ما هو التصنيع الذكي؟

عندما نتحدث عن التصنيع الذكي، فإننا نتحدث حقًا عن البيانات. كيف؟ يستخدم التصنيع الذكي البيانات في الوقت الفعلي—والتقنيات المعتمدة على البيانات، مثل الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)—للتكيف تلقائيًا مع التغييرات في طلبات العملاء ومتطلبات الأعمال. ويستخدم البيانات من الآلات وأجهزة الاستشعار لتحسين الإنتاج وتحسين الجودة والحفاظ على تشغيل المعدات بسلاسة. كما أنه يستخدم بيانات سلسلة التوريدات لتوقع الاضطرابات وتجاوز المشكلات والحفاظ على وعود الشركة للعملاء.

تعريف التصنيع الذكي

يعرِّف NIST (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا) التصنيع الذكي بأنه: ” أنظمة التصنيع التفاعلية المتكاملة بشكل كامل والتي تستجيب في الوقت الفعلي لتلبية الطلبات والشروط المتغيرة في المصنع وفي شبكة التوريد وفي احتياجات العملاء“.

يعتمد التصنيع الذكي على الاتصال السحابي. وهو مزيج من الإبداع البشري، والآلات والأصول المتصلة رقميًا، والأنظمة والتحليلات التي تعمل بنظام الذكاء الاصطناعي. يساعد تكامل الذكاء الاصطناعي والأدوات الذكية على دعم قابلية التكيف ويسرع من القدرة على تخصيص المخرجات بناءً على البيانات الفورية والمعلومات. إن الرؤية والمرونة والقدرة على التكيف التي يتميز بها التصنيع الذكي تجعله الركيزة الأساسية في نماذج سلسلة التوريدات الأكثر فعالية وعمليات الأعمال بشكل عام.

تعرَّف على بعض فوائد التصنيع الذكي.

السجل: من Industry 1.0 إلى تصنيع Industry 4.0

تشير Industry 4.0 إلى الثورة الصناعية الرابعة. وتستخدم كلمة “ثورة”؛ لأن كل ثورة صناعية قد تم بدؤها بنوع من التكنولوجيا أو الاختراع الذي أحدث تغييرًا جذريًا “فأحدث ثورة” في العالم الصناعي بأكمله. استخدمت الثورة الصناعية الأولى البخار، والثانية استخدمت والكهرباء، والثالثة كانت مدفوعة بالأتمتة الأساسية وقوة الحوسبة، والرابعة كانت مدعومة بالأنظمة السيبرانية المادية والتقنيات الذكية.

التصنيع الذكي اليوم لا يتعلق بالقضاء على المصانع التقليدية واستبدالها بشيء آخر. ولكن يتعلق الأمر باستخدام التحليل الذكي في المصانع القائمة خطوة بخطوة وتعزيزها بأفضل الأدوات والحلول للوصول إلى أهداف التصنيع بكفاءة وفعالية أكبر.

أهم 5 مزايا للتصنيع الذكي

وسط منافسة غير مسبوقة، تحتاج الشركات اليوم إلى النظر إلى أكثر من مجرد الربح كمقياس للنجاح. وينشأ الاستقرار على المدى الطويل ويتعزز ولاء العملاء من الفوائد التي تتحقق في جميع أعمالك—بدءًا من رضا عملائك ووصولاً إلى تحفيز فريق عملك، وحتى التأثير الإيجابي على المستوى البيئي.

1. الكفاءة والإنتاجية: باستخدام الأتمتة وتحليلات البيانات في الوقت الفعلي وحلول التصنيع المتكاملة، يمكن للفرق الخاصة بك العمل بشكل أسرع وأذكى وأكثر أمانًا. ويمكن للمعالجة التنبؤية وتدفقات العمل المؤتمتة أن تساعد الآلات والأصول المتصلة بإنترنت الأشياء لديك على العمل بأقصى كفاءة مع توفير مخرجات أكثر سلاسة.
2. المرونة والاستجابة: في كل مرحلة من مراحل العملية، تتيح لك حلول التصنيع الذكي وتحليلات البيانات الاستجابة السريعة لتغيرات السوق—مما يساعد على تغيير اتجاه تدفقات عمل التصنيع الخاصة بك وتخصيص منتجاتك بسرعة ودقة.
3. الاستدامة: يمكن للبيانات التي تجمعها تقنيات التصنيع الذكي المساعدة في وضع خطط استراتيجية وفعالة من حيث التكلفة لتبسيط العمليات وخفض استخدام الطاقة. يمكن للحلول الذكية دعم مبادراتك المستدامة بدءًا من تصميم المنتجات المستدامة إلى الخدمات اللوجستية الأكثر ملائمة للبيئة.
4. تحسين مراقبة الجودة: يمكن لحلول التصنيع الذكي أن تتكامل على مستوى سلسلة التوريد وعمليات التصنيع لضمان وضوح معايير الجودة وقابليتها للتحقق في كل مرحلة، وذلك سواء لتجنب الإحباط الناتج عن التقييمات السلبية أو تفادي كارثة سحب المنتج من السوق.
5. التوفير الشامل: يتيح التكامل الرقمي على مستوى سلسلة التوريدات بأكملها التوقع بشكل أفضل وإدارة المخزون بكفاءة وتقديم حلول لوجيستية أكثر فعالية. وهذا يعني مخاطر أقل وإنفاق أقل—والأهم من ذلك—عملاء أكثر سعادة.

تقنيات التصنيع الذكي

الاعتبارات المهمة، مثل الأمن السيبراني والتكامل الاستراتيجي للأعمال كلها جزء من البنية الأساسية للتحول الرقمي. ولكن فيما يلي، سنكتفي بالنظر إلى أكثر التقنيات التأسيسية التي تقوم عليها ممارسات التصنيع الذكي.

• إنترنت الأشياء/إنترنت الأشياء الصناعي: عندما تكون الأجهزة والآلات مجهزة لإرسال البيانات الرقمية واستقبالها، فإنها تشكل شبكة إنترنت الأشياء. البيانات المرسلة من الجهاز تبلغ عن حالته ونشاطه، والبيانات المرسلة إلى الجهاز تتحكم في إجراءاته وتدفقات العمل الخاصة به وتعمل على أتمتتها. تعتبر شبكة إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) جوهر التصنيع الذكي، حيث لا تضم الأصول المتصلة فحسب، بل الأنظمة الذكية والعمليات المؤتمتة التي تم دمجها معها.
• الذكاء الاصطناعي/تدريب الآلة: البيانات الأكثر شمولاً في العالم تكون بلا معنى حتى تتمكن من الاستفادة منها وتحويلها إلى قصة. يحيي الذكاء الاصطناعي بيانات التصنيع باستخدام التحليلات المتقدمة والقدرة الكامنة على إدارة مجموعات البيانات الكبيرة والمتباينة ودمجها. ويمكن للشركات المصنِّعة المزوَّدة بكل تلك البيانات استخدام خوارزميات تدريب الآلة بعد ذلك لجعل أنظمتهم تخبرهم بما يحتاجون إلى معرفته—عما يجري الآن، وما هو متوقع حدوثه في المستقبل.
• البيانات الضخمة: إذا كان الذكاء الاصطناعي وتدريب الآلة يمنحان التصنيع الذكي قدرته الذكية، فإن البيانات الضخمة هي الوقود. البيانات الضخمة لا يُطلق عليها هذا الاسم لمجرد أنها ضخمة الحجم. ولكن لأنها تُعرف بتنوعها وتعقيدها. من خلال تزويد نظام الذكاء الاصطناعي بمجموعات هائلة من بيانات التصنيع المعقدة والمتباينة، فإنك تمنحه النطاق الذي يحتاج إليه لاستخلاص استنتاجات دقيقة بشكل متزايد والتعلم بسرعة أكبر مع مرور الوقت.
• الروبوتات المستقلة: كما نوقش بالفعل، الروبوتات ليست جديدة في التصنيع. ليست القدرة على أتمتة الأصول خارجيًا هي ما يُحدث الفارق—بل القدرة على أن تستخدم تلك الأصول المتصلة بالسحابة تقنيات ذكية لأتمتة نفسها. وتعتمد المصانع الذكية على الأتمتة المستقلة للحصول على المرونة والسرعة التي تحتاج إليها.
• التصنيع الإضافي/التصنيع الهجين: يعزز التصنيع الإضافي والمعروف أكثر باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد القدرة على التكيف والمرونة. على سبيل المثال، يتكون طراز بوينغ 747 من أكثر من ستة ملايين قطعة—جميعها تتطلب استبدالاً وفق جداول زمنية مختلفة. وبدلاً من محاولة تخزين جميع تلك القطع، يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد المعدنية أو البلاستيكية الذكية الوصول إلى سجلات الصيانة وإنتاج القطع حسب الحاجة، مما يتيح للشركة الحفاظ على ”مخزون افتراضي“.
• الحوسبة السحابية: يوفر الاتصال السحابي والحوسبة للشركات المصنِّعة موارد النظام، مثل بيانات إنترنت الأشياء الصناعي والتحليلات وأتمتة العمليات عند الطلب، وكل ذلك من خلال قنوات لاسلكية مثل Wi-Fi أو 5G. ويمكن إدارة السحب الكبيرة مركزيًا، ولكن يتم توزيعها على مواقع إقليمية أو عالمية.
• الاتصال بشبكة 5G: باستخدام شبكة 5G، تستفيد الشركات من مزايا الاتصال السحابي بالإنترنت وفوائده، وتعمل على تعزيزها بفضل تقليل التأخير، وزيادة السرعات بشكل كبير، وتوفير قدرة شبه غير محدودة للتوسع.
• الحوسبة الطرفية: مصانع اليوم الذكية تعتمد بشكل كامل على التحول السريع والاستجابة الفورية في الوقت الفعلي. يستغرق إرسال البيانات المجمعة في مكان واحد، إلى الأنظمة الموجودة في موقع فعلي آخر وقتًا—وبالنسبة للمصانع الذكية، فإن وقت التوقف هذا يعتبر الخسارة. وتساعد الحوسبة الطرفية على توفير التحليل الذكي (الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات) إلى منطقة الورشة والتخلص من الفوارق الزمنية في شبكة إنترنت الأشياء.
• المحاكاة/التوأم الرقمي: يتم إنشاء التوأم الرقمي أو المحاكاة لتكون نسخة افتراضية متطابقة لآلة أو عملية موجودة في العالم الواقعي. وهو يتيح لفِرَق التصنيع اختبار طرق جديدة للقيام بالأشياء، وتشغيل النماذج الأولية الافتراضية بأقصى طاقتها، دون تكلفة وخطر الإضرار بأي شيء في الواقع.
• التصميم للتصنيع: هذه ليست تكنولوجيا بحد ذاتها بقدر ما هي ممارسة متعددة الوظائف موجودة بسبب التكنولوجيا. يتيح تصميم مبادئ التصنيع لمتخصصي البحث والتطوير التعلم من البيانات—الواردة من المصنع وقاعدة العملاء. ثم تساعدهم هذه الرؤى في تصميم منتجات مربحة لجميع الأطراف تلبي طلبات العملاء من حيث الجودة والتخصيص، كما تساهم في ابتكار تصاميم أسهل وأقل تعقيدًا وأسرع في التصنيع والتخصيص.

التصنيع المؤتمت مقابل التصنيع الذاتي

التصنيع المؤتمت ليس بالأمر الجديد. ويشير ببساطة إلى الأجهزة الروبوتية التي يتم برمجتها بغرض وحيد، وهو القيام بعمل محدد. وفي معظم الأحيان، تحدث هذه المهام المتكررة بالتناغم مع الآلات الأخرى والبشر في بيئة، مثل خط التجميع. الأتمتة ضرورية لتوفير السرعة والدقة اللازمة للتصنيع عالي الحجم.

التصنيع الذاتي هو في الأساس مجرد تصنيع مؤتمت… ولكن مع قدرة على التفكير واتخاذ القرار. باستخدام تقنيات Industry 4.0، مثل الذكاء الاصطناعي وتدريب الآلة، يقوم نظام التصنيع الذكي وأجهزة إنترنت الأشياء المتصلة به بجمع مجموعات بيانات متباينة، مثل ملاحظات المستهلكين، والعرض والطلب، وقدرة الآلات، وأي معلومات أخرى ذات صلة. ويمكن بعد ذلك تطبيق الذكاء الاصطناعي وخوارزميات تدريب الآلة على مجموعات البيانات تلك لتوفير—عمليات وتدفقات عمل محسَّنة وأكثر كفاءة—وتنفيذها تلقائيًا.

أمثلة على التصنيع الذكي أثناء العمل

تعرَّف على كيف تستفيد بعض الشركات الأكثر ابتكارًا في العالم من الحلول البرمجية لتحسين عمليات التصنيع وسلسلة التوريدات وتبسيطها:

• Leonhart Group: توفر الحلول الذكية المستندة إلى الشبكة السحابية الرؤية والإنتاجية والأمان. وتدعم الأنظمة القابلة للتوسع النمو والاستجابة لفرص الأعمال.
• A.M.P.E.R.E: تتيح العمليات المؤتمتة في سلسلة التوريدات والتحديثات المباشرة لصرف العملات الأجنبية والمخزون احتساب الأسعار بسرعة واستيفاء الطلبات في الوقت المحدد.
• Geographe: يعني توفر الشفافية والبيانات في الوقت الفعلي استجابة أفضل لمتطلبات العملاء وتحليلات تنبؤية أكثر ثقة وسلاسل توريدات وإنتاج محسَّن.
• Yanmar Marine: تعمل الأتمتة والتوحيد القياسي على مستوى المؤسسة على تسهيل التواصل وتوفير الرؤية في جميع الأعمال—مما يؤدي إلى تعزيز الابتكار وتحسين الإنتاجية.
• Smart Press Shop: عملت على زيادة مستوى الكفاءة ومرونة سلسلة التوريدات مع تصنيع مكونات سيارات أكثر ذكاءً واستدامة.

تطبيق التصنيع الذكي: الخطوات التالية

لقد وصلت بعض الشركات بالفعل إلى حد بعيد في مسار التحول الرقمي، ودمجت مجموعة كبيرة من تقنيات Industry 4.0 في عملياتها. الآخرون يبدأون فقط في رحلتهم أو يتساءلون عن بداية انطلاقهم.

والخبر السار هو أن أفضل حلول التصنيع الذكي يمكن أن تجدها أينما كنت، مما يساعدك على بدء رحلتك أو استمرارها—باستخدام حلول مستقلة أو نظام تخطيط موارد مؤسسة قائم على الشبكة السحابية بوظائف مضمنة.

وأخيرًا، قبل بدء هذه العملية، تذكر تضمين أصل التصنيع الأكثر قيمة لديك: الموظفون. يمكنك الجمع بين استراتيجيات قوية للتواصل وإدارة التغيير لضمان أن جميع فِرَقك متحمسة ومتمكنة ومطلعة على التحسينات الواعدة القادمة.