سرنوشت تولید با توسعه کارخانه های هوشمند در آینده

کارخانه هوشمند در واقع اصطلاحی برای تاسیسات صنعتی است که مجموعه ای از روندهای فناوری پیشرفته مانند هوش مصنوعی (AI)، اینترنت اشیاء (IoT)، 5G فوق سریع و رباتیک را با یکدیگر ترکیب می‌کند. با ایجاد این فناوری های متحول کننده در تمام حوزه های عملیاتی خود، این کارخانه ها می توانند هزینه ها و ضایعات خود را کاهش دهند و در عوض عملیات تولید خود را شارژ کنند.

امروزه، بسیاری از این فناوری ها، البته به دور از چشم انداز فیلم های علمی_ تخیلی، برای تولید کنندگانی که نیاز به تضمین رقابت دارند، تبدیل به یک ضرورت شده است.

از بزرگترین کارخانجات هوشمند، می توان به کارخانه 5G غول ارتباطات اریکسون، لوئیسویل، در ایالت تگزاس آمریکا اشاره کرد که از سوی مجمع جهانی اقتصاد، به عنوان یک «فانوس دریایی جهانی» معرفی شده است، دلیل این نامگذاری، روش پیشگامی است که در این کارخانه در حوزه ترکیب فناوری، به کار گرفته شده است.

علاوه بر ایجاد مزایای تجاری برای صاحبان کارخانجات هوشمند، یک اصل مهم برای این کارخانه ها این امر است که آن ها به گونه ای طراحی شده اند که تاثیر مخرب شان بر محیط زیست را به حداقل برسانند. به عنوان مثال کارخانه لوئیسویل به طور کامل از انرژی های تجدیدپذیر تامین می شود.

این کارخانه در واقع مودم ها، رادیوها و ایستگاه های 5G را تولید می کند که در ربات های مستقلی که در خود کارخانه مشغول به کار هستند، استفاده می شود. شبکه 5G خصوصی نقش مهمی در برنامه های شرکت های دیگر برای ایجاد کارخانه ها و تاسیسات هوشمندشان خواهد داشت و در این میان کارخانه لوئیسویل اولین کارخانه ای است که آنها را در آمریکا تولید می کند. مسلما بومی سازی تولید هر محصول در هر کشور، کارایی بیشتری را در هزینه های مالی و البته آسیب های زیست محیطی ایجاد می کند، مثلا در این مورد، کاهش هزینه های وارد کردن دستگاه های دیجیتال پیشرفته از کشورهای شرق آسیا به کشورهای دیگر، و همچنین حذف انتشار دی اکسید کربن ناشی از حمل و نقل این دستگاه ها نمونه ای از صرفه جویی در هزینه هاست.

فناوری های کلیدی در کارخانه های هوشمند امروزی چیست؟

زیربنای مفهوم کارخانه هوشمند، در واقع همان ایده اینترنت اشیاء است که شامل شبکه هایی از دستگاه های آنلاین و متصل به یکدیگر، در تمامی اشکال و اندازه ها می شود! که تمام این ها به عنوان «شیء» شناخته می شوند، البته لازم به ذکر است که این اشیاء فقط از رایانه و تلفن های هوشمند و سایر دستگاه های رایج تشکیل نشده اند! در اصطلاح صنعتی، این موضوع می تواند به معنای تولید ماشین آلات، دوربین ها و حسگرهایی باشد که همه چیز را نظارت می کنند، از عملکرد ماشین ها گرفته تا امنیت در محیط کارخانه و کار روبات های خودکار یا روبات های همکاری که در کنار کارکنان انسانی فعالیت می کنند.

در بخش دوم، چنین در نظر گرفته می شود که بسیاری از فناوری ها از هوش مصنوعی استفاده می کنند، زیرا می توانند بدون نیاز به ورودی از سوی نیروی انسانی، بیاموزند و در مشاغل خود عملکرد بهتری را ارائه دهند. هوش مصنوعی در کارخانه های هوشمند مدرن، کاربردهای زیادی دارد، از امکان نگهداری پیش بینی کننده ی ماشین آلات گرفته تا اجازه دادن به روبات های مستقل برای حرکت ایمن در طبقه کارگاه.

بخش سوم، شامل واقعیت توسعه یافته است، که شامل واقعیت مجازی و واقعیت افزوده (VR/ AR) می شود. این بخش به طور فزاینده ای در تنظیمات صنعتی هوشمند استفاده می شود. واقعیت افزوده می تواند برای کمک به اپراتورهای ماشین آلات مانند رانندگان برای جعبه های در حال بارگیری و یا تخلیه کانتینرها از کشتی های بزرگ باری استفاده شود. در حالی که استفاده از واقعیت مجازی، اغلب برای کمک به آموزش کارگران در استفاده از تجهیزات سنگین و احتمالا خطرناک استفاده می شود.

چند نمونه از کارخانه های هوشمند

کارخانه ی اریکسون در امریکا، نمونه ای از یک کارخانه هوشمند پیشرفته است که در آن همه فناوری های موجود در فضای سیصد هزار متر مربعی آن، در ترکیب با یکدیگر قرار گرفته اند، این فضای کاری بین 200 نفر کارگر و تقریبا به همین تعداد ربات مستقل، به اشتراک گذاشته شده است.

کارخانه ی زیمنس در آمبرگ آلمان نیز اغلب به عنوان نمونه ای از تاسیسات کارخانه ای هوشمند و بسیار پیشرفته نام برده می شود. این کارخانه هم چنین به عنوان یک بستر آزمایشی برای فناوری های جدید تولید شده به محض در دسترس قرار گرفتن و هم چنین برای اجرای آزمایشی ابتکارات جدید در زمینه هایی مانند تعمیر و نگه داری پیش بینی کننده استفاده می شود.

کارخانه جانسون و جانسون در کورک، ایرلند، پیشگام تولید مدل های «دوقلوی دیجیتال» برای شبیه سازی فرآیندهای فیزیکی درگیر در ساخت دستگاه های پزشکی تولید شده در این کارخانه، می باشد. این فناوری، شرکت را قادر می سازد تا به منظور کاهش هزینه ها و البته کاهش ضایعات، بتواند عملکرد ماشین آلات و خطوط تولید خود را بهتر درک کند.

و در نهایت، «گیگافکتوری های تسلا» در کالیفرنیا و نوادا، اغلب به عنوان پیشرفته ترین کارخانه های جهان شناخته می شوند. هر دو کارخانه به طور کامل از انرژی های تجدید پذیر استفاده کرده و به سطح خالص صفر از انتشار آلاینده ها رسیده اند. این کارخانه ها از طرف ایلان ماسک، به نام «ماشین هایی که ماشین ها را می سازند» معرفی شده اند. هم چنین تسلا قصد دارد تا در سال جاری یک کارخانه ی گیگافکتوری دیگر را نیز در برلین آلمان افتتاح کند.

آینده کارخانه های هوشمند به چه سمت و سویی خواهد رفت؟

به گفته کارشناسان بزرگ عرصه ی فناوری، ورود تکنولوژی 5G، با حذف نیاز به اتصال دستگاه ها به کابل یا فیبر نوری، تغییری به اندازه یک زمین لرزه برای کارخانه های هوشمند به همراه داشته است. این امر به نوبه ی خود، افزایش قابل توجهی را برای انعطاف پذیری فراهم می کند، آن هم به وسیله ی دستگاه هایی که می توانند در حین انجام فرآیند، بدون آسیب رساندن به امنیت داده و تغییر کاربری داده به ابزاری مفیدتر شوند.

البته این فقط بخش اتصال است ولی به عنوان اساس و بنیان ترکیب فناوری ها در نظر گرفته می شود، زیرا در هر صورت باید بین دستگاه های مختلف اتصال برقرار شود! در مورد ربات های خودکار باید گفت آن ها پیشرفت جدیدی در دنیای صنعتی محسوب نمی شوند، زیرا چندین دهه است که در حال فعالیت و همکاری با انسان ها هستند، اما تلفیق آن ها با هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و سایر فناوری های نوظهور امروزی، در واقع به این معنی است که آن ها در حال رشد، تقویت و منعطف تر شدن هستند.

در واقع چنین به نظر می رسد که یک جعبه ابزار به شدت قدرتمند و شگفت انگیز در اختیار صنایع قرار می گیرد و نحوه ی پاسخگویی این جعبه ی ابزار، به عملکرد استفاده کننده، بستگی دارد.

مردم عادی در سراسر جهان آموختند که چگونه فناوری های جدید را جایگزین فناوری های قبلی کنند، مثل کار با گوشی های هوشمند، ماشین ها و مانیتورها! خوب مسلما وقتی راه هایی وجود دارد که فناوری صنعتی هوشمند همگام با پیشرفت های فناوری مصرف کننده، تکامل پیدا کند، چرا مردم نباید توقع داشته باشند که این فناوری در زمان انجام کارها در شرکت ها و کارخانجات نیز به کمک آن ها بیاید؟ پاسخ این سوال به معنای ایجاد تجربه های مشابه در هنگام کار با ابزار و ماشین آلات صنعتی است!

با این حال، مهم تر از همه این مسائل، پتانسیل این فناوری ها برای داشتن مزایای مثبت واقعی در کاهش مصرف برق، کاهش انتشار دی اکسید کربن و اثرات مخرب زیست محیطی است. بیایید امیدوار باشیم که می توانیم از این فرصت به نحو احسن استفاده کنیم و نقش مهمی در تغییر نحوه تولید و مصرف داشته باشیم!

مترجم: عاطفه جولانی (کارشناس ارشد)