Geleceğin ağı

Günümüzde kullanılan nesnelerin ve makinelerin çoğunun içinde, çalışmalarını kontrol eden ve kullanışlı uygulamaları çalıştıran mikro bilgisayarlar var. Bu iliştirilmiş sistemler, her geçen gün giderek artan oranda tek bir "Nesneler İnterneti" şemsiyesi altında bir araya getiriliyor. Gelecekte, ağlar altında birbirine bağlanan bu makineler üretim, enerji dağıtımı ve ulaştırma sistemlerinde birer devrim yaratabilir. Mikrokontrolcüler bugün artık her yerde. Hızla büyüyen bir işlevler evrenini aslında makinelerin içine iliştirilmiş bu minicik bilgisayarlar yönetiyor. Örneğin çamaşır makinelerinde yıkanacak giysilerin, elektronik etiketlerinde yazılı bilgilere erişerek ütü istemeyen kumaştan mı yoksa yünden mi yapıldıklarını anlayabiliyorlar. Diğer sensörler ise çamaşırların ne derece kirli olduklarını algılıyor. Ayrıca hem su vanalarını kontrol edebiliyor hem çamaşır makinesinin kapısının güvenli bir şekilde kapatılmasını da sağlayabiliyorlar. DVD oynatıcılar ve elektronik aletlerden otomobillere, hatta bilgisayarlı tomografi sistemlerine kadar pratikte bütün makinelerde iliştirilmiş mikrokontrolcülere rastlamak mümkün. Ancak boyut ve işlemci gücü bakımından klasik PC'lerden farklılar. İliştirilmiş sistemlerde genellikle bir mikroişlemci, bir hafıza kartı ve dış dünyayla irtibat kuran arayüzler var. Ancak PC ekranlarından bir hayli küçükler.

Sıklıkla tek bir çipin içinde yığınla entegre devre bulunur. Her ne kadar bu türden mikrokontrolcüler minicik olsalar da üzerlerinde yüklü yazılımlar aracılığıyla son derece karmaşık makineleri bile kolaylıkla kontrol edebilirler. Alman bilgisayar bilimcisi Karl Steinbuch, 1966 yılında şöylesi bir kehanette bulunmuştu: "Birkaç on yıl sonra, içinde bilgisayar olmayan endüstriyel ürün bulmak neredeyse imkansız olacak". Onun bu tahmini aslında oldukça uzun bir süredir gerçekleşmiş durumda ve Alman endüstri kuruluşu Bitkom ile Roland Berger yönetim danışmanlığı şirketinin ortaklaşa yürüttükleri bir araştırmanın tahminlerine göre, bugün iliştirilmiş sistemlerin küresel pazarı yaklaşık 200 milyar Euro değerinde.

Bu pazar büyük bir hızla da büyümeye devam ediyor. Siemens açısından iliştirilmiş sistemlerin özel bir önemi var, çünkü bu neredeyse gözle görünmez minicik bilgisayarlar şirketin sattığı tıbbi cihazlar ve otomasyon teknolojilerinden bina yönetim sistemleri, trenler, enerji dağıtım sistemleri ve türbinlere kadar hemen her ürünün içine monte ediliyor. Mikrokontrolcüler de tıpkı bilgisayarlar gibi Siemens'in çok ciddi bir uzmanlık alanı olan yazılımlar ile çalıştırılıyor. Siemens yaklaşık 17 bin programcı istihdam ediyor ve her yıl sadece yazılım geliştirmeye 3 milyar Euro civarında yatırım yapıyor. Siemens'in yazılım geliştirme faaliyetleri sadece iliştirilmiş sistemlerle sınırlı da değil. Siemens Kurumsal Geliştirmeler'den Gerhard Kress, "Şu anda SAP'den sonra Avrupa'nın ikinci en büyük yazılım şirketiyiz" diye konuşuyor. Siemens bu alanda "dikey BT" denilen ve Kress'in ifadesine göre "sadece belirli sektörler için terzi usülü özel olarak hazırlanmış" bilgi teknolojileri çözümlerine odaklanıyor.~

Kress şöyle açıklıyor: "Yatay BT, pek çok sektörün ihtiyacına derman olur.  Örnekleri arasında Microsoft Office programları ile standart satınalma, satış, kaynak planlama ve veritabanı yönetimi programları sayılabilir. Siemens işte bu gibi alanlarda çözüm ve uygulama geliştirmeye odaklanmıyor." Dikey BT genellikle iliştirilmiş sistemler üzerine kuruluyor ve süreç içinde kullanıcılara ekstra olanaklar sunuyor. Örneğin iliştirilmiş zeka sayesinde, modern bir CT tarayıcısı kullanan bir doktor, bu makine ile yaratılan görüntüleri yanındaki bir ekran üzerinde inceleyebilir ya da buradaki veriler entegre bir harici arayüz ile Siemens'in syngo.via gibi bir teşhis yazılım paketine aktarılabilir. Bu yazılım örneğin bir hastanın en son taramalarını bir önceki görüntüleriyle karşılaştırarak doktorların teşhis olanaklarını iyileştirebilir. Kress, "Bu sayede doktorlara ekstra bir değer sunulmuş oluyor ve dolayısıyla donanım satmamız kolaylaşıyor. Sonuçta dikey BT aslında Siemens için güçlü bir rekabet avantajına sahip olmak anlamına geliyor" diyor.

Dikey BT'nin sunduğu avantajlardan tüketicilerde faydalanıyor. Örneğin birotomobil üreticisi, Siemens'in sunduğu uçtan uca mühendislik çözümlerinden faydalanarak kendi geliştirme sürecini neredeyse yarı yarıya azaltmayı başarabilir. Bu gibi çözümlere örnek olarak tasarım, hesaplama ve simülasyona yönelik NX yazılımı; yaşamdöngüsü boyunca ürün verilerinin yönetilmesini sağlayan Teamcenter yazılımı; fabrika tasarımı ile üretim otomasyonuna yönelik Tecnomatix ile Bütünsel Entegre Otomasyon ve fabrikalardaki gerçek zamanlı süreçler için SIMATIC IT sayılabilir. Otomobil üreticileri bu sistemlerden ürün geliştirmenin yanı sıra yeni fabrikaların tasarlanmasında, kendi üretkenliklerinin optimizasyonunda ve sanal dünyadaki program makinelerinde de faydalanabilir.  Bu sayede hem paradan ve zamandan tasarruf ederler hem hata yapmaktan uzak durmuş olurlar. Ayrıca imalattan gelen bilgiler yeniden geliştirme sürecine aktarılabilir ki bundan ürün geliştirme süreci fevkalade olumlu yönde etkilenir.~

Ağaçlar konuşursa.
İnsanoğlu global veri ağlarına (diğer adıyla internet) çok uzunca bir zamandır hükmediyor. Bugün makinelerin hepsi aynı şeyi yapıyor. "Nesnelerin İnternetinde alabildiğine geniş ufuklar açan bir eğilimle artık akıllı kontrol merkezleri, örneğin birbirleriyle doğrudan kendileri iletişim kurabilmek için kendi arayüzlerini kullanmaya başlıyor. Ericsson CEO'su Hans Vestberg, "2020 yılına gelindiğinde birbirine bağlı 50 milyar cihaz olacağını tahmin ediyoruz" diyor. Bu şirket bir ağacı bile iliştirilmiş bir sistem ile donatarak internet ortamına mesajlar göndermesini sağlıyor. Vestberg, "Varsayalım ki bir ormancılık şirketiniz var. O zaman ağaçların kendilerini nasıl hissettiklerini öğrenmeniz çok faydalı olmaz mıydı?" diyor. 2011 yazında, Siemens ile Almanya'da çıkan bir bilim dergisi olan "Spektrum der Wissenschaft", Erlangen Botanik Bahçeleri'nin 150 yaşındaki meşe ağaçlarını ölçüm teknolojileriyle donattı. Burada bir tane iri parçacıklı madde sensörü ve ozon sayacı aracılığıyla çevresel veriler kaydedilirken, bir hava durumu istasyonu ve webcam ile yedekleme yapılıyordu. Bu ağaçlar WiFi teknolojisi sayesinde kendilerine ait verileri, ağaçların herhangi bir anda ne durumda olduklarını değerlendiren bir bilgisayara gönderiyor.

Bu arada internet kullanıcıları, FacebookveTwitter üzerinde aktif olan "Konuşan Ağaçlar"a bakabiliyor, ayrıca onlarla ilgili fotoğraflar Flickr'a ve videolar da YouTube'a yükleniyor. Elbette ki "Nesnelerin İnternetinde etkileşimli meşe ağaçlarından çok daha fazlası yapılabilir. Aslında rüzgar çiftliklerinin tamamı birbirleriyle makine-makine sohbetlere başlayabilir. Örneğin bir rüzgar çiftliğinde devrede olan bir Siemens yazılımı, tek tek her birtürbinin çıktısını maksimum hale getirmek yerine, türbinlerin birbirleri arasında veri alışverişi yapmalarına olanak sağlayarak hem çiftliğin toplam verimliliğini arttırıyor hem bir dizi bileşenin yıpranma payını en aza indirgiyor. "Nesnelerin İnterneti" aynı zamanda akıllı şebekeleri de hedefliyor. Mesela gelecekte çamaşır makineleri ve soğutma sistemleri gibi enerji tüketicileri, arz ile talebi dengeleyebilmek için ağ üzerinden iletişim kurabilecek. Siemens ile bir altyapı hizmetleri şirketi olan Allgäuer Überlandwerk GmbH son bir 1 bu tür bir akıllı elektrik şebekesini test ediyor. Allgäuer'in mühendislikten sorumlu başkan yardımcısı Michael Fiedeldey, "Buradaki koşullar 2020 yılında Almanya'nın dört bir yanında görmeyi ümit ettiğimizin aynısı" diyor.~

Üretimde devrim.
Endüstrinin pek çok branşı da "Nesnelerin İnterneti" ile yakından ilgileniyor çünkü bu sayede imalat süreçlerinde gerçekten bir devrim yaşanabilir. Bu bakış açısı aslında Alman Federal Hükümeti'nin ileri teknoloji stratejisinin bir parçası olan ve içinde katılımcı üye olarak Siemens'i de barındıran bir girişim olan "Endüstri 4.0"'ın taraftarlarınca da paylaşılıyor. Bu girişim, fabrikalarda artık merkezi bir yönetime gerek duyulmayan "dağıtılmış zeka" ile karakterize edilen bir senaryoyu öngörüyor. Böylesi bir senaryoda, hammaddeler ile üretim makineleri üretim süreçlerini kendi başlarına optimumlaştırmak için aralarında bir diyaloga giriyor. Saarbrücken'deki Alman Yapay Zeka Araştırma Merkezi (DFKI) Yönetim Direktörü Prof. Wolfgang Wahlster, "Her bir ham ürünün içinde, dijital ürün hafızası işlevi gören kablosuz bir arayüzü olan minyatür bir web sunucusu eşdeğeri, küçük bir iliştirilmiş sistem olacak.

Bu iliştirilmiş sistem, o ham ürünün ne olacağını tam olarak bilecek ve fabrikadaki her makineden ihtiyaç duyduğu hizmeti kendi başına talep edebilecek" diyor. Mekanik üretimin, elektrik enerjisi kullanan yığınsal üretimin ve üretim süreçlerinin elektronik otomasyonunun başlamasının ardından dördüncü endüstriyel devrim olarak "Nesnelerin İnterneti" ve dağınık kontrol ile tek bir parçanın imalatının bile kârlı olmasını sağlayacak böylesine üst seviyede bir esneklik yakalanılabilir. Böylesi bir trend işçi ücretlerinin yüksek olduğu ülkelerde bir yandan işlerin garanti altına alınmasını diğer yandan rekabetçilik seviyesinin korunmasını sağlayabilir. Siemens bu aralar, bahsedilen türden esnekliği üretimde mümkün kılmak için tasarlanmış "'Nesnelerin İnterneti' İş Başında" adlı bir Avrupa Birliği projesini koordine etmekle meşgul.

Bu şirket aynı zamanda "Endüstri 4.0" çerçeve çalışması kapsamında RES-COM (içerik-etkin makine-makine iletişimi aracılığıyla kaynakların korunması) projesine de katılıyor. Wahlster tarafından yönetilen ve Alman Eğitim ve Araştırma Bakanlığı tarafından fonlanan bu proje enerji, su, hava ve hammaddeler gibi değerli kaynakların etkin bir şekilde kullanılmaları için tasarlanmış. Siemens Kurumsal Teknolojiler'den Joachim Walewski, "Ancak 'Nesnelerin İnterneti'nin sadece sensör verilerini toplamaya odaklanacağını varsaymak çok yanlış olur. Bu verilerden harekete geçirici bilgilerde üretilmesi gerekir" diyor. Örneğin malzeme taşıyan bir aracın içindeki sensörün kırmızı bir daireyi sadece tanımlaması yeterli değil. Bu sistemin aynı zamanda belirli bir istikamette yol alan bir aracın trafik lambalarına yaklaşmak üzere olduğunu da anlaması ve doğru sonucu çıkartması yani frene basma vaktinin geldiğine de karar verebilmesi gerekir.~

Dortmund'daki Fraunhofer Malzeme Akışı ve Lojistik Enstitüsü Yönetim Direktörü Prof. Michael ten Hompel, veri paketlerini yük konteynerleriyle kıyaslamaktan çok hoşlanıyor ve buna "İnternetli lojistik" diyor. Gelecekte bu paketler kendi çevreleriyle diyaloğa girerek lojistik ağları içinde gidecekleri yolu kendiliğinden bulabilecek. Hompel, "O zaman acil olan nakliyatlar daha çabuk gönderilirken diğer paketler beklemek zorunda kalacak" diyor. Bir mikroişlemci, sensörler ve bir kablosuz bağlantı ile donatılmış konteynerler içindeki iliştirilmiş sistemler, sadece doğru nakliyat rotasını bulmakla kalmayacak, aynı zamanda örneğin çabuk bozulabilir malları izlemek için hava sıcaklığını da kullanacak ve bir ürün hafızası işlevi görecek. Lojistiğin geleceğinde, işlemci gücüne, yazılıma ve hafızaya talep üzerine internet üzerinden erişim imkanı sağlayan "bulut" teknolojisi de merkezi bir ol oynayacak. Hompel, "Nakledilecek malın taşınması ve teslimatı ile ilgili bütün BT süreçleri bulut üzerine kaydırılabilir. O zaman mesela bir RFID tarayıcısı, depodaki bir sunucuya değil ama bulutta herhangi bir yerdeki bilgisayara bağlanabilir" diyor. Orada sevkedilen paketler, tıpkı gelen malları kaydeden ve bu bilgileri veritabanında saklayan bir yazılım modülü gibi, yola çıktıkları yerden alıcının adresine ulaşıncaya kadar kendi yollarını kendileri bulacaklarından pazaryerindeki bütün hizmetlere erişebilecek. İşte bu tür küçük uygulamalar, tıpkı lego parçaları gibi gerektikçe daha karmaşık hizmetlere dönüşecek şekilde birleştirilebilir ve çok sayıda tedarikçi de bu hizmetleri sunabilir.

Herkese yönelik hizmetler.
İşte "Hizmetler İnterneti"nin tam anlamıyla arkasında yatan fikir de zaten bu. Burada global bir bilgisayar ağı, standart arayüzler kullandıkları için daha üst seviyede hizmetler oluşturacak şekilde kolaylıkla birleştirilebilecek bir yazılım modülleri terminaline dönüştürülmekte. Bu hedefin peşinde koşan Michael ten Hompel'in enstitüsü daha şimdiden Almanya, Duisburg'daki bir dağıtım deposunu bulut teknolojisine dönüştürmeyi başardı bile. Hompel, "Bizim bulut sunucumuz bugün yazılım modülü olarak 31 farklı 'iş nesnesi' sunmakta. Bunlar depo yönetiminden mal kabülüne kadarçokgeniş biryelpazede. Bir düzine farklı üreticiden satın alınmışlar ve kolaylıkla bir araya getirilebilmekteler çünkü hepsi bağlayıcı standartlarla uyumlu" diyor. Bu depo normalde aylarca sürmesi gereken test süreci yerine sadece iki haftada kullanıma hazır hale getirilmiş. Geleceğin Hizmetler İnterneti bizim hayatlarımızı da kolaylaştıracak. Örneğin bazı araştırmacılar, herkese yönelik hizmetler sunan ve onları gerektikçe birleştirebilen çevrimiçi bir pazarın hayalini kuruyor. Böylece bir evin ısıtma sisteminde arıza çıktığında ev sahibi artık tamircilerden randevu almaya çalışmak zorunda kalmayacak. Onun yerine herhangi bir hizmet platformunu telefonla araması yeterli olacak.~

Semantik teknolojilerini kullanan bu sistem, mevsime ve diğer hava durumu tahminlerine göre sorunu ve durumun ciddiyetini anında kavrayabilecek ve ardından sistemde yer alanların takvimlerine bakarak otomatikman doğru ustayı bulacak ve işi koordine edecek. Geleceğin akıllı elektrik şebekelerinde, tüketiciler veya enerji üreticileri adına enerjiyi bağımsızca satan veya satın alan yazılım ajansları formunda, internet üzerinde bağımsız hizmetler de önemli rol oynayacak. Böylesi sanal bir enerji borsasında fiyatlar ise bugün olduğu gibi sadece arz ile talebe bağlı olmayacak, aynı zamanda geçmiş deneyimleri ve geleceğe yönelik tahminleri de hesaba katacak. Gelecekte internet üzerindeki devasa miktarlarda veri, yeni hizmetler için birer temel oluşturacak. Binalar ve evsahipleri için mevsimine göre günlük elektrik talebi alışkanlıklarına bağlı hizmetler, trafik planlayıcıları için günün vaktine göre trafik yoğunluğuna bağlı hizmetler ve bina otomasyon sistemleri için de hava durumu tahminlerine bağlı olarak hizmetler olabilecek. Geçmiş deneyimlerle zenginleştirilmiş bir ağ, hatta bir bileşeninin eli kulağında arızasını bile önceden farkedebilir. Örneğin, sinir ağlarını besleyecek veriler için yüzlerce sensör kullanan Siemens'in gaz türbinleri, bu türbinlerin verimliliklerini optimumlaştırmak için kendi faaliyetlerini sürekli izleyebilecek kapasitededir.

Christian Buck