retmes top logo

20 Ağustos 2020

Karanlık Fabrika

Karanlık Fabrika (Lights-out Manufacturing) Nedir ?

Karanlık fabrika; minimum veya sıfır insan müdahalesi ile üretimi mümkün kılan ve makinelerin operatöre veya gözetime ihtiyaç duymadan otomatik olarak çalışmasını hedefleyen bir üretim yöntemidir. Buradaki "karanlık" terimi metaforik olarak kullanılmaktadır, çünkü makineler çalışırken ışıkları kapatmaktan çok daha geniş bir içeriğe sahiptir. Karanlık fabrika yöntemi, üretim sürecinin kritik kısımlarında daha fazla otomasyona dayanır. Aynı zamanda üretim sürecinin, insanlar fabrikadan ayrıldıktan sonra da devam edebilmesi sağlanır. Çok az sayıda fabrika, herhangi bir insan müdahalesi olmaksızın uzun süreler boyunca faaliyet göstermektedir.

Sanayi Devriminden bu yana giderek artan otomasyon eğilimi, teknoloji alanındaki gelişmelerle birlikte büyük bir ivme kazanmıştır. Günümüzde en gelişmiş üretim tesislerinde, insanlardan daha fazla robotlara yer verilmeye başlanmıştır. İnsanlar daha fazla yaratıcılık ve öngörü gerektiren görevlerle uğraşırken; daha basit ve tekrarlayan görevler robotlar tarafından üstlenilmiştir. Daha fazla otomasyon ve erişilebilirlik sağlayan bu faaliyetler, "karanlık fabrika" olarak bilinen yeni bir üretim metodolojisinin merkezidir.

Karanlık Fabrikanın İlk Örneği

Karanlık fabrika (lights-out manifacturing) yöntemi, çok yeni bir fikir değildir. Nitekim, nesillerdir üretim mühendisleri bunu kullanmayı denemiş ve bazıları yıllar içinde bu konsepti geliştirmeye çalışmıştır. İlk denemelerden biri Oliver Evans'ın çalışmalarıdır. 1784 yılında Delaware'de, dünyanın ilk sürekli üretim hattını yaratan, yenilikçi bir değirmenciydi. Geliştirdiği değirmen sisteminde ahşap şaftlar ve dişlilerin yanı sıra deri ve kanvas kayışlar kullanmıştır.

Evans'ın değirmeni, konveyör bantları kullanarak buğdayı bir operasyondan diğerine otomatik olarak taşıdı. Sonuç olarak değirmen, eskisinden çok daha az insanla çalışabildi. İşlemin başında bir kişi, tahılı bir hazneye dökerken, bir başka kişi de fabrikanın diğer ucunda, değirmenin ürettiği unu çuvallara doldurdu. Böylece, tüm ara işlemlerin otomatik olarak gerçekleştirilmesi sağlandı. 1790 yılında Evans, makineleşme süreci için ABD'de verilen ilk patentlerden birini almıştır ve sonunda ilk Amerikan buhar motoru üreticisi olmayı başarmıştır. Aynı zamanda karanlık fabrika yönteminin de ilk örneklerinden sayılmaktadır.

Karanlık Fabrika Yönteminin Üretim Süreçlerine Faydaları Nedir ?

Karanlık fabrikalarda insanların rolü; tesisi yönetmek, üretimi planlamak ve otomatik varlıkları, üretime devam edecek şekilde programlamaktır. Makineler, fabrikanın her yönünü birbirine bağlayarak, her adımda bilgi toplar ve raporlama yapar. Aynı ölçekte bir çalışmanın insan gücü tarafından yapılması oldukça zordur.

İnsan faktörüyle üretim yapan tesislerde iş kazaları, üretim verimsizliği, ürün kalitesizliği gibi sonuçların ortaya çıkması olağan bir durumdur. Bu gibi çıktıların ortadan kaldırılabilmesi için, tamamen otomatik olarak ilerleyen karanlık fabrika metodu geliştirilmiştir.

Karanlık fabrikalar yöntemini kullanan işletmelerin elde edeceği faydalar:

  • İşgücü giderleri, maliyetlerdeki değişikliklere en çok katkıda bulunan unsurdur. Karanlık fabrika insan müdahalesi gerektirmediğinden, işçilik maliyetlerinden tasarruf edilmesine imkan tanımaktadır.
  • Karanlık fabrikalarda, ekstra çalışma saatleri dahil olmak üzere makinelerin ek yetenekleri sayesinde, aynı sermaye ile daha fazla üretim yapılması sağlanmaktadır.
  • Makineler ve robotlar için ortamın iklim şartları çok önemli değildir. Aydınlatma ve havalandırma gibi enerji gereksinimleri olmadığı için, enerji giderlerinin düşürülmesi sağlanır. Özellikle enerjinin, gündüz yerine geceleri daha az maliyetli olduğu düşünülürse, oldukça etkili tasarruf adımlarından biri olacaktır.
  • Çalışanların, iklim koşulları ve iş yoğunluğundan olumsuz etkilenmeleri çok sık karşılaşılan bir durumdur. Bunun sonucunda da üretimde verimliliğin düşmesi gözlenmektedir. Karanlık fabrika yönteminde, makineleşmenin sağladığı standardizasyon ile verimlilik sabit tutulacak, hatta yükseltilmesi sağlanabilecektir.
  • Robotların devreye girmesi ile birlikte iş kazalarının engellenmesi mümkün olabilecektir. Tehlikeli görevlerde ve şartlarda robotların kullanılması, yaralanma ve ölümle sonuçlanabilen iş kazalarını büyük oranda engelleyebilecektir.
  • İşletmelerin insandan bağımsız tam otomatik sisteme geçirilmesi her ne kadar işsizlik oranını artıracağını düşündürse de yeni yaratılacak istihdamlar ve meslekler söz konusu olacaktır. Özellikle karanlık fabrikalarda, üretimi planlayacak, makineleri programlayacak ve bakımlarından sorumlu olacak teknik personel ihtiyacı gündeme gelecektir.
  • Basit ve olağan işlerin robotlar tarafından yapılacak olması sayesinde, insanların yaratıcı çalışmalara zaman yaratma fırsatları olacaktır. Bu durum, bilimsel gelişmelerin hız kazanmasına ortam sağlayacaktır.

Karanlık Fabrika Uygulamalarında Yaşanabilecek Zorluklar Nelerdir ?

Karanlık fabrika yöntemi, makine atölyeleri için uygulanabilir ve yürütülebilirdir, ancak bu stratejiye ilişkin bazı zorluklar da bulunmaktadır.

  • Teknik engeller: Makinelerinin sürekli çalışmasını sağlayan robotlar ve diğer yardımcı çevresel cihazlar, teknik bilgi ve önemli miktarda maddi kaynak gerektirmektedir. İşletmeler, robotik sistemlerin bazı otomatik süreçler için özel olarak tasarlanması gerekebileceğini dikkate almalıdır.
  • Ölçek ekonomisi: Karanlık fabrika üretim sürecini tasarlamak, karmaşık teknik faaliyetler gerektirmektedir. Makineleşme için harcanan kaynağın, geri dönüşünün kısa vadede alınması durumunda anlamlı olacaktır. Bu sebeple, küçük işletmeler yerine, büyük hacimli işletmeler için daha uygundur.
  • Doğru planlama: Tekrarlayan ve basit üretim, karanlık fabrika için en uygun üretim şeklidir. İşlem, iş parçasının boyutuna göre tasarlanmalı ve parçaların ağırlığı, kullanılan makinelerin ve robotların kapasitesini aşmamalıdır.
  • Güvenlik ve güvenilirlik: Karanlık fabrika süreçleri sırasında olası ekipman arızalarını inceleyecek bir operatör yoktur. Bu durum, kullanılan tüm makinelerin güvenilir ve test edilmiş olmasını gerektirir. Çevre birimlerinin ve otomasyon ekipmanlarının, olası hataları en aza indirecek şekilde tasarlanması gerektiği anlamına gelir.

Retmes mIQ Uygulamaları Karanlık Fabrika Dönüşümünüzü Destekler

Retmes mIQ, karanlık fabrika modeli için gerekli olabilecek yönetim ve kontrol modüllerine sahiptir. Yapay zekâ algoritmaları ve en doğru tahminleri yapmak üzere geliştirilmiş olan Machine Learning modülü sayesinde, işletmenizin dijital dönüşümünü destekler.

Sensör, PLC veya HMI ile toplanan milyonlarca veri, sisteme aktarılır ve Big Data oluşturulur. Geliştirilmiş yapay zekâ algoritmaları sayesinde, analizler ve doğruya en yakın tahminler yapılır. Retmes mIQ, üretim sürecindeki; planlama, iş emri yönetimi, kestirimci bakım, kural & bildirim yönetimi ve reçete yönetimi gibi modüllerin özelleştirmesini otomatik olarak gerçekleştirir.