ناشر: اتوماسیون صنعتی
Progress from Industry1.0 To Industry4.0
بشر در طول 300 سال گذشته شاهد چندین انقلاب صنعتی بوده است که اولین آنها با مکانیزاسیون و کشف موتور بخار در سال 1784 (انقلاب صنعتی 1) شکل گرفت. موج بعدی تحولات در حدود سال 1874 و با اختراع خطوط مونتاژ با قابلیت تولید انبوه چندین دستگاه با کیفیتی یکسان، به وقوع پیوست، دوره ای که از آن با عنوان انقلاب صنعتی 2 یاد می‌شود. در سال 1969، خودکارسازی خطوط مونتاژ مطرح شد، دستاوردی که منجر به انقلاب صنعتی 3 گشت. در حال حاضر ما شاهد انقلاب صنعتی 4 یا به عبارتی صنعت 4 هستیم، شرایطی که در آن چندین خط مونتاژ خودکار در طول یک زنجیره عرضه، از ماده اولیه گرفته تا محصول نهایی، قادرند به شکلی بلادرنگ(Real-time) با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. در این مقاله به طور خلاصه در مورد صنعت 4 و ارتباط آن با صنایع تولید فرآیندی(Process manufacturing industry)، مانند فولاد، کاغذ، برق، غذا و غیره بحث خواهد شد.
نیاز به صنعت 4
تأمین کالای مورد نیاز، در مکان و زمان مورد نیاز، نه تنها مستلزم خودکار شدن فرآیندهای مجزا در زنجیره ارزش(Value chain) میباشد، بلکه نیازمند ایجاد ارتباطی آزاد بین این فرایندهاست. این امر ضرورت ارتباط محصولات و فرایندهای مختلف در یک زنجیره عرضه با عبور از مرزهای سازمانی و جغرافیایی، به منظور ارائه زمان‌مند، سازگار و با کیفیت یک محصول، نشان می‌دهد. این «اتوماسیون متصل» موضوعی است که در حوزه صنعت 4 مطرح می‌شود.
تحول دیجیتال
اتوماسیون متصل با ایجاد تحولی دیجیتال در سرتاسر یک زنجیره ارزش از چرخه عمر یک محصول، بدست می‌آید. تحول دیجیتال در قالب سه گام ساده قابل بیان است:
دیجیتال کردن نقشه ها (Digitalization)
اتصال داده‌های ضمنی حاصل از حسگرهای مختلف اندازه گیری فیزیکی به اینترنت
دیجیتال‌سازی
حسگرهای متصل قابلیت مشاهده در محیطی شفاف را ایجاد می‌نمایند. تیم‌ها و بخش‌های مختلف یک کسب و کار از جمله تیم‌های تولید، کیفیت و تعمیر/ نگهداری به سادگی و به شکلی بلادرنگ می‌توانند اطلاعات درست را مشاهده کنند. این شفافیت منجر به درک بیشتر و دستیابی به نتیجه‌ای مشترک در مورد تصمیماتی مهم مانند افزایش تولید، حفظ کیفیت بالا و کمینه‌سازی زمان کار( Downtime) می‌شود.
مسیر تحول دیجیتال در صنعت 4
با بهره‌گیری از قابلیت انتقال بلادرنگ داده، می‌توان به راحتی اطلاعات تولید را با اطلاعات کاری ادغام کرد. اینجا جایی است که تحول دیجیتال آغاز می‌شود. کارخانه‌ها می‌توانند با کمک تحول دیجیتال، فرآیندهای خود را به شکلی هموار و انعطاف پذیر تغییر دهند و یا اصلاح نمایند.
برای مثال، یک کارخانه تولید مایعات الکلی را نظر بگیرید که تقاضا برای آن در بازار، به دلیل وضعیت کنونی همه گیری بیماری تغییر کرده است. این کارخانه می‌تواند به سادگی و حتی در مدت یک شبانه روز، تولید خود را از مایعات الکلی به مواد ضدعفونی کننده تغییر دهد.
معنی تحول دیجیتال در صنعت چیست؟
خدمات
شرکت‌ها علاوه بر محصولات فیزیکی، به ارائه خدمات بلادرنگ نیز روی خواهند آورد. این خدمات، به تولیدکنندگان نوعی قابلیت انعطاف می‌دهد تا بتوانند به محصول نهایی ارزش افزوده ببخشند و بر اساس نیاز بازار، مقیاس عملیات تولید را افزایش یا کاهش دهند. این امر مانع افزایش ناگهانی موجودی کالا و جهش قیمت گذاری آن، در جهان همواره متغییر کنونی می‌گردد.
پیشنهاد ادغام
امروزه شرکت‌ها و بخش‌های مختلف به این نتیجه رسیده‌اند که برای غلبه بر بلایای طبیعی و بی سابقه، باید دست به دست هم بدهند. برای مثال، شرکت‌های اندازه گیری آب، به صورت بلادرنگ اطلاعات مربوط به سطح فعلی آب در بخش‌های مختلف بستر رودخانه‌ها را با آژانس‌های پیش بینی هوا به اشتراک می‌گذارند. این امر به نهادهای شهری در پیش بینی نقاط احتمالی بحران در طول رودخانه‌ها و اعلام هشدارهای متناسب، کمک خواهد کرد. به این ترتیب می‌توان برای جلوگیری از صدمات جانی و مالی، تصمیماتی زودهنگام اتخاذ نمود.
حسگرسازی (Sensorisation)
تمام جنبه‌های مطرح در یک زنجیره ارزش مانند بهداشت، ایمنی، محیط زیست، کارایی و بهینه سازی فرایند، را می‌توان وارد دنیای مجازی کرد. پیشرفت فن آوری و انجام اقدامات جدید و نوآورانه منجر به تکامل زیرساخت‌های لازم برای این تحول خواهد شد.
رایانش لبه‌ای(Edge computing)
بسیاری از کارخانه‌های قدیمی تولید فرآیند، برای سازگاری با شرایط فعلی باید دیجیتالی شوند. این تحول نیازمند دستگاه‌های رایانش لبه‌ای است که به راحتی قابلیت ادغام با سیستم‌های موجود را داشته باشند و بتوانند اطلاعاتی بلادرنگ حاوی جنبه‌های مختلف فرآیند را در اختیار قرار دهند.
رایانش مه(Fog computing)
در حال حاضر حسگرهای یک بعدی مورد استفاده، قادر به جمع‌آوری داده از یک جنبه واحد و در بهترین حالت، برای کاربردهای تشخیصی پایه هستند. این حسگرها به تدریج کامل‌تر می‌شوند، طوری که قادر خواهند بود اطلاعاتی چند بعدی را در اختیار کاربران قرار دهند. حسگرها در آینده، داده‌های کیفی و مرتبط بیشتری را به صورت بلادرنگ و همزمان، به چندین کاربر ارائه خواهند نمود. برای مثال، اطلاعات تشخیصی به تیم‌های ساخت و نگهداری، اطلاعات مصرف و تولید به تیم تولید، و اطلاعات مرتبط با کیفیت به تیم کیفیت از جمله این داده‌هاست. در آینده موانع جغرافیایی با استفاده از قابلیت رایانش مه، کم رنگ خواهد شد و کل زنجیره ارزش در قالب یک چارچوب واحد بسیار تعاملی و خودآموز در دسترس خواهد بود. این فرصتی برای رفع نیازهای کاربر به شکلی سریع و مؤثر را فراهم خواهد نمود.
Jayesh Suratwala یک مهندس ابزار دقیق است. وی در سال 1999 از دانشگاه Pune فارغ التحصیل شد. او کار خود را در Forbes Marshall، و با فروش دستگاه‌های حسگر میدانی مانند فرستنده‌های فشار و دما و مبدل‌های i/P آغاز کرد. او سپس به فروش کنترلرهای چند حلقه‌ای، سیستم‌های کنترل هیبریدی و سیستم‌های DCS سطح بالا مشغول شد. Jayesh در حال حاضر مدیر بخش نوآوری‌های دیجیتالی New Age Services برای واحدهای مختلف تجاری Forbes Marshall است.
