ve sabotajı engellemek (ünlü Alman otomobil üreticisinin araçlarının uzaktan kumanda güvenlik mekanizmalarının hacklendiğini hatırlayın) için karmaşık güvenlik önlemleri alınmalıdır.

Bu nedenle veri yönetimi kavramı ve üzerine inşa edilen hizmetler, karmaşık altyapıya uygun şekilde inşa edilmelidir. Dolayısı ile Şekil’de, orta düzey yatırım gereksinimi tahmin edilmiştir. Makinelerin performansı hakkında geniş bir yelpazede oluşturulan bilgi gibi, örneğin kullanım veya ürünlerin iyileştirilmesi olanaklarının derecesi hakkında, atanan bu strateji iyi bir gelişme potansiyeline sahiptir.

Strateji 8: BOO

BOO bir sanayi şirketinin tamamen hizmet sağlayıcılığına geçişini anlatır. Artık müşterilerine ürün değil, ürün işlevselliğini hizmet olarak satması demektir. Liechtenstein‘daki Hilti, ürünlerini satmaktan ziyade ürünlerini kiralayan öncü şirket oldu. Makine üreticilerinin bankalar ile birlikte çalışarak hazırladığı kiralama teklifi, servis sağlayıcılarının statüsünde erken bir değişim gösterdi. Böylelikle fonksiyonelliğin satışı ve kullanıma dayanan faturaların oluşturulması, mantıksal bir gelişim olmaktadır.

Bir tarım ekipman üreticisinin hasat hizmeti sağlayıcısı haline gelmesi açıkça örneklemektedir. Temel yetkinlik, bilgi teknolojisinin tarım makineleri ve birbirleri ile bağlantısı ve örneğin hasat edilen meyve için kullanılan ulaşım araçlarında yatmaktadır.

Akıllı tarım alanında otomasyon, klasik sektörlerden daha ileri düzeydedir. Bunun nedeni örneğin; trafik kontrolü olan alanlar olmaması nedeniyle idari engelin olmamasıdır. Böylece Akıllı Tarım için sürücüsüz uydu kontrol sistemleri kullanmak daha kolaydır.

Tüm teknik ve organizasyonel imkanları kullanan tarım makineleri üreticisi için sonuç kârlı bir iş modelidir. Bağımsız olarak bir müşterinin alanında nasıl ve ne zaman dağıtımı yapabileceğine biçerdöverler karar verebilir. Bu hizmetin optimizasyonunun yanı sıra, kendi makine ve onların çalışma koşullarının temel bilgisinde, arazi bile kiralayarak tarım ürünlerini kendisi pazarlayabilir. İnternete bağlı makinaların mevsim durumuna, adete ve kaliteye bağlı olarak ürün beklentisi gibi konularda sağladığı bilgiler; fiyat politikasını nasıl belirleyeceği konusunda destek olacaktır. Böylelikle, yeni iş modelleri geliştirebilecek yaratıcılığın limiti yoktur. 

Tıp teknolojilerinde de yeni olanaklar belirmiştir. Hastalık belirtilerini tanımada, yeni değerlendirme olasılıkları, doktorlar tarafından değil, fakat tıp ekipmanı üreticileri tarafından yapılan araştırma çalışmaları sonucunda ortaya çıkmaktadır. Karmaşık veri analiz tekniklerinde değişim yaşanmakta ve Büyük Veri (Big Data) ile veri analizi, hipotezlerin de ötesinde, sonuçları göstermektedir. Bu durum, enformatik bilimcileri gibi uzman olmayan analistlerin ilgi çekici tıbbi ilişkiler ve sonuçlar ortaya çıkarmasına olanak sağlamaktadır.     

Şekil’de, iş modellerindeki sürekli değişim ve satış karlarından hizmete bağımlı kira gelirine olan geçiş nedeniyle, BOO stratejilerine daha büyük yatırım sermayesi ihtiyacı atanmıştır. Fakat bu durum, daha büyük gelişim perspektiflerinin oluşmasını sağlamaktadır.    

 

Scheer GmbH Hakkında

Scheer  olarak danışmanlık hizmet ve çözüm portföyümüzle, müşterilerimizin başarıları için kritik olan tüm şirket süreçlerinde, stratejiden uygulamaya  ve operasyona kadar yüksek kalitede  hizmet sağlıyoruz.  Scheer vizyonu doğrultusunda şirketlerin dijital dönüşümlerinde, sektörlere özel hizmet ve çözümlerin geliştirilmesine özel olarak odaklanıyoruz. Bu amaçla, SAP gibi iş ortaklıklarımızın yanısıra yenilikçi yazılım mimarisi Scheer BPaaS (Business Process as a Service) ve ARIS kabiliyetleri ile Dijitalleşme için çalışan müşterilerimize artan katma değer yaratıyoruz. Müşterilerimiz yönetim danışmanlığı tecrübe ve kabiliyetlerimizin yanısıra, SAP uygulamaları da dahil birçok danışmanlık projelerinde elde edilen derinlemesine uzmanlıklarımızdan ve Almanya'da kendi veri merkezimizde yönetilen uygulamalardan  yararlanmaktadırlar. 

 

 

Kaynak:

► Vizyondan Uygulamaya Endüstri 4.0 – Prof. Dr. August-Wilhelm Scheer
www.scheer-group.com