Muharrem Gezer

TROVARIT Türkiye

Endüstri 4.0 yaklaşımı, gelecekte, endüstriyel operasyon ve çalışmaların üzerinde üretim ve lojistik gibi süreçlerin etkisinin ne kadar önemli olacağını bize göstermekte. Fiziksel üretim dünyası ile dijital planlama dünyası arasındaki etkileşim, tüm operasyonlarda otomatik kontrolü ve şeffaflığı beraberinde getirecek. Malzeme ve makine arasındaki iletişim, mamul ürüne giden en uygun yolu bağımsız bir şekilde bulacak. Amaç daha verimli bir çalışma ve üretim. Üretimde planlanan ve gerçekleşen değerler anlık olarak takip edilerek, olası sapmalarda hızlı tepki ve düzeltmeler otomatik olarak yapılabilecek. Bunun yanında, kaynak kapasitelerindeki eksiklikler, ikame malzemeler, duruşlar, verimlilik parametre ayarları dikkate alınacak. Aynı zamanda, olası kalite problemlerinin önceden belirlenmesinde kontrol mekanizmaları oluşturulacak.

Uygulama sorunları

ERP (Enterprise Resource Planning-Kurumsal Kaynak Planlama) sistemleri, kurumsal yönetim seviyesinde, planlama ve kontrol merkezi olarak yerini korumaktadır. Ancak, çoğunlukla MRP II (Material Requirements Planning-Malzeme İhtiyaç Planlama) mantığı ön plana çıkarılmıştır. Bu ardışık planlama kavramı, sabit işlem süresini ve sonsuz kapasite kullanımını dikkate alır. Planın yürütülebilmesi, ikinci bir kontrol sonrasında gerçekleşir. Ancak bu plan fiili durumdan yine de farklılık gösterir. Fiili durumum planlamaya etkisinin anlık olarak takip edilmesi hatta yeniden planlama, mevcut ERP sistemlerinin çalışma yapısı içerisinde oldukça karmaşık bir şekilde sunulur.

MRP II’de olan bu kısıt, İleri Planlama ve Çizelgeleme (APS-Advanced Planning & Scheduling) çözümlerinin kullanılmasıyla aşılabilir. APS, ilgili planlama parametrelerini (kapasite, malzeme yeterlilik gibi) ve gerçek planlama için sezgisel (heuristic) optimizasyon metodu gibi akıllı algoritmaları kullanır. APS mantığı üzerinde ERP sistemlerinin dönüşümü, mevcut data modeli ve altyapısı dikkate alındığında, kısa vadede Endüstri 4.0 ile gelen ihtiyaçları karşılaması açısında pek mümkün görünmemekte. MES (Manufacturing Execution System-Üretim Yönetim Sistemi) ve MOS (Manufacturing Operations Management-Üretim Operasyonları Yönetimi) çözümlerinin ERP/PPS (ERP Production Planning & Scheduling) çözümlerine oranla bu alanda ihtiyaçlara daha fazla cevap verdiği Trovarit tarafından gerçekleştirilen araştırma sonuçları ile ortaya çıkıyor. (Görsel 1)

ERP/PPS ve MES sistemlerinin kullanım oranları ve karşılaştırılması

Görsel 1’de yer alan kalite ve bakım süreçlerinin de ERP fonksiyonları içerisinde yeterince yürütülemediği görülmektedir. Bunun için MES ya da tamamlayıcı çözümlere ihtiyaç duyulmaktadır.

Endüstri 4.0’ın olmazsa olmazı MES mi?

MES çözümleri, Endüstri 4.0 stratejisinin uygulanmasını iki yönlü destekler: Yatay ve dikey entegrasyon.

Yatay entegrasyon: Üretim süreci içerisinde yer alan tüm verilerin anlık ve ilişkisel oluşturulmasıdır. MES, kapsamlı ve çok boyutlu veri toplanmasında önemli bir rol oynar.

Dikey entegrasyon: Şirketin tüm tedarik zinciri içerisinde yer alan veri ile etkileşimin sağlanmasıdır. Bu ancak şirket bünyesinde tüm süreçlerin işletilmesinde kullanılan bir iş yazılım çözümü (ERP ve tamamlayıcı) ile mümkündür. 

MES çözümlerinin uygulanmasında farklı senaryolar

Şirketler, Endüstri 4.0 gereksinimlerini karşılamak ve APS ile daha hızlı ve gerçek planlama yapmak amacıyla MES sistemlerini kullanmak istediklerinde karşımıza farklı senaryolar çıkmaktadır.

ERP ve MES sistemlerinin kullanımında alternatif modeller

Bu senaryolar yatay entegrasyon için geçerlidir. Dikey entagrasyonda IoT teknolojilerinin kullanımı altyapı olarak zorunlu hale gelmektedir.

İlk senaryoda, bağımsız MES çözümü, kurumsal yönetim seviyesindeki ERP çözümü ile süreç kontrol arasındaki bağlantıyı oluşturur. Bu durumda MES, üretim planlama ve kontrolüne odaklanmaktadır. İkinci senaryoda ise, APS mantığı ile üretim planlama ve kontrol ERP sistemi içerisinde yürütülmektedir. Bağımsız bir MES çözümü olmayan bu modelde, MES fonksiyonlar ERP sisteminin kabiliyetine paralel entegre bir şekilde çalışmaktadır. Üçüncü senaryoda ise, tüm üretim süreci MES fonksiyonları ile yürütülmektedir. ERP sistemlerinin uygulama alanı sipariş işleme ve finans fonksiyonları ile sınırlıdır.

Hangi senaryonun uygulanacağı, işletmelerin üretim yapısı, BT yapılanması ve ERP kullanım stratejisine bağlıdır. MES yatırım kararında öne çıkan soru, mevcut ERP sisteminin gelecekte kullanılması ile ilgilidir. Bu durumda MES kararında entegrasyon özellikleri ön plana çıkmaktadır. Entegre MES fonksiyonları içeren çözümler pazarda bulunmakla beraber, ihtiyaçlara cevap verme konusunda soru işaretleri mevcuttur. (Senaryo 2) Üreticilerin çoğu bu eksikliklerini iş ortağı çözümleri ile giderme yoluna gitmektedir. Bu durumda karşımıza çıkacak sorun ise, entegrasyon yeteneği, destek ve güncellemelerdir. 

API kurtarıcı olma yolunda

Endüstri 4.0’la birlikte gelen üretim alanındaki tüm kaynaklardan (makine, insan gibi) veri toplanması kullanılan iş yazılım çözümü içerisinde ayrı bir lisanslama ihtiyacı dolayısıyla maliyeti, ek olarak mobil kullanım ihtiyacı (bakım, stok hareketleri gibi) çoğu zaman endüstriyel terminallerin kullanım zorunluluğunu ve diğer cihazların (akıllı telefon, tablet gibi) kullanım kısıtlarını da beraberinde getiriyor.

Web tabanlı uygulama program arayüzleri (APIs), MES uygulamalarından bağımsız ya da aracı bir rol oynayarak, ERP, MES/MOS ve Endüstriyel Nesnelerin Interneti (IIoT) entegrasyonunda yukarıda belirttiğimiz kısıtların aşılmasında kurtarıcı konumuna geliyor.

Son 15 yıl içerisinde üretim verilerinin toplanmasında SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition-Veri Kontrol ve İzleme) çözümleri varlığını hissettirmekte ve tercih edilmektedir. Ancak operasyonel verinin sadece toplanması değil işlenmesi ve değerlendirilmesi hedefi ile SCADA üreticileri yeni MES/MOS üreticilerine dönüşüyor ya da pazarın önde giden ERP çözümleri ile bir iş ortaklığı ile yeni ürünleri sunuyor.

Endüstri 4.0’a geçişte önemli bir adım olan operasyonel dijital veri, karmaşık yapısıyla şirketlerde strateji oluşturmada ve planlamada kritik önemde yer alıyor. Trovarit’in üniversite ve enstitü desteği ile oluşturduğu “Endüstri 4.0 Navigatör”, tam bu noktada, mevcut IT altyapı, süreç analizi, veri kalitesi ve Endüstri 4.0 olgunluk seviyesi boyutlarında şirketleri analiz ediyor ve kısa, orta ve uzun vadedeki eylemleri planlıyor.