صنایع به طور مداوم به دنبال تنوع بخشیدن، بهینه‌سازی بهره‌وری عملیاتی و افزایش سهم بازار از طریق مشارکت هستند؛ در نتیجه، ابتکار اصلی پذیرش صنعت 4.0 است. صنعت 4.0 اتصال، دسترسی به داده‌های لحظه‌ای، تولید پیشرفته و مدیریت کلی عملیات هوشمند را تسهیل می‌کند. کارخانه‌های هوشمند با هوشمندی کار می‌کنند که به ثبات، پیش‌بینی و بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی کمک می‌کند.
محدوده راه‌اندازی کارخانه هوشمند
محدوده کارخانه هوشمند وسیع و تطبیق‌پذیر است، زیرا کارخانه‌ها را با هوش مصنوعی، اینترنت اشیا و سایر فناوری‌ها توانمند می‌کند. در حالی که دامنه گسترده و مزایای فراوان راه‌اندازی و پیاده‌سازی کارخانه هوشمند وجود دارد، فرآیند تحول در برخی از زمینه‌ها می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. اگرچه چالش‌ها ذاتی خود کارخانه هوشمند نیستند، اما انتقال روان از صنعت سنتی به هوشمند نیازمند بررسی دقیق، انتخاب و مدیریت برای ایجاد یک سیستم مدیریت عملیات هوشمند در درازمدت است.
تحقیقات دلویت نشان می‌دهد که 86 درصد از تولیدکنندگان معتقدند که عامل اصلی رقابت تا سال 2025، تولید هوشمند خواهد بود. با توجه به این داده‌ها، بدیهی است که ابتکارات کارخانه هوشمند می‌توانند کسب‌وکار را به طور قابل توجهی بهبود بخشند و با کاهش ضایعات تولید، موجب رونق تولید شوند.
برای درک بهتر ظرافت‌های راه‌اندازی و پیاده‌سازی کارخانه هوشمند، این مقاله به بررسی مزایا و چالش‌هایی می‌پردازد که باید به آن‌ها توجه شود تا مسیر بدون مانع تحول و پس از آن استفاده از آن را امکان‌پذیر سازد.
مزایای پیاده‌سازی کارخانه هوشمند
پیاده‌سازی کارخانه هوشمند توسط صنایع به دلیل مزایای فراوانی که ارائه می‌دهد، اتخاذ می‌شود. برخی از مزایای قابل توجه که کارخانه هوشمند را از کارخانه سنتی متمایز می‌کند، در زیر فهرست شده است:
افزایش اتصال
پیاده‌سازی کارخانه هوشمند شامل حسگرها و ماشین‌آلات پیشرفته‌ای است که فرآیندهای تولید را به هم متصل می‌کند. کارخانه هوشمند گسترش می‌یابد تا تمام عملیات کارخانه را به هم متصل کند و به کسب‌وکارها امکان دهد با هوشمندی در نوک انگشتان خود کار کنند.
از تخصیص منابع تا مدیریت لجستیک و فرآیندهای کسب‌وکار، دستگاه‌ها و فرآیندها از طریق اینترنت به هم متصل می‌شوند، داده‌ها جمع‌آوری می‌شوند و پلتفرم‌های نرم‌افزاری ابری برای انجام اقدامات هوشمندانه و به موقع به منظور مدیریت مؤثر عملیات تجهیز می‌شوند.
مبتنی بر داده و مشتری‌محو
با اتصال، داده‌های فراوانی در مورد عملکرد کف کارخانه و ترجیحات مصرف‌کنندگان از تقاضای بازار به صورت لحظه‌ای جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل می‌شود و در اختیار اپراتورهای ماشین‌آلات، مدیریت و ذینفعان قرار می‌گیرد.
داده‌های عملیات کارخانه، مدیریت و اپراتورهای تجهیزات را قادر می‌سازد تا از سلامت ماشین‌آلات و بهره‌وری تولید به صورت لحظه‌ای مطلع شوند و در نهایت امکان تولید چابک و در عین حال تعامل با مشتری‌محور را فراهم می‌کند.
به حداقل رساندن ضایعات و بهینه‌سازی تولید
شبکه حسگرها و اتصال در سراسر عملیات کف کارخانه به تولید داده‌های لحظه‌ای کمک می‌کند. داده‌های خام با الگوریتم‌های پیشرفته پردازش شده و به فرمت‌های قابل خواندن تبدیل می‌شوند که به عنوان پارامترهای مختلف برای ارزیابی مانند مصرف منابع، اتلاف منابع، چرخه عمر تولید، عملکرد ماشین‌آلات و زنجیره تأمین دسته‌بندی می‌شوند.
کارخانه‌های هوشمند مجهز به هوش مصنوعی، از هوشمندی برای تجزیه و تحلیل، پیش‌بینی و کمک به جلوگیری از اتلاف کارخانه و همچنین بهینه‌سازی تولید با داده‌هایی که اپراتورها و مدیران را برای انجام اقدامات لازم جهت عملیات کارآمد صنعتی تجهیز می‌کند، برخوردار هستند.
قابلیت پیش‌بینی بهتر
کارخانه‌های هوشمند مجهز به «اینترنت صنعتی اشیاء» (IIoT) داده‌های لحظه‌ای را از مشخصات فنی طیف وسیعی از تجهیزات جمع‌آوری می‌کنند. این داده‌ها سلامت و عملکرد ماشین‌آلات را تعیین کرده و به فضای ابری (Cloud) منتقل می‌شوند. سپس، الگوریتم‌های یادگیری ماشین (Machine Learning) متادیتا (داده‌هایی در مورد داده‌های اصلی) را برای مشاهده و شناسایی الگوهای غیرعادی در عملیات ارزیابی می‌کنند. به این ترتیب، امکان پیش‌بینی مشکلات احتمالی و جلوگیری از خرابی تجهیزات فراهم می‌شود.
ایمنی و قابلیت اطمینان بیشتر
اتوماسیون سطح بالای ناشی از کارخانه‌های هوشمند، اجرای عملیات کارخانه را با حداقل خطای انسانی امکان‌پذیر می‌کند. همچنین با انجام کنترل‌های ایمنی بر روی تجهیزات صنعتی و جایگزینی نیروی کار انسانی در انجام امور خطرناک، ایمنی بیشتری برای کارگران تأمین می‌شود.
چالش‌های پیاده‌سازی کارخانه هوشمند
کمبود مهارت‌های فنی پیشرفته
مجله‌ی Industry Week گزارش می‌دهد که کمبود 36 درصدی مهارت‌های فنی مانع صنایع برای بهره‌مندی از مزایای سرمایه‌گذاری در کارخانه هوشمند می‌شود. برای پیاده‌سازی موفق و پیشرفت با کارخانه هوشمند، صنایع نیازمند به کارکنانی با «مهارت دیجیتال» هستند. این افراد کسانی هستند که فرآیندهای تولید و ابزارهای دیجیتال را درک کرده و با آن‌ها کار می‌کنند تا از اتلاف وقت ناشی از کمبود مهارت‌های فنی جلوگیری کرده و از این طریق، بهره‌وری را افزایش دهند.
مدیریت نادرست تغییرات
چالش دیگر با اجرای کارخانه هوشمند، فقدان مشخصات کافی پروژه همراه با رویه‌های نادرست مدیریت تغییرات است. موفقیت راه‌اندازی و اجرای کارخانه هوشمند وابسته به تعریف واضح الزامات، تعیین محدوده پروژه و شرح مفصل رویه‌های مدیریت تغییرات در تمام بخش‌های عملیات کارخانه است.
ورودی ناکافی در سطح ارشد
راه‌اندازی کارخانه هوشمند و کل فرآیند اجرا، تمامی بخش‌های عملیاتی و مدیریتی یک صنعت را درگیر می‌کند. در نتیجه، اجرای گسترده اجتناب‌ناپذیر است و ورودی از تمامی هیئت‌مدیره‌های ارشد برای اجرای موفق و برنامه‌ریزی کسب‌وکار آتی مورد نیاز است. با توجه به تغییراتی که بر هر بخش تأثیر می‌گذارد، ممکن است برخی از کارمندان ارشد در ارائه ورودی کافی برای تحول مؤثر کارخانه هوشمند تردید داشته باشند.
انتظارات غیرواقعی
ذینفعان و مدیریت صنعت ممکن است نظرات شخصی در مورد الزامات و انتظارات اجرای کارخانه هوشمند داشته باشند. مگر اینکه تجربه کافی وجود داشته باشد، سنجش تأثیر هر پروژه‌ای اغلب دشوار می‌شود. به طور مشابه، درک مبهم و دیدگاه‌های غیرواقعی ذینفعان و مدیریت، برنامه‌ریزی غیرواقعی منابع و انتظار برای یک تحول دیجیتال یک‌شبه می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. ذینفعان و مدیریت باید تحول دیجیتال را یک سفر و نه یک تغییر سریع در نظر بگیرند.
انتخاب شریک فناوری نامناسب
این پارامتر کلید موفقیت در پیاده‌سازی کارخانه هوشمند، انتخاب شریک فناوری مناسب برای یک گذار روان است. قبل از انتخاب شریک فناوری، حتماً محصولات و خدماتی که ارائه می‌دهند را ارزیابی کنید. اطمینان حاصل کنید که شریک فناوری شما هم تجربه عملیاتی و هم تجربه فنی لازم برای اجرای کارخانه هوشمند و نظارت بر پروژه‌ای را داشته باشد که با فرهنگ سازمانی شما مطابقت داشته باشد.
راه‌حل‌های عملی برای رفع چالش‌های پیاده‌سازی
ابتکار عمل در سطح سازمان
پیاده‌سازی کارخانه هوشمند باید یک ابتکار کل سازمانی باشد، زیرا ذینفعان از بخش‌های مختلف فناوری اطلاعات (IT)، فناوری عملیاتی (OT)، مهندسی فناوری (ET) و زنجیره تأمین شاهد تغییراتی در طراحی سازمان و روش‌های عملیات خواهند بود.
پذیرش کارخانه هوشمند مستلزم همگرایی و همسویی با یک تغییر اساسی است که بر فرهنگ کارکنان و کار، رویکرد، تصمیم‌گیری و فناوری‌های عملیاتی در سطح سازمان تأکید دارد. بنابراین، تشویق پیاده‌سازی کارخانه هوشمند به عنوان یک ابتکار کل سازمانی به جای یک ابتکار فردی ایده‌آل است.
استراتژی و برنامه مناسب به عنوان یک مدل افزایشی
برای اینکه تغییر اساسی‌ای مانند پیاده‌سازی کارخانه هوشمند موفق شود، یک استراتژی مناسب برای پاسخگویی به نیازهای خاص سازمان به همراه یک برنامه مدل افزایشی ضروری است. استراتژی مناسب و یک برنامه مدل افزایشی، فرآیند تحول را بدون خدشه‌دار کردن بهره‌وری و کارایی جاری، ساده می‌کند.
به طور معمول، یک استراتژی به وضعیت فعلی سازمان نگاه می‌کند، نیازهای پیاده‌سازی کارخانه هوشمند را شناسایی می‌کند، مزایا و معایب را توصیف می‌کند، اهداف را بیان می‌کند، تأثیرات مالی را برآورد می‌کند، روش‌های پذیرش را تعریف می‌کند و یک مدل افزایشی را برای فرآیند تحول شناسایی می‌کند. این امر در صورت پذیرش کارخانه هوشمند، به طور قابل توجهی میزان اتلاف منابع را کاهش می‌دهد.
اجرای آزمایشی و اثبات قبل از رفتن به سراغ موارد بعدی
راه‌اندازی یک کارخانه هوشمند تضمین‌کننده‌ی موفقیت یک‌شبه با چندین مورد استفاده‌ی خاص برای سازمان شما نیست. بهترین راهنمایی این است که یک پروژه‌ی آزمایشی خاص برای یک مورد استفاده انتخاب کنید، راه‌حل کارخانه هوشمند را اجرا کنید و اعتبار و قابلیت اطمینان آن را قبل از اجرای راه‌حل به عنوان یک راه‌کار کامل برای مقابله با چالش‌های موجود در عملیات و مدیریت کارخانه اثبات کنید.
آموزش رهبری و اپراتورها قبل از راه‌اندازی
پس از تصمیم‌گیری برای گذار به تحول دیجیتال، ارزیابی مهارت‌های فنی کارکنان و مدیریت، شناسایی کمبودها و آموزش آن‌ها برای اطمینان از راه‌اندازی روان یک راه‌حل هوشمند در سراسر کارخانه ضروری است.
تعریف فرآیندهای مدیریت تغییر و پذیرش
مدیریت تغییر به سادگی به نظر نمی‌رسد. فرهنگ کاری کارکنان، مهارت آن‌ها، چارچوب‌های سازمانی، مدیریت عملیات و بسیاری از جنبه‌های دیگر باید برای برآورده کردن الزامات سفر جدید تحول دیجیتال، اصلاح و تنظیم شوند. در چنین شرایطی، تعریف مدیریت تغییر، سیاست‌ها و رویه‌ها به همراه فرآیندهای پذیرش با توجه به بخش‌های مختلف سازمان برای مدیریت یک گذار روان و توسعه‌محور حیاتی است.
شناسایی و ارتقای زیرساخت برای آمادگی دیجیتال
پذیرش صنعت هوشمند مستلزم آن است که سازمان نسبت به زیرساخت و آمادگی دیجیتال خود آگاه باشد. این بدان معناست که سازمان‌ها باید زیرساخت خود را برای پذیرش ابزارهای دیجیتال، سیستم‌ها و تجهیزاتی که بتوانند پتانسیل کارخانه هوشمند را شکوفا کنند، ارتقا دهند.
آمادگی دیجیتال به معنای ارزیابی فناوری‌های موجود و تعیین الزامات برای جای دادن فناوری و تجهیزاتی است که برای پذیرش ابزارها و فرآیندهای کارخانه هوشمند مناسب هستند. با فرآیند شناسایی و ارتقا، سازمان‌ها نسبت به ظرافت‌های مدیریت تغییر و استخراج مدیریت هوشمند از تمام عملیات آگاه و هوشیار می‌شوند.
جلب تعهد و پشتیبانی فروشندگان و شرکا
انتخاب شریک مناسب برای تعهد و پشتیبانی مداوم در خدمات آن‌ها برای اجرای موفقیت‌آمیز کارخانه هوشمند ضروری است. توصیه می‌شود لیستی از فروشندگان را شناسایی، ارزیابی و فیلتر کنید و یک شریک فناوری مناسب و قابل اعتماد را برای سفری مطمئن در تحول دیجیتال انتخاب کنید. غلبه بر اکثر چالش‌های فناوری بر عهده شریکی است که انتخاب می‌کنید، بنابراین نسبت به ارائه‌دهنده خدمات فناوری و امکانات آن‌ها آگاه باشید.
جمع بندی
مزایای پیاده‌سازی کارخانه هوشمند فراوان است و به شرطی که تمام چالش‌ها در فرآیند آغازین به دقت مورد توجه قرار گیرند، به راحتی قابل دستیابی هستند. اگرچه پیاده‌سازی کارخانه هوشمند ذاتا دارای اشکال نیست، اما برای اطمینان از یک کارخانه هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی و به طور پیوسته مترقی، باید سفر تحول را با دقت طی کرد.
منبع: https://www.fogwing.io/smart-manufacturing/smart-factory-implementation/