GENERATING AN ASSESSMENT MODEL FOR INDUSTRY 4.0


Thesis Type: Doctorate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Engineering Management, Turkey

Approval Date: 2019

Thesis Language: English

Student: SAMET GÜRSEV

Consultant: Ercan Öztemel

Abstract:

Yakın gelecekte dünya çok önemli değişikliklere sahne olacak gibi görünüyor. Üretimde robotlar daha baskın olacak, makineler çok daha yüksek işbirliği ve koordinasyon sağlayacak, karar verme sistemleri günümüzde olduğundan çok daha etkin ve başarılı olacak, 3D baskı, artırılmış gerçeklik, büyük veri analizi ve akıllı şehir uygulamaları gibi birçok yeni teknoloji yakın gelecekte insanoğluna hizmet vermesi beklenmektedir. Bu toplumsal dönüşüm, üretim topluluğunu, müşteri talepleri ile başa çıkmak ve rekabet avantajını sürdürmek için üretim takımlarını iyileştirme konusunda doğal olarak tetikleyecektir. Gelecek üretim sistemlerinin, ürünler, istihbarat, iletişim ve bilgi ağından oluşan farklı bir vizyona sahip olacağı çok açıktır. Bu durum endüstriyel yaşamda baskın olacak yeni iş modelleri getirecektir. Bu tezde, Endüstri 4.0 olarak tanımlanan değişim sürecinin en geniş kapsamda incelenmesi, etki alanlarının ve parametrelerinin belirlenmesi ve firmalara bu yenilik hareketinde yol haritası sunması amacıyla hazırlanmıştır.. Bu gözden geçirmeyi sunarak, endüstri akademisyenleri ve endüstri pratisyenleri için endüstri 4.0’ın hakkında kapsamlı bilgi içeren bir kütüphane oluşturmak tezin hedefleri arasındadır. İnceleme sürecinin güvenilirliğini sağlamak için, literatürde gerçekleştirilen her bir arama terimi için en iyi 100 başlık, özet ve anahtar kelimeler (620 yayın) bağımsız olarak analiz edilmiştir. Bu kapsamlı literatür incelemesi, Endüstri 4.0'ın somut bir tanımını sağlar ve birlikte çalışabilirlik, sanallaştırma, gerçek zamanlı yetenek, hizmet yönelimi ve modülerlik gibi altı tasarım ilkesini açıklar. Bu prensipler, bilim adamlarının konuyla ilgili daha fazla araştırma yapmak ve uygulanabilir uygun senaryolar geliştirmek için dikkat çektikleri temel niteliklerdir. Çalışma içerisinde sonuçlar analiz edilerek bir taksonomi çalışması neticesinde belirlenen ana kriterler üzerinde uzman görüşleri alınarak Swara ve Topsis uygulaması gerçekleştirilmiştir. Endüstri 4.0 konusunda ana kriterler ve alt bileşenleri içeren bir analiz çalışması oluşturulmuştur. Geliştirilen program ile Endüstri 4.0 kriterlerini ölçen bir model ortaya çıkartılmıştır. Farklı sektörde firmalar üzerinde elde edilen sonuçlar analiz edilerek ülkemizdeki firmaların mevcut durumlarını Endüstri 4.0 açısından ortaya koyan bir çalışma yürütülmüştür. Yapılan araştırmalara ek olarak sektör bağımsız Endüstri 4.0 için bir yol haritası hazırlanmıştır. Yapılan çalışma sonunda bilimsel araştırma yapan araştırmacılar için Endüstri 4.0 teriminin anlaşılması, etki alanları ve bileşenlerinin hızlıca kavranması, kriterlerinin belirlenmesi ve firmaların dijital dönüşüm süreçlerinin daha hızlı ve verimli gerçekleşmesi başlıklarında yön verici olması beklenmektedir. Araştırmacılara endüstri 4.0 üzerinde araştırılmayı beklenen noktaları göstermesi açısından yön verme özelliği taşımaktadır. -------------------- ABSTRACT It is assumed that the robots will be more dominant in manufacturing. Implanted technologies, cooperating and coordinating machines, self-decision-making systems, autonom problem solvers, learning machines, 3D printing etc. will seem to dominate the production processes. Wearable internet, big data analysis, sensor-based life instruments, smart city implementations or similar applications will be the main concern of the future communities. Keeping this in mind, this social transformation will naturally trigger the manufacturing society in order to improve their manufacturing suits to cope with the customer requirements and sustain competitive advantage. It is so obvious that the future manufacturing systems will have a different vision composed of “products”, “intelligence”, “communications” and “information network”. This will also bring about some new business models superimposing the existing ones.. This thesis presents a review of industry 4.0 and respective implementations for highlighting the industrial progress and aims to help improve the awareness on the best practices along this line. It is intended to provide a clear idea for those wishing to generate a road map for digitizing the respective manufacturing suits. By presenting this review it is also intended to provide a hands-on library of industry 4.0 to both academics as well as industrial practitioners. The top100 headings, abstracts and key words (ie. a total of 444 publications of any kind) for each search term were independently analyzed in order to ensure the reliability of the review process. Note that, this exhaustive literature review provides a concrete definition of industry 4.0 and defines its six design principles such as interoperability, virtualization, real-time talent, service orientation and modularity. A comprehensive taxonomy study was conducted by analyzing the results of the literature review. Swara and Topsis application was carried out by taking expert opinions on the main results of the taxonomy study. The analysis carried out is based on the main criteria and subcomponents of Industry 4.0. A computer-assisted analysis and reporting module was created in order to develop a tool that measures the implementation level of each criteria within the taxonomy of Industry 4.0 generated. The results obtained from companies in different sectors were analyzed and a study was conducted and a road map was prepared for the Industry 4.0. At the end of the study, it is expected that for the researchers doing scientific research, understanding of the term Industry 4.0, understanding the impact areas and components quickly, determining the criteria, and making the digital transformation processes faster and more productive. Our study shows the points that are expected to be investigated for researchers in Industry 4.0.