صنعت 4.0 چیست؟
صنعت 4.0 انقلابی در نحوه تولید، بهبود و توزیع محصولات خود توسط شرکت‌ها ایجاد می‌کند. سازندگان در حال ادغام فناوری‌های جدید از جمله اینترنت اشیا (IoT)، محاسبات ابری و تجزیه و تحلیل، و هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در امکانات تولیدی خود و در طول عملیات خود هستند.
این کارخانه‌های هوشمند مجهز به حسگرهای پیشرفته، نرم‌افزارهای تعبیه‌شده و روباتیک هستند که داده‌ها را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل می‌کنند و امکان تصمیم‌گیری بهتر را فراهم می‌کنند. حتی ارزش بالاتری ایجاد می‌شود که داده‌های عملیات تولید با داده‌های عملیاتی از ERP، زنجیره تامین، خدمات مشتری و سایر سیستم‌های سازمانی ترکیب شوند تا سطوح کاملاً جدیدی از دید و بینش را از اطلاعات ذخیره‌شده قبلی ایجاد کنند. با مقاله امروز سپیانی همراه باشید تا تمام اطلاعات لازم را درمورد صنعت 4.0 کسب کنید.
حتما بخوانید:
نیاز کارخانه‌های هوشمند به صنعت 4.0
توسعه کارخانه‌های هوشمند فرصتی باورنکردنی برای صنعت تولید برای ورود به انقلاب صنعتی چهارم فراهم می‌کند. تجزیه و تحلیل حجم زیادی از داده‌های بزرگ جمع‌آوری شده از حسگرها در کف کارخانه، دید در زمان واقعی دارایی‌های تولیدی را تضمین می‌کند و می‌تواند ابزارهایی را برای انجام تعمیرات پیش‌بینی‌کننده به منظور به حداقل رساندن خرابی تجهیزات فراهم کند.
مطلب مرتبط: اینترنت اشیا (IOT) چیست؟
استفاده از دستگاه‌های IoT با فناوری پیشرفته در کارخانه‌های هوشمند منجر به بهره‌وری بالاتر و بهبود کیفیت می‌شود. جایگزینی مدل‌های تجاری بازرسی دستی با بینش‌های بصری مبتنی بر هوش مصنوعی، خطاهای تولید را کاهش می‌دهد و در هزینه و زمان صرفه‌جویی می‌کند. با حداقل سرمایه‌گذاری، پرسنل کنترل کیفیت می‌توانند یک گوشی هوشمند متصل به فضای ابری راه‌اندازی کنند تا فرآیندهای تولید را تقریباً از هر نقطه نظارت کند. با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، سازندگان می‌توانند خطاها را فوراً تشخیص دهند، نه در مراحل بعدی که کار تعمیر گران‌تر است.
فناوری های صنعت 4.0
مفاهیم و فناوری‌های صنعت 4.0 را می‌توان در همه انواع شرکت‌های صنعتی، از جمله تولید گسسته و فرآیندی، و همچنین نفت و گاز، معدن و سایر بخش‌های صنعتی به کار برد.
از بخار تا حسگر: پیشینه تاریخی صنعت 4.0
اولین انقلاب صنعتی
با شروع در اواخر قرن هجدهم در بریتانیا، اولین انقلاب صنعتی به تولید انبوه با استفاده از نیروی آب و بخار به جای نیروی صرفاً انسانی و حیوانی کمک کرد. کالاهای تمام شده با ماشین آلات ساخته می‌شدند نه با دست.
انقلاب صنعتی دوم
یک قرن بعد، انقلاب صنعتی دوم خطوط مونتاژ و استفاده از نفت، گاز و برق را معرفی کرد. این منابع انرژی جدید، همراه با ارتباطات پیشرفته تر از طریق تلفن و تلگراف، تولید انبوه و درجاتی از اتوماسیون را برای فرآیندهای تولید به ارمغان آورد.
انقلاب صنعتی سوم
سومین انقلاب صنعتی که در اواسط قرن بیستم آغاز شد، کامپیوترها، مخابرات پیشرفته و تجزیه و تحلیل داده‌ها را به فرآیندهای تولید اضافه کرد. دیجیتالی شدن کارخانه‌ها با تعبیه کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) در ماشین آلات برای کمک به خودکارسازی برخی از فرآیندها و جمع آوری و به اشتراک گذاری داده‌ها آغاز شد.
مطالب مرتبط:
انقلاب صنعتی چهارم
ما اکنون در چهارمین انقلاب صنعتی هستیم که به آن صنعت 4.0 نیز می‌گویند. داده‌های آگاهانه که با افزایش اتوماسیون و استفاده از ماشین‌های هوشمند و کارخانه‌های هوشمند مشخص می‌شود، به تولید کالاها به طور کارآمدتر و مولدتر در زنجیره ارزش کمک می‌کند. انعطاف‌پذیری بهبود می‌یابد تا تولیدکنندگان بتوانند با استفاده از سفارشی‌سازی انبوه، خواسته‌های مشتری را بهتر برآورده کنند که در نهایت به دنبال دستیابی به کارایی در بسیاری از موارد، با اندازه یک است. با جمع آوری داده‌های بیشتر از کف کارخانه و ترکیب آن با سایر داده‌های عملیاتی سازمانی، یک کارخانه هوشمند می‌تواند به شفافیت اطلاعات و تصمیم گیری‌های بهتر دست یابد.
صنعت 4.0 دقیقا چیست و چه سودی برای دنیای صنعتی دارد؟
صنعت 4.0 را می‌توان با ادغام ربات‌ها و ماشین آلات مستقل و سایر فناوری‌های هوشمند مشخص کرد. این امر حرکتی به سمت فناوری هوشمند در تولید با تمرکز بر اتصال است. برخی از مردم از این موج صنعتی جدید بعنوان ماشین‌هایی که از هوش سرشار هستند یاد می‌کنند. این انقلاب فناوری را در سازمان‌ها و زندگی روزمره مردم به هم متصل می‌کند. این ترکیبی از فن‌آوری‌های فیزیکی و دیجیتالی از طریق 9 پیشرفت فناوری اساسی است. این نه پیشرفت عبارتند از:
- تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ
- اینترنت صنعتی اشیا
- یکپارچه سازی سیستم افقی و عمودی
- ربات‌های خودمختار
- شبیه سازی
- واقعیت افزوده
- امنیت سایبری
- ابر
- تولید افزودنی
نکته مهم:
در سال 2015، مارکوس لورنز در یک رویداد تحت نظارت TED به نام TED@BCG سخنرانی کرد. این رویدادی بود که از سخنرانان دعوت کرد تا بیایند و در مورد ایده‌هایی صحبت کنند که به رشد در جهان کمک می‌کند. لورنز در مورد مزایای صنعت 4.0 و آنچه که ممکن است برای صنایع در سراسر جهان انجام دهد صحبت کرد.
او در سخنرانی خود از یک خط تولید ماست بعنوان نمونه‌ای استفاده کرد که نشان می‌دهد چگونه فناوری هوشمند می‌تواند بهره‌وری را افزایش دهد و ضایعات را در صنایع غذایی کاهش دهد. او توضیح داد که با فناوری غیرهوشمند، دستگاهی ظرف‌های ماست را با سرعت قابل توجهی پر و برچسب گذاری می‌کند. با این حال، او ادعا کرد که در اصل، دستگاه “گنگ” است. به عبارت دیگر، اگر روی ظرف ماست برچسب اشتباهی زده باشد، متوجه نخواهد شد. برای مثال ممکن است یک بسته‌بندی شکلات روی ماست فندقی بگذارد.
این اشتباه برای تولید کننده ماست زمان و هزینه بر است اما با معرفی فناوری‌های هوشمند می‌توان از آن جلوگیری کرد. او ادعا کرد که 8 درصد از تولید مواد غذایی منجر به “از دست رفتن محصول” یا 50 میلیارد دلار در سال می‌شود. با فناوری هوشمند، هر قطعه از تجهیزات دارای چیزی است که «دوقلوی دیجیتال» یا یک کپی دیجیتالی از آنچه باید ظاهر شود، داشته باشد. اگر از این در تولید ماست استفاده می‌شد، متوجه می‌شد که شیشه به اشتباه برچسب زده شده است و باعث صرفه جویی در هزینه و ناامیدی شرکت تولید می‌شود.
حتما بخوانید:
نرم افزار WinCC چیست؟ کاربرد آن
9 پیشرفت اساسی در فناوری 4.0
برای اینکه انقلاب صنعتی چهارم به ثمر بنشیند، نیاز به اختراع چند فناوری بسیار مهم داشت. برخی از این فناوری‌ها در خانه‌ها در سرتاسر جهان ظاهر می‌شوند (الکسای گوگل یا اکوی آمازون را در نظر بگیرید)، و همچنین در صنایع تولیدی نیز تفاوت زیادی ایجاد می‌کنند.
تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ
تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ به فرآیند پیچیده کسب اطلاعات در مورد مواردی مانند همبستگی‌های ناشناخته، ترجیحات مشتری و روندهای بازار اشاره دارد. در اصل تجزیه و تحلیل جمع آوری شده به کسب و کارها اجازه می‌دهد تا تصمیمات هوشمندانه‌ای در مورد آنچه باید تولید یا انجام دهند، اتخاذ کنند. این اطلاعات اغلب از چیزهایی مانند مدل سازی پیش بینی و الگوریتم‌های آماری به دست می‌آید.
اینترنت صنعتی اشیا
اینترنت اشیاء صنعتی به معنای استفاده از اینترنت و وای فای برای اتصال تمام قسمت‌های یک کارخانه هوشمند یا کارخانه صنعتی است. این می‌تواند برای ارتباطات ماشین به ماشین، داده‌های حسگر، یادگیری ماشین و موارد دیگر استفاده شود.
GE Digital آن را چنین توصیف می‌کند:
«شبکه‌ای از تعداد زیادی از دستگاه‌های صنعتی متصل شده توسط فناوری‌های ارتباطی که منجر به سیستم‌هایی می‌شود که می‌توانند نظارت، جمع‌آوری، تبادل، تجزیه و تحلیل و ارائه بینش‌های جدید ارزشمندی را ارائه دهند که هرگز قبلاً نبوده است. این بینش‌ها می‌توانند به اتخاذ تصمیمات تجاری هوشمندانه‌تر و سریع‌تر برای شرکت‌های صنعتی کمک کنند.»
ادغام سیستم افقی و عمودی
ادغام سیستم افقی و عمودی به دو جزء اصلی در توسعه کارخانه‌های هوشمند اشاره دارد. یکپارچه سازی افقی شبکه ای از ماشین‌ها و سیستم‌ها در یک خط تولید و همچنین بین شرکت ها، تامین کنندگان و مشتریان است. ادغام عمودی فرآیند اتصال تمام سطوح تولید از کف تولید به سطح تجاری یک شرکت است. این همچنین به اتصال مهندسان به سطح کارخانه واقعی محصولی که طراحی کرده‌اند کمک می‌کند.
فیلیپ گربرت، در مقاله‌ای به نام صنعت 4.0: آینده بهره‌وری و رشد در صنایع تولیدی می‌نویسد:
«با صنعت 4.0، شرکت‌ها، بخش‌ها، عملکردها و قابلیت‌ها بسیار منسجم‌تر خواهند شد، به‌عنوان داده‌های بین شرکتی و جهانی. شبکه‌های یکپارچه تکامل می‌یابند و زنجیره‌های ارزش واقعاً خودکار را فعال می‌کنند.»
ربات‌های خودمختار
در حالی که ربات‌های خودران مدتی است که در صحنه حضور دارند، با فناوری‌های جدید، می‌توانند هوشمندتر و سریع‌تر کار کنند. در واقع، به احتمال زیاد در آینده‌ای نه چندان دور، ربات‌ها و ماشین‌های هوشمند جدید قادر به تعامل و یادگیری از انسان خواهند بود. فن‌آوری‌های جدید همچنین به ربات‌های مستقل اجازه می‌دهند تا با یکدیگر تعامل داشته باشند و اقدامات خود را با توجه به هر محصول جدیدی که تولید می‌کنند تنظیم کنند.
شبیه سازی
مهندسان مدتی است که از شبیه سازی‌های سه بعدی استفاده می‌کنند. با این حال، همانطور که صنعت 4.0 به رشد خود ادامه می‌دهد، شبیه سازی‌ها در عملیات کارخانه نیز در دسترس خواهند بود. شبیه سازی به افراد امکان می‌دهد یک کپی دیجیتالی از یک چیز واقعی داشته باشند که بتوانند آن را به صورت دیجیتالی آزمایش و دستکاری کنند. این می‌تواند برای اقلام جداگانه یا برای کل کارخانه‌های کارخانه استفاده شود. شبیه سازی‌ها برای آموزش کارکنان و نظارت بر تولید نیز مفید هستند.
فیلیپ گربرت می‌نویسد:
«این شبیه‌سازی‌ها از داده‌های بلادرنگ برای انعکاس دنیای فیزیکی در یک مدل مجازی استفاده می‌کنند که می‌تواند شامل ماشین‌ها، محصولات و انسان‌ها باشد. این به اپراتورها اجازه می‌دهد تا تنظیمات دستگاه را برای محصول بعدی در دنیای مجازی قبل از تغییر فیزیکی آزمایش و بهینه کنند، در نتیجه زمان راه‌اندازی دستگاه را کاهش داده و کیفیت را افزایش می‌دهد.»
واقعیت افزوده
واقعیت افزوده یک فناوری نسبتا جدید است. در حال حاضر این فناوری برای مواردی مانند انتخاب قطعات در انبار از طریق روباتیک استفاده می‌شود. در آینده، مهندسان امیدوارند از واقعیت افزوده برای کمک به کارکنان در تعمیر و استفاده از ماشین آلات پیچیده استفاده کنند.
مارکوس لورنز از نمونه‌ای از هلیکوپتر سقوط کرده در منطقه‌ای دورافتاده استفاده کرد. او گفت که این مشکل می‌تواند در عرض چند دقیقه با واقعیت افزوده برطرف شود. نظریه او این بود که فردی بدون تجربه در تعمیر هلیکوپتر، اگر عینک واقعیت افزوده که به یک کامپیوتر مرکزی متصل است و از تمام جزئیات تعمیر هلیکوپتر می‌دانست، می‌تواند آن را برطرف کند. در زمان واقعی، می‌توان از طریق واقعیت افزوده فرآیند لازم برای تعمیر هلیکوپتر را به فرد گفت. به عنوان پوششی از دنیای واقعی، به فرد می‌گوید ابزار خود را کجا قرار دهد و چگونه یک نقطه خاص را تعمیر کند.
امنیت سایبری
با افزایش فناوری، شبکه و یکپارچه‌سازی، برای کارخانه‌ها و شرکت‌های هوشمند بسیار مهم است که سطوح بالایی از امنیت سایبری را در نظر بگیرند. بدون امنیت سایبری قوی، کارخانه‌ها با خطر هک شدن و از دست دادن تولید مواجه می‌شوند. کسانی که می‌خواهند صنعت خود را به فناوری هوشمند جدید تبدیل کنند، ممکن است بخواهند با شرکت‌های امنیت سایبری همکاری کنند یا آنها را خریداری کنند.
حتما بخوانید: انواع کامپیوتر های صنعتی
ابر
نوآوری ابری به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا داده‌ها و اطلاعات زیادی را ذخیره و به اشتراک بگذارند. با صنعت 4.0، شرکت‌های تولیدی باید داده‌های زیادی را در سراسر مرزهای شرکت به اشتراک بگذارند. این همچنین به آنها اجازه می‌دهد تا کارها را خیلی سریع از طریق اشتراک ابری ببینند و انجام دهند.
تولید افزودنی
تولید افزودنی توانایی تولید اقلام منحصر به فرد کم هزینه در داخل است. بعبارت دیگر، به جای برون سپاری یک اتصالات برای یک محصول سفارشی، یک شرکت می‌تواند خودش آن را تولید کند. این همچنین به کاهش کمبود محصول کمک می‌کند. چاپ سه بعدی به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که نمونه‌های اولیه ایجاد کرده و اجزای جداگانه تولید کنند. این می‌تواند در ساخت گروه‌های کوچک قطعات برای سفارش سفارشی مفید باشد.
چاپ سه بعدی به جای اینکه از مصرف کنندگان انتظار داشته باشد که یک محصول را یک اندازه خریداری کنند، به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا اقلامی را ایجاد کنند که مطابق با نیازهای مشتریان خود باشد. پاداش این پیشرفت این است که هزینه آن نسبتاً ارزان است.
عوامل بازدارنده
بزرگترین عوامل بازدارنده برای پیوستن مشاغل به صنعت 4.0 چیست؟
صنعت 4.0 می‌تواند مزایای زیادی برای یک شرکت ارائه دهد، اما برخی از دلایلی که صنایع ممکن است تمایلی به توسعه آن نداشته باشند یا ممکن است بخواهند این کار را به صورت تدریجی انجام دهند چیست؟
- هزینه: در حالی که مزایای بالقوه زیادی از به روز رسانی سیستم‌ها برای مطابقت با استانداردهای صنعت 4.0 وجود دارد، سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی وجود دارد.
- از دست دادن نیروی کار انسانی: با هر به روز رسانی تکنولوژیکی، به ویژه از طریق اتوماسیون، خطر از دست دادن شغل وجود دارد و این امکان وجود دارد که در صنعت 4.0 این اتفاق بیفتد. این به ویژه برای مشاغل با مهارت پایین صادق است، اگرچه پیش‌بینی‌هایی نیز وجود دارد که این تغییر صنعت باعث ایجاد مشاغل بیشتر از حذف آن خواهد شد.
- افزایش مشکلات امنیت سایبری: همانطور که در بالا ذکر شد، زمانی که کل یک کسب و کار به صورت الکترونیکی متصل می‌شود، خطر مشکلات امنیتی به طور قابل توجهی بالاتر است.
- مشکلات فنی: با فناوری بیشتر و نظارت کمتر انسانی، خطر مشکلات فنی وجود دارد که ممکن است پرهزینه باشد.
حتما بخوانید:
جمع بندی:
در مقاله امروز سپیانی به صنعت 4.0 پرداختیم. مقاله را با تعریف صنعت 4.0 و کاربرد آن در صنایع اشاره کردیم و در ادامه پیشرفت‌های حاصل در صنعت 4.0 را بررسی کردیم. چنانچه پس از مطالعه این مقاله سوال یا ابهامی در رابطه با صنعت 4.0 دارید میتوانید بصورت رایگان از مشاوره متخصصین سپیانی کمک بگیرید. همچنین برای خرید دستگاه‌های ذکر شده و دیگر تجهیزات لازم و آگاهی از قیمت و مشخصات فنی آنها میتوانید به بخش فروشگاه ما مراجعه کنید. جهت کسب اطلاعات بیشتر همین الان از طریق واتساپ با ما در تماس باشید.
