انقلاب صنعتی چهارم یا صنعت ۴
مقدمه
به تغییرات سریع فناوری، صنایع و الگوهای اجتماعی و عملیاتی که در طی قرن ۲۱ به منظور افزایش اتصالهای متقابل و اتوماسیون هوشمند فراگیر شدهاست، اشاره دارد.
این لغت برای اولین بار توسط بنیانگذار و مدیر اجرایی مجمع جهانی اقتصاد، کلاوس شواب استفاده شد. او ادعا میکند که این تغییراتی که شاهدش هستیم فراتر از پیشرفتهایی در زمینه بهینهسازی است و تحولی را در سرمایهداری صنعتی نشان میدهد. بخشی از این تغییرات صنعتی حاصل بهکارگیری فناوریهایی مانند هوش مصنوعی، ویرایش ژن تا رباتیک پیشرفته است. این فناوریها مرز بین دنیای فیزیکی، دیجیتال و بیولوژیکی را از بین میبرد.
در همین دوران، تغییراتی بنیادی در زمینه چگونگی تولید و عملکرد زنجیره عرضه از طریق اتوماسیون فرآیندهای تولید سنتی و روشهای صنعتی، استفاده از فناوریهای مدرن هوشمند، ارتباطات گسترده ماشین به ماشین و اینترنت اشیا رخ دادهاست. این یکپارچه سازی اتوماسیون را افزایش داده، ارتباطات و خودنظاری را بهبود داده و استفاده از ماشینهای هوشمندی که بتوانند مسائل را بدون دخالت انسان تحلیل و شناسایی کنند را تسهیل کردهاست.
این انقلاب همچنین نمایانگر یک تغییر سیاسی، اجتماعی و اقتصادی است که ما را از دوره دیجیتال اواخر دهه ۱۹۹۰ و اوایل قرن ۲۰ام به دوره اتصالات تعبیه شده میبرد که بوسیله رایج بودن استفاده فناوری در جامعه شناسایی میشود. این تغییرات درک ما دنیای اطرافمان را تغییر میدهد.
Quality 4.0
کیفیت 4.0 یک شاخه از صنعت4.0 است که بعنوان چهارمین انقلاب صنعتی نیز از آن یاد میشود. صنعت 4 روند استفاده از اتوماسیون اضافی و تبادل داده در فناوریها برای تولید است.
این انقلاب شامل capaba- bilities مانند اینترنت اشیاء (IOT)، پردازش ابری، یادگیری ماشینی، هوش مصنوعی، فناوری بلاک چین و چاپ سهبعدی است.
کیفیت4.0 شیوههای مدیریت کیفیت را با فناوریهای صنعت 4.0 تراز میکند. کیفیت 4.0 جایگزین روشهای سنتی در مدیریت کیفیت نمیباشد درعوض این روشها را که شامل تهیه استراتژیها برای مدیریت کیفیت است را تقویت و بهینه میکند.
اهداف انقلاب صنعتی چهارم و تأثیر انقلاب صنعتی چهارم بر کسب و کار در ادامه بیان شده است. نسل چهارم صنعت یا همان انقلاب صنعتی چهارم یکی از رایجترین موضوعات در بین جلسات دانشگاهی و اجتماعات صنعتی در اتحادیه اروپا مخصوصا آلمان است. اهداف اصلی این انقلاب عبارتند از:
۱ – دسترس پذیری و قابلیت استفاده از اینترنت و اینترنت اشیا
۲ – یکپارچگی و انسجام فرآیندهای فنی و فرآیندهای کسب و کار در شرکتها
۳ – نگاشت و تحریر دیجیتالی و مجازی سازی جهان واقعی
۴ – گسترش کارخانههای هوشمند شامل تولیدات صنعتی هوشمند و محصولات هوشمند
چالشها و راهکارهای پیادهسازی صنعت نسل 4 در خطوط تولید کشور
چالش های اجرای صنعت نسل 4 در خطوط فعلی کشور
صنعت كشور علاوه بر چالشهايي همچون هزينههای بالاي توليد، عدم تطابق قوانين با رويكرد حمايت از توليد و موارد مشابه ديگر، با هجوم فزايندهی شركتهاي خارجي جوياي بازارهاي جديد و عدم وجود شرايط لازم براي رقابت با محصولات خارجي مواجه است. لذا لزوم ايجاد توان رقابت در چنين بازاري نياز به نوسازي اكثر صنايع كشور براي افزايش كيفيت طراحي و ساخت محصولات را اجتناب ناپذير نموده و نقش راهبردي و تعيين كنندهی اتوماسيون صنعتي در باقي ماندن توليدكنندگان ايراني در عرصهی رقابت را بيش از پيش نمايان میسازد. از اين ديدگاه، فناوري اتوماسيون به دليل اهميت آن در رقابتپذير ساختن توليد در همهی رشتههاي صنعتي، جايگاه ويژهاي پيدا كرده و اميد است با حمايتهاي نهادهاي تأثيرگذار، متخصصان اين حوزه بتوانند وظايف خود را در راستاي تقويت صنعت كشور به بهترين شكل انجام دهند.
مشکلات خطوط تولید فعلی
خطوط تولید فعلی کشور با توجه به حجم تولید خود بعضاً دچار معضلات متعددی هستند. در این پژوهش سعی بر آن است که به یکی از این مشکلات پرداخته شود و راه حلی برای آن مطرح گردد. از جملهی این مشکلات میتوان به نبود سیستمی منظم و مدون جهت ثبت مستندات مهم در تمام مراحل تولید اشاره کرد که عبارتند از:
- بینظمی در انبار قطعات اولیه
- مشکلات عیب یابی و یافتن موارد دخیل در خرابی محصولات
- صرف زمان طولانی بررسی شناسنامه محصولات و یا نبود شناسنامه محصول
- زمانبر بودن پیگیری سفارشات برون سپاری با روشهای معمول
هوشمند سازی خطوط تولید
در هر کارخانه پیادهسازی سیستم هوشمند موجب بالارفتن میزان آگاهی مسئولین از روند تولیدات و مشکلات موجود میشود. با در نظر گرفتن خطاهای پیش آمده در حین تولید و گرفتن بازخورد از مشتریان می توان دائما تولید را بهینه کرد و در نهایت به محصول مطلوب مشتری رسید، که در برندسازی یک مجموعه از مهمترین عوامل است، چرا که در این سیستم ارتباط با مشتریان به صورت گسترده ایجاد می شود و با بازخوردهای آنان فرآیند تولید اصلاح شده و کیفیت محصول ارتقاء پیدا می کند. در این سیستم تمامی اطلاعات برای هر محصول در دیتابیس ذخیره میگردد.
اینترنت اشیاء IOT
اینترنت اشیاء یک چهارچوب نسبتاً جدید است که در سناریوهای ارتباطات بیسیم و مدرن به سرعت در حال رشد است. ایده اصلی این مفهوم، حضور فراگیر انواع اشیاء در اطراف ما است.
مزایای اینترنت اشیا برای سازمانها
اینترنت اشیا مزایای متعددی را برای سازمانها ارائه میدهد. برخی از مزایا مربوط به صنعت است و برخی در صنایع مختلف قابل اجرا است. برخی از مزایای متداول اینترنت اشیا برای کسب و کارها عبارت است از:
- نظارت بر فرایندهای کلی کسب و کار آنها
- بهبود تجربه مشتری (CX).
- صرفه جویی در وقت و هزینه.
- افزایش بهرهوری کارکنان.
- ادغام و تطبیق مدلهای تجاری
کاربردهای اینترنت اشیا (IoT)
بدون شک، قدرت اصلی اینترنت اشیا تأثیر بالایی است که در جنبههای مختلف زندگی روزمره و رفتار کاربران بالقوه میتواند داشته باشد. از دیدگاه یک کاربر، کاربردهای IoT در هر دو زمینه کسبوکار و زندگی شخصی قابل مشاهده خواهد بود. در زمینه کاربردهای روزمره و شخصی، راحتی در سبک زندگی، سلامت، یادگیری پیشرفته، سرگرمی، کاهش هزینههای انرژی تنها برخی از سناریوهای کاربردی ممکن است که چهارچوب جدید نقش مهمی در آیندهای نزدیک دارد. بهطور مشابه، از منظر کاربران کسب و کار، تسهیل مواردی نظیر اتوماسیون و تولید صنعتی، تدارکات، مدیریت کسب و کار / فرآیند، کاربردهای پزشکی، حوزه سلامت، امنیت و حمل و نقل هوشمند مردم و کالاها قابل مشاهده است.
Forrester در گزارشی، دو فرصت کلیدی در زمینهی اینترنت اشیا معرفی نموده است:
- محصولات هوشمند: بهرهبرداری شرکتها از ویژگیهای مدرن IoT و در محصولات هوشمند و ایجاد تجربههای جدید برای کاربران
- هوشمندی کسب و کار: بهرهبرداری شرکتها از اینترنت اشیا جهت افزایش بهرهوری اطلاعاتی و عملیاتی
رهگیری محصول در خط تولید
هرگونه نظارت و پردازش اطلاعات قطعات و مواد اولیه در خط تولید از ابتداییترین مراحل تولید تا آخرین مرحله و انبارداری محصول نهایی را رهگیری محصول در خط تولید مینامند. استفاده از بارکد جهت ردیابی فرآیندهای تولید، یکی از ملزومات اصلی در صنایع تولیدی است. با استفاده از این تکنولوژی میتوان شماره شناسایی منحصر به فرد جهت متمایز نمودن کالاها از یکدیگر اختصاص داد.
انواع روشهای رهگیری محصول
پیش از ظهور فناوریهای نوین و ورود تجهیزات دیجیتال به صنایع تولیدی، رهگیری محصول در خطوط تولید به شیوه کاملا سنتی انجام میگرفت. بدین صورت که برای هر محصول در هر مرحله از تولید با استقاده از فرمهای کاغذی طراحی و استفاده میشد. در این میان زمان زیادی از هر اپراتور تنها صرف تکمیل مستندات میشد. علاوه بر این نگارش دستی زمینه بروز خطا را فراهم میآورد. این مشکلات با گذشت زمان، افزایش تولید و انباشت فرمهای کاغذی تشدید میشد.
اجزای تشکیل دهنده سیستم رهگیری محصول مبتنی بر بارکد
همانطور که گفته شد، در این پژوهش اقدام به طراحی یک سیستم جامع رهگیری محصول مبتنی بر بارکد خواهیم کرد. اجزای تشکیل دهنده این سیستم عبارت اند از:
- سیستم سفارش توليد
- سیستم کنترل توليد
- سیستم کنترل کيفيت
- سیستم ارتباط با انبار
- سیستم انبار داری
- سیستم خدمات پس از فروش
حوزه ساخت تجهیزات
توانمندی های حوزه ساخت تجهیزات
- طراحی 0 تا 100 سیستم یکپارچه مانیتورینگ و کنترل هر فرآیند
- طراحی ربات و کوبات های صنعتی
- طراحی خط تولید و مونتاژ مکانیزه
- طراحی و ساخت دستگاه های تست آزمایشگاهی
- پیاده سازی سیستم های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی
- طراحی و ساخت سیستم های پردازش تصویر و بینایی ماشین
- اخذ نمایندگی مستقیم و بدون واسطه از برندهای معتبر تامین کننده قطعات سخت افزاری و نرم افزاری
راهکارهای سخت افزاری
به دلیل تحریمهای گسترده چند سال اخیر تأمین تجهیزات کنترلی برندهای معتبر جهانی از طریق قانونی و اخذ نمایندگی امکانبذیر نیست. از این رو با استفاده از لینکهای متعدد از کشورهای همسایه با استفاده از END USERهای خاورمیانه، دور زدن تحریمها امکانپذیر خواهد بود.
در ادامه تمامی تجهیزات سخت افزاری مورد استفاده در تجهیزات هوشمندسازی ذکر گردیده است.
تجهیزات کنترلی و برندهای معتبر
برند کنترلرهای قابل استفاده
1) زیمنس (Siemens): انواع الکتروموتور (تک فاز، سه فاز، سروو)، PLC ،HMI، درایو موتور
2) دلتا (DELTA): PLC، HMI
3 ) ال اس (LS): PLC، HMI، درایو موتور
4) فتک (FATEK): PLC، HMI
5) اشنایدر (Schneider): تجهیزات تابلویی و PLC، HMI
6) امرن(Omron): PLC، HMI
انواع گریبکس
- گیربکس خورشیدی
- گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم
- گیربکس حلزونی
- گیربکس دور متغیر
- زیرو بکلش ( گیربکس سایکلو، گیربکس سروو موتور )
- برندهای معتبر: SEW، Bonfiglioli، Lenze، TWT، TRAMEC و …
ریل و واگن و انواع بال اسکرو
انواع برند سنسور و ابزار دقیق
تقسیمبندی سنسورها بر اساس نوع عملکردشان به صورت زیر است:
- سنسورهای تماسی
- سنسورهای حرارتی
- سنسورهای مقاومتی
- سنسورهای ولتاژی
- سنسورهای جریانی
- سنسورهای خازنی
- سنسورهای القایی
- سنسورهای نوری و لیزری
- سنسورهای شیمیایی
- سنسورهای مغناطیسی
هیدرولیک
برند های معتبر:
PARKER، CATERPILLAR، VICKERS، BOSCH REXRITH،
ATOS، DUPLOMATIC ، ARON BREVINI
پنوماتیک
ربات و کوبات های صنعتی
رهگیری قطعات و محصولات در لجستیک
برندهای معتبر:
- Roambee
- Litum
- Zebra
- Siemens Rtls
تجهیزات ماشین بینایی
تجهیزات
- دوربین، لنز و نرم افزار
برندهای معتبر
- باسلر
- کاگنکس
- اومرون
- هالکون
دستگاه های برش، حکاکی و جوش لیزر با برندهای معتبر
- Leapion
- bystronic
- bodor
- trotec
- trumpf
- lasit
توانمندیهای حوزه نرمافزار
Automation
- TIA Portal V18
- WinCC Professional V18
- WinCC Runtime Advanced V18
- Simatic Start Drive V18
- FV Designer Latest version
- IX-developer 2022
- HALCON – The power of machine vision
- EPLAN 2023
Simulation & Design
- MATLAB full toolbox
- PLC Sim V18
- FESTO Pneumatic & Hydraulic
- AutoCAD Latest version or CorelDraw Latest version
- Photoshop Latest version
- Autodesk AutoCAD Plant 3D 2023
- Solid works 2023
- Autodesk Revit 2023
Programing
- LAB View 2023
- Visual Studio2022
- SCI Chart Latest version
- Telerik latest Version
- Microsoft SQL Server 2022
- SQL Server Management Studio
- Python
- PYCHARM
توانمندیهای حوزه آموزش
- دوره آموزشی پنیوماتیک مقدماتی
- دوره آموزشی پنیوماتیک پیشرفته
- دوره آموزشی هیدرولیک پایه
- دوره آموزشی PLC I
- دوره آموزشی PLC II
- دوره آموزشی WINCC
- دوره آموزشی Profibus
- دوره آموزشی Ethernet
- دوره آموزشی Modbus
- دوره آموزشی ابزار دقیق
- دوره آموزشی AC&DC Drive
- دوره ربات های صنعتی
- دوره بینایی ماشین
- دوره IOT&IIOT
- دوره سیستم های جامع MES & ERP