Ambalajda Yapay Zekâ Uygulamaları

Yapay zekâ (AI, YZ) işimizi, iş yapma şeklimizi çok değiştirecek. Muhtemelen kullandığımız mevcut makineler ve malzemeler YZ’nin sunduğu kolaylıklarla anormal değişecektir. Aşağıda linklerini verdiğim yazıları okudum ve şunları anladım:
Yapay zekâ ambalaj sektöründe üretim hatlarında, tedarik zinciri yönetimine, kalite kontrolünde ve ambalaj tasarımında giderek daha çok kullanılacaktır.

Ambalaj Üretiminde Verimlilik Artışı
Geçmiş satış verileri, müşteri davranışları ve piyasa trendlerini analiz eden algoritmalar sayesinde stok seviyesi iyileştirilmekte, fire oranları düşürülmekte ve tedarik zinciri daha etkin hale getirilmektedir. Ayrıca, rutin idari görevlerin otomasyonu ile insan kaynakları yönetimi ve bordro işlemleri daha verimli hale getirilerek çalışanların stratejik işlere odaklanması sağlanmaktadır.
YZ, üretim süreçlerinde koruyucu bakım sistemleriyle de büyük bir fark yaratmaktadır. Sensörler ve makine öğrenimi algoritmaları sayesinde ekipmanların çalışma performansı sürekli olarak izlenmekte, arızalar önceden tahmin edilerek plansız duruş süreleri en aza indirilmektedir. Bu sayede bakım maliyetleri azalmakta ve üretim verimliliği artmaktadır.

Kalite Kontrol ve Hata Tespiti
YZ destekli görüntüleme sistemleri, üretim hatlarında kalite kontrol süreçlerini optimize etmektedir. Mikroskobik düzeydeki kusurları tespit edebilen bu sistemler, insan hatasını en aza indirerek ürünlerin kalite standartlarına uygunluğunu sağlamaktadır. Özellikle ilaç ve gıda sektörlerinde, YZ tabanlı kalite kontrol sistemleri ürün güvenliğini artırarak müşteri memnuniyetini güçlendirmektedir.

Ambalaj Tasarımı
YZ, ambalaj tasarımlarının optimize edilmesine de katkı sağlamaktadır. Malzeme kullanımı, dayanıklılık ve geri kazanım gibi kriterleri göz önünde bulundurarak ambalaj tasarımlarında kullanılan YZ algoritmaları, dolaylı olarak sürdürülebilirliği desteklemektedir. Bu teknoloji, ambalaj atıklarını azaltmanın yanı sıra, daha hafif ve çevre dostu malzemelerin kullanımını teşvik etmektedir.
Ayrıca YZ, müşteri deneyimini geliştirebilecek yenilikçi çözümleri desteklemektedir. Örneğin, QR kodlar ve akıllı etiketler aracılığıyla tüketicilere ürün hakkında daha fazla bilgi sunulabilir ya da dinamik ambalaj tasarımları müşteri geri bildirimlerine göre şekillendirilebilir.

Kişiselleştirilmiş Ambalaj ve Müşteri Deneyimi
YZ, müşteri verilerini analiz ederek ambalaj tasarımlarını kişiselleştirme imkânı sunmaktadır. Büyük ölçekli markalar belirli müşteri segmentlerine yönelik özel ambalajlar tasarlayarak marka sadakatini artırabilmektedir. YZ destekli pazarlama stratejileri sayesinde müşteri taleplerine daha hızlı ve etkili bir şekilde yanıt verilebilmektedir.
Özellikle gıda ve içecek sektöründe belirli demografik gruplara özel tasarlanmış sınırlı sayıda ambalaj üretimi, tüketicilere kendilerini özel hissettiren bir deneyim sunmaktadır. Bu da müşteri sadakatini ve satışları olumlu yönde etkilemektedir.

Tedarik Zinciri Optimizasyonu
YZ, stok yönetiminden başka lojistik ve dağıtım süreçlerini optimize ederek maliyetleri düşürmekte ve verimliliği artırmaktadır. Gerçek zamanlı veri analizi ile envanter seviyeleri takip edilerek talep tahminleri yapılmakta ve tedarik süreçleri buna göre planlanmaktadır. Bu, özellikle küresel tedarik zincirlerinde maliyetleri azaltarak ürün teslimat sürelerini kısaltmaktadır.
YZ tabanlı lojistik çözümleri, en verimli teslimat rotalarını belirleyerek nakliye süreçlerini optimize etmektedir. Bu sayede yakıt tüketimi ve karbon emisyonları azaltılarak daha çevreci bir lojistik yönetimi sağlanmaktadır.

Akıllı Fabrikalar ve Robotik Otomasyon
YZ destekli robotik sistemler, üretim hatlarında montaj, sıralama ve paketleme gibi süreçleri optimize ederek insan-robot iş birliğini güçlendirmektedir. Bu sistemler, iş gücü verimliliğini artırırken hata oranlarını azaltmakta ve üretim süreçlerini daha esnek hale getirmektedir.

Atık Azaltma ve Çevreci Çözümler
YZ ile sürdürülebilir ambalaj üretimine yönelik çözümler geliştirmek ve atık miktarını azaltmak mümkündür. Üretim süreçlerini optimize eden YZ sistemleri, gereksiz malzeme kullanımını en aza indirerek çevresel etkiyi azaltabilir.
Özellikle karbon ayak izini düşürmeye yönelik çalışmalar, YZ sayesinde daha etkin bir şekilde yürütülebilmektedir. Ambalaj üreticileri, YZ kaynaklı verileri kullanarak çevresel etkilerini ölçebilir ve daha sürdürülebilir üretim stratejileri geliştirebilir.

Özetle Yapay Zekâ ile Ambalaj Sektörü
YZ, ambalaj sektöründe kalite kontrol, tedarik zinciri yönetimi, üretim otomasyonu ve sürdürülebilirlik gibi birçok alanda büyük dönüşümler sağlamaktadır. Kestirimci bakım sistemlerinden kişiselleştirilmiş ambalajlara kadar geniş bir kullanım alanına sahip olan YZ, şirketlere rekabet avantajı sunmakta ve operasyonel verimliliği artırmaktadır.
Ambalaj sektöründeki şirketler için YZ’yi benimsemek artık bir seçenek değil, zorunluluk haline gelmiştir. Daha akıllı, daha yeşil ve daha verimli üretim yapmak isteyenler, YZ’nin sunduğu imkanları hızla hayata geçirmelidir.

İncelediğim kaynaklar
https://www.packworld.com/trends/digital-transformation/article/22930562/ai-is-transforming-packaging-manufacturing
https://www.packagingdigest.com/artificial-intelligence/ai-unboxed-5-groundbreaking-packaging-innovations
https://www.linkedin.com/pulse/next-normal-packaging-how-ai-making-smarter-greener-more-t6kvc/

Teknoloji, Maliyet ve Hız ilişkileri

Yatırım, şirket açısından maliyet demektir. Bu maliyet artışı hem finansman giderinin hem de mevcut amortisman giderinin artması şeklinde kendini gösterir. Öte yandan, eskiyen makinelerin yenilenmesi, ilave kapasite sağlanması için de yatırımdan kaçınmak mümkün değildir. Peki, en son teknoloji yerine acaba daha eski teknolojiyi seçsek nihai üretim maliyeti daha düşük olur mu? Teknoloji seviyesinin, maliyet ve hız üzerindeki etkileri nedir? Gibi konuları aşağıda analiz etmeye çalıştım.

Sektörümüzdeki teknoloji seviyesi

Kutu üretmek açısından, sektörümüzde dört seviyede teknoloji olduğu söylenebilir:

1.   Manuel/iptidai makineler: Tambur, vargel, elle yapıştırma

2.   Yerli veya ucuz Uzak Doğu sloter ile kulak yapıştırma makinesi

3.   Uzak Doğuda üretilmiş, Avrupa kopyaları veya geliştirilmiş Uzak Doğu makineleri, inline

4.   Yüksek teknolojili Avrupa/Japon/Amerikan makineleri, inline

Yukarıdaki teknoloji çeşitliliğinin sayısını arttırmak mümkündür, çok detaya girmemek için bunu yapmayacağız. Bütün alternatif makine parklarına uygun 1000’er adetlik yeterli siparişimiz olsun. Aylık çalışma süresi ise 175 saat olsun, hangi makine parkı ile ne üretilebileceğine ve maliyetinin ne olacağını hesap edelim.

	parti büyüklüğü	1.000			aylık çalışma saati	175
teknoloji seviyesi	çalışma hızı kutu/saat	ayar süresi dakika	ayar sayısı hesabı	aylık ayar sayısı	aylık üretim süresi saat	aylık üretim miktarı kutu
1	300	45	42,85714	42	142,9	42.000
2	1.500	30	150	150	100,0	150.000
3	3.000	25	233,3333	233	77,8	233.000
4	9.000	15	484,6154	484	53,8	484.000

Makine parklarının üretim hızları, ikinci sütundaki gibi ve ayar süreleri de üçüncü sütundakiler gibi olsun. Bu varsayım altında, tambur-vargel parkı 42 ayar yaparak ayda 42.000 kutu üretirken, 4 numaralı teknoloji 484 ayar ile 484.000 kutu üretebilecektir.

teknoloji seviyesi	yatırım tutarı, bin $	vasıfsız işçi	nitelikli çalışan	toplam çalışan sayısı	aylık personel gideri bin $	aylık amortisman bin $	aylık toplam maliyet, bin $	birim maliyet $/bin kutu
1	150	4	3	7	7,0	2,5	9,5	226,2
2	350	3	3	6	6,3	5,8	12,1	80,9
3	750	2	2	4	4,2	12,5	16,7	71,7
4	1.500	1	3	4	4,9	25,0	29,9	61,8

En basit makine parkının yatırım tutarı 150 bin $ iken en yükseği 1,5 milyondur. (Verilen maliyetler gösterge mahiyetindedir.)
Doğal olarak her seviyede aynı sayıda ve aynı nitelikte çalışan olmayacaktır. Yukarıda vasıfsız işçi maliyeti 700 $ ve nitelikli bunun iki katı olduğu kabul edilmiştir.

Bütün parkların amortismanı 5 yıl üzerinden hesaplanmıştır. Bu veriler ışığında, en az aylık maliyet 9.500 $ ile tambur-vargel parkında oluşurken; 4 numaranın maliyeti (ilkinin 3 katından fazla) ve 29.900 $’dır.

Ancak en sağdaki birim maliyet sütununa göre en basit parkın üretim maliyetinin (personel + amortisman) en yüksek olduğunu söylemektedir.

İlk tespitimiz, üretim hızı ne kadar yüksek ise birim maliyet o kadar düşme eğilimindedir. Yukarıdaki örnekte, 4 numara, 3’ten iki misli yatırım tutarına sahip ve daha pahalı iş gücüne ihtiyaç duymaktadır. Buna rağmen, açık ara daha ucuza üretim yapmaktadır.

Parti büyüklüğünün, maliyete etkisi ise aşağıdaki tablodadır.

teknoloji seviyesi	100	250	500	1000	1500	2000	3000	4000	5000	7500
1	590,1	345,5	263,9	226,2	211,1	206,5	197,9	197,9	190,0	211,1
2	393,9	185,2	115,6	80,9	69,7	63,9	57,8	55,2	53,9	52,2
3	430,4	190,9	111,3	71,7	58,6	51,9	45,3	41,8	39,8	37,1
4	446,3	189,8	104,5	61,8	47,5	40,4	33,2	29,7	27,6	24,8

Tablo, 100 adetlik siparişlerden-5.000’lik partilere kadar her teknolojinin maliyetini göstermektedir. 100’lük partiler çalıştığında, 1 numara her bin kutuyu 590,1 $’a mal ederken 2 numara 393,9 $’a mal etmektedir. Tabloda koyu olarak verilen 393,9 ve 185,2 rakamları o partiler için en uygun maliyetli parkın 2 numara olduğunu söylemektedir.

İkinci tespitimiz, doğru teknolojiyi seçmenin önemine ilişkindir. Yapılacak işe (=hedef pazara) uygun teknoloji seçilmişse bir avantaj yakalanmıştır. Ülkemizdeki levha işleyen atölyelerin maliyet avantajının 250 adete kadar olan partilerde olduğu şeklindedir. 500 adetten itibaren, yüksek teknolojinin maliyeti kesinlikle en düşük olacaktır.

1000 adetten itibaren; Yerli, Uzak Doğu ve Avrupa makineleri arasındaki maliyet farkları açığa çıkmaya başlamaktadır. Maliyet değişimini gösteren grafik şu şekildedir:

Maliyet hesabında, enerji, mürekkep, PVA gibi giderler göz ardı edilerek; bütün teknolojilerde aynı olduğu kabul edilmiştir. Eğer bunları, her teknoloji için farklı rakamlar olarak dikkate alsa idik, sonuç yine değişmeyecektir.

Öte yandan, analiz tek vardiya üzerinden yapılmıştır. Üç vardiyada eğrilerin arası daha da açılmakta ve ileri teknoloji çok daha avantajlı konuma gelmektedir.

Üçüncü tespitimiz, kapasite kullanımı ile ilgilidir. Eldeki makine parkı hangi seviyede olursa olsun, maksimum seviyede çalıştırılmalıdır. Tek vardiya çalışan işletmeler, farkında olmadan maliyetlerini yükseltmiş olmaktadır.

Son tespit ise levha işleyen atölyeleri bekleyen tehlikeye ilişkindir. Tahminimce, levha işleyen atölyeler giderek daha az adetli işleri yapmak zorunda kalacaktır. Piyasada yüksek teknolojili kutu makinesi sayısı arttıkça, bu makineler daha küçük adetli siparişlere de ilgi duyacaktır.