آینده اتوماسیون صنعتی: تحولات و تکنولوژی‌های نوین

اتوماسیون صنعتی توانسته وضعیت اقتصاد کلان دنیا را به شکل مثبتی نگه‌ دارد و تمام نیازهای لازم برای زندگی انسان‌ها را از طریق افزایش تولید، برطرف کند. با پیشرفت هر روزه تکنولوژی‌ها، تحولات لحظه‌ای و تاثیرگذار بیشتری را نسبت به سال گذشته شاهد هستیم و همین نکته به ما می‌فهماند که در سال آینده، ظاهر صنعت به شکلی که امروزه آن را می‌شناسیم نخواهد بود. آشنایی با تکنولوژی‌های نوین مربوط به اتوماسیون صنعتی باعث می‌شود درک بهتری نسبت به آینده این صنعت در داخل کشور و تمام دنیا داشته باشید.

ظهور اتوماسیون در صنعت سنتی

در زمانی که اوج سیستم‌سازی‌ها و اتوماسیون صنعتی، استفاده از میز رولرها یا خطوط پیوسته تولید بود، هیچ‌کس به آینده این روش‌ها امید چندانی نداشت. مهم‌ترین مسئله میزان تولید بود و اینکه چطور نیروی کار مدیریت شود. با استفاده گسترده‌تر از این ابزارها و همین‌طور اختراعات بیشتر در این زمینه، اتوماسیون صنعتی کم‌کم به عضوی ثابت در هر کارگاه و کارخانه‌ای تبدیل شد و پتانسیل‌های آن در سال‌های بعد شروع به شکفته‌ شدن کرد.

این شیوه می‌توانست هم سرعت تولید را افزایش دهد، که مستقیما روی سوددهی تاثیر می‌گذاشت و هم کیفیت محصولات نهایی بیشتر از نمونه‌های قبلی بود. از طرفی بحران نیروی کار آموزش ندیده‌ نیز برطرف شده و به تعداد کارشناسان کمتری برای ادامه فرآیند نیاز بود. با تلفیق تمامی این موارد، تمرکز مراکز تحقیقاتی به سمت پیشرفته‌تر کردن اتوماسیون صنعتی رفت.

وضعیت حال حاضر اتوماسیون صنعتی

شاهد این موضوع هستیم که اتوماسیون صنعتی در حال حاضر بیشتر فرآیندهای داخل یک مجموعه تولیدی را مدیریت می‌کند. چه برای بسته‌بندی و توزیع و چه برای کنترل کیفیت، اتوماسیون صنعتی بهترین پیشنهادی است که می‌توانید برای پیشرفت کار خود ارائه دهید. ابزارهای متنوعی مانند ربات‌ها، سنسورهای هوشمند یا دیگر نرم‌افزارهای صنعتی در کنار یکدیگر جمع شده‌اند تا چنین هدفی تحقق پیدا کند.

از صنایع پیچیده پتروشیمی تا کارگاه‌های کوچک تولیدی پارچه، اتوماسیون صنعتی نقش داشته و باعث شده سرعت عمل و دقت در سفارشات تا حد ایده‌آلی بهبود پیدا کنند. شاید بتوان گفت شاخص‌ترین ابزار در این زمینه سیستم‌های کنترل توزیع‌شده بودند که امنیت و فرآیند کار را تا حد بسیار بالایی مدیریت کرده‌اند. ربات‌های صنعتی برنامه‌پذیر نیز به کمک این برنامه‌ها آمده و باعث شده‌اند رویاهای ساخت یک اتوماسیون باکیفیت به واقعیت بپیوندد.

در نهایت نیز با کمک گرفتن از بهترین سنسورها، تمامی اطلاعات و دیتاهای مربوط به کالا یا ماشین‌آلات به صورت لحظه‌ای به مراکز کنترل ارسال شده و دیگر دستگاه‌ها می‌توانند عملکرد بهینه‌تری در برابر هرگونه تغییر از خود نشان دهند. از طرفی مدیران ارشد با داشتن این اطلاعات در هر لحظه، می‌توانند تصمیمات خود را با دقت بیشتر و در زمان کوتاه‌تری نسبت به اتفاقات بگیرند و همین موضوع صرفه‌جویی مالی زیادی را رقم می‌زند.

تحولات و تکنولوژی‌های نوین در اتوماسیون صنعتی

به دلیل رشد جمعیت، تمامی صنایع خواستار این موضوع هستند که میزان تولید خود را افزایش داده و این اتفاق در کمترین زمان ممکن نیز رخ دهد. با توجه به توضیحات قبلی، یکی از راهکارهای اساسی در این راستا استفاده از اتوماسیون صنعتی به شکل پیچیده‌تر و کمک گرفتن از تکنولوژی‌های جدیدتر است. با وجود اینکه تا به امروز اتوماسیون توانسته نقش انسان‌ را در انجام پروژه‌های ساده و تکراری بگیرد، امید است که دستگاه‌ها بتوانند با هوشمندی کامل در خصوص اتفاقات تصمیم گرفته و عکس‌العمل مناسب را بدون نیاز به تایید یک انسان دیگر از خود نشان دهند.

تحولات زیادی، هم در زمینه برنامه‌های کاربردی و هم در زمینه قطعات مکانیکی صورت گرفته که با تلفیق هر یک با یکدیگر، می‌توان سیستم‌های جدید با کارآمدی بالاتری را خلق کرد. در ادامه می‌خواهیم این تکنولوژی‌های جدید مربوط به این بخش صنعت را با یکدیگر بررسی کرده و نقش هر کدام را در آینده ببینیم.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

به کمک ابزاری مانند یادگیری ماشین، می‌توان از اطلاعات به دست آمده از سنسورها، یک دیتاسنتر مهم ایجاد کرد. هوش مصنوعی با تحلیل این اطلاعات و پردازش هر یک از قسمت‌ها می‌تواند فرمان‌هایی صادر کرده و در صورت گرفتن پاسخ، نسبت به تصمیمات گذشته خود تغییراتی را اعمال کند. ترکیب این دو تکنولوژی باعث شده برخی مسائل قبل از وقوع قابل پیش‌بینی بوده و کمترین توقف در فرآیند را شاهد باشیم. در محیط‌های صنعتی که نیازمند تصمیم‌گیری سریع در برابر تغییراتی با حجم وسیع است، دستورات با سرعت بالاتری تهیه شده و عملا در لحظه واکنش نشان‌ داده می‌شود.

اینترنت اشیا صنعتی

همان‌طور که اینترنت اشیا با ورود به زندگی مردم باعث بهبود کارایی و کمک‌رسانی سریع‌تر به آنان شده است، در بخش صنعتی نیز همین تاثیر را داشته و سرعت عمل در انتقال اطلاعات حتی از زمان استفاده سنسورها نیز افزایش چشمگیری داشته است. هر عضو در سیستم به صورت جداگانه به یک شبکه متصل بوده و علاوه بر تعامل بهتر با دیگر اعضای مرتبط، اطلاعات اساسی را با سرعت بیشتری و عملا در لحظه ثبت خواهد کرد.

ساختارهای رباتیک تعامل‌گرا

ربات‌های جدید علاوه بر بهره‌مندی از سخت‌افزار جدید و باکیفیت، توانایی تصمیم‌گیری و تعامل با محیط اطراف خود را داشته و از این جهت می‌تواند در شرایط کاری پیچیده‌تری اقدام کند. از طرف دیگر امکان برقراری تعامل با نیروی کار انسانی نیز برای این ربات‌ها نیز مقدور بوده و به همین دلیل می‌توانند هر دو در کنار یکدیگر مشغول به کار باشند. حتی برای انجام کارهای سنگین یا خطرناک نیز می‌توان از این مدل ربات‌ها استفاده کرد تا زیر نظر مستقیم انسان‌ها، مسئولیت خود را انجام دهند.

سیستم‌های سایبر فیزیکی

در متدهای پیشین اتوماسیون صنعتی، هدفی مشخص وجود داشت و تمامی اجزا به شکلی طراحی می‌شدند تا آن هدف به نتیجه برسد. در عوض در کارخانه‌های مدرن از سیستم‌های سایبر فیزیکی استفاده خواهد شد که تمامی اجزای آن مجموعه به یکدیگر متصل هستند و علاوه‌ بر آن،‌ هر یک به صورت مجزا می‌تواند تصمیم‌گیری کند. به این شکل در صورت بروز هرگونه مشکل یا بحران، هر کدام با توجه به شرایط تغییری در کار خود ایجاد کرده و بقیه نیز سریعا مطلع شده و به شکلی هماهنگ دوباره برنامه‌ریزی می‌کنند تا کمترین خطا در پایان خط تولید پیش بیاید.

تکنولوژی Edge Computing

جمع‌آوری اطلاعات و ارسال آن به یک مرکز جامع باعث می‌شود تصمیمات کلان به شکل دقیق‌تری گرفته شود. اما در برخی موارد، این انتقالات باعث هدر رفت زمان شده یا در مواردی شاهد این هستیم که قطع شدن ارتباط باعث اختلال در تولید می‌شود. به همین دلیل استفاده از تکنولوژی Edge Computing باعث می‌شود برخی تصمیمات حساس و لحظه‌ای در همان محل و توسط ابزار گرفته شود و منتظر تایید از جانب مرکز کنترل نماند.

مزایا و چالش‌های اتوماسیون با تکنولوژی‌های پیشرفته

در عصر حاضر که تمامی اجزا به شکلی به تکنولوژی و دنیای دیجیتال وابسته هستند، توجه به مزایا و چالش‌های مستقیم آن‌ها در اتوماسیون صنعتی باعث می‌شود که به خوبی از آن‌ها درس گرفته و در آینده بتوانیم شکل‌های جدید ارتباطی و مدیریت تولید بهتری را خلق کنیم. قطعا از مهم‌ترین مزایای استفاده از تکنولوژی‌های جدیدتر در راستای بهبود اتوماسیون صنعتی باید به افزایش راندمان کار و در نتیجه کاهش زمان کل پروژه اشاره کرد.

هزینه‌ها به شکل مدیریت شده‌ای کاهش پیدا کرده و به این شکل می‌توان در زمینه‌های متفاوتی سرمایه‌گذاری انجام داد. کیفیت کار خروجی نیز با کمتر شدن دخالت‌های انسانی و افزایش دقت ماشین‌ها، بیشتر از قبل شده و در نهایت سوددهی مجموعه به بالاترین حد خود خواهد رسید. از افزایش ایمنی برای انسان‌ها نیز نباید غافل شد. با بهبود سیستم‌های اتوماسیون، آمار آسیب‌های انسانی رو به کم شدن گذاشته و همین نکته ارزش هرگونه تغییری را دارد.

در صورتی که مجموعه‌ها بتوانند با چالش‌های مربوطه مانند هزینه خرید و نصب تجهیزات مدرن اتوماسیون صنعتی مواجه شوند، قطعا مزایای این سیستم‌ها وسوسه برانگیز خواهد بود. با این حال اکثر کارگاه‌های کوچک یا نیمه صنعتی توان پرداخت قسط‌های سنگین چنین تکنولوژی‌هایی را ندارند. از طرف دیگر استفاده از این ابزارها و لوازم هوشمند، نیازمند نیروهای متخصص و حرفه‌ای است که توانایی کار کردن با آن‌ها را داشته و در صورت لزوم، می‌توانند تعامل لازم را برای حل بحران‌ها با این ابزارها برقرار کنند.

آینده کارخانه‌ها با اتوماسیون‌های فوق هوشمند

با وجود چنین کارخانه‌هایی که از جدیدترین تکنولوژی‌ها استفاده کرده و از طرفی با موج تحولات هم‌راستا بوده‌اند، در آینده شاهد مراکز تولیدی خواهیم بود که چهره کارخانه‌ها را متحول خواهند کرد. در این مراکز تمامی ابزارها و لوازم به شکل هوشمند کار کرده و تمام سیستم به شکل یک کل منسجم و به دور از هرگونه دخالت انسانی به فعالیت خود ادامه خواهد داد. در چنین کارخانه‌های خودرانی، تنها شاهد اندک اپراتورها و مدیرانی هستیم که برای نظارت و بهبود کار سیستم‌های هوشمند در این محیط باقی مانده‌اند.

یکی دیگر از پیش‌بینی‌ها برای چنین مراکزی، امکان سفارشی‌سازی محصولات در کمترین زمان و تولید کالاهایی متفاوت از یکدیگر در یک خط تولید خواهیم بود. به این شکل، هر ابزاری سریعا خود را با دستورات جدید منطبق کرده و از طرفی انعطاف‌پذیری بالاتر اجزا منجر به این خواهد شد که شما به عنوان مشتری دقیقا همان چیزی را دریافت کنید که نیاز دارید.

سخن پایانی

تکنولوژی همیشه مسیر خود را پیدا کرده و در جهت بهبود خدمت‌رسانی به انسان‌ها ظاهر خواهد شد. اتوماسیون صنعتی نیز بارها اثبات کرده که آماده پذیرش طرح‌های جدید بوده و همین نکته باعث می‌شود این فضا زودتر از سایر حوزه‌ها شاهد تحولات بنیادین گردد. در صورتی که دارای یک مجموعه صنعتی هستید، بهتر است هرچه سریع‌تر خود را برای همگام شدن با این تغییرات آماده کرده و نیروی کار خود را برای کار با سیستم‌های اتوماسیون صنعتی مدرن آموزش دهید.