نوآوری خدمات برای صنایع هوشمند

نوآوری خدمات برای صنایع هوشمند

بخش اول

سامانه‌های فیزیکی-سایبری در «شبکه ارزش»؛ به لطف فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا (IoT)، سامانه‌های تعبیه‌شده، ارتباطات ماشین به ماشین (M2M)‌ و رایانش ابری، اینک ما در آستانه انقلاب صنعتی چهارم قرار داریم. به موازات آن، ارتباط بیش از حد منجر به تغییر «تکتونیکی» در ساختار سامانه اقتصادی فعلی خواهد شد: گذر از یک زنجیره ارزش خطی، به یک «شبکه ارزش» غیر خطی. (تکتونیکس (Tectonics) یا علم زمین‌ساخت یکی از شاخه‌های زمین‌شناسی است که به مطالعه تغییر شکل پوسته زمین بر اثر تنش‌ها و کرنش‌های وارده در طول دوران‌های مختلف زمین‌شناسی می‌پردازد. هدف اصلی این رشته توجیه هندسه و نحوه پیدایش سازه‌ها و ساختارهای زمین‌شناختی مانند تاقدیس‌ها، گسل‌ها، درزه‌ها و ناودیس‌هاست).

سامانه‌های فیزیکی-سایبری (CPS) فناوری‌های توانمندسازی هستند که در قلب این تحول بنیادین در یک اقتصاد مبتنی بر شبکه قرار دارند. اقتصاد شبکه، نظم اقتصادی نوظهور در جامعه اطلاعاتی است. این نام از ویژگی‌ای کلیدی ناشی می‌شود: محصولات و خدمات ایجاد می‌شوند و از طریق شبکه‌های اجتماعی که در مقیاس‌های بزرگ یا جهانی کار می‌کنند، تولید ارزش افزوده می‌کنند.

این CPS اجازه ایجاد سامانه‌های یکپارچه و خودتنظیمی فراتر از مرزهای شرکت یا صنعت را می‌دهد، که در بهینه‌سازی فرایندهای تولید مؤثر است. سامانه‌های تولید در یک کارخانه هوشمند مجهز به CPS می‌توانند در زمان واقعی به تغییرات در بازار و در زنجیره تأمین واکنش نشان دهند و جریان کالاها را به‌طور مستقل تنظیم کنند. همچنین، بر اساس CPS، شرکت‌ها می‌توانند خدمات از راه دور را فراتر از صلاحیت‌های سنتی خود ارائه دهند. این سرویس‌ها می‌توانند اشکال گوناگونی داشته باشند، اما احتمالاً حول چند موضوع کلیدی می‌چرخند: تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده و تجویزی، دسترسی از راه دور، و نظارت از راه دور. نکته قابل توجه آنکه جهان دارای CPS، مفهوم امروزی زنجیره ارزش را اصلاح خواهد کرد. در واقع، با وجود ارتباط متقابل از طریق CPS، شبکه ارزش ایجاد می‌شود: مجموعه‌ای از بازیگران جدید و موجود که تمامی مراحل تولید را دربر می‌گیرند و می‌توانند هم به صورت عمودی و هم به صورت افقی ادغام شوند.

خدمات از راه دوری که به‌وسیله CPS فعال شده است، از سوی فناوری‌هایی هدایت می‌شوند که باعث ایجاد ارتباط، توجه سیاسی سطح بالا به موضوع و فرصت‌های بازار در حال ظهور می‌شوند؛ زیرا اتصال پیشرفته از طریق زیرساخت پهنای باند بهتر، حسگرها و فناوری رایانه‌ای پیش‌شرط توسعه CPS است. همچنین، طرح‌های سیاستگذاری مانند صنعت ۴.۰ در حال ایجاد جنبشی برای CPS و فناوری‌های مرتبط هستند که تأثیری مثبت بر شرکت‌هایی می‌گذارند که در حوزه خدمات از راه دور برای صنعت هوشمند فعالیت می‌کنند. پتانسیل مدل‌های کسب‌‌وکار جدید به نفع CPS است: صنعت تولید متوجه می‌شود که به‌زودی باید کسب‌وکار خود را دوباره ابداع کند و بر روی فروش و خدمات پس از فروش متمرکز شود.

البته نگرانی‌ها در مورد امنیت، چالش‌های فنی، و درک محدود بازار از طرف مصرف‌کننده، هنوز هم نشان‌دهنده موانعی بر سر راه جذب کامل این روند است. امنیت، دغدغه شماره یک مصرف‌کنندگان هنگام استفاده از خدمات از راه دور است؛ زیرا این امر مستلزم قرار دادن اطلاعات حساس در فضای ابری است و پیاده‌سازی کامل CPS تعدادی از چالش‌های فنی، مانند قابلیت همکاری و زیرساخت پهنای باند را افزایش می‌دهد.

به‌طورکلی، CPS در قالب شرایط و چهارچوب مناسب، نیازمند حمایت سیاسی است. این امر مستلزم ایجاد مقرراتی برای امنیت و حریم خصوصی داده‌ها، تضمین قابلیت همکاری و تقویت زیست‌بوم شرکت به‌عنوان بازار نسل بعدی است. همچنین حمایت از ورود به یک بازار چالش‌برانگیز، به‌ویژه برای شرکت‌های کوچک و متوسط و استارت‌آپ‌ها، برای جذب این روند مفید خواهد بود.

خدمات CPS در شبکه ارزش

سامانه‌های فیزیکی-سایبری (CPS) در قلب تحول بنیادین یعنی اقتصاد مبتنی بر شبکه قرار دارند. اصطلاحی که می‌توان آن را «ادغام محاسبات با فرایندهای فیزیکی» یا «ادغام دنیای سایبری و فیزیکی» نامید. CPS فناوری‌ توانمندسازی است که امکان ایجاد سامانه‌های یکپارچه و خودتنظیم را، فراتر از مرزهای شرکت یا صنعت فراهم می‌کند.

امروزه سایبر و دنیای فیزیکی نقاط تلاقی متعددی دارند: مدیریت چرخه عمر محصول (PLM)، رایانش ابری، و کلان‌داده‌ها، از جنبه سایبری؛ دستگاه‌های جاسازی‌شده، ماشین‌به‌ماشین (M2M)‌، و اینترنت اشیا (IoT)، از جنبه فیزیکی. در زمینه صنعت هوشمند آینده، سامانه سایبری به‌طور مداوم بر فرایندهای فیزیکی نظارت خواهد داشت. هر دو جهان به‌طور یکپارچه به‌هم متصل خواهند شد و پیوسته با یکدیگر تعامل خواهند داشت.

از یک سو، سامانه‌های تولید در یک کارخانه هوشمند مجهز به CPS می‌توانند در زمان واقعی به تغییرات در بازار و در زنجیره تأمین واکنش نشان دهند و جریان کالا را به‌طور مستقل تنظیم کنند. در نتیجه، کل زنجیره تولید تا حدی بهینه خواهد شد. البته CPS فراتر از بهینه‌سازی فرایندهای تولید است. شرکت‌ها با استفاده از CPS می‌توانند خدمات از راه دور را فراتر از صلاحیت‌های کنونی خود ارائه دهند. تجزیه و تحلیل‌های تجویزی این سامانه، توانایی پیش‌بینی سناریوهای احتمالی آینده و توصیه یک مسیر عملی برای جلوگیری از تأثیرات منفی آینده را به‌دست می‌آورد. چنین راه‌حل‌های تحلیلی اغلب مبتنی بر نرم‌افزار هستند، اما ممکن است شامل بخش سخت‌افزاری نیز باشند. همان‌طور که از نام آن مشخص است، دسترسی از راه دور امکان استفاده و پیکربندی دستگاه را از یک مکان راه دور از طریق یک کانال ارتباطی ایمن فراهم می‌کند. از سوی دیگر، کنترل از راه دور امکان نظارت و کنترل تجهیزات و همچنین دسترسی به داده‌های آنها را فراهم می‌کند.

خدمات از راه دور متصل به صنعت هوشمند عبارت‌اند از:

  • دسترسی از راه دور
  • نظارت از راه دور
  • تجزیه و تحلیل پیش‌بینی آینده‌نگر

و مزایای چندگانه آن به قرار زیر است:

  • فرایند تولید در تمام مراحل خود بهینه شده است.
  • زنجیره‌های تأمین در حالت «در زمان» به‌راحتی اجرا می‌شوند.
  • تولید‌کنندگان می‌توانند محصولات را در پاسخ به تقاضای مصرف‌کنندگان سفارشی‌سازی کنند.
  • و در نهایت، فرصت‌های تجاری استفاده‌نشده از شبکه‌های مبتنی بر CPS به‌وجود می‌آیند.

گرچه در حال حاضر بحث درباره CPS و Industry 4.0 هنوز در مرحله مفهومی است، اما برخی از شرکت‌ها در خط مقدم این تحول قرار گرفته‌اند و گروهی از شرکت‌ها نیز در حال نظاره کردن این روند هستند.

چند نمونه از خدمات از راه دور که از طریق CPS ارائه می‌شود

چالش 1: اختلال در عملکرد یا خرابی ماشین می‌تواند خسارت‌های بزرگی به شرکت‌های صنعتی و تأسیساتی وارد کند.

راه‌حل نوآورانه: پیش‌بینی در پایش و عیب‌یابی از راه دور در زمان واقعی با هدف جلوگیری از خرابی دستگاه‌ها تخصصی: محصولات اصلی پیش‌بینی‌شده، پلتفرم نگهداری الکترونیکی با نام KASEM (دانش و خدمات پیشرفته برای نگهداری الکترونیکی) و فناوری تجاری اصلی شرکت CASIP (ایمنی به کمک رایانه و بهره‌وری صنعتی) هستند. در واقع، CASIP مهم‌ترین شکست‌ها و تخریب‌هایی را بررسی می‌کند که ممکن است تأثیری بر در دسترس بودن ماشین‌ها، اجراها و هزینه‌ها داشته باشد. از طریق نصب دو نرم‌افزار پیش‌بینی، عملکرد ماشین‌ها پیوسته نظارت و تجزیه و تحلیل می‌شود و در نهایت امکان صرفه‌جویی را فراهم می‌کند.

چالش ۲ : سرویس ماشین‌آلات در طول دوره گارانتی بسیار گران است.

راه‌حل نوآورانه: ایون یا ایوون (eWON) که شرکت سوئدی سازنده محصولات اتوماسیون صنعتی و پی‌ال‌سی (PLC) و محصولات دسترسی از راه دور برپایه‌ اینترنت است، یک راه‌حل اتصال ابری برای ماشین‌های صنعتی ارائه می‌کند که پیاده‌سازی و استفاده از آن آسان است. مشتریان می‌توانند برای انجام کارهای لازم از راه دور به دستگاه دسترسی داشته باشند. ماشین‌های صنعتی با راه حل eWON به‌طور امن به اینترنت متصل می‌شوند، که می‌تواند تمام انواع داده‌های فنی نشأت‌گرفته از آنها را جمع‌آوری کند. کاربردهای معمولی در حوزه کار eWON شامل نگهداری از راه دور، تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده، خدمات از راه دور، مدیریت دارایی، اندازه‌گیری از راه دور، مدیریت ساختمان چندسایتی و M2M است.

چالش ۳: هزینه‌های عملیاتی و نگهداری ناوگان، کارخانه، پردازش و دیگر تجهیزات بسیار بالاست.

راه‌حل نوآورانه: Maintenel (مخفف تعمیر و نگهداری الکترونیک) یک استارت‌آپ لتونیایی در زمینه تعمیر و نگهداری پیش‌بینی است. این راه‌حل اجازه می‌دهد تا به‌طرزی شایان توجه هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری تجهیزات سنگین و واحدهای نیرو را در بخش‌های مختلف صنعتی کاهش داد: مدیریت ناوگان، اتوماسیون کارخانه (تولید)، پردازش صنعتی و دیگر بازارها. راه‌حل برای تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌شده مبتنی بر سخت‌افزار، نرم‌افزار و اجزای ابری با استقرار سریع است. دستگاه‌های Maintenel حجم کار تجهیزات سنگین را با شمارش دوره‌های زمانی صرف‌شده در حالت‌های مختلف عملیات اندازه‌گیری می‌کند. با دریافت این داده‌ها، Maintenel Cloud امکان تجزیه و تحلیل دقیق نیروی کار را فراهم می‌سازد و تعمیر و نگهداری پیشگیرانه به‌موقع (PM) را با استفاده از ویژگی‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی (PdM) اعمال می‌کند.

چالش ۴: داده‌هایی که از سوی شرکت‌ها استفاده نمی‌شود، اما در واقع دارای ارزش زیادی هستند.

راه‌حل نوآورانه: IS Predict یک ارائه‌دهنده نرم‌افزار آلمانی در زمینه تجزیه و تحلیل پیش‌بینی و تجویزی است. این شرکت یک راه‌حل تجزیه و تحلیل پیش‌بینی خودآموز به نام «هوش منابع» ایجاد کرده است که ناکارآمدی‌ها و نقاط ضعف را در فرایندهای فردی مشتریان خود کشف می‌کند. این شرکت به‌طور عمده در دو زمینه تأسیسات (شبکه هوشمند) و تولید صنعتی (صنعت هوشمند) فعالیت می‌کند. راه‌حل نرم‌افزاری آن برای تولید هوشمند، به لطف تجزیه و تحلیل داده‌ها و همچنین تجزیه و تحلیل پیش‌بینی، کارایی فرایندهای تولید را افزایش می‌دهد. این نرم‌افزار توانایی درک ناکارآمدی و ارائه توصیه‌هایی برای کنترل ماشین‌آلات به روش بهینه را دارد، و نیز فرایندهای پیچیده با آن به‌راحتی مدیریت می‌شود.

چالش ۵: تجهیزات میدانی نیاز به سرویس دارند که هزینه‌های قابل توجهی به‌همراه دارد.

راه‌حل نوآورانه: «نت‌بیتر» راه‌حل نظارتی و دسترسی از راه دور مبتنی بر ابر ارائه می‌دهد. این شرکت یک بسته خدماتی برای نظارت و کنترل تجهیزات میدانی مانند ژنراتورهای برق، پمپ‌ها، مخازن، توربین‌های بادی و مواردی از این دست را ارائه می‌دهد. از آنجا که بازدید از سایت پرهزینه است، سامانه‌های نظارت از راه دور سفارشی نت‌بیتر، این امکان را به مشتریان می‌دهد تا هزینه‌های خدمات را تنها با ارسال تیم‌های خدماتی به تجهیزاتی که واقعاً به خدمات نیاز دارند، بهینه کنند. نت‌بیتر سه نوع بسته خدماتی را به مشتریان خود ارائه می‌کند: دسترسی از راه دور، مشاهده و کنترل، و مدیریت و تحلیل. تیم راه‌حل مدیریت از راه دور می‌تواند در عرض چند روز مستقر شود.

دیدگاه ها

  • دیدگاهی موجود نیست

ثبت دیدگاه