Akıllı üretim tanımlarının evriminin tarihi: endüstri 4.0, IIoT, meta-evren, yapay zeka ......

"Akıllı üretim (smart manufacturing)" kelimesi muhtemelen çoğu insanın düşündüğünden daha sonra ortaya çıkmıştır. Kayıtlara göre, akıllı üretim ilk olarak 2006'da National Science Foundation (Ulusal Bilim Vakfı) tarafından bilgisayar altyapısı üzerine yapılan bir konuşmada ortaya çıkmıştır.

Akıllı Üretim ve Endüstri 4.0

Aynı zamanda ortaya çıkan "akıllı fabrika" kavramı Avrupa'da, özellikle Almanya'da popüler hale geldi. Mevcut kayıtlar ve uzmanlar genellikle Avrupa'da ABD'ye benzer akıllı üretim/fabrika kavramının neredeyse aynı anda ve nispeten bağımsız olarak geliştirildiğine inanıyor.

Ancak 2013 yılında Almanya "Endüstri 4.0 (Industry 4.0)" kavramını önerdi. Bu, bir bilim insanları ekibinin yüksek teknoloji stratejisi geliştirdiği sırada Alman hükümetinden çıkan yeni bir kelimeydi. Endüstri 4.0, WEF'in (WEF) İcra Kurulu Başkanı Klaus Schwab'ın (Dördüncü Sanayi Devrimi) bir makalesini yayınlayan Amerikan Foreign Affairs (Dış İlişkiler) dergisi tarafından yönlendirildi.

Ocak 2016'da, Dünya Ekonomik Forumu'nun yıllık toplantısının teması hemen "Dördüncü Sanayi Devrimi'ne Hakim Ol" olarak belirlendi. Aynı yılın Ekim ayında, Dünya Ekonomik Forumu, San Francisco'da Dördüncü Sanayi Devrimi Merkezi'nin açılacağını duyurdu. Bu nedenle Wikipedia, "dördüncü Sanayi Devrimi"ni "Endüstri 4.0" ile eş tuttu. Tarihe aşina olan çoğu okuyucu, ilk üç sanayi devriminin Buhar Devrimi, Güç Devrimi ve Bilişim Teknolojileri Devrimi olduğunu bilir. Bu bağlamda, Endüstri 4.0, şu anda tanımladığımız endüstriyel otomasyon yelpazesinden daha geniş görünüyor.

Schwab, o dönemde Endüstri 4.0 döneminin, CPS (sürücü-fiziksel sistemler, bilgi fiziği sistemleri), robotik, yapay zeka, nanoteknoloji, kuantum hesaplama, biyoteknoloji, IoT, IIoT, kablosuz teknoloji, 3D baskı, tam otonom araçlar vb. gibi farklı alanlardaki teknolojilerin patlamasıyla şekilleneceğini öngörmüştü.

Bazı kurumsal veri ve analiz kuruluşlarının makaleleri, endüstri 4.0 veya dördüncü sanayi devriminin akıllı üretimden daha geniş bir kapsamı ifade ettiğine inanmaktadır. Veya akıllı üretim, üretim alanında Endüstri 4.0 teknolojisinin kullanımını ifade eder. Aslında, en erken endüstri 4.0, üretim teknolojisi ve süreçlerinin otomasyon eğilimini ifade eder. Wikipedia'nın "akıllı üretim" girişi doğrudan "Endüstri 4.0"ı içerir.

Ancak, akıllı üretim ve Endüstri 4.0'ın erken planlama ve yol haritasına yakından baktığımızda, iki şirketin geliştirmede farklı önceliklere sahip olduğunu göreceğiz. En erken akıllı üretim, yüksek bilgi ve veri bağlantısıyla yönlendirilen üretime odaklanmıştı, Endüstri 4.0 ise büyük ölçüde CPS sistemlerine odaklanmıştı.

Akıllı üretim ve endüstri 4.0 kelimelerinin genelleştirilmesi ve genelleştirilmesiyle, bu iki kavramı şimdi tartışırken, bunların aynı seviyede eşitlenebileceği düşünülebilir. ——. Özellikle, teknolojinin ilerlemesi bu iki kavramı bir araya getiriyor. Endüstri ve üretimle ilgili tüm popüler kelimeler ve diğer kavramlar, akıllı üretim ve Endüstri 4.0 etrafında ortaya çıkıyor.

Sürekli bir anahtar özellik: dijital

Belki de çoğu insanın düşündüğünün aksine, bunların büyük çoğunluğu akıllı üretimin ortaya çıkmasından önce var olmuş veya önerilmiş ve önemli ölçüde daha uzun bir süre var olmuştur. Örneğin, uç bilişim kavramı ilk olarak 1990'larda ortaya çıktı, o zamanlar —— CDN (içerik dağıtım ağı) uç bilişimin neredeyse prototipiydi; CDN yüzyılın başlarında diğer uygulamalara genişledi ve en erken uç bilişim hizmetini elde etti.

Dijital ikiz (digital twin) ve meta-evren (metaverse) ilk olarak bilimkurgu romanı Avalanche'da (Snow Crash) ortaya çıktı ve sanal gerçeklik alanının daha sonraki yeniden canlanmasını temsil etmek için kullanılan kelimelerin izini sürmek zor. Bu yüzden akıllı üretim ve Endüstri 4.0 henüz yeni doğmuşken IIoT, büyük veri ve dijital ikizlerin neden ortaya çıktığını anlamak zor değil. Bu yüzden akıllı üretim alanının bu yıllarda sürekli olarak yeni kavramları abarttığını söylemek zor.

Bizim görüşümüze göre, tüm bu kavramların nihai hedefi imalatın zekası ve otomasyonudur. Yani, bilim kurgu filmlerinde sunulan insansız kimyasal fabrika —— nihai belirli form durum böyle olmasa bile. Zeka ve otomasyonu gerçekleştirme sürecinde, elektronik teknolojinin yardımıyla elde edildiğinden, yapılacak ilk şey dijital olmalıdır. Elbette, bu aynı zamanda ağ oluşturma gibi dijitalle ilgili trendleri de içerir.

Belirli teknolojilerde, Google arama terimi eğilimlerini gözlemlemek, IIoT'nin son beş yılda nispeten ortalama olduğunu gösteriyor (Şekil 3) —— Bunu akıllı üretim yönünde gerçekçi bir teknoloji olarak düşünebiliriz. Aslında, IIoT yarı iletken algılama, bağlantı, kontrol/işleme ve güç kaynağı olmak üzere dört sektörü de kapsar. Güç dışında, birkaç başka unsur da üretim alanında dijital yapmak üzere tasarlanmıştır.

Bu unsurlar aynı zamanda akıllı üretim alanında Renesas ve Anson Beauty gibi tam bağlantıyı kurmaya çalışan temel pazar katılımcılarıdır.

En popüler kelimenin çağdaş akıllı üretimi: Yapay zeka, dijital ikiz

Akıllı üretimle ilgili belirli teknolojiler için Google arama motorunu kullanmaya çalışıyorum, arama terimi eğilimini görüntülüyorum, "AI" gibi ayrı bir sıcak kelimeye ek olarak, yaklaşık bir yıllık arama sıcaklığında diğer anahtar kelimelerin çok ötesinde, IIoT referans koordinatları kelimesiyle, akıllı üretim alanında şu anda öne çıkan arama sıcak kelimesi dijital ikiz ve uç AI.

Tesadüf mü yoksa kaçınılmaz mı: Akıllı üretim ve Endüstri 4.0'ın tanımına ve yol haritasına yakından bakın, uç AI ve dijital ikizin akıllı üretim ve Endüstri 4.0'a tam olarak karşılık geldiğini göreceksiniz. Yukarıda belirtildiği gibi, daha önce akıllı üretim, bilgi ve veri yüksek bağlantı sürücüsü hakkında vurgu yaptı —— uç AI, veri hesaplama ve bağlantının tam uygulamasıdır; ve Endüstri 4.0, dijital ikiz rotası gibi, gerçek dünyanın sanallaştırılması olan CPS'den bahsediyor.

Ancak günün sonunda, uç AI ve dijital ikiz, sürekli teknolojik ilerlemenin orta ve ileri dijital aşamalarıdır. Tıpkı dijitalleşmenin erken aşamalarının hala algılama teknolojisinden, yani doğal ve analog bilgilerin dijital bilgilere nasıl dönüştürüleceğinden, yani dijital bilgilerin kontrolünden ve işlenmesinden bahsetmesi gibi. Ancak dijitalleşme ileri aşamaya ulaştığında, büyük verilere dayalı yapay zekadan bahsedebiliriz.

Dijital ikiz, yalnızca fabrika ve üretim verilerinin daha yüksek derecede ve hatta kapsamlı bir şekilde dijitalleştirilmesini gerektirmeyen, aynı zamanda yapay zeka teknolojisinin işbirliğini de gerektiren dijitalleşmenin bir sonraki ileri aşamasıdır. Akıllı üretim sıcak kelimelerinin gelişiminin şu temele dayandığı görülebilir: Dijital gelişim yeni bir seviyeye ulaştığında, akıllı üretim yeni özel teknolojilere ve sıcak kelimelere sahip olacaktır.

MathWorks Endüstriyel bir yazılım işletmesi olarak bu şirket, üretim dijitalleştirmesinde daha iyi bir söz hakkına sahiptir. Aslında, yeni MathWorks ürünlerinin veya özelliklerinin ortaya çıkması da bir eğilimi ortaya çıkarabilir.

Bir sonraki aşama: Üretken yapay zeka, endüstriyel evren, robot

Geçtiğimiz yılki SIGGRAPH zirvesinde, Nvidia CEO'su John Huang, endüstriyel dijitalleşmenin potansiyel olarak 50 trilyon dolarlık çıktıya sahip büyük bir pasta olduğunu belirtti. Belki de akıllı üretim ve hatta Endüstri 4.0 çağında, hiç kimse Nvidia'nın endüstriyel üretimle ilişkilendirileceğini düşünmemişti, çünkü Nvidia bir oyun grafik kartı üretiyordu.

O sırada Huang toplantıda bir gösteri yaptı ve burada tesisin PDF belgesini —— 2D CAD planı —— üretici AI modeline göndererek, PDF belgesine dayanarak tesisin 3D dijital ikizini üretmesini istedi. Son 3D model yalnızca uçak planına dayanmakla kalmaz, aynı zamanda ışık, doku ve diğer efektleri de ekler. İdeal olarak, bu tür fabrika dijital ikizleri fiziksel düzeyde doğruluk elde ederlerse robot eğitimi ve simülasyonu için bile kullanılabilir.

Elbette, bunu gerçekten yapmanın ve üretime sokmanın birçok zorluğu olabilir. Ancak, yalnızca grafik kartı oluşturma 3D fabrikasının işini göstermekle kalmıyor, aynı zamanda süreçteki üretken yapay zekanın rolünü ve hatta dijital ikizin ve yapay zekanın robot teknolojisine olan yardımını da yansıtıyor. Bana göre, endüstriyel dijital ikiz ölçeğinin genişlemesinden sonra, şüphesiz endüstriyel dijital meta-evrendir.

BMW'nin Nvidia Isaac'ı robotlar üzerinde yapay zeka eğitimi yapmak için kullandığını belirtmekte fayda var, bu da bu robotları sanal bir ortamda eğitmeye eşdeğerdir, ——. Bu da endüstriyel meta-evrenin belirli bir uygulamasıdır. İster fabrikada AGV forklift kamyonunun navigasyonu ve teslimatı olsun, ister üretim hattındaki mekanik kolun çalıştırılması olsun, sanal dünyada robot yapay zeka eğitiminden robot zekasının konuşlandırılmasına kadar, Nvidia son iki yılda kendi uçtan uca çözümlerini defalarca vurguladı. Bu, endüstri tarafından neredeyse endüstriyel üretimin geleceği olarak kabul ediliyor.

Akıllı üretimin geleceği için Hector, "Çekirdek, gelişmiş robot/AGV teknolojisinin tanıtımıyla yüksek oranda otomatikleştirilmiş üretim sürecidir, üretim hattının otomasyonu sağlanabilir" dedi. Yüksek oranda dijital arka plan altında endüstriyel dijital ikiz, yapay zeka ve robotiğin akıllı üretimin geleceği olması gerektiği görülebilir.

Son olarak, bu yılki GTC geliştirici konferansında Nvidia'nın Project GROOT insansı robot projesini yayınladığını ve bunun da esas olarak insansı robotların temel modeli olduğunu belirtmekte fayda var. Nvidia'ya göre bu, "robotun bir sonraki eylemini üretmek" için üretken AI'ya dayanıyor. Analistlerle yaptığı bir röportajda Huang, her şey dijitalleştirilebiliyorsa, her şeyin token (tokenleştirilmiş) olabileceğini söyledi ——. Başka bir deyişle, her şey üretilebilir.

Metin, resim ve video gibi bilgiler dijitalleştirildiğinde üretilebildiğinde, genlerin, beyin dalgalarının, robotların ve diğer veri türlerinin verileri de dijitalleştirildiğinde üretilebilir. Yapay zeka endüstriyel üretim alanına nüfuz etmiş olsa da, üretken yapay zekanın saldırısı neredeyse kaçınılmazdır.

Hector Üretken AI'yı onaylama öncülünde, Anson, "üretici AI'nın gelişimini teşvik etmeyi" amaçlayarak, üretken AI ve endüstriyel dijital ikizin büyük ölçekli veri işleme ve yüksek güçlü veri merkezleri için güç ve güçle ilgili ürünler sağlıyor. Shen Qing, "Teorik olarak konuşursak, üretken AI, Ar-Ge ve tasarım planlaması, üretim süreci kontrolü, operasyon ve yönetim optimizasyonu ve ürün ve hizmet optimizasyonu dahil olmak üzere akıllı üretimin birden fazla yönünde önemli bir rol oynayabilir." dedi. Ancak "şu anda, üretken AI hala keşif aşamasında."

Akıllı AI üretiminin geliştirme aşaması dijital ikizden daha temel olabilir. Ancak endüstriyel dijitalleşme için 50 trilyon dolarlık potansiyel değere sahip üretken AI'nın gelişi şüphesiz gelecekte omurga haline gelecektir.