ظهور تولید مکانیکی در طول انقلاب صنعتی اول در اواخر قرن هجدهم اتفاق افتاد که در آن دوران از نیروی محرکه آب و بخار به منظور به گردش درآوردن چرخ صنعت استفاده می‌شد. دو قرن بعد، ورود برق به صنعت و خطوط مونتاژ، منجر به گسترش تولید انبوه و تقسیم کار در انقلاب صنعتی دوم گردید. پیشرفت سریع منجر به انقلاب صنعتی سوم در حدود سال ۱۹۷۰، زمانی که رایانه‌ها و فناوری اطلاعات برخی از فرآیندهای صنعتی را خودکار کردند گردید.
از زمانی که اصطلاح انقلاب صنعتی چهارم (صنعت ۴.۰) در سال ۲۰۱۱ مطرح شد، فناوری‌های مرتبط با آن توسعه یافته‌اند تا امکان تولید غنی از داده، بهم پیوسته و شدیدا خودکار به نام تولید هوشمند را فراهم کنند. بررسی «تولید هوشمند» موضوعی که در ادامه به بررسی آن می‌پردازیم.
تولید هوشمند چیست؟
به گفته پل ولنر، نایب رئیس و مدیر دپارتمان تکنیک‌های تولید محصولات صنعتی و ساختمانی ایالات متحده، تولید هوشمند به دیجیتالی شدن گسترده تمام شیوه‌های تولید، از پایین‌ترین سطح کارخانه تا تمام جنبه‌های تجاری سطح بالای آن، اشاره داشته و شامل طراحی محصول، زنجیره تأمین، تولید، توزیع و فروش است.
تولید هوشمند در واقع بخشی از انقلاب صنعتی چهارم (صنعت ۴.۰) است که با سیستم‌های فیزیکی-سایبری متصل به‌هم مانند ربات‌ها و ماشین‌های هوشمندی مشخص می‌گردد که از توانایی تشخیص و هشدار خودکار خرابی‌های احتمالی برخورداند. فناوری در حال گسترش اینترنت اشیا، دستگاه‌ها و ماشین‌های قدرتمندتری را مجهز به حسگرهای هوشمند به ارمغان می‌آورد که جریان‌های مداوم داده‌های مورد استفاده را به منظور تجزیه و تحلیل سیستم‌ها در فضای ابری آپلود می‌کنند.
این مجموعه‌های کلان داده با استفاده از هوش مصنوعی، مجهز به یادگیری ماشینی شده و بدین‌ترتیب با جذب داده‌های بیشتر، دقت و قابلیت پیش‌بینی آن‌ها بیشتر می‌شود. اتوماسیون و اتصال داده‌ای، زنجیره‌های تأمین چابک‌تری را ایجاد می‌کند که در آن کشتی‌ها و کامیون‌ها با انبارها، وسایل نقلیه خودران یا نیمه‌خودران و هواپیماهای بدون سرنشین ارتباط برقرار می‌کنند. ربات‌های متحرک و کوبات‌ها (ربات‌های مشارکتی) نیز در این فرآیند قرار گرفته و حمل و نقل و تدارکات را خودکارتر می‌کنند.
مزایای بهره‌مندی از تولید هوشمند
تولید هوشمند به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا ضمن افزایش راندمان، از منحنی رقابتی جلوتر رفته و مدل‌ها و شیوه‌های تجاری جدیدتری را کشف کنند. کسب‌وکارهای مختلف می‌توانند از تولید هوشمند به منظور کمک به ساده‌سازی فرآیندها، افزایش بهره‌وری، باقی ماندن در فضای رقابتی تجارت و آماده‌سازی برای آینده، از جمله برای رویدادهای بی‌سابقه، مانند یک بیماری همه‌گیر نظیر آنچه در پاندمی کووید-۱۹ رخ داد، استفاده کنند.
طبق برخی نظرسنجی‌های انجام شده در خصوص چالش اصلی عوامل کاهش سرعت تولید هوشمند بیش از نیمی از نظرات اشاره به نگرانی‌های مالی یا عدم آگاهی در مورد فناوری‌های مرتبط داشته‌اند. مطمئناً، اتخاذ رویکرد تولید هوشمند مستلزم سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی در هر دو حوزه منابع مالی و انسانی بوده و با ریسک‌هایی نیز همراه خواهد بود. با این حال، هر تولیدکننده، خواه ابتکارات تولید هوشمند را شروع کرده باشد یا نه، می‌تواند با پیگیری این مسیر، برای کسب و کار خود ارزش‌آفرینی کند که ارزش این ابتکارات عموماً بیشتر از ریسک‌های مالی و عملیاتی آن است.
طبق مطالعات متعدد انجام شده در کشورهای مختلف، کارخانه‌ها و مجتمع‌های تولیدی که اقدام به پیاده‌سازی حتی سطح اندکی از ابتکارات تولید هوشمند نموده‌اند، با افزایش متوسط بهره‌وری سالانه، درصد تولید و متوسط استفاده از ظرفیت کارخانه مواجه شده‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که قابلیت‌های تولید هوشمند چقدر در راستای توانمندسازی تولیدکنندگان برای رقابت در سال‌های آینده حائز اهمیت خواهد بود. در واقع، صرف نظر از کندی اقتصادی و اختلالات زنجیره تأمین ناشی از همه‌گیری کووید-۱۹، اکنون زمان آن فرا رسیده است که کسب‌وکارها ابتکارات تولید هوشمند را به منظور حفظ توانمندی رقابت خود مدنظر قرار دهند.
چگونه قدم در مسیر تولید هوشمند بگذاریم؟
در مورد کسب‌وکارهایی که به تولید هوشمند علاقه‌مند بوده اما از موانع مالی یا فنی آن هراس دارند، خبر خوب این است که مجبور نیستند تولید خود را در طی یک جهش بزرگ، زیر و رو کنند. در واقع، مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که قدم‌های کوچک مستمر اغلب به پیروزی‌های بزرگ‌تری منجر می‌شود. شرکت‌های موفق در این حوزه معمولاً با حمایت از مدیران به‌ویژه مدیر ارشد فناوری و راه‌اندازی چندین پروژه کوچک با سرمایه‌گذاری اولیه کم شروع کرده‌اند. در گام بعدی با پیوند این پروژه‌ها به معیارهای تجاری قابل سنجش، آن‌ها می‌توانند از هر دستاور و موفقیت اولیه‌ای به عنوان انگیزه‌ای برای جذب سرمایه‌گذاری‌های بیشتر استفاده کنند.
بر طبق توصیه پیشتازان تولید هوشمند در جهان، بهتر است تولیدکنندگانی که قدم به این مسیر می‌گذارند، در ابتدا اقدام به دیجیتال کردن داده‌های آنالوگ خود کنند؛ فرآیندهای آنالوگ دستی را حذف کرده و سیستمی مستقر کنند که همه چیز را در یک پایگاه داده دیجیتال ثبت کند. سپس می‌بایست با بهره‌گیری از این داده‌های پایه و وارد نمودن اطلاعات بیشتر از فرآیندهای کارخانه، حلقه‌های بازخوردی ایجاد کنند که این ورودی اضافی می‌تواند برگرفته از داده‌های سنسورها یا از کارگرانی باشد که داده‌ها را در نقاط مختلف فرآیند وارد می‌کنند.
بدین ترتیب هرچه نقاط داده‌ای بیشتر و بیشتری ثبت می‌کنید، بینش بیشتری در مورد آنچه اتفاق می‌افتد به دست می‌آورید و این به شما فرصت بهتری می‌دهد تا در واقع وضعیت موجود را درک کرده و در مسیر فهم بیشتر و شفاف‌تر شدن فرآیندها قدم بگذارید. هنگامی که از آنچه در کارخانه می‌گذرد آگاه شدید، می‌توانید گلوگاه‌ها را کشف کنید. پس از آشکار شدن مشکلات توسط داده‌ها، قادر خواهید بود به ایجاد تغییرات در ابعاد مختلف فکر کنید و اینجاست که کاربرد محاسبات و الگوریتم‌های بیشتر می‌تواند کمک کند. اکنون، شما یک چارچوب دیجیتالی کامل داشته و مجموعه شما از حلقه‌های ورودی و بازخوردی برخودار می‌شود که به شما بینش لازم برای پیدا کردن گزینه‌های مختلف به منظور ادامه اصلاح و بهینه‌سازی عملیات در سطوح مختلف کارخانه از پایین‌ترین تا بالاترین سطح را به شما می‌دهد.
در مقاله بعد، به معرفی مثال‌های مختلفی از فناوری‌های تولید هوشمند اشاره خواهیم کرد.
گرداورنده: محمد انتخاب شهابی؛ کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
منابع مورد مطالعه:
https://b2n.ir/b33076
https://b2n.ir/a16821
https://b2n.ir/y67891
https://b2n.ir/x70033
https://b2n.ir/n79481
https://b2n.ir/r29597
