الصناعة 4.0 هي جيل جديد من المصانع المتصلة التي تشمل ربط المعدات (إنترنت الأشياء)، وجمع البيانات وتحليلها من أجل الأتمتة الذكية. وهي تتيح تحسين الأداء الصناعي والصيانة التنبؤية وكفاءة الطاقة، مع الحد من حالات التوقف غير المتوقعة بفضل التكيف في الوقت الفعلي مع العمليات.
لخص هذه المقالة بـ :
يتمثل التحدي الاستراتيجي الجديد لصناعة المستقبل في التحكم في الطاقة. ففي ظل الارتفاع المستمر في تكاليف الطاقة، وأهداف خفض الانبعاثات الكربونية، وضرورة الحفاظ على إنتاج موثوق به لتلبية متطلبات سوق تزداد صعوبةً يوماً بعد يوم، يتعين على الشركات تحسين كفاءة منشآتها باستمرار.
لا تزال حالات التوقف غير المتوقعة وانخفاض كفاءة الطاقة تشكل مصادر كبيرة للتكاليف والخسائر في صناعة تركز أكثر من أي وقت مضى على الأداء. ورغم أن رقمنة المعدات الصناعية تُذكر غالبًا كحل، إلا أنها لا تزال تُعتبر في بعض الأحيان عملية معقدة أو مكلفة من حيث التنفيذ.
ومع ذلك، توفر التحليلات المستمدة من أجهزة الكمبيوتر والبرامج والخوادم الأخرى رؤى جديدة وتسهل اتخاذ الإجراءات، لا سيما بفضل قدرتها الحاسوبية والذكاء الاصطناعي (AI). وتتيح أتمتة المهام واتخاذ الإجراءات التصحيحية تحقيق أقصى قدر من الكفاءة مع استهلاك أقل للطاقة.
هذا ما تعد به الصناعة 4.0، فهي توفر حلولاً ملموسة لتحسين الرؤية والصيانة وكفاءة الطاقة في المنشآت.
تم طرح مصطلح «الصناعة 4.0» لأول مرة في عام 2011 خلال معرض هانوفر في ألمانيا. وتستند الصناعة 4.0، التي تُعتبر الثورة الصناعية الرابعة، إلى دمج التقنيات الرقمية في صميم أنظمة الإنتاج. ويتميز ذلك بشكل خاص بترابط المعدات الصناعية بفضل إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT)، الذي يتيح جمع البيانات الواردة من الآلات وأجهزة الاستشعار وتحليلها في الوقت الفعلي.
يعتمد هذا النهج على تقنيات «السيبرانية-الفيزيائية» التي تتيح التكامل بين العالم الافتراضي والعالم المادي، بدءًا من أنظمة التحكم والتحليل الرقمية وصولاً إلى المعدات الصناعية. والهدف من ذلك هو تعزيز أتمتة المنشآت بشكل أكثر ذكاءً، وتحسين عملية اتخاذ القرار، وتحسين الأداء العام للمواقع الصناعية.
في الفردي؟
يشير مصطلح «الصناعة 4.0» إلى جيل جديد من المصانع المتصلة بالإنترنت والمؤتمتة والذكية. ويهدف إلى تحسين الإنتاجية والكفاءة والمرونة في عمليات الإنتاج.
ويشمل ذلك الربط بين الآلات والأنظمة، مما يتيح تصحيح أي خلل بشكل ذكي وتلقائي وسريع دون توقف الإنتاج.
تستند الصناعة 4.0 إلى عدة مبادئ أساسية تهدف إلى تحسين أداء الشركات الصناعية:
وبمجرد جمع هذه المعلومات وتحليلها، فإنها تتيح الحصول على رؤية أوضح لكيفية عمل المنشآت والتصرف بسرعة أكبر، بل وحتى في الوقت الفعلي.
في النهاية، تهدف الصناعة 4.0 إلى جعل المصنع أكثر ترابطًا وشفافية وكفاءة في العمل اليومي.
*التوافقية: تشير إلى قدرة الأنظمة أو الأجهزة أو البرامج أو المعدات المختلفة على التواصل فيما بينها، وتبادل البيانات، والعمل معًا، حتى لو كانت من شركات مصنعة مختلفة أو تعتمد على تقنيات مختلفة.
في بيئة «الصناعة 4.0»، يعرض الترابط المتزايد بين المعدات الشركات الصناعية لمخاطر هجمات إلكترونية تزداد تعقيدًا. فدمج إنترنت الأشياء والتقنيات الرقمية يولد بالفعل كميات هائلة من البيانات، مما يجعل من الضروري جمعها وتحليلها وتأمينها بفعالية.
في هذا السياق، تشكل حماية البيانات الحساسة مسألة استراتيجية، سواء للحفاظ على السرية الصناعية أو للتصدي لتهديدات مثل هجمات برامج الفدية، التي قد تؤدي إلى تعطيل خط الإنتاج. وبالتالي، فإن سوء إدارة البيانات قد يؤدي إلى تسرب المعلومات أو الاختراقات الخبيثة أو خسائر مالية كبيرة.
في مواجهة هذه التحديات، أصبحت الأمن السيبراني الصناعي اليوم أولوية قصوى. ولا يتعين على الشركات فقط نشر أنظمة آمنة للتحكم في تدفقات البيانات الخاصة بها، بل عليها أيضًا الامتثال لمعايير الأمن السارية، بما في ذلك إجراء اختبارات اختراق منتظمة. ويسمح استخدام حلول منصة إدارة البيانات (DMP) بشكل خاص بالتحكم بشكل أفضل في الوصول إلى المعلومات الحساسة ومراقبة تبادل البيانات في الوقت الفعلي. علاوة على ذلك، يشكل تدريب الفرق على كشف التهديدات وتطبيق بروتوكولات الأمن عاملاً أساسياً لتعزيز المرونة الشاملة للمنشآت.
عند التقاء إدارة البيانات وتأمين البنى التحتية، تصبح إدارة البيانات والأمن السيبراني ركيزتين أساسيتين لضمان استمرارية التشغيل والأداء المستدام للمواقع الصناعية.
في نهاية القرن الثامن عشر، شكّل اختراع آلة البخار وانتشارها بداية الثورة الصناعية الأولى (الصناعة 1.0). وشهدت هذه الفترة، التي امتدت حتى منتصف القرن التاسع عشر، إدخال آلات قادرة تدريجيًا على أتمتة بعض المهام وزيادة قدرات الإنتاج بشكل كبير.
بدأت هذه المبادئ والأساليب الكبرى في الانتشار بسرعة في بقية أنحاء أوروبا، بعد أن كانت المملكة المتحدة رائدة في هذا المجال بفضل استغلال الفحم لتشغيل الآلات البخارية. وفي فرنسا، ساهم تطوير وتسويق أول الآلات الآلية، مثل ماكينة الخياطة، في هذه الديناميكية ورافق تحديث عمليات التصنيع.
في نهاية القرن التاسع عشر، دخلت الصناعة مرحلة جديدة مع ظهور الكهرباء واللجوء إلى مصادر طاقة جديدة مثل النفط والغاز. وقد مكنت هذه الثورة الصناعية الثانية، أو الصناعة 2.0، مواقع الإنتاج من زيادة طاقتها الإنتاجية وسرعتها وكفاءتها. وفي هذه الفترة أيضًا، ظهرت أول خطوط التجميع، لا سيما في صناعة السيارات مع شركة فورد، مما مهد الطريق للإنتاج الضخم. ومن ثم، تغيرت الصناعة من حيث الحجم، مع عمليات منظمة بشكل أفضل وتصنيع أكثر توحيدًا.
ابتداءً من النصف الثاني من القرن العشرين، دخلت الصناعة مرحلة جديدة مع ازدهار الإلكترونيات وتكنولوجيا المعلومات. وقد شكلت هذه الثورة الصناعية الثالثة، أو الصناعة 3.0، بدايةً لأتمتة أكثر تقدماً للعمليات. فقد أتاحت الأنظمة الآلية والأجهزة القابلة للبرمجة وأول أدوات الحوسبة زيادة الدقة والإنتاجية والموثوقية. كما شهدت هذه الفترة تطوير أول عمليات التحكم والإشراف، التي ستغير تدريجياً طريقة إدارة المنشآت الصناعية.
تدخل الصناعة اليوم مرحلة جديدة من التحول مع ازدهار التقنيات الرقمية والأجهزة المتصلة بالإنترنت وتحليل البيانات. وتستند هذه الثورة الصناعية الرابعة، أو الصناعة 4.0، إلى الترابط بين الآلات وأجهزة الاستشعار وبرامج التحكم من أجل مراقبة أداء المنشآت بشكل أفضل في الوقت الفعلي (الإنتاج الذكي).
تتيح هذه البرامج للمصنعين تحسين تحليل المنشآت، وتحسين كفاءة استهلاك الطاقة، وتوقع الأعطال قبل أن تتسبب في توقفات غير متوقعة للإنتاج، وذلك بفضل تقنية التعلم الآلي التي تسمح باستخدام البيانات لإجراء التصحيحات في الوقت الفعلي. في سياق يتسم بارتفاع تكاليف الطاقة وأهداف إزالة الكربون، تبرز تقنيات الصناعة 4.0 كأداة استراتيجية لتعزيز أداء المواقع الصناعية وقدرتها التنافسية.
تواصل «الصناعة 5.0» التحول الذي بدأته «الصناعة 4.0» من خلال رؤية أوسع للأداء الصناعي.
مبدأها واضح: إعادة وضع الإنسان في صميم عمليات الإنتاج، جنبًا إلى جنب مع التقنيات المتطورة. فهذه التقنيات الجديدة التي تخدم الإنسان لا تنتظر سوى أن تُدمج في عمليات الإنتاج هذه (الذكاء الاصطناعي، والحوسبة السحابية، والبيانات الضخمة،...)، والفرص المتاحة عديدة؛ ففي هذه الثورة الصناعية الجديدة، ستكون القيمة المضافة قبل كل شيء أكثر إنسانية، وأكثر مرونة، وأكثر استدامة في خدمة الإنتاج.
ويأتي هذا التطور أيضًا استجابةً لتحدي المرونة الصناعية، حيث يساعد المؤسسات على التكيف بشكل أفضل مع التقلبات وتغيرات السوق والقيود البيئية. ويأتي ذلك في إطار نهج الاستدامة وإزالة الكربون، مع اهتمام متزايد بتقليل البصمة الطاقية للأنشطة الصناعية.
وعلى الصعيد العملي، تكتسب مبادئ الاقتصاد الدائري أهمية متزايدة، بهدف تحسين استخدام الموارد والحد من النفايات. وبذلك تصبح الطاقة ركيزة استراتيجية للتوفيق بين الأداء الصناعي والتحول البيئي والقدرة التنافسية على المدى الطويل.[
في العديد من المواقع الصناعية، لا تزال عملية تحسين كفاءة الطاقة تواجه عقبة تتمثل في عدم وضوح الصورة فيما يتعلق بالاستهلاك الفعلي للمعدات وخطوط الإنتاج.
في ظل هذه الظروف، غالبًا ما يتم اكتشاف الأعطال في وقت متأخر، مما يؤدي إلى تدخلات علاجية مكلفة، لا يتم تنفيذها إلا بعد حدوث العطل أو انخفاض الأداء بالفعل.
ومع ذلك، فإن المعلومات متوفرة بالفعل في معظم الحالات. لكن المشكلة هي أنها غالبًا ما تظل في شكل بيانات مبعثرة أو غير مستغلة، مما يحد بشكل كبير من فائدتها في تحسين كفاءة استخدام الطاقة والأداء العام للمنشآت.
تتمثل الأجهزة الذكية في التحكم الكامل في العملية الصناعية. بمعنى: بفضل القياس في الوقت الفعلي، يحصل الصناعيون على قراءة أكثر دقة لكيفية عمل معداتهم واستهلاكهم للطاقة. وتسهل هذه الرؤية الكشف عن الحالات الشاذة، سواء كانت انحرافًا أو خللًا أو تباينًا في الاستهلاك. ومن خلال العمل على العلاقة بين الطاقة والإنتاج، يصبح من الممكن أيضًا فهم الأداء الفعلي للعمليات بشكل أفضل، وتحديد سبل التحسين الملموسة، ونقل التحديثات والتصحيحات الأخرى تلقائيًا.
كما أن هذا النهج يدعم الصيانة التنبؤية، حيث يساعد على توقع بعض الأعطال قبل أن تؤثر على الإنتاج. وأخيرًا، فإن الاستفادة من البيانات على المدى الطويل تتيح التحسين المستمر لمستويات الاستهلاك. بعبارة أخرى، في إطار منطق «الصناعة 4.0»، تصبح البيانات أداة لتحسين الأداء.
تهدف إدارة بحيرة أيلت، الواقعة في منطقة أو-دو-فرانس، إلى الحفاظ على التوازن المائي بين التدفقات القادمة من المنبع والضغوط في المصب، من خلال ضمان الحد الأدنى من التدفق اللازم للنظم البيئية مع تجنب حدوث فيضانات أثناء هطول الأمطار الغزيرة.
تاريخياً، كان هذا النظام يعتمد على التعديلات اليدوية والبيانات المتقطعة، مما حد من القدرة على توقع الظواهر المناخية. وفي حالة حدوث عاصفة، كانت التقلبات السريعة في معدل التدفق قد تؤدي إلى مخاطر الفيضانات وتؤثر على الأنشطة في المناطق الواقعة أسفل مجرى النهر.
ولمواجهة هذه التحديات، تم نشر بنية متصلة. حيث تقوم أجهزة قياس التدفق المستقلة بقياس مستوى مياه البحيرة ومعدلات تدفق الأنهار بشكل مستمر. ويتم إرسال هذه البيانات تلقائيًا إلى منصة إلكترونية. بعد ذلك، يسترد جهاز التحكم الآلي عن بُعد FBox البيانات عبر واجهة برمجة التطبيقات (API)، ويقوم بتحويلها وتحليلها في الوقت الفعلي.
في قلب النظام، يقوم جهاز التحكم الصناعي PSC200 بتشغيل صمام MONOVAR تلقائيًا بناءً على القيم المرجعية المحسوبة وفقًا للظروف الهيدروليكية. ويتم الإشراف على النظام بأكمله من خلال واجهة مستخدم تعمل باللمس (HMI) تتيح عرض البيانات وتسجيل الأحداث وتعديل معلمات التحكم.
يُجسد هذا الحل مزايا الصناعة 4.0: البيانات في الوقت الفعلي، والترابط بين المعدات، والأتمتة، وزيادة القدرة على التكيف مع الظروف غير المتوقعة.
في سياق الاستفادة من الطاقة، تنتج محرقة النفايات بخارًا يُستخدم لتزويد مصنع ورق مجاور. ويتمثل التحدي في قياس التدفقات المنتجة والمنقولة والمستهلكة بدقة لضمان موثوقية الفوترة.
كان تعدد نقاط القياس وتشتت المنشآت يعقدان عملية المراقبة، حيث كانت البيانات غير مركزة وكان هناك نقص في الرؤية بشأن تدفقات الطاقة.
لذلك تم نشر بنية عد متصلة. تقوم أجهزة قياس التدفق والطاقة الحرارية ERW700 بقياس تدفقات البخار والمكثفات، مع جمع البيانات عبر Modbus RTU، ثم إرسالها عبر Modbus TCP على شبكة إيثرنت. يقوم جهاز التحكم الآلي عن بعد – FBox بتجميع البيانات وتنظيمها وإنشاء ملفات موحدة.
يمكن إرسال هذه الملفات تلقائيًا إلى منصات خارجية، لا سيما وكالة البيئة والطاقة والموارد الطبيعية (ADEME)، مما يسهل الإجراءات التنظيمية والحصول على الإعانات المتعلقة بالطاقة.
كما يشتمل النظام على وحدات تحكم آلية وواجهات مستخدم قادرة على رصد التغيرات في الوقت الفعلي وتحديث البيانات المفيدة فقط، مما يعزز سرعة الاستجابة.
يمكن بعد ذلك الوصول إلى البيانات عبر وحدة مراقبة، مما يوفر رؤية شاملة للتدفقات ويتيح في الوقت نفسه تعزيز موثوقية الفوترة وتحديد سبل تحسين كفاءة الطاقة.
يُجسد هذا المشروع المساهمات التي تقدمها الصناعة 4.0 في مجال استخلاص الطاقة: الربط بين المعدات، وضمان موثوقية البيانات، وأتمتة التدفقات، وتحسين الأداء.
وتندرج هذه التحولات أيضًا في إطار ديناميكيات وطنية ودولية. ففي فرنسا، يخصص خطة «فرنسا 2030» ما يقرب من 54 مليار يورو للاستثمار من أجل تسريع رقمنة الصناعة، إلى جانب مبادرات مثل «صناعة المستقبل» التي تهدف إلى دعم الشركات الصغيرة والمتوسطة والشركات الناشئة. وعلى الصعيد الأوروبي، توضح برامج مثل "صناعة 2025" في سويسرا أيضًا هذه الرغبة في تعزيز القدرة التنافسية الصناعية من خلال الابتكار الرقمي.
التوائم الرقمية* هي نسخ افتراضية لخطوط الإنتاج يتم إنشاؤها لمحاكاة التغييرات دون تعطيل عملية التصنيع الفعلية.
لا يقتصر الانتقال إلى «الصناعة 4.0» على دمج التقنيات الجديدة فحسب. بل إنه يعتمد على نهج منظم وتدريجي يركز في آن واحد على الأدوات والفرق.
فيما يلي الخطوات الأساسية لإنجاح هذا التحول:
اليوم، تعتمد "المصنع 4.0" على مصنع متصل، حيث تتواصل المعدات وأجهزة الاستشعار والأنظمة الرقمية بشكل مستمر. وفي هذه البيئة، يتيح الإنتاج القائم على البيانات فهمًا أفضل للعمليات وتعديلها بدقة.
أصبح من الممكن قياس الأداء بشكل مستمر، مما يوفر رؤية واضحة لفعالية خطوط الإنتاج وأي انحرافات محتملة. وتسهل هذه القراءة تطبيق نظام إدارة ذكي للطاقة، مما يتيح التحكم بشكل أفضل في مستويات الاستهلاك.
من خلال الاستفادة من هذه المعلومات، يمكن للصناعيين أيضًا توقع حدوث الأعطال، وبالتالي المساهمة في الحد من حالات التوقف غير المتوقعة، مع تعزيز الموثوقية الإجمالية لعملية الإنتاج.
للشروع في التحول نحو «الصناعة 4.0»، يحتاج الصناعيون قبل كل شيء إلى رؤية أوضح لمنشآتهم. وتندرج الحلول التي تقدمها شركة فوجي إلكتريك ضمن هذا المنطق بالذات. تتيح أجهزة استشعار الضغط الذكية ومقاييس التدفق وأجهزة الاستشعار المتصلة أو حتى عدادات الطاقة قياس الاستهلاك بدقة أكبر، سواء كان ذلك استهلاك الطاقة أو المعلمات المتعلقة بالعمليات الصناعية.
يمكن بعد ذلك تجميع هذه البيانات واستغلالها بفضل واجهات HMI وحلول المراقبة، التي تسهل قراءتها وتحليلها يوميًا. وأخيرًا، تساهم محركات التردد المتغير في تحسين كفاءة الطاقة في المنشآت مع تحسين التحكم في المحركات الصناعية. وتشكل هذه التقنيات مجتمعة ركائز أساسية لبناء صناعات متصلة وعالية الأداء.
| الحل | الدور في الهندسة المعمارية | المتغيرات المقاسة / المتحكم بها | الاتصال / التكامل | البروتوكولات / التبادلات | بيانات قابلة للاستخدام | حالات الاستخدام في الصناعة 4.0 | القيمة المضافة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| مستشعرات الضغط | الميدان / الأجهزة | الضغط، المستوى، الكثافة | 4-20 مللي أمبير، دمج نظام التحكم | HART، تناظري | قياسات العمليات، التشخيصات الأساسية، الإنذارات | المراقبة المستمرة، تحسين العمليات، الصيانة الوقائية | الموثوقية، واستقرار العمليات، والحد من الانحرافات |
| مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية | الميدان / الأجهزة | التدفق، السرعة، الطاقة الحرارية | توصيل خارجي أو داخلي، توصيل جهاز التحكم الآلي/نظام المراقبة | 4-20 مللي أمبير، رقمي، Modbus | القدرة الإنتاجية في الوقت الفعلي، الاستهلاك، الاتجاه | تحسين كفاءة الطاقة، تحليلات الشبكة، كشف الأعطال | تقليل الخسائر، وتحسين كفاءة الطاقة |
| عدادات الطاقة | القياس / إدارة الطاقة | الطاقة، القوة، الاستهلاك | شبكة صناعية، مراقبة استهلاك الطاقة | Modbus، نبضات، تناظري، Modbus TCP/IP | السجل، ملامح الحمل، الإنذارات | إدارة الطاقة، توزيع الاستهلاك، إعداد تقارير ESG | خفض تكاليف الطاقة، إدارة الأداء |
| مُعدِّلات الطاقة | التحكم / الإجراء | درجة الحرارة، الطاقة | شبكة صناعية، أتمتة | مودبوس، تناظري، ناقل المجال | متغيرات التحكم، الحالات، الإنذارات | التحكم الدقيق، التحسين الحراري، جودة العمليات | تقليل الاستهلاك، تحسين الجودة |
| HMI | الإشراف / واجهة المشغل | العرض، التعليمات، السجلات | إيثرنت، شبكة محلية، المراقبة، الوصول عن بُعد عبر VNC/VPN | Modbus TCP/IP، FTP، تبادل البيانات عبر الشبكة | التاريخية، الإنذارات، لوحات المعلومات | المراقبة في الوقت الفعلي، دعم اتخاذ القرار، الإدارة المحلية | الاستجابة التشغيلية، رؤية أوضح |
| FBox | Edge / الإدارة عن بُعد / بوابة | جمع البيانات وتحويلها ومعالجتها | إيثرنت، GSM، واجهة برمجة التطبيقات (API)، الاتصال عن بُعد | MQTT، Modbus TCP/IP، واجهة برمجة التطبيقات (API) | المركزية، الترحيل إلى السحابة، التنبيهات، المعالجة على الحافة | إنترنت الأشياء الصناعي، الصيانة عن بُعد، قابلية التشغيل البيني عبر مواقع متعددة | الوصول عن بُعد، تقليل التدخلات، الاستفادة من البيانات |
| محركات متغيرة السرعة | التحكم / الإجراء | السرعة، عزم الدوران، الطاقة | الشبكات الصناعية، الأتمتة | EtherNet/IP، PROFINET أو Modbus TCP، RS485، Modbus RTU، BACnet MS/TP، Metasys N2، PROFIBUS-DP، DeviceNet، LonWorks، BACnet/IP، EtherNet/IP، PROFINET I/O، CANopen، CC-Link | حالة المحرك، الأعطال، كفاءة استهلاك الطاقة | التحكم الذكي، الصيانة، تحسين كفاءة الطاقة | انخفاض الاستهلاك، وتحسين التوافر |
يتيح دمج الحلول المتوافقة مع الصناعة 4.0 للمصنعين تحسين أداء منشآتهم بشكل ملحوظ. وكما رأينا سابقًا، فإن هذه التقنيات توفر مزايا ملموسة من خلال توفير رؤية أوضح لكيفية عمل المعدات:
وبالتالي، يتيح هذا النهج تحسين كفاءة المنشآت على المدى الطويل، من خلال الجمع بين الأداء التشغيلي وإدارة استهلاك الطاقة.
غالبًا ما يكون التدقيق في استهلاك الطاقة الصناعية نقطة الانطلاق لخطة تحسين فعالة. ويستند ذلك في المقام الأول إلى تحليل الاستهلاك، وهو أمر لا غنى عنه لفهم كيفية استخدام الطاقة فعليًّا داخل الموقع. ويتيح ذلك بعد ذلك تحديد أوجه الهدر، سواء كانت استهلاكًا زائدًا أو انحرافات أو أوجه قصور أكثر هيكلية. وأخيرًا، يساعد اكتشاف النقاط الحرجة في تحديد المناطق أو المعدات التي تؤثر بشكل أكبر على الأداء الطاقي، من أجل تحديد إجراءات محددة ومناسبة لأولويات الموقع.
غالبًا ما يعتمد نجاح أي مشروع صناعي على نهج يتم وضعه بالتوافق التام مع واقع الموقع. وهنا تكمن أهمية نهج التصميم المشترك بين شركة فوجي إلكتريك والفرق الصناعية. يبدأ هذا النهج بتحديد المؤشرات الرئيسية، من أجل متابعة الأداء الطاقي والتشغيلي بشكل ملائم. ويستمر بدمج حلول الأجهزة وأنظمة المراقبة، من أجل جمع البيانات الصادرة عن المعدات وتركيزها واستغلالها. وأخيرًا، يتم نشر الحلول تدريجيًا، مما يسمح بتكييف المنشآت الحالية وضمان انتقال منظم نحو بنى تحتية أكثر اتصالاً وأداءً.
يصاحب نشر الحلول مرحلة لتركيب المعدات وضبط إعداداتها لضمان اندماجها الأمثل ضمن المنشآت القائمة. وبمجرد أن تصبح الأجهزة جاهزة للعمل، يتيح استغلال البيانات المجمعة تحليل الأداء في مجال الطاقة وتحديد عوامل جديدة للتحسين. يوفر تحسين سلسلة التوريد من خلال مشاركة البيانات في الوقت الفعلي رؤية شاملة للمخزون واللوجستيات.
يندرج هذا النهج في إطار سياسة التحسين المستمر، حيث يساعد التحليل المنتظم للنتائج على تعديل الإعدادات وتعزيز كفاءة المنشآت على المدى الطويل. وفي إطار هذا النهج، تضع شركة فوجي إلكتريك نفسها كشريك في مجال كفاءة الطاقة، إلى جانب الشركات الصناعية على المدى الطويل.
يشير مصطلح «الصناعة 4.0» إلى الثورة الصناعية الرابعة، التي تتميزبدمج التقنيات الرقمية في صميم أنظمة الإنتاج. وتستند هذه الثورة بشكل أساسي إلى الترابط بين الآلات، وجمع البيانات في الوقت الفعلي، والتحليل المتقدم للأداء، بهدف تحسين الإنتاجية وموثوقية المعدات وكفاءة الطاقة في المنشآت الصناعية.
الصناعة 4.0 هي مفهوم شامل للتحول الصناعي، يقوم على الرقمنة واستغلال البيانات. أماالمصنع 4.0 فهو تجسيده العملي في موقع الإنتاج، من خلال المعدات المتصلة بالشبكة، وواجهات المراقبة المتطورة، والعمليات التي تعتمد على البيانات.
تقدم الصناعة 4.0 العديد من المزايا للصناعيين. فهي تتيح على وجه الخصوص خفض تكاليف التشغيل، ووضع استراتيجيات للصيانة التنبؤية للحد من الأعطال،وتحسين كفاءة استهلاك الطاقة للمعدات،وزيادة الإنتاجية بفضل رؤية أوضح لأداء المنشآت. تتيح المصانع الذكية إنتاجًا أكثر مرونة وتخصيصًا، يلبي متطلبات المستهلكين، مع الحفاظ على مكاسب في العائد.
يبدأ تنفيذ مبادرة «الصناعة 4.0» عادةً بإجراء تقييم أولي لتحديد مجالات التحسين. ويلي ذلك تركيب أجهزة متصلة بالإنترنت تسمح بجمع البيانات من المعدات. ويمكن بعد ذلك تحليل هذه المعلومات والاستفادة منها لتحسين الأداء الصناعي، في إطار عملية نشر تدريجية تتناسب مع المنشآت القائمة.
تتطلب الصناعة 4.0 مهارات تكنولوجية متقدمة، لا سيما في مجال علم البيانات وإدارة إنترنت الأشياء. ويتطلب هذا التحول تدريبًا مستمرًا للموظفين حتى يتمكنوا من التكيف مع التقنيات الجديدة.
نعم، إن «الصناعة 4.0» متاحة أيضًا للشركات الصناعية الصغيرة والمتوسطة. ويمكن تنفيذها تدريجيًا بالتركيز في المقام الأول على النقاط الأكثر أهمية، لا سيما المعدات التي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة أو المنشآت التي تتأثر بشدة بتوقف الإنتاج.
تثير الأتمتة أسئلة أخلاقية واجتماعية، لا سيما فيما يتعلق باستبدال الوظائف. ومن المتوقع أن تولد الصناعة 4.0 ما يصل إلى 600 ألف وظيفة مباشرة وغير مباشرة في فرنسا بحلول عام 2025. ويركز الموظفون على المهام ذات القيمة المضافة الأعلى بفضل أتمتة المهام المتكررة في الصناعة 4.0. وهذا يشجع على خلق مهن جديدة، مثل خبير السيبرنطيقا وفني الصيانة التنبؤية.
وبالطبع، فإن هذا التطور يعيد النظر جزئياً في سلسلة الإنتاج وقد يؤدي إلى فقدان الوظائف بسبب الأتمتة، ولكنه يخلق أيضاً فرصاً جديدة للتوظيف والتدريب في المجالات التكنولوجية المتقدمة.
تتيح الصناعة 4.0 فهم استهلاك الطاقة والتحكم فيه بشكل أفضل من خلال جمع وتحليل البيانات المستمدة من المعدات. وتسهل هذه الرؤية تحديد حالات هدر الطاقة وتسمح بتنفيذ إجراءات التحسين من أجل تعزيز كفاءة الطاقة في المنشآت.
تمثل الصناعة 5.0 تطوراً في النموذج الصناعي نحو نهج أكثر استدامة ومرونة. وتهدف إلى إعادة وضع الإنسان في صميم هياكل الإنتاج، مع دمج قضايا الاستدامة وإزالة الكربون والاقتصاد الدائري.
في بيئة «الصناعة 4.0»، تولد الأجهزة المتصلة باستمرار كميات هائلة من المعلومات. وللاستفادة الكاملة منها، من الضروري تحليلها بسرعة وكفاءة. تعد الذكاء الاصطناعي (AI) أساسية لتحليل البيانات التي تجمعها الأجهزة المتصلة. فهي تسمح بشكل خاص بتحديد الاتجاهات، وكشف الحالات الشاذة، أو حتى توقع الأعطال. وبفضل هذه القدرات، يمكن للصناعيين تحسين عملية اتخاذ القرار، وتحسين عملياتهم، وتعزيز الأداء العام لمنشآتهم.
لا تقتصر «الصناعة 4.0» على مجرد تطور تكنولوجي. فهي تشكل اليوم أداة استراتيجية لتعزيز القدرة التنافسية للشركات الصناعية، حيث تتيح تحسين الأداء التشغيلي والكفاءة الطاقية للمنشآت.
في هذا السياق، تصبح الطاقة مؤشراً أساسياً للأداء الصناعي. ويتيح الجمع بين رقمنة المعدات والأجهزة الذكية للشركات فهم منشآتها بشكل أفضل، وتحسين استهلاكها للطاقة، وتعزيز موثوقية عملياتها.
من خلال الجمع بين القياس وتحليل البيانات والتحكم الذكي، ترافقكم شركة فوجي إلكتريك في إنشاء مصنعكم 4.0 وتفتح لكم الطريق نحو أداء صناعي مستدام.
أنطونين لو ماي
متخصص في البيئة والتكنولوجيات الصناعية
