کارخانه های خودکار: تولید در حال یادگیری است

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• نوامبر 14، 2022

خلاصه بینش

انقلاب صنعتی چهارم (4IR یا Industry 4.0) منجر به مدل کارخانه ای کاملاً خودکار شده است. این سیستم از اینترنت اشیا (IoT)، حسگرها، دوربین‌ها و روبات‌های بسیار متحرک (cobots) تشکیل شده است. با این حال، این پیشرفت تعداد کارگران انسانی یقه آبی را کاهش داده است و کارمندان بیشتری به عنوان سرپرست ماشین آموزش می بینند.

زمینه کارخانه های خودکار

یک کارخانه خودکار، تأسیساتی است که در آن ماشین‌ها و روبات‌ها بیشتر وظایف تولید را انجام می‌دهند. اتوماسیون به تدریج وارد کارخانه ها شد، اما تنها در دهه 2000 بود که امکانات به پتانسیل کامل اتوماسیون پی بردند. کارخانه های خودکار اغلب می توانند با دخالت اندک انسان کار کنند.

قلب یک کارخانه خودکار سیستم کنترل آن است که کل فرآیند تولید را مدیریت می کند. سیستم کنترل به شبکه ای متصل است که کارخانه را به دنیای خارج مرتبط می کند و به مدیران اجازه می دهد تولید را از راه دور نظارت و کنترل کنند. به دلیل افزایش راندمان در این تأسیسات، آنها تمایل به تولید بیشتر با منابع کمتر دارند و عموماً برای کارگران انسانی ایمن تر هستند.

برخی از کارشناسان بر این باورند که سیستم خودکار کارخانه تا دهه 2030 به پیشرفت خود ادامه خواهد داد. علاوه بر انتقال از مدل‌های برون‌سپاری جهانی به زنجیره‌های تامین منطقه‌ای، تولیدکنندگان راه‌حل‌های اتوماسیون هوشمند را برای انعطاف‌پذیری و انعطاف‌پذیری بیشتر و در عین حال افزایش بازگشت سرمایه (ROI) اتخاذ می‌کنند. 

شرکت‌های اتوماسیون نرم‌افزاری می‌توانند یک خط را دوباره برنامه‌ریزی کنند، با تغییر شرایط بازار، خروجی تولید را اصلاح کنند، و حتی به راحتی فرآیندها را در سراسر تأسیسات کپی کنند. آنها می توانند از زمان توقف و هزینه های راه اندازی که معمولاً با در نظر گرفتن افزایش ظرفیت محدود هستند، جلوگیری کنند. با این نوع برنامه‌ریزی، و همچنین سخت‌افزار مدولار و روباتیک تطبیقی، تولیدکنندگان می‌توانند بیشترین بهره را از خطوط تولید خود ببرند.

تاثیر مخرب

برخی از کارشناسان فناوری معتقدند که تحولات سریع در سیستم کارخانه خودکار در حال انجام است. اولین مورد استفاده روزافزون از دوقلوهای دیجیتالی ماشین‌ها برای بهینه‌سازی عملکرد، پیش‌بینی نیازهای تعمیر و نگهداری و عیب‌یابی مشکلات است. در همان زمان، هوش سطح ماشین از فردی شدن در داخل هر ماشین/ربات به یک سیستم متمرکزتر که از محاسبات ابری استفاده می کند در حال حرکت است.

این انتقال به سازندگان اجازه می دهد تا از مزایای هوش مصنوعی (AI) در عملیات خود استفاده کنند. با این حال، این پیشرفت‌ها به سیستم‌های محاسباتی، ارتباطات و زیرساخت پیچیده‌تری برای مدیریت پردازش داده و تأخیر (زمانی که طول می‌کشد تا سیگنال به دستگاه‌ها برسد) نیاز دارد. با همه برنامه های کاربردی لبه، تقاضا برای مراکز داده میکرو وجود دارد که به صراحت برای برنامه ساخته شده اند، که به این فناوری اجازه می دهد تا مدیریت پذیرتر و سریعتر به کار گرفته شود.

یکی دیگر از پیشرفت‌ها، ترکیب نیروی کار ترکیبی انسان-کوبوت، توانایی هماهنگ کردن فعالیت‌ها، نیروی انسانی و عقل با فناوری‌هایی مانند روبات‌های متحرک مستقل برای مشاغلی است که مردم نمی‌خواهند یا نیازی به انجام آن ندارند. به عنوان مثال سیستم‌های بینایی ماشینی هستند که فرآیندهای انطباق و کنترل کیفیت را با دوربین‌ها و نرم‌افزارهای پیشرفته و شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) برای ردیابی موجودی خودکار می‌کنند. این نوع فناوری‌ها توانایی‌های انسانی را افزایش می‌دهند و کارکنان خط مقدم را به جای جایگزینی کامل، توانمند می‌سازند. 

پیامدهای کارخانه های خودکار

پیامدهای گسترده تر کارخانه های خودکار ممکن است شامل موارد زیر باشد: 

• حرکتی مکمل به سمت تقویت امکانات تولید، زیرا کارخانه‌های خودکار مزایایی را که نیروی انسانی ارزان از کشورهای در حال توسعه برای شرکت‌های چندملیتی فراهم می‌کند، نفی می‌کنند.
• تقویت منجر به کاهش درآمد در کشورهای در حال توسعه برای کشورهای وابسته به سرمایه گذاری خارجی می شود.
• استفاده روزافزون از اینترنت اشیا و 5G برای کمک به ناظران انسانی در تصمیم گیری های حیاتی و جلوگیری از خرابی یا حوادث بلادرنگ.
• استقرار مراکز داده میکرو بیشتر در نزدیکی یا درون کارخانه‌ها برای اطمینان از محاسبات ابری مداوم و فعال کردن برنامه‌های کاربردی در زمان واقعی.
• استقرار فناوری‌های سبز بیشتر در کارخانه‌ها برای کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن و بازیافت مواد رد شده یا محصولات معیوب.
• کارکنانی که از کار دستی تا عیب یابی ماشینی را ارتقا می دهند و از ربات های پیچیده تر اما کاربرپسندتر استفاده می کنند.
• سیستم‌های هوش مصنوعی مانند هوش مصنوعی Google Cloud's Visual Inspection به شدت در تسهیلات برای نظارت بر تولید خط، از جمله شناسایی نقص‌های محصول، ادغام شده‌اند.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• چه نوع دیگری از کارخانه ها یا بخش ها ممکن است تلاش های اتوماسیون را اجرا کنند؟ چگونه می تواند بر نیروی کار تأثیر بگذارد؟
• چگونه اتوماسیون بر نحوه کار مردم در کارخانه ها تأثیر گذاشته است؟