از دهه 1800 تا امروز، ما سه انقلاب صنعتی را تجربه کردهایم که هر کدام از آنها توسط یک فناوری جدید تحول آفرین کار میکردند: موتور بخار، نوآوری در خط مونتاژ و کامپیوترها. دلیل اینکه این دوران را «انقلاب صنعتی» نامیدند این است که نوآوری ارائه شده در آنها، نه تنها بهرهوری و کارایی صنایع را بهبود بخشید، بلکه انقلابی در نحوه تولید کالاها و نحوه انجام کار ایجاد کرد.
اکنون در چهارمین انقلاب صنعتی با نام Industry 4.0 هستیم که با استفاده از فناوریهای هوشمند، انقلابی در اتوماسیون، نظارت و تجزیه و تحلیل زنجیرههای تامین ایجاد میکند. صنعت 4 توسط اینترنت صنعتی اشیاء (IIoT) و سیستمهای هوشمند و مستقلی که از الگوریتمهای مبتنی بر رایانه برای نظارت و کنترل اشیای فیزیکی؛ مانند ماشینآلات، روباتها و وسایل نقلیه استفاده میکنند، پشتیبانی میشود.
Industry 4.0 همه چیز را در زنجیره تامین شما «هوشمند» میکند؛ از تولید هوشمند و کارخانهها تا انبارداری هوشمند و تدارکات. اما صنعت 4 در زنجیره تامین متوقف نمیشود! این سیستمهای هوشمند به سیستمهای پشتیبان مانند برنامهریزی منابع سازمانی (ERP) متصل میشود تا سطح بینظیری از دید و کنترل را به شرکتها بدهد. در نهایت میتوان گفت، Industry 4.0 بخش عمدهای از تحول دیجیتال هر شرکتی بهشمار میرود.
در این مقاله به معرفی انقلاب صنعتی چهارم میپردازیم. ابتدا انقلابهای صنعتی اول تا چهارم را به اختصار بررسی کرده و سپس به بیان فناوریها، مزایا و چالشهای صنعت 4 برای کسبوکارها میپردازیم.
تاریخچه صنعت 4
پیش از بررسی بیشتر در مورد چیستی، چرایی و چگونگی انقلاب صنعتی چهارم، بهتر است ابتدا بفهمیم که تولید از دهه 1800 تا امروز چگونه تکامل یافته است. چهار انقلاب صنعتی متمایز وجود دارد که جهان یا آنها را تجربه کرده است یا امروز به تجربه آنها ادامه میدهد.
انقلاب صنعتی اول
اولین انقلاب صنعتی بین اواخر سالهای 1700 و اوایل 1800 رخ داد. در این دوره زمانی، تولید از تمرکز بر کار دستی انجام شده توسط مردم و کمک حیوانات، به سمت استفاده از موتورهای آب و بخار و ماشینآلات دیگر حرکت کرده و بهشکل بهینهتری تکامل یافت. درواقع اختراع ماشینهای بخار، قطارها و مکانیزه شدن تولید، تحول صنعتی جامعه را بههمراه داشت که انقلاب صنعتی اول نامیده شد.
انقلاب صنعتی دوم
در اوایل قرن بیستم، جهان با معرفی فولاد و استفاده از برق در کارخانهها، وارد انقلاب صنعتی دوم شد. معرفی الکتریسیته تولیدکنندگان را قادر ساخت تا بهرهوری را افزایش دهند. همچنین به تحرک بیشتر ماشینآلات کارخانهها کمک کرد. در این مرحله بود که مفاهیم تولید انبوه مانند خط مونتاژ، بهعنوان راهی برای افزایش بهرهوری معرفی و تا حدی به راهاندازی اتوماسیون منجر شد.
انقلاب صنعتی سوم
در اواخر دهه 1950، سومین انقلاب صنعتی به آرامی ظهور کرد. در این دوران، تولیدکنندگان شروع به استفاده از فناوریهای الکترونیکی و در نهایت رایانهها، در کارخانههای خود کردند. در انقلاب صنعتی سوم، سازندگان تغییری را تجربه کردند که تأکید کمتری بر فناوری آنالوگ و مکانیکی و تاکیدی بیشتر بر فناوری دیجیتال و نرمافزار اتوماسیون داشت. انقلاب صنعتی سوم با ظهور کامپیوترها، شبکههای کامپیوتری (WAN، LAN، MAN، …) و ظهور رباتیک در تولید آغاز شد و بدیهی است که تولد اینترنت در آن زمان، تغییردهنده بزرگ بازی در مسیر مدیریت و استفاده از اطلاعات بود.
انقلاب صنعتی چهارم یا صنعت 4
چهارمین انقلاب صنعتی بهنام صنعت 4.0 ، در چند دهه گذشته بهوجود آمده است. Industry 4.0 با تاکید بر بهکارگیری فناوریهای دیجیتال، صنایع مختلف را با کمک اتصال به اینترنت اشیا (IoT)، دسترسی به دادههای بلادرنگ و معرفی سیستمهای سایبری، به سطح کاملاً جدیدی رسانده است. میتوان گفت صنعت 4 رویکرد جامعتر و مرتبطتری را برای تولید ارائه میدهد، دنیای فیزیکی را به دیجیتال متصل و امکان همکاری و دسترسی بهتر را در میان بخشها، شرکا، فروشندگان، محصولات و افراد فراهم میکند. Industry 4.0 به صاحبان مشاغل قدرت میدهد تا جنبههای مختلف عملکرد خود را بهتر کنترل و درک کنند و به آنها اجازه میدهد تا از دادههای خود برای افزایش بهرهوری، بهبود فرآیندها و افزایش رشد استفاده کنند.
از قرن 18 تا به امروز، دنیا با چهار انقلاب صنعتی روبرو بوده است که منجر به تحولات عظیمی به ویژه در تولید شدهاند.
انقلاب صنعتی چهارم ( صنعت 4 ) چیست؟
انقلاب صنعتی چهارم را میتوان بهعنوان بسط انقلاب صنعتی سوم توصیف کرد. در حالی که Industry 3.0 رایانهها را وارد فرآیند تولید کرد، صنعت 4.0 بر اتصال آن رایانهها به یکدیگر تمرکز دارد. با این حال، Industry 4.0 بسیار فراتر از سیستمهایی است که داخل یک کارخانه قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر هستند. هنگامی که صنعت 4 بهطور کامل پیادهسازی شود، امکان ایجاد کارخانههای هوشمند و تولید دیجیتال را فراهم میکند.
انقلاب صنعتی چهارم با تمرکز بر به کارگیری فناوریهای مختلف، امکان اتصال میان اجزای مختلف تولید را فراهم میکند.
اولین تعریف Industrie 4.0 در سال 2011 ارائه شد و بسیار طولانی بود. GTAI (سازمان تجارت و سرمایهگذاری آلمان) در مقالهای با عنوان «صنعت 4.0 ؛ تولید هوشمند برای آینده» به پاسخ این پرسش پرداخته است که صنعت هوشمند چیست (مترادف صنعت 4.0) و صنعت 4.0 به چه معناست.
در این مقاله اینطور عنوان شده است:«صنعت هوشمند یا «INDUSTRIE 4.0» به تکامل فناوری و حرکت بهسمت سیستمهای هوشمند اشاره دارد. INDUSTRIE 4.0 نشاندهنده چهارمین انقلاب صنعتی و دسترسی به اینترنت اشیا، دادهها و خدمات است. هوشمندی غیرمتمرکز، به ایجاد شبکههای هوشمند اشیا و مدیریت مستقل فرآیندها کمک میکند و با ایجاد تعامل میان دنیای واقعی و مجازی، جنبه جدیدی از فرآیند تولید را نشان میدهد».
تکنولوژیهای انقلاب صنعتی چهارم
بهطورکلی اصلیترین مؤلفههای انقلاب صنعتی چهارم (انقلاب تکنولوژی) را تکنولوژیهای مختلفی تشکیل میدهند که در حال حاضر توسعه یافتهاند. از جمله این فناوریهای نوین میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- هوش مصنوعی: هوش مصنوعی بیانگر کامپیوترهایی است که میتوانند؛ مانند انسان فکر کنند. آنها میتوانند بهراحتی الگوهای پیچیده را تشخیص داده، اطلاعات را پردازش و از آنها نتیجهگیری کنند. هوش مصنوعی (Artificial intelligence) امروزه به روشهای مختلفی در صنعت نسل 4 استفاده میشود که از جمله آنها میتوان به پیدا کردن الگوهایی در انبوهی از دادههای بدون ساختار و انجام بسیاری از فعالیتها بهصورت خودکار اشاره کرد.
- بلاکچین: بلاکچین روشی امن، غیرمتمرکز و شفاف برای ثبت و بهاشتراکگذاری دادهها است. ارز دیجیتال بیتکوین اصلیترین کاربرد بلاکچین است؛ ولی امروزه از این فناوری میتوان برای ردیابی در زنجیرههای تأمین، ایمنسازی اطلاعات حساب پزشکی بهصورت ناشناس و مبارزه با تقلب در رأیگیریها نیز استفاده کرد.
- پردازشهای سریع کامپیوتری: فناوریهای محاسباتی جدید کامپیوترها را بسیار هوشمندتر کردهاند. این فناوریها کامپیوترها را قادر میسازند تا حجم عظیمی از دادهها را با سرعت بالاتری پردازش کنند. ظهور محیطهای ابری و مبتنی بر کلود، به کسب و کارها اجازه میدهد تا اطلاعات خود را با خیالی راحت در هر محیطی که به اینترنت دسترسی دارند ذخیره کنند. فناوریهای محاسباتی میتوانند به میزان زیادی روی افزایش پتانسیل هوش مصنوعی در انقلاب صنعتی چهارم نیز تأثیرگذار باشند.
- واقعیت مجازی: واقعیت مجازی یک تکنولوژی بسیار جذاب است که به شما اجازه میدهد تا بتوانید دنیای واقعی را بهراحتی شبیهسازی کنید. این تکنولوژی نیز در نسل چهارم صنعت کاربردها و مزایای گستردهای خواهد داشت.
- بیوتکنولوژی: بیوتکنولوژی از فرایندهای سلولی و زیست مولکولی برای توسعه فناوریها و محصولات جدید استفاده میکند. یکی از مهمترین مزایای این علم، کارآمدتر کردن فرایندهای تولید صنعتی، فراهم کردن منابع انرژی پاک و کارآمد است و به همین علت نیز جز مؤلفههای اصلی این انقلاب صنعتی قرار میگیرد.
- رباتیک: رباتیک به طراحی، ساخت و استفاده از رباتها برای استفاده شخصی و تجاری اشاره دارد. با وجود اینکه امروزه استفاده از آنها در موارد شخصی چندان محبوب نیست؛ ولی پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر آنها را به میزان زیادی پیشرفتهتر و البته پیچیدهتر کرده است. امروزه میتوان از رباتها در بسیاری از زمینههای مختلف از جمله تولید، بهداشت، ایمنی و کمکهای انسانی استفاده کرد.
- اینترنت اشیا: اینترنت اشیا یکی دیگر از مهمترین مؤلفههای نسل چهارم صنعت (Industry4) به شمار میآید که در آن از تجهیزاتی مانند انواع حسگرها استفاده میشود تا اطلاعات را از محیط دریافت کرده و سپس از طریق بازوها و ابزارهای عملیاتی، برخی از فعالیتهای خاص را انجام داد. اینترنت اشیا به کسب و کارها اجازه میدهد تا دادههای مشتریان خود را بهصورت دائمی جمعآوری کرده و آنها را تجزیهوتحلیل کنند. همین عامل نیز به طور مستقیم روی کیفیت خدمات ارائهشده به مشتریان اثرگذار خواهد بود.
- محاسبات ابری: محاسبات ابری به این معناست که به جای استفاده از کامپیوترها و سرورهای خود، افراد یا سازمانها از منابع محاسباتی اینترنتی استفاده میکنند. این به افراد و سازمانها امکان میدهد دادهها را ذخیره کرده و برنامهها را اجرا کنند، بدون اینکه نیاز به داشتن سختافزار و نرمافزار خود داشته باشند. این امکان به آنها کمک میکند تا به منابع محاسباتی بیشتری به راحتی دسترسی داشته باشند و به صورت انعطافپذیرتری با فناوری کار کنند.
- پرینتر سهبعدی: آخرین مورد از مؤلفههای مهم در انقلاب صنعتی چهارم، پرینترهای سهبعدی هستند. پرینت سهبعدی به شرکتهای تولیدی اجازه میدهد تا قطعات خود را با ابزارهای کمتر، هزینه پایینتر و سریعتر تولید کنند.
مزایای انقلاب صنعتی چهارم
مجموعه وسیعی از راهحلهای Industry 4.0 در بازار وجود دارد که به شرکتها کمک میکند زنجیره تامین دیجیتال خود را تغییر دهند؛ تولید را دیجیتال کرده، بر مشتریان تمرکز و کل سازمان خود را به هم متصل کنند. از مزایای انقلاب صنعتی چهارم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
محصولات هوشمند
ظهور و توسعه صنعت 4 باعث رشد محصولات متصل میشود که میتوانند اطلاعات مربوط به سلامت، مکان، سطح استفاده، شرایط ذخیرهسازی و موارد دیگر را به اشتراک بگذارند. دادههایی که این محصولات هوشمند به اشتراک میگذارند، میتوانند به شما در بهبود همه چیز، از کیفیت محصول و خدمات مشتری تا تدارکات و تحقیق و توسعه، کمک کنند. آنها همچنین میتوانند نیازهای خدماتی را پیشبینی و راه را روی مدلهای تجاری جدید و مبتنی بر خدمات باز کنند.
کارخانههای هوشمند
فناوری های انقلاب صنعتی چهارم به شما کمک میکنند تا کارخانههای هوشمند را با امکانات بسیار دیجیتالی و تا حد زیادی خودمختار؛ که از فناوریهای پیشرفته مانند Big Data، هوش مصنوعی، رباتیک، تجزیه و تحلیل و IoT بهره میبرند، راهاندازی کنید. این کارخانهها که Factory 4.0 نیز نامیده میشوند، از فرآیندهای تولید هوشمند 4.0 پشتیبانی و ارائه محصولات سفارشی شده را با هزینه کارآمد و در مقیاس بالا، ممکن میکنند.
داراییهای هوشمند
تقریباً هر دارایی فیزیکی که امروزه بهکار گرفته میشود، دارای حسگرهای داخلی است که وقتی به اینترنت اشیا و سیستمهای تجزیه و تحلیل داده متصل میشوند، تغییردهنده بازی برای مدیریت داراییهای سازمان هستند. با استفاده از داراییهای هوشمند، تکنسینها میتوانند عملکرد دارایی را درلحظه نظارت کنند، خرابیهای احتمالی را پیشبینی کرده و از آن جلوگیری کنند، از تعمیر و نگهداری پویا و پیشبینیکننده استفاده کنند، از مزایای دوقلوهای دیجیتالی بهره ببرند و داراییها و فرآیندهای تجاری را با یکدیگر ادغام کنند.
افراد توانمند
مهم نیست که سیستمهای شما چقدر مستقل هستند، شما همیشه به افرادی برای کار با این سیستمها نیاز خواهید داشت. در انقلاب صنعتی چهارم شما میتوانید افراد خود را با فناوریهایی مانند هوش مصنوعی و دسترسی به دادههای حسگرها توانمند کنید تا بدانند در کسبوکار چه اتفاقی میافتد و آماده تصمیمگیری سریع و رسیدگی به مسائل پیش رو باشند. دستگاههای پوشیدنی و اپلیکیشنهای واقعیت افزوده نیز میتوانند به حل مشکلات، نظارت بر سلامت و ایمن نگهداشتن افراد کمک کنند.
از نتایج دیگری که انقلاب صنعتی 4 برای کسبوکارها به همراه دارد، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- پیشرفتهای اساسی در بهرهوری و اتوماسیون: کسب و کارها در سراسر فرایندهای عملیات خود، به سمت اتخاذ تصمیمهای مبتنی بر داده حرکت میکنند، دقت پیشبینی را بهبود میبخشند، از تحویل بهموقع پشتیبانی کرده و برنامههای بهینهسازی سود را ایجاد میکنند.
- انعطافپذیری و چابکی: صرفنظر از آنچه بازار یا اقتصاد به ارمغان میآورد، شرکتها میتوانند در صنعت 4، زنجیره تامین دیجیتال آینده را بر اساس برنامهریزیهای پیشرفته شکل دهند.
- تلاش برای کشف مدلهای تجاری جدید و استفاده سریع از فرصتها: به لطف راهحلهای Industry 4.0، هزینههای کسبوکارها کاهش پیدا میکنند، کارایی بازار بهبود پیدا کرده و زنجیرههای تامین از طریق دریا، زمین و هوا به هم متصل میشوند.
- راهحلهای سبز و پایدار، بدون به خطر انداختن سودآوری: سازمانها با دیجیتالی شدن، کارآمدتر و مقرون بهصرفهتر عمل میکنند. چنین سازمانهایی، اهداف زیست محیطی خود را بدون بهخطر انداختن سایر اهداف تجاری، مانند سودآوری و مقیاسپذیری، برآورده میکنند.
چالشهای انقلاب صنعتی چهارم چیست؟
در ابتدای راه، چالشهای انقلاب صنعتی چهارم برای سازمانهایی که مایل به پیادهسازی Industry 4.0 بودند، هزینهها و قابلیت همکاری آن بود. ماشینها و حسگرهای مورد استفاده در کارخانهها اغلب با پروتکلهای متفاوتی کار میکردند که ارتباط میان دستگاههای متصل را دشوار میکرد. با این حال، با پذیرش بیشتر صنعت 4.0 ، استانداردهای مختلف ارتباطی شروع به ظهور کردند.
یکی دیگر از چالشهای مهم مربوط به Industry 4.0 امنیت سایبری است. در گذشته، سیستمهایی که در کارخانهها استفاده میشد، ماهیت اختصاصی داشتند و به ندرت پیش میآمد که چنین سیستمهایی بخواهند به یکدیگر یا به سیستمهای فناوری اطلاعات پشتیبان متصل شوند. به این ترتیب، سازمانهایی که چنین سیستمهایی را ایجاد کردهاند، به ندرت رویکرد امنیتی مناسب را برای تلاشهای توسعه خود اتخاذ میکنند. اتصال میان دستگاهها و منابع IT میتواند این دستگاهها را در معرض همان تهدیدهای سایبری قرار دهد که مدتهاست سیستمهای IT سنتی را تحت تأثیر قرار داده است. علاوه بر این، یک سیستم فناوری اطلاعات در معرض خطر، میتواند مسیری را برای مهاجم فراهم کند که از طریق آن، به منابع مورد استفاده در کارخانه حمله کند. بنابراین امنیت دستگاهها در صنعت 4 از مهمترین چالشهایی است که هنگام پیادهسازی آن باید مورد توجه قرار گیرد.