صنعت 4.0 و اینترنت صنعتی اشیا (IIoT) چیست؟
 

 

انقلاب صنعتی چهارم تحت عنوان صنعت 4.0، در سال 2011 در نمایشگاه هانوفر آلمان معرفی شد. تحول پیش روی صنعت 4.0، استفاده از سیستم‌های فیزیکی سایبری در سیستم‌های تولیدی صنعتی بیان شده است. این دوره را می‌توان معادل زمان معرفی اینترنت عمومی توسط شرکت جنرال الکتریک در آمریکای شمالی دانست. صنعت  4.0، با اصطلاحاتی چون تولید پیشرفته، کارخانه‌های هوشمند، صنعت هوشمند و اینترنت صنعتی اشیا، گره خورده است. اتوماسیون صنعتی با استفاده از سیستمهای کنترلی (مانند ربات‌ها، رایانه‌ها، حسگرها) و فناوری اطلاعات در صنایع تولیدی، باعث حذف هرچه بیشتر مداخله نیروی کار می‌شود. اینترنت در دهه‌ی 1990 همه‌ی جهان را به چالش کشید و بعداً به عنوان یک پدیده مهم و حیاتی فناوری ظاهر شد. صنعت 4.0 می‌تواند یک ضربه بالقوه باشد نه یک هیاهو.
با وجود فعالیت‌های متفاوت سازمان‌ها و شرکت‌ها، چالش‌های مشترکی نیز وجود دارد. یکی از این چالش‌ها، نیاز به اتصال و دسترسی در هر زمان به فرآیند تولید، محصولات، شرکا و کارکنان است. اینجاست که صنعت 4.0 وارد عمل می‌شود.
صنعت 4.0 فقط سرمایه‌گذاری در فناوری و ابزارهای جدید برای بهبود کارایی تولید نیست بلکه انقلابی در نحوه‌ی کار و رشد کلی کسب و کارها است.
دنیای تولید در حال تغییر است. برای زنده ماندن و پیشرفت، باید مایل به سرمایه‌گذاری در صنعت 4.0  باشید. همه‌ی صنایع باید آماده‌ی پذیرش این انقلاب صنعتی بالقوه باشند تا بتوانند در بازارهای فوق رقابتی دنیا همچنان باقی بمانند.
در این مقاله، به بررسی موارد مهم و اساسی صنعت 4.0، مزایا و کمک‌هایی که به کسب و کارهای مختلف می‌کند، می‌پردازیم.

 

برای درک عمیق‌تر از صنعت 4.0، بهتر است روند تکامل صنعت از دهه‌ی 1880 تا کنون را بررسی کنیم. صنعتی شدن جهان با اختراع موتور بخار توسط جیمز وات (James Watt) آغاز شد و تا کنون ادامه پیدا کرده‌است. با پیشرفت تکنولوژی در هر دوره‌ی زمانی، صنایع هم پیشرفته‌تر و کاراتر شده‌اند. چهار انقلاب صنعتی متمایز وجود دارد که جهان تا به امروز، تجربه کرده یا می‌کند.

اولین انقلاب صنعتی بین اواخر دهه‌ی 1700 و اوایل 1800 اتفاق افتاد. در این زمان، ماشین‌های بخار در صنایع گسترده از جمله معدن، نساجی و صنایع دیگر مورد استفاده قرار گرفتند. کارخانه‌ها رشد کردند، کارگرها به شهرها مهاجرت کردند؛ در نتیجه جوامع کشاورزی تبدیل به مکان های صنعتی شدند. بدین ترتیب انقلاب صنعتی اول آغاز شد.

در اواخر قرن 19 میلادی، جهان با ورود فولاد و استفاده از برق در کارخانه‌ها وارد انقلاب صنعتی دوم شد. ورود برق به کارخانه‌ها، زمان کار ماشین آلات و در نتیجه تولید را افزایش داد. افزایش تولید، تولیدکنندگان را مجبور به افزایش کارایی کارخانه‌ها کرد. در این مرحله بود که مفاهیم تولید انبوه مانند خط مونتاژ به عنوان راهی برای افزایش بهره‌وری معرفی شد.

در اواخر دهه‌ی 1950، الکترونیک و رایانه وارد کارخانه‌ها شدند. در این دوره، تولیدکنندگان تغییراتی را تجربه کردند که تأکید کمتری بر فناوری آنالوگ و مکانیک داشت. با تمرکز بیشتر کارخانه‌ها بر فناوری دیجیتال و نرم افزار اتوماسیون، انقلاب صنعتی سوم، ظهور کرد.

در چند دهه‌ی گذشته، چهارمین انقلاب صنعتی معروف به صنعت 4.0 ظهور کرده‌است. صنعت 4.0 با کمک ارتباط متقابل از طریق اینترنت اشیا (IoT) ، دسترسی به داده‌های زمان واقعی و معرفی سیستم‌های فیزیکی سایبری، فناوری دیجیتال را نسبت به دهه‌های اخیر، به سطح کاملاً جدیدی منتقل می‌کند. صنعت 4.0 رویکرد بهم‌پیوسته و جامع‌تری در تولید ارائه می‌دهد.
صنعت 4.0، دنیای فیزیکی و دیجیتال را بهم مرتبط می‌کند. این ارتباط، امکان همکاری و دسترسی بهتر در بخش‌ها، شرکا، فروشندگان، محصولات و کارکنان را فراهم می‌کند. صنعت 4.0 صاحبان مشاغل را قادر می‌سازد تا تمام جنبه‌های فرآیند شغلی خود را، بهتر کنترل و درک کنند. همچنین به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا از داده‌های لحظه‌ای برای افزایش بهره‌وری، بهبود فرآیندها و رشد استفاده کنند.

صدها مفهوم و اصطلاح راجع به IIoT و Industry 4.0 وجود دارد. اما لازم است پیش از سرمایه‌گذاری بر روی صنعت 4.0، برای کسب و کار خود، 12 اصطلاح رایج را بدانید. در ادامه به معرفی این 12 اصطلاح رایج می‌پردازیم:
برنامه ریزی منابع سازمانی (ERP): ابزارهای مدیریت فرآیند کسب و کار که می‌توانند برای مدیریت اطلاعات در سراسر سازمان استفاده شوند.
IoT: IoT مخفف عبارت Internet of Things و به معنای اینترنت اشیا است. مفهومی که به ارتباطات بین اشیا فیزیکی مانند حسگرها یا ماشین‌ها مربوط می‌شود.
:IIoT IIoT  مخفف عبارت Industrial Internet of Things و به معنای اینترنت اشیا صنعتی است. مفهومی که به ارتباطات بین افراد، داده‌ها و ماشین آلات مربوط به تولید، اشاره دارد.
Big Data: داده‌های بزرگ به مجموعه‌ی بزرگی از داده‌های ساختار یافته یا غیر ساختاری گفته می‌شود که می‌توانند برای آشکار کردن الگوها، روندها، ارتباطات و فرصت‌ها، گردآوری، ذخیره، سازماندهی و تحلیل شوند.
هوش مصنوعی (AI): هوش مصنوعی مفهومی است که به توانایی رایانه در انجام وظایف و تصمیماتی که به برخی از سطوح هوش انسان نیاز دارد، اشاره می‌کند.
  Machine2Machine (M2M): مخفف کلمه ماشین به ماشین است و به ارتباطی که بین دو ماشین جداگانه از طریق شبکه‌های بی‌سیم یا سیمی اتفاق می‌افتد گفته می‌شود.
Digitization: دیجیتالی‌سازی به فرآیند جمع‌آوری و تبدیل انواع مختلف اطلاعات به قالب دیجیتال اطلاق می‌شود.
Smart Factory: کارخانه هوشمند کارخانه‌ای است که در فناوری، راهکارها و رویکردهای صنعت 4.0 سرمایه‌گذاری کرده و از آن استفاده می‌کند.
Machine learning: یادگیری ماشینی به توانایی کامپیوترها برای یادگیری و بهبود خود به خود از طریق هوش مصنوعی بدون اینکه صریحاً برای آن برنامه ریزی شده باشد، اطلاق می‌شود.
Cloud computing: رایانش ابری به روال استفاده از سرورهای میزبانی شده در اینترنت، برای ذخیره، مدیریت و پردازش اطلاعات گفته می‌شود.
Real-time data processing: پردازش داده در زمان واقعی به توانایی سیستم‌ها و ماشین‌های رایانه‌ای برای پردازش مداوم و خودکار داده‌ها و ارائه خروجی‌های زمان واقعی یا نزدیک به زمان واقعی اشاره دارد.
Ecosystem: یک اکوسیستم از نظر تولید، به ارتباط بالقوه‌ی کل عملیات شما از ‌جمله موجودی و برنامه‌ریزی، امورمالی ، روابط با مشتری، مدیریت زنجیره‌ی تأمین و اجرای تولید اشاره دارد.
Cyber-physical systems (CPS): سیستم‌های سایبری فیزیکی، که بعضاً به عنوان ساخت سایبری نیز شناخته می‌شوند ، به یک محیط تولید با قابلیت صنعت 4.0 گفته می‌شود که جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل و شفافیت داده‌ها در هر زمان از عملیات تولید را در زمان واقعی ارائه می‌دهد.
اکنون که درک بهتری از برخی مفاهیم اصلی مربوط به صنعت 4.0 پیدا کرده‌اید، آماده هستید تا بدانید چگونه تولید هوشمند، می‌تواند انقلابی در نحوه‌ی اداره و رشد کسب و کار شما ایجاد کند.

یکی از بهترین راه‌ها برای درک بهتر مفهوم تولید هوشمند ، مطالعه‌ی چگونگی کاربرد آن در تجارت یا تجارت مشابه تجارت شما است. در اینجا سه مورد از کاربرد صنعت 4.0 را ذکر می‌کنیم تا باعث درک بهتر این مورد شود.

راه حل‌های صنعت 4.0 به صاحبان کسب و کارها، کنترل و دید بیشتری در کل زنجیره تأمین می‌دهد. با استفاده از قابلیت‌های مدیریت زنجیره تأمین، شرکت‌ها می‌توانند محصولات و خدمات خود را سریع‌تر، ارزان‌تر و با کیفیت بهتر به بازار برسانند تا نسبت به رقبای کم‌بازده مزیت کسب کنند.

راه حل‌های صنعت 4.0 به تولیدکنندگان توانایی پیش‌بینی زمان بروز مشکلات احتمالی را قبل از وقوع می‌دهد. بدون وجود سیستم‌های اینترنت اشیا در کارخانه، تعمیر و نگهداری پیشگیرانه براساس روال معمول یا زمان از قبل تایین شده، انجام می‌شود. به عبارت دیگر، با استفاده از سیستم‌های اینترنت اشیا، سیستم‌ها می‌توانند در صورت بروز مشکل در ماشین آلات، مشکل را شناسایی و اطلاع دهند. در این صورت، شما قادر به حل مشکلات احتمالی قبل از تبدیل شدن آن‌ها به مشکلات بزرگتر هستید.
تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده باعث می‌شود سوالاتی مانند، "چه اتفاقی افتاده است؟" یا "چرا آن اتفاق افتاده است؟" تبدیل به واکنش‌هایی چون، " آنچه قرار است اتفاق بیفتد" و "چه کاری می‌توانیم انجام دهیم تا مانع از وقوع آن شود؟" شود.

راه‌حل‌های صنعت 4.0 به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا در هر مرحله از زنجیره تأمین از سود بیشتری بهره‌مند شوند. این صنعت به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا از موجودی، کیفیت و فرصت‌های بهینه سازی مربوط به تدارکات اطلاعات بهتر و جامع‌تری داشته باشند. با استفاده از اینترنت اشیا در یک کارخانه، کارمندان می‌توانند از منابع خود در سراسر جهان اطلاع داشته باشند. وظایف استاندارد مدیریت منابع مانند انتقال منابع، فروش، طبقه بندی مجدد و تنظیمات می‌تواند بصورت متمرکز و در زمان واقعی ساده و مدیریت شود.

صنعت 4.0 کل چرخه‌ی عمر محصول و زنجیره‌ی تامین شامل طراحی، فروش، موجودی کالا، برنامه‌ریزی، کیفیت، مهندسی و خدمات مشتری را در بر می‌گیرد. در ادامه تعدادی از مزایای استفاده از صنعت 4.0 را بیان می‌کنیم:

این امکان را به شما می‌دهد تا به داده‌ها در زمان واقعی که برای تصمیم‌گیری سریع‌تر و بهتر در مورد کسب و کار خود نیاز دارید، دسترسی پیدا کنید. این امکان در نهایت می‌تواند کارایی و سودآوری کل عملیات شما را افزایش دهد.

اگر تعمیر و نگهداری تجهیزات خود را از راه دورانجام می‌دهید، هشدارها را از ماشین‌آلات خود دریافت می‌کنید؛ یا می‌خواهید داده‌های دستگاه خود را نموداری و مرتب کنید، پورتال myREX24 V2 همیشه در اختیار شماست. نگران میزبانی و نگهداری نرم افزار نباشید، ما مراقب همه چیز خواهیم بود.
پورتال myREX24 V2 یک سیستم منسجم برای دسترسی به اجزای سازنده‌ی دستگاه شماست. همچنین امکان تشخیص خرابی، تعمیر و نگهداری از راه دور را برای شما فراهم می‌کند. داده‌های سیستم خود را، از طریق مرورگر وب، مستقیماً با تلفن هوشمند یا رایانه بررسی کنید. همه‌ی داده‌ها و وضعیت‌های موجود برای شما به عنوان یک سیگنال، می تواند با پورتال myREX24 V2 ارزیابی و کنترل شود. داده‌های عملیاتی را مستقیماً در پورتال myREX24 V2 وارد کرده و گزارش‌های خود را ایجاد کنید.

در گذشته، تنها راه برای ارتباط ایمن بین دو جزء شبکه، استفاده از راه حل‌های پیچیده و گران قیمت فایروال، به صورت دوربرگردان بود.
از سال 2015 ، WALL IE Industrial NAT Gateway / Firewall از شرکت Helmholz، یک گزینه‌ی ساده برای این کار فراهم کرده است. با تنظیم دقیق اینکه کدام مشترک ممکن است با کدام دستگاه داده تبادل کند، از هر دو شبکه محافظت می‌کند. WALL IE از شبکه اتوماسیون شما در برابر دسترسی غیر مجاز محافظت می‌کند. همچنین با توجه به امکان پیکربندی،  فایروال می‌تواند به راحتی با نیازهای شبکه‌ی مربوطه سازگار شود.
ویژگی خاص این دستگاه، این است که از WALL IE می‌توان هم در حالت عملیاتی NAT و هم به عنوان پل استفاده کرد. در حالت عملکرد پل، به عنوان یک سوئیچ لایه 2 عمل می‌کند. در مقابل سوئیچ‌های معمولی، فیلتر کردن داده‌ها، در حالت عملیاتی نیز امکان پذیر است. فیلتر داده به معنای محدودیت دسترسی بین شبکه تولید و ماشین یا خط مربوطه است. به عنوان مثال، می‌توان تنظیم کرد که فقط مشترکان خاصی از شبکه تولید می‌توانند داده‌ها را با مشترکان تعریف شده از شبکه‌ی اتوماسیون تبادل کنند. در غیر این صورت، بسته داده رد یا کنار گذاشته می‌شود.
این دستگاه، از یک طرف ، امنیت سایبری را افزایش می‌دهد، زیرا به لطف فایروال شبکه تولید، محافظت بیشتری برای شبکه ایجاد می‌شود. از طرف دیگر، مزایای بسیار کاربردی مانند مدیریت خطا و نگهداری (پیشگیرانه) را نیز به همراه دارد. با مجوز دسترسی مناسب، سازنده‌ی ماشین آلات می‌توانند به قطعات جداگانه یا تمام قسمت‌های شبکه دستگاه به طور ایمن و مقرون به صرفه نیز دسترسی داشته باشند.
 
برای ایجاد یک شرکت پایدار و مقیاس‌پذیر در محیط کسب و کار امروز، باید از ابزاری استفاده کنید که به شما کمک می‌کند وظایف را ساده کنید، بهره وری و همکاری را تقویت کنید و از داده‌ها در زمان واقعی استفاده کنید. راه حل های صنعت 4.0 می‌تواند شما را در مسیر درست قرار دهد. آماده‌ی سرمایه‌گذاری هستید؟