امروز ما در میانه موج جدیدی از پیشرفت‌های فناورانه قرار داریم و شاهد ظهور انقلاب صنعتی چهارم هستیم. بر ما واجب است تا با ارکان انقلاب صنعتی چهارم آشنا شویم تا بتوانیم در کسب و کار و سازمان ها خودمان از آن ها استفاده کنیم.

از زمان آغاز انقلاب صنعتی، پیشرفت‌های فناورانه به‌طرز چشم‌گیری در صنایع در حال افزایش بوده‌اند. استفاده از ماشین‌های بخار در قرن نوزدهم، استفاده از انرژی الکتریسیته برای سرعت‌بخشیدن به تولید انبوه از اوایل قرن بیستم و ظهور اتوماسیون از سال 1970 به بعد همه نقاط عطفی در انقلاب‌های صنعتی جوامع بوده‌اند.

نسل اول انقلاب صنعتی تغییری جدی در تولید محصول ایجاد کرد، به‌نحوی‌که ماشین‌ها جای نیروی کار انسانی را گرفتند و در نتیجه شاهد افزایش میزان تولید و بهره‌وری کارخانه‌ها بودیم. ماشین بخار، دستگاه‌های نساجی، لوکوموتیو، تلگراف و رادیو همگی نمونه‌هایی از این نسل از انقلاب صنعتی هستند.

در نسل دوم انقلاب صنعتی که به انقلاب فناوری هم شناخته می‌شود، شاهد ظهور مفاهیمی مثل خط تولید، بهینه‌سازی جریان کار، تولید انبوه و مدیریت علمی بودیم. مکانیزه‌شدن فرایندها و بهبود بهره‌وری نیروی انسانی سبب شد تا در این دوران شاهد افزایش تولید و کاهش نیاز به نیروهای متخصص در کارخانه‌ها باشیم. انرژی الکتریسیته، موتورهای احتراقی و ناوگان هواپیمایی نمونه‌هایی از این نسل از انقلاب صنعتی هستند.

در نسل سوم انقلاب صنعتی که به انقلاب دیجیتال نیز شناخته می‌شود، شاهد ظهور مفاهیمی مانند اینترنت، فناوری دیجیتال، پردازش اطلاعات و ربات‌ها بودیم. فناوری دیجیتال به طراحان و مهندسان کمک کرد در قالب همکارهای مشترک بتوانند محصولاتی جدید با ویژگی‌هایی منحصربه‌فرد تولید کنند.

اما امروز ما در میانه موج جدیدی از پیشرفت‌های فناورانه قرار داریم و شاهد ظهور انقلاب صنعتی چهارم هستیم؛ انقلابی که از 9 رکن فناورانۀ مهم تشکیل شده است. در انقلاب صنعتی چهارم حسگرها، ماشین‌ها، محصولات و سیستم‌های رایانه‌ای با یکدیگر در ارتباط خواهند بود و یک زنجیره تأمین را در قالب یک سازمان واحد ایجاد می‌کنند. این سیستم‌های متصل‌به‌هم می‌توانند با هم و حتی با سایر پروتکل‌های ارتباطی در بستر اینترنت تعامل داشته باشند، داده‌ها را تحلیل کنند، خرابی‌ها را پیش‌بینی کنند و خودشان را با تغییرات مطابقت دهند. انقلاب صنعتی چهارم کمک می‌کند جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها از ماشین‌ها سریع‌تر و منعطف‌تر شود و با بهره‌وری بیشتری انجام شود تا در نهایت بتوانیم محصولاتی باکیفیت تولید کنیم و هم‌زمان هزینه‌های تولید را نیز کاهش دهیم. این تغییرِ جهت افزایش بهره‌وری تولید، تسریع رونق اقتصادی و در نهایت تغییر مزیت‌های رقابتی سازمان‌ها و کسب‌وکارها را در پی خواهد داشت.

فناوری دیجیتال پیش‌ازاین نیز در کارخانه‌ها مورداستفاده بوده، اما در انقلاب صنعتی چهارم تولید دگرگون خواهد شد. در این نسل کارخانه‌ها شاهد رشد بهره‌وری، تغییر شیوه‌های سنتی تولید، تغییر ارتباط بین تأمین‌کنندگان و مشتریان و همچنین تغییر تعامل بین انسان و ماشین خواهند بود. برای اطلاعات بیشتر در زمینه انقلاب صنعتی چهارم پیشنهاد می‌کنیم خلاصه فصل اول کتاب آینده انقلاب صنعتی چهارم نوشته کلاس شوآب را مطالعه نمایید.

ارکان انقلاب صنعتی چهارم

1-   جمع‌آوری و تحلیل کلان‌داده‌ها (Big Data Analysis)

تحلیل مبتنی بر کلان‌داده‌ها در سال‌های اخیر در دنیای صنعت ظهور پیدا کرده است و از آن برای بهینه‌سازی کیفیت محصولات، کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد تجهیزات استفاده می‌شود. در انقلاب صنعتی چهارم جمع‌آوری و ارزیابی جامع داده‌هایی که از منابع متنوعی نظیر تجهیزات خط تولید، سیستم ERP یا حتی سیستم‌های مدیریت مشتریان جمع‌آوری می‌شوند، استاندارد می‌شوند و برای تصمیم‌گیری به‌هنگام استفاده می‌شوند.

صنایع مختلف مدت زمان زیادی است که از ربات‌ها برای انجام کارهای پیچیده استفاده می‌کنند، اما در انقلاب صنعتی چهارم ربات‌ها بیش‌ازپیش مستقل و خودگردان و انعطاف‌پذیر می‌شوند و در تعامل بیشتر با یکدیگر خواهند بود. همچنین آن‌ها قادر خواهند بود تا در شرایطی کاملاً ایمن در کنار انسان کار کنند و از یکدیگر یاد بگیرند. این نسل از ربات‌ها هزینه ساخت کمتر و طیف گسترده‌تری از توانمندی‌ها را (در مقایسه با آنچه امروزه در کارخانه‌ها شاهدش هستیم) خواهند داشت.

۳-   شبیه‌سازی (Simulation)

از فناوری شبیه‌سازی در مرحلۀ طراحی برای شبیه‌سازی سه‌بعدی محصول و فرایند تولید بهره‌گیری می‌شود؛ اما در انقلاب صنعتی چهارم شبیه‌سازی بیش‌ازپیش در فرایند بهره‌برداری مورداستفاده قرار خواهد گرفت. این شبیه‌سازی‌ها که در ماشین‌ها، محصولات و رفتار انسان انجام می‌شود، به‌عنوان یک اهرم مهم و کلیدی، داده‌های واقعی را دریافت می‌کند و نسخه‌ای مجازی از دنیای واقعی ایجاد خواهد کرد. این مسئله به گروه‌های بهره‌برداری اجازه خواهد داد تنظیمات ماشین‌ها را پیش از اعمال در محیط واقعی، در محیط مجازی آزمایش و بهینه‌سازی کنند. این کار سبب خواهد شد تا زمان توقف ماشین‌آلات کم شود و کیفیت محصول نهایی افزایش پیدا کند.

۴-   سیستم‌های یکپارچه افقی و عمودی (Horizontal and Vertical System Integration)

اغلب سیستم‌های رایانه‌ای که امروزه استفاده می‌شوند به‌صورت کامل یکپارچه نشده‌اند. برای مثال، تولیدکننده‌ها، تأمین‌کنندگان و مصرف‌کننده‌ها در اکثر سازمان‌ها به‌ندرت با یکدیگر مرتبط هستند. همچنین در داخل سازمان‌ها هم کمتر دیده می‌شود که واحدهای مهندسی، تولید، خدمات، تدارکات و… با یکدیگر ارتباط و یکپارچگی داشته باشند؛ اما در انقلاب صنعتی چهارم کارخانه‌ها، واحدها و فرایندها بیش‌ازپیش با یکدیگر مرتبط خواهند شد و شبکه یکپارچه جهانی داده‌ها کمک خواهد کرد تا به‌معنای واقعی شاهد ایجاد یک زنجیرۀ ارزش کاملاً مکانیزه و خودکار باشیم.

۵-   اینترنت اشیاء صنعتی (The Industrial Internet of Things)

امروزه تنها تعداد کمی از حسگرها و ماشین‌ها در کارخانه‌ها به یکدیگر متصل هستند و اطلاعات خروجی آن‌ها به‌ندرت تحلیل می‌شود. آن‌ها به‌صورت سنتی در یک ساختار اتوماسیون هرمی طراحی شده‌اند که در آن حسگرها و تجهیزات کنترلی با بهره‌گیری از حداقل هوش مصنوعی ممکن برای کنترل فرایندهای تولید در کارخانه‌ها استفاده می‌شوند؛ اما در انقلاب صنعتی چهارم با استفاده از مفهوم اینترنت اشیاء صنعتی ( به عنوان یکی از مهم ترین ارکان انقلاب صنعتی چهارم ) ، تمامی تجهیزات به فناوری‌های ارتباطی استاندارد مجهز می‌شوند و مورد تحلیل و بررسی کامپیوتری قرار می‌گیرند. این موضوع به تجهیزات نصب‌شده در فرایندهای تولید کمک می‌کند تا با یکدیگر و در صورت نیاز با واحد کنترل ارتباط و تعامل داشته باشند.

۶-   امنیت شبکه (Cybersecurity)

بسیاری از شرکت‌ها هنوز از سیستم‌های مدیریتی و تولیدی استفاده می‌کنند که به‌صورت جزیره‌ای هستند و در یک چرخۀ بسته فعالیت می‌کنند؛ اما هم‌زمان با رشد استفاده از پروتکل‌های ارتباطی استاندارد و افزایش سطح ارتباط و یکپارچگی بین سیستم‌ها و تجهیزات در انقلاب صنعتی چهارم، حفاظت از سیستم‌های حساس صنعتی و خطوط تولید مهم در برابر حملات سایبری بیش‌ازپیش احساس خواهد شد. در انقلاب صنعتی چهارم مسئله امنیت و قابلیت‌اطمینان شبکه همانند سایر ویژگی‌هایی که پیش‌ازاین صحبت شد، برای کاربران و ماشین‌ها ضروری خواهد بود.

۷-   سیستم رایانش ابری (Cloud Computing)

شرکت‌ها هم‌اکنون هم در حال استفاده از نرم‌افزارهای مبتنی بر فناوری رایانش ابری برای مدیریت و تحلیل‌های آماری خود هستند؛ اما در انقلاب صنعتی چهارم افزایش تولید منوط به افزایش به اشتراک‌گذاری داده‌ها در بین واحدهای مختلف تولید و پشتیبانی خواهد بود. در همین بین عملکرد و بازدهی فناوری رایانش ابری نیز بهبود خواهد یافت تا بتواند سرعت پاسخگویی مناسب‌تری داشته باشد. در نتیجه، افزایش داده‌های ماشین و بهبود عملکرد در تولید، منوط به توسعه فناوری رایانش ابری خواهد بود.

۸-   تولید افزایشی (Additive Manufacturing)

درحال‌حاضر شرکت‌ها تازه شروع به وفق‌پذیری با مفهوم تولید افزایشی نظیر چاپ سه‌بعدی کرده‌اند که به آن‌ها امکان می‌دهد نمونۀ اولیه محصولات را با دقت بسیار زیاد تولید کنند و همین‌طور محصولات سفارشی خاص را تولید کنند. در انقلاب صنعتی چهارم این نوع از تولید افزایشی به‌طور گسترده‌تری مورداستفاده قرار خواهند گرفت تا دسته‌های کوچکی از محصولات سفارشی را تولید کنند که مزایای یکسانی همانند ساخت طرح‌های کم‌وزن و پیچیده را ارائه می‌دهد. سیستم‌های تولید افزایشی با عملکرد بالا و غیرمتمرکزبودن خود در آینده فاصله جابه‌جایی و حمل‌ونقل کالاها و محصولات و همین‌طور میزان انبار محصولات و انبار قطعات یدکی را کاهش خواهند داد.

۹-   واقعیت افزوده (Augmented Reality)

امروزه سیستم‌های مبتنی بر واقعیت افزوده دامنه متنوعی از خدمات مانند انتخاب قطعه از انبار یا ارسال برنامه کار تعمیراتی روی بستر تلفن همراه را پشتیبانی می‌کنند. این سیستم‌ها درحال‌حاضر در ابتدای عمر خودشان هستند، اما در انقلاب صنعتی چهارم کارخانه‌ها استفاده گسترده‌ای از واقعیت افزوده برای بهبود عملکرد نیروی انسانی از طریق فراهم‌سازی اطلاعات واقعی و بهنگام خواهند داشت و در نتیجه به بهبود تصمیم‌گیری و فرایندهای کاری منجر خواهند شد.

منابع

• Industry 4.0, the Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries, June 15, 2015 (https://www.bcg.com).
• APM 4.0: Redefining Asset Lifecycle for Industry 4.0, Dan Miklovic, 2017.