خدمات گسترش و تحول دیجیتال در صنعت نسل چهارم

چگونه فناوری‌های صنعت ۴.۰ در حال تغییر بخش تولید هستند

تولیدکنندگان در حال یکپارچه‌سازی فناوری‌های جدیدی مانند اینترنت اشیاء (IoT)، رایانش ابری و تجزیه و تحلیل، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در تاسیسات تولیدی و کل عملیات خود هستند.

کارخانه‌های هوشمند مجهز به حسگرهای پیشرفته، نرم‌افزارهای تعبیه‌شده و ربات‌هایی هستند که داده‌ها را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل می‌کنند و به تصمیم‌گیری بهتر کمک می‌کنند. ارزش‌آفرینی حتی زمانی بالاتر می‌رود که داده‌های حاصل از عملیات تولید با داده‌های عملیاتی از سیستم‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP)، زنجیره تامین، خدمات مشتری و سایر سیستم‌های سازمانی ترکیب شود تا سطوح کاملا جدیدی از شفافیت و بینش از اطلاعاتی که قبلا جدا از هم بودند، به دست آید.

این فناوری‌های دیجیتال منجر به افزایش اتوماسیون، نگهداری پیش‌بینی‌پذیر، بهینه‌سازی خودکار فرآیندهای بهبود و مهم‌تر از همه، دستیابی به سطح جدیدی از کارایی و پاسخگویی به مشتری می‌شود که پیش از این امکان‌پذیر نبود.

توسعه کارخانه‌های هوشمند فرصتی فوق‌العاده برای ورود صنعت تولید به انقلاب صنعتی چهارم فراهم می‌کند. تجزیه و تحلیل حجم عظیمی از داده‌های کلان که از سنسورهای کف کارخانه جمع‌آوری می‌شود، امکان نظارت لحظه‌ای بر دارایی‌های تولیدی را فراهم می‌کند و می‌تواند ابزارهایی را برای انجام نگهداری پیش‌بینی‌پذیر به منظور به حداقل رساندن خرابی تجهیزات ارائه دهد.

استفاده از دستگاه‌های پیشرفته اینترنت اشیاء در کارخانه‌های هوشمند منجر به افزایش بهره‌وری و بهبود کیفیت می‌شود. جایگزینی مدل‌های کسب‌وکار بازرسی دستی با بینش بصری مبتنی بر هوش مصنوعی، خطاهای تولید را کاهش داده و موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود. پرسنل کنترل کیفیت می‌توانند با حداقل سرمایه‌گذاری، یک تلفن هوشمند متصل به ابر را برای نظارت بر فرآیندهای تولید از هر مکانی راه‌اندازی کنند. با به کارگیری الگوریتم‌های یادگیری ماشین، تولیدکنندگان می‌توانند خطاها را بلافاصله تشخیص دهند، به جای اینکه در مراحل بعدی که کار تعمیر پرهزینه‌تر است، متوجه شوند.

مفاهیم و فناوری‌های صنعت ۴.۰ را می‌توان در سراسر انواع شرکت‌های صنعتی، از جمله تولید گسسته و فرایندی، و همچنین نفت و گاز، معدن و سایر بخش‌های صنعتی به کار گرفت.

چه فناوری‌هایی محرک صنعت ۴.۰ هستند؟

اینترنت اشیاء (IoT)

اینترنت اشیاء جزء اصلی کارخانه‌های هوشمند است. ماشین‌آلات موجود در کف کارخانه مجهز به حسگرهایی هستند که دارای یک آدرس IP هستند و به ماشین‌ها این امکان را می‌دهند تا با سایر دستگاه‌های دارای وب ارتباط برقرار کنند. این مکانیزاسیون و اتصال، امکان جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل و تبادل حجم زیادی از داده‌های ارزشمند را فراهم می‌کند.

رایانش ابری

رایانش ابری زیربنای هر استراتژی صنعت ۴.۰ است. تحقق کامل تولید هوشمند نیازمند اتصال و یکپارچه‌سازی مهندسی، زنجیره تامین، تولید، فروش و توزیع و همچنین خدمات است. رایانش ابری به تحقق این امر کمک می‌کند. علاوه بر این، حجم عظیم داده‌ای که معمولاً ذخیره و تجزیه و تحلیل می‌شود، می‌تواند با رایانش ابری کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر پردازش شود. رایانش ابری همچنین می‌تواند هزینه‌های راه‌اندازی را برای تولیدکنندگان کوچک و متوسط که می‌توانند نیازهای خود را متناسب‌سازی کرده و با رشد کسب و کارشان آن‌ها را ارتقا دهند، کاهش دهد.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین به شرکت‌های تولیدی اجازه می‌دهد تا از حجم اطلاعات تولید شده نه تنها در کف کارخانه، بلکه در سراسر واحدهای تجاری خود و حتی از شرکا و منابع شخص ثالث، نهایت استفاده را ببرند. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌توانند بینش‌هایی را ایجاد کنند که قابلیت مشاهده، پیش‌بینی و اتوماسیون عملیات و فرآیندهای کسب و کار را فراهم می‌آورد. برای مثال، تشخیص خرابی قریب الوقوع ماشین‌های صنعتی در طی فرآیند تولید امکان‌پذیر می‌شود. استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده از این دارایی‌ها می‌تواند به کسب‌وکارها در انجام نگهداری پیش‌بینی‌پذیر بر اساس الگوریتم‌های یادگیری ماشین کمک کند که در نتیجه منجر به افزایش زمان بهره‌وری و کارایی بالاتر خواهد شد.

محاسبات لبه (Edge Computing)

نیازهای عملیات تولید لحظه‌ای به این معناست که برخی از تحلیل‌های داده باید در «لبه» انجام شود، یعنی جایی که داده در آنجا ایجاد می‌شود. این کار تأخیر زمانی را از زمان تولید داده تا زمانی که پاسخی لازم است، به حداقل می‌رساند. برای مثال، تشخیص یک مشکل ایمنی یا کیفیت ممکن است نیاز به اقدام تقریباً لحظه‌ای با تجهیزات داشته باشد. زمانی که برای ارسال داده به ابر سازمانی و سپس بازگرداندن آن به کف کارخانه نیاز است، ممکن است خیلی طولانی باشد و به قابلیت اطمینان شبکه بستگی دارد. استفاده از محاسبات لبه همچنین به این معنی است که داده‌ها در نزدیکی منبع خود باقی می‌مانند و خطرات امنیتی را کاهش می‌دهند.

امنیت سایبری (Cybersecurity)

شرکت‌های تولیدی همیشه به اهمیت امنیت سایبری یا سیستم‌های سایبر-فیزیکی توجه نداشته‌اند. با این حال، همان اتصال تجهیزات عملیاتی در کارخانه یا محیط عملیاتی (OT) که امکان فرآیندهای تولید کارآمدتر را فراهم می‌کند، مسیرهای ورود جدیدی را برای حملات مخرب و بدافزار ایجاد می‌کند. هنگام گذراندن تحول دیجیتال به سمت صنعت ۴.۰، در نظر گرفتن رویکردی جامع برای امنیت سایبری که تجهیزات IT و OT را در بر می‌گیرد، ضروری است.

مدل دیجیتال (Digital Twin)

تحول دیجیتال ارائه شده توسط صنعت ۴.۰ به تولیدکنندگان این امکان را داده است که مدل‌های دوقلوی دیجیتالی ایجاد کنند که نمونه‌های مجازی از فرآیندها، خطوط تولید، کارخانه‌ها و زنجیره‌های تامین هستند. یک مدل دیجیتال با کشیدن داده از حسگرهای اینترنت اشیاء، دستگاه‌ها، PLCها و سایر اشیاء متصل به اینترنت ایجاد می‌شود. تولیدکنندگان می‌توانند از مدل‌های دیجیتال برای افزایش بهره‌وری، بهبود گردش کار و طراحی محصولات جدید استفاده کنند. برای مثال، با شبیه‌سازی فرآیند تولید، تولیدکنندگان می‌توانند تغییراتی را در فرآیند آزمایش کنند تا راه‌هایی برای به حداقل رساندن خرابی یا بهبود ظرفیت پیدا کنند.

ویژگی‌های یک کارخانه هوشمند

تجزیه و تحلیل داده برای تصمیم‌گیری بهینه:

سنسورهای تعبیه‌شده و ماشین‌آلات به هم مرتبط، حجم قابل توجهی از داده‌های کلان را برای شرکت‌های تولیدی تولید می‌کنند. تجزیه و تحلیل داده می‌تواند به تولیدکنندگان در بررسی روندهای گذشته، شناسایی الگوها و تصمیم‌گیری بهتر کمک کند. کارخانه‌های هوشمند همچنین می‌توانند از داده‌های سایر بخش‌های سازمان و اکوسیستم گسترده تامین‌کنندگان و توزیع‌کنندگان خود برای ایجاد بینش‌های عمیق‌تر استفاده کنند. با بررسی داده‌های منابع انسانی، فروش یا انبارداری، تولیدکنندگان می‌توانند تصمیمات تولید را بر اساس حاشیه سود و پرسنل بگیرند. یک نمایشنامه دیجیتال کامل از عملیات را می‌توان به عنوان یک "مدل دیجیتال" ایجاد کرد.

یکپارچه‌سازی IT-OT:

معماری شبکه کارخانه هوشمند به قابلیت اتصال متقابل بستگی دارد. داده‌های لحظه‌ای جمع‌آوری‌شده از حسگرها، دستگاه‌ها و ماشین‌آلات در کف کارخانه می‌توانند توسط سایر دارایی‌های کارخانه بلافاصله مصرف و استفاده شوند، و همچنین در سایر اجزای موجود در پشته نرم‌افزار سازمانی، از جمله برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) و سایر نرم‌افزارهای مدیریت کسب‌وکار به اشتراک گذاشته شوند.