کارخانه‌ای که با مدیرش حرف می‌زند
توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده سالانه حدود ۱.۴ تریلیون دلار، معادل ۱۱ درصد درآمد ۵۰۰ شرکت بزرگ جهان، را از بین می‌برند. بخش بزرگی از این زیان پیش از وقوع نشانه‌هایی دارد که در بازدیدهای دوره‌ای دیده نمی‌شوند. کارخانه هوشمند با اتصال تجهیزات، داده‌ها و سامانه‌های مد…
خلاصه تحلیلی خبر
توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده سالانه حدود ۱.۴ تریلیون دلار، معادل ۱۱ درصد درآمد ۵۰۰ شرکت بزرگ جهان، را از بین می‌برند. بخش بزرگی از این زیان پیش از وقوع نشانه‌هایی دارد که در بازدیدهای دوره‌ای دیده نمی‌شوند. کارخانه هوشمند با اتصال تجهیزات، داده‌ها و سامانه‌های مد…
موضوعات اصلی: پشتیبانی شبکه، هوش مصنوعی، تولید، کارخانه، هوشمند، تجهیزات
توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده سالانه حدود ۱.۴ تریلیون دلار، معادل ۱۱ درصد درآمد ۵۰۰ شرکت بزرگ جهان، را از بین می‌برند. بخش بزرگی از این زیان پیش از وقوع نشانه‌هایی دارد که در بازدیدهای دوره‌ای دیده نمی‌شوند. کارخانه هوشمند با اتصال تجهیزات، داده‌ها و سامانه‌های مدیریتی، این نشانه‌ها را به تصمیم‌های به‌موقع تبدیل می‌کند و این رویکرد به ویژه برای صنایع ایران که با ناترازی انرژی، تحریم و ماشین‌آلات فرسوده دست‌وپنجه نرم می‌کنند، راهی برای استفاده بهتر از منابع محدود است. همکاران سیستم نیز با ترکیب ERP، برنامه‌ریزی تولید، نگهداشت و اینترنت اشیای صنعتی، راهکارهایی برای پیوند دادن کف کارخانه به اتاق تصمیم ارائه می‌کند.
بارها در فیلم‌های سینمایی دیده‌ایم که از داغ شدن بیش از حد یک دیگ بخار، شل شدن پیچ و مهره یک دستگاه در حال کار کردن و مواردی مانند این، به عنوان عامل تعلیق و هیجان استفاده می‌شود. بسته به فیلم‌نامه، گاهی به طور اتفاقی عامل خطر شناسایی و کنترل می‌شود و گاه نیز همین خطا به فاجعه می‌انجامد. تا همین چند سال پیش، چنین اتفاقاتی در کارخانه‌ها و مراکز تولیدی به وفور اتفاق می‌افتاد و قابل باور بود. اما آیا در کارخانه‌های فردا نیز چنین اتفاقاتی پذیرفتنی است؟ به‌نظر می‌رسد با فراگیری مفهوم صنعت ۴.۰ و کارخانه‌های هوشمند، رفته رفته باید با این تکنیک در داستان‌گویی و سینما خداحافظی کرد.
واقعیت این است که توقف ناگهانی دستگاه‌ها، هدررفت مواد اولیه، افزایش مصرف انرژی، خطای ماشین‌آلات و بسیاری دیگر از مشکلات تولید، پیش از آنکه خسارت‌بار شوند، نشانه‌هایی دارند که معمولاً در گزارش‌ها و بازدیدهای دوره‌ای از نظر دور می‌مانند. اما کارخانه هوشمند، به‌عنوان یکی از ارکان صنعت نسل چهارم، با اتصال تجهیزات و اطلاعات سازمانی می‌کوشد این نشانه‌ها را به تصمیم‌های به‌موقع تبدیل کند و جلوی زیان یا فاجعه را بگیرد. این مسیری است که در صنایع ایران نیز می‌تواند راهی برای استفاده بهتر از منابع محدود باشد.
صفر وفادارمدیرعامل شرکت فناوریهای نوین پایوند همکاران سیستم نیز درباره آثار مثبت قابل اندازه‌گیری هوشمندسازی در کارخانه‌های ایرانی می‌گوید
تاثیر مثبت هوشمندسازی صنعتی را می‌توان در افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌های عملیاتی و بهبود کیفیت تصمیم‌گیری مشاهده کرد. وقتی اطلاعات واقعی کف کارخانه به‌صورت لحظه‌ای و قابل‌اعتماد جمع‌آوری و تحلیل شود، امکان کاهش توقف‌های پیش‌بینی‌نشده، جلوگیری از تولید ضایعات و بهینه‌سازی مصرف انرژی فراهم می‌شود.
برای کارخانجات تولیدی، شناسایی عوامل خطا بسیار مهم است. مثلا در یک کارخانه لبنی سنتی، بطری‌ها روی نوار نقاله حرکت می‌کنند و محصولات راهی سردخانه می‌شوند. همه‌چیز عادی به نظر می‌رسد، اما کمپرسور سردخانه بیش از معمول می‌لرزد و مصرف برق آن بالا رفته است. هنوز دمای سردخانه از محدوده مجاز خارج نشده، ولی این تغییرات ممکن است نشانه مشکلی باشد که چند ساعت بعد، کل محصول تولیدی را در معرض نابودی قرار دهد. اما در یک سناریوی هوشمند، حسگرها این تغییرات را ثبت می‌کنند، سامانه پایش هشدار می‌دهد و تیم فنی فرصت پیدا می‌کند پیش از خرابی، دستگاه را بررسی و رفع عیب کند.
این مثال فرضی، تفاوت میان دو شیوه اداره کارخانه را نشان می‌دهد: واکنش پس از وقوع مشکل در سیستم سنتی تولید، یا شناسایی زودتر نشانه‌های آن در کارخانه‌های هوشمند.
بررسی‌ها نشان می‌دهد که توقف‌های ناخواسته هزینه سنگینی را به شرکت‌های بزرگ تحمیل می‌کند. بر اساس گزارش گزارش «هزینه واقعی توقف تولید» (True Cost of Downtime 2024) زیمنس، توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده سالانه حدود ۱.۴ تریلیون دلار برای ۵۰۰ شرکت بزرگ جهان هزینه دارد و این رقم معادل حدود ۱۱ درصد درآمد این شرکت‌هاست. در صنایع سنگین، هزینه هر ساعت توقف برنامه‌ریزی نشده حدود ۳۰۰ هزار دلار است.
در صنایع خودروسازی، هر ساعت توقف تولید هزینه‌ای سرسام‌آور دارد که از ۲ میلیون دلار بیشتر است.
این آمارها نشان می‌دهد که شناسایی مشکلات احتمالی و جلوگیری از اثرگذاری آنها چقدر در صنعت اهمیت دارد و صنعت ۴.۰ و کارخانه هوشمند با مفهوم نگهداشت پیش‌بینانه (Predictive Maintenance)، جوابی برای این معضل همیشگی ارائه می‌کند.
وقتی ماشین‌ها خبر هم می‌دهند
کارخانه‌های هوشمند بخش کلیدی انقلاب صنعتی چهارم هستند؛ جدیدترین موج انقلاب‌های صنعتی پس از تحولات پیشین که با بخار، تولید انبوه و رایانه‌ها شکل گرفتند. امروزه تحول دیجیتال در حال بازشکل‌دهی به شیوه طراحی، تولید و تحویل کالا توسط تولیدکنندگان است؛ آن هم با کمک تحلیل‌های پیشرفته داده، هوش مصنوعی و اتصال ابری.
بر اساس تعاریف ارائه شده، کارخانه هوشمند (Smart Factory) شبکه‌ای از ماشین‌ها، حسگرها، سیستم‌ها و فرایندها را ترکیب می‌کند که از داده، اتوماسیون و هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی تولید استفاده می‌کنند. کارخانه‌های هوشمند با تحلیل داده‌های عملکردی می‌توانند به‌طور مستمر بهره‌وری تولید و سطح کیفیت را بهبود دهند.
بر این اساس، کارخانه هوشمند صرفاً کارخانه‌ای پر از ربات یا مجهز به دستگاه‌های جدید نیست. ویژگی اصلی آن، ارتباط میان تجهیزات، فرایندها و نرم‌افزارهایی است که اطلاعات تولید را ثبت و تحلیل می‌کنند.
در کارخانه‌ای با سامانه‌های جدا از هم، واحد تولید ممکن است از کمبود مواد اولیه دیر مطلع شود، واحد فروش تصویر دقیقی از ظرفیت قابل‌استفاده نداشته باشد و مدیران هزینه واقعی یک سفارش را با تأخیر ببینند. هوشمندسازی قرار است این گسست‌ها را کاهش دهد.
حسگرها وضعیت تجهیزات را گزارش می‌کنند؛ سامانه‌های عملیاتی، عملکرد خط را ثبت می‌کنند و نرم‌افزارهای سازمانی، این اطلاعات را در کنار سفارش‌ها، موجودی و هزینه‌ها قرار می‌دهند. نتیجه مطلوب، تصویری یکپارچه‌تر از وضعیت کارخانه است؛ تصویری که تصمیم‌گیری را از اتکا به تجربه و گزارش‌های دیرهنگام، به سمت استفاده از داده‌های قابل‌اعتماد می‌برد.
این موضوع جایگاه کارخانه هوشمند را در صنعت ۴.۰ مشخص می‌کند. اگر موج پیشین اتوماسیون، اجرای بسیاری از عملیات را به ماشین‌ها سپرد، صنعت ۴.۰ بر اتصال ماشین‌ها و سامانه‌ها، تحلیل اطلاعات و انعطاف‌پذیری تولید تأکید دارد.
البته نباید «کارخانه هوشمند» را با «تولید هوشمند» یکی دانست. تولید هوشمند (Smart Manufacturing) مفهومی گسترده‌تر است و به راهبرد کلی استفاده از فناوریهای دیجیتال برای بهبود تولید در سراسر زنجیره ارزش، از تأمین مواد اولیه تا تولید و تحویل محصول، اشاره دارد و در مقابل، کارخانه هوشمند به محیط تولیدی متصل و خودکاری گفته می‌شود که این راهبرد را در عمل پیاده می‌کند؛ جایی که ماشین‌آلات، حسگرها و نرم‌افزارها با تبادل داده، امکان پایش و بهینه‌سازی فرایندهای تولید را فراهم می‌کنند.
آجرهایی که کارخانه‌های آینده را می‌سازند
صنعت ۴.۰ ادامه تحول تولید از مکانیزه‌شدن و تولید انبوه به دیجیتالی‌شدن و سپس استفاده از سیستم‌های هوشمند و متصل است. در این الگو، داده‌های لحظه‌ای، اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و اتوماسیون به کارخانه کمک می‌کنند تولید را بهینه کند، انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشد و به تقاضای محصولات سفارشی پاسخ دهد.
نخستین آجر، تجهیزات متصل و اینترنت اشیای صنعتی (IIoT) است. حسگرها و ماشین‌آلات متصل، داده‌های مربوط به وضعیت تجهیزات و فرایند تولید را به‌صورت پیوسته جمع‌آوری می‌کنند. برای مثال، اندازه‌گیری دما، فشار یا لرزش می‌تواند تغییراتی را آشکار کند که در بازدیدهای دوره‌ای دیده نمی‌شوند. این لایه، امکان مشاهده وضعیت واقعی کارخانه را فراهم می‌کند؛ اما جمع‌آوری داده، به‌تنهایی به معنای هوشمندی نیست.
آجر دوم، زیرساخت انتقال، پردازش و یکپارچه‌سازی داده‌هاست. شبکه ارتباطی قابل‌اعتماد، سامانه‌های داده لحظه‌ای و زیرساخت ابری، زمینه انتقال و تحلیل اطلاعات را فراهم می‌کنند. در معماری کارخانه هوشمند، ارتباط میان تجهیزات فیزیکی و سامانه‌های محاسباتی اهمیت محوری دارد؛ ارتباطی که از آن با عنوان «سیستم‌های سایبرفیزیکی» یاد می‌شود. اتصال اطلاعات کف کارخانه به سامانه‌های مدیریت تولید و منابع سازمانی نیز کمک می‌کند تصمیم‌های عملیاتی با برنامه تولید، موجودی و سفارش‌ها هماهنگ باشند.
آجر سوم، تحلیل پیشرفته و هوش مصنوعی است؛ جایی که داده به تصمیم تبدیل می‌شود. ابزارهای تحلیلی می‌توانند الگوهای غیرعادی را شناسایی کنند، احتمال خرابی تجهیزات را برآورد کنند و به کنترل کیفیت و بهینه‌سازی تولید کمک کنند. تفاوت نگهداشت پیش‌بینانه (Predictive Maintenance) با تعمیر پس از خرابی نیز در همین نقطه است: به‌جای انتظار برای توقف دستگاه، از نشانه‌های عملکرد آن برای برنامه‌ریزی مداخله استفاده می‌شود. البته دقت این پیش‌بینی‌ها به کیفیت داده، شناخت فرایند و اعتبارسنجی مدل‌ها وابسته است.
آجر چهارم، اتوماسیون و تبدیل تصمیم به اقدام است. ارزش تحلیل زمانی آشکار می‌شود که نتیجه آن به اصلاح برنامه تولید، تنظیم پارامترهای مجاز فرایند یا اقدام تیم تعمیر و نگهداری منجر شود. به این ترتیب، کارخانه از محیطی که صرفاً اطلاعات را نمایش می‌دهد، به محیطی تبدیل می‌شود که می‌تواند با استفاده از بازخورد داده‌ها، عملکرد خود را بهبود دهد. میزان خودکار بودن این اقدامات نیز باید متناسب با الزامات ایمنی و حساسیت هر صنعت تعیین شود.
در کنار این لایه‌ها، دوقلوی دیجیتال به عنوان یکی از رویکردهای نگهداشت پیش‌بینانه (PdM)، می‌تواند امکان آزمودن تغییرات پیش از اجرای آنها در کارخانه را فراهم کند.
یک کارخانه واقعی، یک همزاد دیجیتال
در میان فناوریهای صنعت ۴.۰، «دوقلوی دیجیتال» (Digital Twin) یکی از ابزارهایی است که امکان بررسی تغییرات را پیش از اجرای آنها فراهم می‌کند.
دوقلوی دیجیتال، بازنمایی دیجیتالی یک تجهیز، خط تولید یا فرایند است که با داده‌های نمونه واقعی به‌روزرسانی می‌شود. تفاوت آن با یک تصویر سه‌بعدی، در ارتباط با وضعیت واقعی و قابلیت تحلیل رفتار است.
فرض کنیم مدیر یک کارخانه قصد دارد سرعت خط بسته‌بندی را افزایش دهد. این تصمیم ممکن است در یک بخش، خروجی را بیشتر کند، اما در بخش بعدی گلوگاه بسازد یا نرخ محصول معیوب را بالا ببرد. یک دوقلوی دیجیتال متناسب با این مسئله می‌تواند برای بررسی سناریوهای مختلف و ارزیابی پیامدهای احتمالی تغییر به کار گرفته شود.
این رویکرد بخشی از آزمون‌وخطا را به محیط دیجیتال منتقل می‌کند؛ موضوعی که در خطوط پرهزینه یا فرایندهای حساس اهمیت بیشتری دارد. بااین‌حال، نتیجه شبیه‌سازی تنها به اندازه داده‌ها و مدل مورد استفاده قابل‌اعتماد است.
دوقلو یا به بیان بهتر، همزاد دیجیتال، مفهوم و رویکردی برای ایجاد ارتباط موثرتر بین دنیای فیزیکی و دنیای دیجیتال است. این مفهوم صفر و یک نیست که بگوییم یک کارخانه دوقلوی دیجیتال دارد یا ندارد؛ بلکه می‌توان آن را متناسب با نیاز و بلوغ هر کارخانه، به‌صورت مرحله‌ای توسعه داد.
او ادامه می‌دهد: «این ارتباط می‌تواند از اتصال تجهیزات با اینترنت اشیای صنعتی و پایش لحظه‌ای داده‌ها شروع شود و تا شبیه‌سازی، بهینه‌سازی فرآیندها و نمایش سه‌بعدی تجهیزات و خطوط تولید گسترش پیدا کند. هدف نهایی این است که تجهیزات و فرآیندهای فیزیکی را بهتر پایش کنیم، دقیق‌تر مدیریت کنیم و بهره‌وری بیشتری از آنها به دست آوریم. بنابراین، همزاد دیجیتال در صنعت ایران نه تنها قابلیت پیاده‌سازی دارد، بلکه سابقه اجرایی و نمونه موفق متعدد دارد.»
وفادار توضیح می‌دهد
نکته مهم این است که استفاده عملیاتی از مفهوم همزاد دیجیتال به معنای بازسازی سه‌بعدی کل کارخانه با جزییات زیاد و شبیه‌سازی های فوق پیشرفته نیست.
او ادامه می‌دهد: «برای مثال، در صنعت لوازم خانگی می‌توان از اتاق تست محصول شروع کرد و شرایط آزمون، عملکرد تجهیزات و انحراف از استانداردها را پایش و تحلیل کرد. در صنعت فولاد نیز می‌توان با استفاده از داده‌های تجهیزات، شرایط غیرعادی کوره و خط نورد را شناسایی و به بهینه‌سازی عملکرد کمک کرد. پیش‌نیاز این کار، شناخت دقیق فرآیند، دسترسی به داده‌های قابل‌اعتماد و برقراری ارتباط مناسب با تجهیزات است. مهم‌تر از همه، باید بدانیم قرار است چه مسئله‌ای را حل کنیم و چه ارزشی ایجاد کنیم.»
او تاکید می‌کند که همزاد دیجیتال زمانی موفق است که از یک نمایش دیجیتال فراتر برود و به ما کمک کند تصمیم‌های بهتری بگیریم، تجهیزات را موثرتر به کار بگیریم و عملکرد کارخانه را بهبود دهیم. میزان پیچیدگی و سرمایه‌گذاری هم باید متناسب با ارزش اقتصادی مورد انتظار باشد.
۹ دستاوردی که کارخانه هوشمند می‌آفریند
وقتی اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در کنار هم قرار می‌گیرند، معیارهای کارایی، کیفیت و انعطاف‌پذیری تغییر می‌کند. نتیجه، عملیاتی روان‌تر، هزینه‌هایی کمتر و تولیدی سازگارتر با محیط زیست است. مهم‌ترین مزیت‌های این الگو را می‌توان به این صورت دسته‌بندی کرد
۱. بهره‌وری بیشترتجهیزات اینترنت اشیا، فرایندهای تولید را به‌صورت لحظه‌ای پایش و کنترل می‌کنند. این اتصال، راه را برای نگهداشت PdM باز می‌کند؛ یعنی توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده کاهش می‌یابد و ماشین‌آلات در بهترین وضعیت کار می‌کنند. هم‌زمان، الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های تولید، گلوگاه‌ها را پیدا می‌کنند و جریان کار را بهینه می‌سازند.
۲. کنترل کیفیتسامانه‌های پایش لحظه‌ای، نقص‌ها و ناهماهنگی‌ها را در همان حین تولید شناسایی می‌کنند تا اصلاح بی‌درنگ انجام شود. تحلیل‌های پیشرفته نیز ریشه مشکلات کیفی را نشان می‌دهند. حاصل کار، کیفیت بالاتر، ضایعات کمتر و کاهش هزینه‌های مرجوعی و دوباره‌کاری است.
۳. انعطاف‌پذیریکارخانه هوشمند به‌سرعت با تغییر برنامه تولید و نیاز مشتری هماهنگ می‌شود. سیستم‌های خودکار و خطوط انعطاف‌پذیر، تولید محصولات سفارشی را بدون تغییرات گسترده در ابزار و قالب ممکن می‌کنند؛ قابلیتی حیاتی در بازاری که روزبه‌روز به سمت محصولات شخصی‌سازی‌شده و تیراژهای کوچک‌تر می‌رود.
۴. مدیریت انرژیسامانه‌های مدیریت انرژی، مصرف را رصد و بهینه می‌کنند و هدررفت و هزینه را پایین می‌آورند. این سامانه‌ها می‌توانند نیاز انرژی را پیش‌بینی کنند و الگوی مصرف را با میزان انرژی در دسترس تطبیق دهند. برای صنعت ایران که هر سال با ناترازی برق و گاز و محدودیت‌های تأمین انرژی روبه‌روست، این مزیت اهمیتی دوچندان دارد. افزون بر این، فناوریهای کم‌مصرف به رعایت مقررات زیست‌محیطی هم کمک می‌کنند.
۵. زنجیره تأمین شفافسیستم‌های دیجیتال یکپارچه، تصویری سرتاسری از زنجیره تأمین به دست می‌دهند. این شفافیت، پیش‌بینی تقاضا، مدیریت موجودی و لجستیک را بهبود می‌دهد و زمان تحویل را کوتاه می‌کند. در نتیجه، تولیدکننده می‌تواند در برابر اختلال‌های زنجیره تأمین سریع‌تر واکنش نشان دهد.
۶. ایمنی و رضایت نیروی کارخودکارسازی وظایف خطرناک و تکراری، احتمال حوادث کار را کاهش می‌دهد و سامانه‌های ایمنی و پایش لحظه‌ای، محیطی امن‌تر می‌سازند. در این میان، کارکنان به نقش‌های تخصصی‌تر و راهبردی‌تر منتقل می‌شوند؛ تغییری که می‌تواند رضایت شغلی و بهره‌وری آنها را بالا ببرد.
۷. صرفه‌جوییسرمایه‌گذاری اولیه در فناوریهای کارخانه هوشمند ممکن است سنگین باشد، اما صرفه‌جویی بلندمدت آن چشمگیر است. استفاده بهینه از منابع، کاهش توقف‌ها، کاهش هزینه انرژی و بهبود کیفیت، به مرور هزینه‌های اولیه را جبران می‌کند و مزیت رقابتی می‌سازد.
۸. تصمیم‌گیری داده‌محور لحظه‌ایکارخانه هوشمند حجم عظیمی از داده تولید می‌کند که تحلیل لحظه‌ای آن، کیفیت تصمیم‌گیری را بالا می‌برد. این داده‌ها عملکرد تولید را نشان می‌دهند، شناسایی سریع مشکلات را ممکن می‌کنند و پشتوانه بهبود مستمر هستند. به این ترتیب، مدیریت از حالت واکنشی به حالت پیش‌دستانه تغییر می‌کند.
۹. رقابت‌پذیریمجموع بهبود در کارایی، کیفیت و رضایت مشتری، به شرکت‌ها امکان می‌دهد سریع‌تر به تغییرات بازار پاسخ دهند و از رقبا جلو بیفتند. از این منظر، تحول دیجیتال دیگر یک انتخاب لوکس نیست؛ شرط بقا در آینده صنعت تولید است.
هوشمندسازی چقدر صرفه دارد؟
جذابیت کارخانه هوشمند تنها به فناوریهای آن نیست؛ پرسش اصلی این است که چه مقدار از هزینه و اتلاف تولید را می‌تواند کاهش دهد. نگهداشت پیش‌بینانه به عنوان یکی از کاربردهای مهم کارخانه‌های هوشمند، یکی از عواملی است که این رویکرد را به وضوح صرفه‌پذیر نشان می‌دهد.
بر اساس گزارش «نگهداشت پیش‌بینانه و کارخانه هوشمند» دیلویت، PdM می‌تواند زمان برنامه‌ریزی نگهداشت را ۲۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهد، زمان کارکرد و دسترس‌پذیری تجهیزات را ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش دهد و کل هزینه‌های نگهداشت را ۵ تا ۱۰ درصد کم کند.
همچنین مک‌کینزی برآورد می‌کند که این رویکرد زمان توقف ماشین‌آلات را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش و عمر تجهیزات را ۲۰ تا ۴۰ درصد افزایش می‌دهد. این مسئله به‌ویژه در صنایعی مانند فولاد و پتروشیمی که تجهیزات گران‌قیمتی دارند و توقف در آنها پرهزینه است، اهمیت زیادی دارد.
گزارش دیگری از همین موسسه در سال ۲۰۲۱ با عنوان «اینترنت اشیا: همگام شدن با فرصتی شتاب‌گیرنده» بیان می‌دارد: «
برآورد می‌کنیم که نگهداشت پیش‌بینانه در زیرمجموعه تولید بتواند در سال ۲۰۳۰ بین ۲۶۰ تا ۴۶۰ میلیارد دلار ارزش ایجاد کند. انتظار داریم ۵۱ درصد این ارزش در چین تولید شود. نگهداشت پیش‌بینانه می‌تواند عمدتاً به سه شکل به تولیدکنندگان سود برساند: افزایش عمر تجهیزات (۵۵ درصد ارزش)، افزایش زمان در دسترس بودن تجهیزات (۲۷ درصد) و کاهش هزینه‌های نگهداری پس از فروش (۱۸ درصد).
این گزارش همچنین پیش‌بینی می‌کند که پیاده‌سازی PdM در یک دهه آینده با رشدی شتابناک از ۱۰ درصد کنونی به حدود ۵۵ تا ۷۰ درصد در مناطق مورد بررسی برسد.
راهکاری برای چالش‌های ایرانی
صنعت در ایران علاوه بر مسائلی که در سطح جهان مطرح است، مشکلات خاص خودش را نیز دارد که هر کدام به خودی خود می‌تواند تولید را از رمق بیندازد و اینجاست که مفهوم کارخانه هوشمند برای مدیریت تولید در ایران اهمیتی دو چندان می‌یابد. مسائلی از جمله ناترازی انرژی، تحریم و کمبود قطعه، ماشین‌آلات قدیمی و مهاجرت نیروی متخصص از جمله چالش‌های کارخانجات ایرانی هستند.
بنابراین برای صنایع ایران، هوشمندسازی می‌تواند بیش از آنکه به معنای افزایش ظرفیت باشد، به عنوان راهکاری برای استفاده بهتر از ظرفیت موجود و منابع محدود در نظر گرفته شود.
وفادار درباره اینکه برای کارخانه‌های ایرانی نقطه شروع هوشمندسازی کجاست، می‌گوید: «مسئله هر کارخانه، حتی در یک صنعت مشخص، می‌تواند متفاوت باشد. چالش تأمین ماشین آلات سنگین در یک معدن با چالش مواد اولیه در صنعت لوازم خانگی یا موضوع انرژی در صنعت سیمان یکسان نیست. برای بسیاری از این مسائل، راهکارهای متنوع فناورانه و نوآورانه وجود دارد اما مهم این است که اثربخشی، قابلیت اطمینان، هزینه اجرا و نرخ بازگشت سرمایه را به‌درستی ارزیابی کنیم.»
او معتقد است که هوشمندسازی را باید از نقطه‌ای شروع کنیم که با هزینه منطقی، احتمال موفقیت و اثربخشی بالاتری داشته باشد و در زمان کوتاه‌تری نتیجه بدهد. وفادار می‌افزاید: «به یقین می‌توانیم بگوییم جمع‌کردن همه این ویژگی‌ها در یک پروژه همیشه ممکن نیست؛ بنابراین باید بین آنها تعادل برقرار کنیم. انتخاب بهینه هم از به دلایل متعدد از جمله تغییرات سریع پارامترهای تصمیم گیری، نداشتن دید کامل به همه ابعاد پروژه‌های تحول دیجیتال و ریسک ها و چالش‌های متعدد، در عمل کار دشوار و پیچیده‌ای است.»
او ادامه می‌دهد: «به همین دلیل، حرکت گام‌به‌گام و دستیابی به موفقیت‌های سریع یا Quick Wins اهمیت زیادی دارد. این موفقیت‌ها علاوه بر ایجاد ارزش اقتصادی، اعتماد سازمان را جلب می‌کنند و به‌تدریج سطح دانش، توانمندی تیم و بلوغ هوشمندی خود کارخانه را هم افزایش می‌دهند. در واقع، در مسیر هوشمندسازی فقط کارخانه را هوشمندتر نمی‌کنیم؛ توانایی سازمان برای شناخت مسائل و حل هوشمندانه آنها را هم توسعه می‌دهیم.»
به عقیده وفادار، در این مسیر، اصل پارتو می‌تواند راهنمای خوبی برای انتخاب نقطه شروع باشد؛ یعنی شناسایی آن بخش از فرایندها یا تجهیزات که با کمترین هزینه و مداخله، بیشترین ارزش را ایجاد می‌کنند. او در این خصوص توضیح می‌دهد
تا جای ممکن باید از تجهیزات، داده‌ها و زیرساخت‌های موجود استفاده کنیم و به‌جای نوسازی گسترده و پرهزینه، هوشمندسازی را از نقاط اثرگذار آغاز کنیم. به‌عنوان یک هدف راهبردی، می‌توان به دنبال این بود که با هوشمندسازی ۲۰ درصد از بخش‌های کلیدی کارخانه، به ۸۰ درصد از اهداف موردنظر برسیم؛ البته این نسبت یک قاعده قطعی نیست، بلکه الگویی برای اولویت‌بندی هوشمندانه است.
کارخانه هوشمند چه باری از دوش صنایع ایرانی برمی‌دارد
مدیرعامل فناوریهای نوین پایوند یکی از مزیت‌های مهم این رویکرد را ایجاد دیدی جامع و لحظه به لحظه از وضعیت تولید، تجهیزات و منابع می‌داند و می‌افزاید: «با شناسایی زودهنگام شرایط غیرعادی و ارسال هشدارهای به‌هنگام، می‌توان پیش از آنکه یک مشکل به توقف خط، افت کیفیت یا افزایش هزینه منجر شود، برای آن اقدام کرد. از سوی دیگر، اتصال مستقیم داده‌های کف کارخانه به سامانه‌های مدیریتی مانند ERP راهکاران، وابستگی به ثبت دستی اطلاعات را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود برنامه‌ریزی تولید، نگهداری و تعمیرات و مدیریت هزینه‌ها بر اساس داده‌های واقعی و معتبر انجام شود.»
وفادار ادامه می‌دهد: «بر اساس تجربیاتی که ما پروژه‌های هوشمندسازی تا الان کسب کردیم، مهم‌ترین دستاوردهای هوشمندسازی نخست آگاهی مبتنی بر داده واقعی کف کارخانه است. یعنی لحظه به لحظه می‌دانیم تک تک تجهیزات و عملیات در چه وضعیتی هستند. پایش ۷ در ۲۴ و ثانیه به ثانیه. دوم، داشتن تاریخچه مناسبی از هرآنچه در کارخانه رخد داده است. سوم استفاده موثر از این داده های گذشته و حال برای بهینه سازی تصمیمات آینده است. یعنی یک کارخانه بعداز هوشمند شدن نه تنها از اتفاقات گذشته مطلع است بلکه می‌تواند وضعیت فعلی را دقیق‌تر ببیند، مشکلات احتمالی را زودتر تشخیص دهد و برای جلوگیری از زیان و افزایش بهره‌وری، بهترین تصمیم را در زمان مناسب بگیرد.»
همکاران سیستم؛ اتصال خط تولید به اتاق تصمیم
همان‌طور که گفته شد، تحلیل داده‌ها و اتوماسیون هوشمند جزو مهم‌ترین آجرهای بنای کارخانه هوشمند هستند و در کنار حسگرها و فناوریهای متصل به تجهیزات، نرم‌افزارهای سازمانی نیز در این کارخانه‌ها وظیفه مهمی بر عهده دارند: مرتبط کردن اطلاعات عملیاتی با تصمیم‌های مدیریتی.
همکاران سیستم، به‌عنوان یکی از ارائه‌دهندگان نرم‌افزارهای سازمانی در ایرانمجموعه‌ای از راهکارهای یکپارچهبرای مدیریت تولید، زنجیره تأمین و تحلیل اطلاعات ارائه می‌دهد. محور این راهکارها، ایجاد ارتباط میان داده‌های کارخانه و مدیریت منابع سازمان است.
در این ساختار، نرم‌افزار برنامه‌ریزی منابع سازمانی یا ERP، داده‌های مالی، فروش، انبار و منابع را یکپارچه می‌کند. ماژول‌های تولید و زنجیره تأمین نیز به هماهنگی جریان مواد، سفارش‌ها و عملیات کمک می‌کنند.
اهمیت این ارتباط آن است که برنامه تولید جدا از موجودی مواد اولیه و تعهدات فروش تنظیم نشود. از سوی دیگر، اطلاعات مصرف مواد و عملکرد تولید می‌تواند در محاسبه و بررسی هزینه‌ها به کار گرفته شود.
راهکارهای مدیریت تولید، از ثبت سفارش تولید تا پیگیری مراحل اجرا و وضعیت سفارش را پوشش می‌دهند. این اطلاعات می‌تواند فاصله میان برنامه و عملکرد واقعی را آشکار کند و هماهنگی میان تولید، انبار و سایر واحدها را افزایش دهد.
داشبوردها و گزارش‌های تحلیلی نیز امکان بررسی تولید، هزینه‌ها، موجودی و بهره‌وری را فراهم می‌کنند. میزان به‌روز بودن آنها به شیوه ثبت داده و اتصال سامانه‌ها وابسته است؛ بنابراین، نمایش اطلاعات لحظه‌ای نیازمند زیرساخت مناسب جمع‌آوری و انتقال داده است.
برای مدیر کارخانه، ارزش این ابزارها در پاسخ دادن به پرسش‌های عملی است: افزایش هزینه از کجا آمده؟ رشد قیمت مواد اولیه، مصرف بیش از برنامه یا افزایش ضایعات؟ کدام سفارش از برنامه عقب افتاده و علت آن چیست؟
این راهکارها را می‌توان بخشی از زیرساخت تحول دیجیتال دانست، نه معادل تمام اجزای کارخانه هوشمند. اتصال خودکار ماشین‌آلات، کنترل تجهیزات یا ایجاد دوقلوی دیجیتال، بسته به نیاز کارخانه، به فناوری‌ها و یکپارچه‌سازی‌های تکمیلی احتیاج دارد.
مدیرعامل شرکت فناوریهای نوین پایوند توضیح می‌دهد: «همکاران سیستم با ترکیب راهکارهایی مانند مدیریت کارخانه، نگهداشت (CMMS) برنامه‌ریزی تولید و اینترنت اشیای صنعتی، به دنبال ایجاد ارتباط موثر میان عملیات واقعی کارخانه و لایه مدیریتی سازمان است. در این رویکرد، اطلاعات ماشین‌آلات، خطوط تولید و مصرف انرژی با استفاده از IIoT به‌صورت پیوسته جمع‌آوری و تحلیل می‌شوند و در کنار اطلاعات مالی، انبار، تامین و برنامه‌ریزی تولید قرار می‌گیرند.» به گفته وفادار، نتیجه این یکپارچگی، دید دقیق‌تر و به‌روزتر از وضعیت کارخانه، شناسایی سریع‌تر گلوگاه‌ها، کاهش توقف‌های پیش‌بینی‌نشده، کنترل بهتر ضایعات و بهینه‌سازی مصرف انرژی است. همچنین، با فراهم‌شدن داده‌های معتبر، تصمیم‌گیری مدیریتی از اتکا به گزارش‌های دستی و دیرهنگام به سمت تصمیم‌گیری مبتنی بر واقعیت عملیاتی حرکت می‌کند.
او تاکید می‌کند: «از منظر سابقه حضور در صنایع، همکاران سیستم در حوزه راهکارهای سازمانی و مدیریت کسب‌وکار، در صنایع متنوعی از جمله فولاد و معدن، سیمان، نفت و گاز و پتروشیمی، لوازم خانگی، قطعه‌سازی، صنایع غذایی و دارویی فعالیت داشته است. در زمینه هوشمندسازی کسب و کارها، تمرکز اول ما در هوشمندسازی کارخانه‌ها و صنایع تولیدی است. خوشبختانه در سالهای اخیر استقبال خوبی از مفهوم کارخانه هوشمند و استفاده از فناوریهای نوین مانند AI و IoT شده و ما افتخار همکاری با کارخانه‌های پیشرو در صنایع مختلف مانند فولاد، لوازم خانگی، تایرسازی و قطعه‌سازی و ... را داریم.»
شروع کوچک، نتیجه قابل‌اندازه‌گیری
در نهایت می‌توان گفت آغاز مسیر هوشمندسازی لزوماً تغییر همه تجهیزات نیست. کارخانه هوشمند نه با تعداد تجهیزات متصل، بلکه با توانایی آن در دیدن زودتر مسئله و گرفتن تصمیم بهتر شناخته می‌شود. برای صنعت ایران، ارزش این تحول زمانی روشن خواهد شد که در خروجی کارخانه، توقف کمتر، کیفیت پایدارتر و اتلاف کمتر منابع دیده شود.
برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.