Günümüzde endüstriyel dünya teknolojik ilerlemenin dördüncü dalgasını yaşamaktadır. Endüstri 4.0 değer zinciri boyunca sensörlerin, makinelerin, ürünlerin ve bilişim teknoloji sistemlerinin birbirine bağlandığı bir dönüşümdür. Bu küresel dönüşümün bir parçası olarak, endüstri 4.0 uygulamaları; siber-fiziksel sistemler, blok zinciri, yapay zeka (AI), arttırılmış (AR) ve sanal (VR) gerçeklikler, dijital ikiz, nesnelerin interneti (IoT), büyük veri ve analitik, bulut bilişim, katmanlı üretim (3B yazıcılar vb.) gibi pek çok teknolojiyi içermektedir.
Endüstri 4.0’ın altı temel ilkesi bulunmaktadır:
- Birlikte Çalışabilirlik: Siber-fiziksel sistemler sayesinde makineler ve ilgili bileşenler, internet üzerinden birbirleriyle ve insanlarla doğrudan iletişim kurabilir.
- Sanallaştırma: Bütün üretim sisteminin ve alt sistemlerinin sayısal bir ikizi veya benzeri oluşturulur. Bu sayede, üretim süreci sanal ortamda modellenebilir ve simüle edilebilir. Potansiyel problemler önceden tahmin edilir ve çözümler geliştirilebilir.
- Özerk Yönetim: Tanımlanan tüm üretim süreçlerinin insan müdahalesi olmadan sistem tarafından kendi kendine yürütülebilmesidir.
- Gerçek-Zamanlılık: Sistem üzerindeki tüm süreçler gerçek zamanlı olarak izlenebilir ve kontrol edilebilir.
- İnsan-Makine Etkileşimi: Gelişmiş ara yüzler sayesinde çalışanlar ve makineler arasındaki etkileşim kolaylaşır.
- Modülerlik: Sistem bileşenlerinin gerektiğinde ihtiyaçlara uygun bir şekilde tekrar özelleştirme ve ayarlama yapabilmesidir.
GİRİŞ
Yüksek verimli endüstri 4.0 uygulamaları için teknolojilerin geliştirilmesi, koordineli eylemlerle gerçekleştirilmelidir. Bu süreçte, kullanıcı deneyimi, ürün güvenilirliği ve verimlilik gibi faktörler etkin entegrasyon düzeyiyle birlikte göz önünde bulundurulmalıdır. Bu tür teknolojiler, akıllı sensörler aracılığıyla ürünlerin durumu, konumu, kullanılabilirliği ve varlıkları hakkında değerli bilgiler sağlarlar. Endüstri 4.0’ın veri birleştirme uygulamaları ile “akıllı fabrikalar“, “akıllı ağlar” ve “akıllı ürünler” ekosistemlerinin oluşturulmasını mümkün kılar. Bu ekosistemlerde, pazarlara ve son kullanıcıların taleplerine ilişkin bilgilerin geliştirilmiş veri analizi yöntemleriyle, şirketlerin karar verme süreçlerine yardımcı olur.
Endüstri 4.0’ın iş gücüne dayalı üretim yapan firmaları daha fazla etkileyeceği düşünülmektedir. İş gücüne dayalı üretim sektörlerini günümüzün taleplerini karşılayamamakta ve rekabet yarışında geriye düşmektedirler. İş gücü yüksek üretimlerde, işçi maliyetlerinin ve üretimdeki hata oranının artması, iş sağlığı ve güvenliği riskleri, verimlilik dalgalanmaları gibi önemli problemlerle yüzleşmektedirler. Endüstri 4.0 en büyük etkiyi makine mühendisliği, lojistik, tarım ve otomotiv mühendisliğinde yapacaktır.
Tekstil sektörü de iş gücü yoğunluklu yüksek üretim yapan sektörlerden biridir. Tekstil 4.0 dönüşümü, dördünce sanayi devrimi tanımı yapılmadan önce başlamıştır ve yeni teknolojilerle dönüşümün hızla devam edeceği düşünülmektedir.
Tekstil 4.0 Nedir?
Tekstil endüstrisi, tarih boyunca el tezgâhlarından modern teknolojiye kadar sürekli bir evrim geçirmiştir. Sanayi devrimiyle birlikte mekanize üretim tekniklerinin kullanılmasıyla büyük bir dönüşüm yaşanmış, bu da fabrikaların ve seri üretimin gelişmesine yol açmıştır. Yeni malzemeler (sentetik elyaflar) ve teknolojilerin (otomasyon, bilgisayar destekli tasarım) tanıtılmasıyla endüstri 20. yüzyılda da büyümeye devam etmiştir.
Günümüz şartları incelediğinde, müşterilerin dinamik olarak taleplerine hızlı yanıt verme ve kalite standartlarına uygunluk gibi zorluklarla karşı karşıyadır. Ayrıca, çevresel ve sosyal etkiler konusunda da farkındalıklar artmıştır. Özellikle Z kuşağı tüketicileri çevre bilincine daha çok sahiptir. Çevre dostu ürünleri desteklerler ve satın almaya daha çok isteklidirler. Sürdürülebilir ve etik üretim üzerinde artan bir eğilim görülmektedir. Bu eğilim, çevre dostu malzemelerin geliştirilmesi, israfın azaltılması ve döngüsel iş modellerinin benimsenmesiyle desteklenmektedir. Ayrıca, Endüstri 4.0 özellikli teknolojiler de tekstil ürünlerinin yaşam döngüsü boyunca kullanılmakta ve tedarik zincirinde iyileştirmelere olanak sağlamaktadır. Böylece endüstri uluslararası pazarın sürdürülebilirlik ihtiyaçlarını karşılamaktadır.
Tekstil ve giyim endüstrisinin ayakta kalması ve güçlendirilmesi için dijital teknolojilerinin hızla uygulanmasıyla sağlanabilir. Değer zincirinin dijitalleştirilmesi, çoklu kaynak kullanımı (insan iş gücü, robotlar, yazılım sistemleri, büyük veri vb.) ve izlenebilirlik gibi unsurlar sektörde önemli gelişmeleri tetiklemektedir. Bu teknolojik ilerlemeler, endüstrinin daha esnek, dayanıklı, sürdürülebilir ve şeffaf hale gelmesini sağlayarak değişen tüketici taleplerine cevap vermesine yardımcı olabilir. Rekabet gücü açısından önemli olan, bu teknolojilerden etkili bir şekilde faydalanma ve bunların değerini en üst düzeye çıkarma ile gerçekleştirilebilir.
Tekstil 4.0’ın Sektörel Avantajları ve Kazançları
Tüketiciler genel kitleye hitap eden standart ürünleri almak yerine, kişiselleştirilmiş veya özelleştirilmiş ürünleri tercih etmeye başlamıştır. Sektörün bu talepleri karşılayabilmesi için geleneksel üretim süreçlerini güncellemeleri gerekmektedir. Bu değişimin gerçekleşmesi için, Endüstri 4.0 ve ilgili teknolojiler, aranan cevaplara çözüm üretme potansiyeline sahiptirler. Endüstri 4.0 uygulamaları, tekstil değer zincirlerinin ve üretim sistemlerinin iyileştirilmesinde önemli bir rol oynayacaktır.
Tekstil 4.0 dönüşümü çok sayıda fayda ve kazançlar sunmaktadır:
- Dijitalleşme ve otomasyon, tedarik zincirinin daha iyi yönetilmesini sağlar. Bu, malzeme tedarikinden ürün dağıtımına kadar olan süreçlerin nesnelerin interneti teknolojisi ile daha iyi koordine edilmesini ve izlenmesini sağlar.
- Üretim süresini azaltır, yüksek düzeyde otomasyon ile verimlilik artar, sevkiyat sürelerini hızlandırır.
- Makineler gerçek zamanlı olarak takip edilebilir. Sensörler ve aktivatörler aracılığıyla hatalar anında tespit edilip müdahale edilebilir.
- Üretimlerde çok sayıda üretim adımlarında çalışabilen otonom robotlar ve makinelerin kullanılabilir ve üretimde esneklik kazandırılabilir.
- Anlık olarak üretim süreçlerinden verimlilik analizleri yapılabilir.
- Çalışanların takibi ve iş optimizasyonları yapılarak hem maliyet tasarrufu hem de iş güvenliği konusunda iş kazaları ve meslek hastalıkları riski azalır.
- Tekstil ürünlerinin beşikten beşiğe yaşam döngüsünde üreticilere şeffaflık kazandırır.
- 3 boyutlu dijital prototipler üretilebilir.
- Veri analizi, yapay zeka ve robotik gibi alanlarda yeni iş imkanları oluşur.
- Çevresel etki azalır, döngüsel ekonomiye geçiş kolaylaşır ve sürdürülebilir üretim uygulamaları teşvik eder.
- Ürün kalitesinin artırılmasını ve kalite kontrol süreçlerinin iyileştirilmesini sağlar.
- Ürün ve desen tasarımında yapay zeka uygulamaları hem kolaylık hem de çeşitlilik kazandırır.
- Akıllı fabrikaların kurulmasını sağlar. Fabrikanın tümüne ya da üretim hatlarının dijital ikizlerinin oluşturulması ile tasarım aşamasında işin yapılabilirliği ve oluşabilecek hatalar tespit edilebilir.
Endüstri 4.0 ve uygulamalarının, tüm tekstil üretim teknolojilerinin bir parçası olacağı ve üretimde kalite ile verimliliği arttırabilmenin temel anahtarlarından biri olacağı açık bir şekilde görülmektedir. Ar-Ge çalışmalarına yapılan yatırımların artmasıyla entegrasyon süreçleri daha da hızlanabilir, üretkenlik, hız, kalite ve esneklik konularında kazanımlar elde edilebilir.
Tekstil 4.0 Uygulama Örnekleri
Geleneksel üretim yöntemlerinin dijitalleşme çağında yeniden şekillendiği bir zamanda, tekstil endüstrisinde Endüstri 4.0’ın önemi giderek artıyor. Günümüzde, Endüstri 4.0 uygulamaları tekstil endüstrisinde karanlık fabrikalardan moda ve tasarıma, iplik ve kumaş üretiminden depolama ve sevkiyata, terbiye işlemlerinden konfeksiyon alanına kadar geniş bir yelpazede kullanılmaktadır.
Moda ve Tasarım Alanında Endüstri 4.0 Uygulamaları
Moda ve endüstri alanının dijitalleştirilmesi, endüstri 4.0 uygulamaları olan IoT, AI, blok zinciri, AR ve VR teknolojileri kullanılarak gerçekleştirilebilir. Sürdürülebilir sanayileşme kültürünü oluşturabilmek için bu sürekli gelişen, benzersiz ve akıllı teknolojiler kullanılmalıdır. Akıllı giysilerin gerçek zamanlı bilgilerinin sanal ağ üzerinde görselleştirilmesini ve depolanmasını sağlar. Bu bilgilerle veri analizler gerçekleştirilir. Analizler sonucunda gerekli tahminlemeler yapılabilmektedir.
- Atletlerden hastalara, yaşlılardan bebeklere kadar, sağlık izleme ve güvenlik sistemlerinin uygulanması, IoT özellikli giysi ve giyilebilir ürünler vasıtasıyla mümkün hale gelmektedir.
- Giyilebilir 2.0 teknolojisi, akıllı giysilerdeki çok sayıda cihaza entegre olacak ve kullanıcıların yaşam deneyimini bulut hizmetlerinden yararlanarak iyileştirmeye odaklanacaktır.
- IoT teknolojisi, giysilere ve diğer giyilebilir cihazlara yerleştirilmiş sensörler aracılığıyla büyük miktarda veri üretebilir. Bu verilerden yaşlıların, hastaların ve çocukların sağlıkla ilgili sorunlarını veya sporcuların performansını analiz edilerek tahminleme yapılabilir. Aşağıdaki yazımızda bu konu ile alakalı örnekler ve daha kapsamlı içerik bulabilirsiniz.
- Yapay zeka araçları (derin öğrenme, makine öğrenmesi vb.) ile çevresel koşullara göre kıyafet önerisi, e-ticaret sitesinde ziyaret ettiğiniz ürünlere dayalı ürün öneri sistemleri,
- Sorularla tüketiciye kişiselleştirilmiş ürün önermesi için programlanmış yapay zeka programları günümüzde kullanılmaktadır.
Hazır Giyim Alanında Endüstri 4.0 Uygulamaları
- Hazır giyim sektöründe Tekstil 4.0 uygulamaları kapsamında geliştirilen bir örnek, kişiye özel hazır giyim üretimidir. Görüntü işleme teknolojisi kullanılarak kişiden alınan ölçüler, dijital olarak üretim birimine iletilir ve kişinin tercih ettiği modele uygun olarak ürünler özelleştirilir.
- Hazır giyim üretiminde, RFID teknolojisi, envanter kontrolü, depolama, dağıtım, lojistik ve tedarik zinciri yönetimi gibi birçok alanda kullanılmaya başlanmıştır.
- Blok zinciri teknolojisinin, moda ve hazır giyim tedarik zincirindeki üreticilerden talep edilen bilgi asimetrisi, şeffaflık, güvenilirlik ve izlenebilirlik gibi önemli endişeleri çözebileceği düşünülmektedir.
- E-ticaret moda perakendecileri, müşterilere ürünleriyle etkileşim kurma deneyimini artırmak için artırılmış gerçeklik (AR) teknolojisinden faydalanmaya başlamışlardır.
Tekstil Üretim Alanında Endüstri 4.0 Uygulamaları
- Tekstil endüstrisinde ERP (Kurumsal Kaynak Planlama) sistemlerinin kullanılması, işletmelerin tüm iş süreçlerini entegre etmelerine ve yönetmelerine olanak tanır.
- Kesim ve dikim, dokuma ve örme, boya ve terbiye gibi farklı aşamalarda otomasyon sistemleri önemli bir rol oynar. Bu sistemler, iş gücü maliyetlerini azaltır, üretim hızını artırır ve ürün kalitesini iyileştir.
- Kumaş hata tespit sistemleri, genellikle optik veya görüntü işleme teknolojileri kullanarak kumaş yüzeyindeki hatalı alanları tespit eder. Kumaşta bulunan düzensizlikler, lekeler, delikler veya iplik kusurları gibi hatalar bu sistemler tarafından hızlı bir şekilde belirlenebilir.
Endüstri 4.0 için Alman hükümeti tarafından görevlendirilen çalışma grubunun 2013 yılında düzenlediği rapora göre Endüstri 4.0’ın başarılı olabilmesi için aşağıdaki 8 adımın gerçekleştirilmiş olması gerekmektedir.
- Referans donanım mimarisinin (ortak bir dil ve terminoloji ile hizmet odaklı) belirlenmesi ve standardize edilmesi,
- Karmaşık/dijitalleştirilemeyeceği düşünülen sistemlerin yönetilebilir olması,
- Kapsamlı ve yüksek hızlı bir haberleşme altyapısının kurulması,
- Hem üretici hem de tüketici tarafından emniyet ve güvenliğin sağlanması,
- Çalışma organizasyonun Endüstri 4.0’a göre oluşturulması,
- Endüstri 4.0 uygulamalarının sürdürülebilirliği için eğitim ve profesyonel gelişimin devamlılığın sağlanması,
- Yasaların yeni teknolojilere göre uyarlanabilmesi,
- Kaynakların verimli bir şekilde kullanılmasıdır.
Özetle, tekstil endüstrisindeki dijital dönüşüm ve Tekstil 4.0’ın uygulama örnekleri incelendiğinde, geleceğin tekstil sektörünün teknoloji odaklı bir yapıya doğru evrildiği açıkça görülmektedir. Akıllı üretim sistemleri, otomasyon, veri analitiği ve yapay zeka gibi teknolojilerin kullanımıyla, üretim süreçlerindeki verimlilik artmakta, kalite standartları yükselmekte, müşteri memnuniyeti gelişmekte ve sürdürülebilirlik prensiplerine uyum sağlanmaktadır. Ayrıca, tekstil ürünlerinin tasarımından tedarik zinciri yönetimine kadar olan süreçlerde, blok zinciri gibi yenilikçi teknolojilerin kullanımıyla güvenilirlik ve şeffaflık sağlanmaktadır. Endüstri 4.0, tekstil sektörünün küresel rekabette öne geçmesini sağlayabilecek önemli bir fırsattır. Bu fırsatı değerlendirmek için sektördeki tüm paydaşların birlikte çalışması ve gerekli adımları atması gerekmektedir.
KAYNAKLAR
Küsters, D., Praß, N., Gloy, Y. S., “Textile learning factory 4.0–preparing germany’s textile industry for the digital future”, Procedia Manufacturing, 9, 214-221, (2017).
İlhan, İ., “Tekstil üretim süreçleri açısından endüstri 4.0 kavramı”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(7), 810-823, (2019).
Fashionunited, “Asos launches its first augmented reality feature”, (Haziran, 2019), https://fashionunited.com/news/retail/asos-launches-its-first-augmented-reality-feature/2019061428364
Ghoreishi, M., Happonen, A., Pynnönen, M., “Exploring industry 4.0 technologies to enhance circularity in textile industry: role of internet of things”, In Twenty-first International Working Seminar on Production Economics (No. February, pp. 0-16). Austria: Innsbruck, (2020, February).
Vetrontypical, “Vetron 5064”, https://www.vetrontypical-europe.com/vetron-5064.
Akram, S. V., Malik, P. K., Singh, R., Gehlot, A., Juyal, A., Ghafoor, K. Z., & Shrestha, S., “Implementation of digitalized technologies for fashion industry 4.0: Opportunities and challenges”, Scientific Programming, 2022, (2022).
Knittingtradejournal, “Expension for knitted fabric monitoring firm”, (Kasım, 2022), https://www.knittingtradejournal.com/circular-knitting-news/15180-monitoring-for-circular-knitted-fabric
Lcwaikiki, “Dijital stil danışmanı Elsiva”, (Ocak, 2023), https://www.lcwaikiki.com/tr-TR/TR/lp/dijital-stil-danismani-elsiva
Nouinou, H., Asadollahi-Yazdi, E., Baret, I., Nguyen, N. Q., Terzi, M., Ouazene, Y., Kelly, R., “Decision-making in the context of Industry 4.0: Evidence from the textile and clothing industry”, Journal of cleaner production, 391, 136184, (2023).
