انقلاب صنعتی چهارم Industry 4.0

انقلاب صنعتی چهارم به معنای تحول دیجیتال در صنایع است. انقلاب صنعتی چهارم Industry 4.0 تحولی بزرگ است که فناوری و صنعت را در بر می‌گیرد و تکنولوژی‌هایی مثل هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، اتوماسیون‌ها و محاسبات ابری را درکنار هم ترکیب می‌کند تا فرایندهای تولید و مدیریت را تا حد ممکن بهینه سازی کند و ارتباط موثری بین دنیای دیجیتال و مجازی فراهم کند.

این تحول بزرگ در حال تغییر دادن بخش های مختلف زندگی ماست. این تغییرات پرسش‌هایی را در ذهن ما به وجود می‌آورد. ابهامات و نادانسته‌هایی درباره نتیجه این تحولات و موقعیت ما در آینده مطرح می‌شود. اینکه چه شغل‌ها و صنایع جدیدی به واسطه این تغییرات به وجود می‌آیند؟

چه جایگاه‌های شغلی از بین می‌روند؟

همراه شدن با این انقلاب چه کمکی به ما می‌کند و با چه چالش های یا موانعی روبرو خواهیم شد؟ در هر صورت پیوستن به این موج تحول هوشمند سیستمی امری ناگزیر است که مقاومت در برابر آن تنها یک نتیجه دارد و آن هم شکست و عقب ماندن درعرصه رقابت. در ادامه به بررسی موارد مهمی می‌پردازیم که در انقلاب صنعتی چهارم مطرح می‌شوند.

اولین بار تعریفی برای انقلاب صنعتی چهارم سال ۲۰۱۱ در مقاله‌ای منتشر شد که “سازمان تجارت و سرمایه گذاری آلمان (GTAI)” در آن به شرح و تبیین “صنعت هوشمند” پرداخت.

“صنعت هوشمند به تکامل فناوری و حرکت به ‌سمت سیستم‌های هوشمند اشاره دارد نشان‌دهنده چهارمین انقلاب صنعتی و دسترسی به اینترنت اشیا، داده‌ها و خدمات است. 

هوشمندی غیرمتمرکز، به ایجاد شبکه‌های هوشمند اشیا و مدیریت مستقل فرایندها کمک می‌کند و با ایجاد تعامل میان دنیای واقعی و مجازی، جنبه جدیدی از فرایند تولید را نشان می‌دهد.”

• بیشتر بخوانیم
• اولویت‌های کلیدی تحول دیجیتال برای سال ۲۰۲۴
• تحول دیجیتال ۲۰۲۴: چگونه جلوتر از اختلال بعدی بمانیم

اصطلاح “انقلاب صنعتی چهارم Industry 4.0” اولین بار توسط کلاوس شواب (Klaus Schwab) مطرح شد. کلاوس شواب بنیان‌گذار و رئیس هیات مدیره “مجمع جهانی اقتصاد” است. هر سال سرمایه‌داران و قدرتمندترین افراد جهان در مجمع جهانی اقتصاد جمع می‌شوند و درباره موضوعات مهم و تغییرات آینده تصمیم‌گیری می‌کنند.

در سال ۲۰۱۶، شواب کتاب اول خود به عنوان “انقلاب صنعتی چهارم” را منتشر کرد که در آن چگونگی تغییر مدل‌های کسب وکار، حاکمیت، اقتصاد و تغییرات کلی اجتماعی و فردی به شکل خلاصه توضیح داده شده است. همچنین در سال ۲۰۱۸ کتاب دیگری نیز منتشر کرد و به تشریح انقلاب چهارم صنعتی، فناوری‌ها، تهدیدها و تمام جوانب این تحول بزرگ پرداخت.

انقلاب‌های صنعتی گذشته و جاری و آینده

عنوان “انقلاب صنعتی” به خاطر تاثیر زیاد نوآوری‌ها بر بهره‌وری و کارایی صنایع انتخاب شده است. مجموعه اتفاقات و اختراعات در یک بازه زمانی موجب تغییر جوامع و وضعیت اقتصادی آنها می‌شود. این انقلاب در نحوه تولید کالا و انجام کارها دگرگونی بسیار زیادی ایجاد کرده است. روند تمدن بشری، تا کنون چهار انقلاب صنعتی را تجربه کرده است و در حال حاضر میانه راه انقلاب چهارم هستیم.

اولین انقلاب صنعتی Industry 1.0 اواخر قرن ۱۸ میلادی و با مکانیزه شدن فعالیت‌های صنعتی صورت گرفت. استفاده از ماشین بخار و ماشین آلات صنعتی میزان و سرعت تولید و فعالیت‌هایی که قبلا به صورت دستی انجام می‌شد را به شکل چشمگیری افزایش داد.

دومین انقلاب صنعتی Industry 2.0، صد سال بعد یعنی اوایل قرن بیستم، با اختراع موتورهای سوختی و منابع انرژی الکتریسینه، نفت و گاز همراه بود. در این مرحله تولید انبوه محصولات به راه‌اندازی اتوماسیون‌ها منتهی شد.

برخی معتقدند که انقلاب صنعتی سوم Industry 3.0 بر اثر استفاده از انرژی هسته‌ای شکل گرفت. اما اتفاق نظر بیشتری وجود دارد که کامپیوتر و رباتیک، انقلاب صنعتی سوم را به وجود آورده است. اواخر ۱۹۵۰ فناوری‌های الکترونیکی و رایانه‌ها در امور تولید دخالت و کنترل بیشتری را به دست گرفتند و فناوری دیجیتال و نرم‌افزارهای اتوماسیون به مرور فناوری‌های آنالوگ و مکانیکی را محدود کردند.

انقلاب صنعتی چهارم با عنوان Industry 4.0 از فناوری هوشمند استفاده می‌کند تا در اتوماسیون، نظارت و تجزیه و تحلیل زنجیره‌های تامین تا حد ممکن، بهبود و پیشرفت حاصل کند.

 اینترنت اشیا (IoT)، سیستم‌های هوشمند و مستقلی که از الگوریتم‌های رایانه‌ای نظارت و کنترل اشیای فیزیکی استفاده می‌کنند بارزترین نمونه‌های انقلاب چهارم صنعتی هستند. ماشین آلات صنعتی، روبات‌ها و وسایل نقلیه هوشمند را می‌توان نمایندگان این تحول بزرگ دانست.

صنعت شامل بخش‌های اجرایی و فرایندی مختلف است. Industry 4.0 تمامی مراحل این زنجیره را هوشمند و خودکار می‌کند. به عبارت دیگر تحول دیجیتال از تولید و تدارکات تا انبارداری همگی به شکل مستقل و هوشمند و بهینه، با هوش مصنوعی اداره می‌شوند. برنامه‌ریزی‌های منابع انسانی و سازمانی به کمک هوش مصنوعی و فرایندهای هوشمند به خوبی تحت کنترل قرار می‌گیرد.

انقلاب صنعتی پنجم Industry 5.0 هنوز به وقوع نپیوسته است اما بر اساس پیش‌بینی‌های انجام شده، این تحول بزرگ در زمینه هوش مصنوعی AI خصوصیات ویژه آن خواهد بود.

ارکان صنعت ۴.۰

فناوری‌های موثر صنعتی که در انقلاب صنعتی چهارم ایفای نقش می‌کنند در ادامه معرفی می‌شوند.

کلان داده و تحلیل داده‌ها (Big data and Analytics)

داده‌های فراوانی از منابع مختلف جمع آوری می‌شوند. این داده‌ها حجم بسیار زیادی خواهند داشت و برای استفاده از آنها لازم است تا تجزیه و تحلیل‌هایی بر اساس هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و الگوریتم‌های مختلف استفاده شود. در چنین حالتی می‌توان تصمیم‌گیری‌ها و گزارش‌های لحظه‌ای و دقیقی داشت.

ربات‌های خودکار (Autonomous Robots)

ربات‌های خودکار یا مستقل نسل جدیدی از ربات‌ها هستند که برای انجام کامل یک فرایند اجرایی به حداقل میزان دخالت انسان نیاز دارند. پهپادهای اسکن موجودی انبار یکی از نمونه‌های این ربات‌ها هستند.

یکپارچگی افقی و عمودی سیستم (Horizontal and Vertical System Integration)

چارچوب انقلاب صنعتی چهارم بر یکپارچگی افقی و عمودی سیستم است. یکپارچگی افقی فرایندها را در سطح حوزه یکپارچه می‌کند. فرایندهایی نظیر تولید، تاسیسات تولید و به طور کلی زنجیره تامین.

یکپارچه سازی عمودی تمام لایه های یک سازمان را به هم متصل می کند تا داده ها میان سطوح مختلف جریان داشته باشند. به تعبیر دیگر می‌توان گفت در یکپارچه سازی عمودی، تولید محصول بر مبنای داداه های تحلیل شده از فرایندهای تجاری مختلف مثل تحقیق و توسعه، تضمین کیفیت، فروش و بازاریابی و سایر بخش‌ها خواهد بود.

اینترنت اشیا صنعتی (Industrial Internet of Things)

اینترنت اشیا IoT و به شکل ویژه اینترنت اشیا در صنعت IIOT از موارد بسیار مهم در انقلاب صنعتی چهارم است. ابزار و ماشین‌های موجود در یک فعالیت، قابلیت اتصال با سایر دستگاه‌های مشخص شده را دارند. به این ترتیب امکان جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل و مبادله حجم بالایی از داده‌ها فراهم می‌شود تا در مراحل مختلف تولید، نظارت و مدیریت مورد استفاده باشند.

رایانش ابری (Cloud)

تاثیر رایانش ابری بر فضای مدیریت کسب‌وکارها و سازمان‌ها بسیار فراتر از سرعت، مقیاس‌پذیری، ذخیره‌سازی و ایجاد کارایی در هزینه است. اتصال و ارتباط مهندسی، زنجیره تامین، تولید، فروش و توزیع و خدمات نیازمند استراتژی است.

 رایانش ابری داده‌های لازم برای تعین و تبین این استراتژی را فراهم می‌آورد. به کمک رایانش ابری حجم زیادی از داده‌ها قابل ذخیره و آنالیز می‌شوند تا به شکل موثری در تصمیم‌گیری‌ها بتوان از آنها استفاده کرد.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در فرایندهای علم داده، بینشی را از فعالیت مورد نظر به وجود می‌آورند که می‌توان از آن برای پیش‌بینی و تصمیم‌گیری‌ها استفاده کرد.

مثلا ماشین‌هایی که در یک فرایند تولید قرار می‌گیرند قطعاتی دارند که مستعد خرابی و ایجاد اشکال هستند. بر اساس الگوریتم‌هایی که از سابقه این ایرادات به وجود می‌آید می‌توان پروسه تعمیر و نگهداری را به شکلی تنظیم کرد که در فرایند تولید اختلالی ایجاد نکند.

ساخت افزایشی (Additive Manufacturing)

ساخت افزایشی، تولید افزوده یا پرینت سه بعدی از فناوری های مختص این تحول است که در ابتدا برای نمونه‌سازی سریع استفاده می‌شد اما د رحال حاضر برای طیف وسیعی از کاربردها نظیر سفارشی‌سازی انبوه هم استفاده می‌شود.

واقعیت افزوده (Augmented Reality)

واقعیت افزوده محتوای دجیتال را در یک محیط واقعی قرار می‌دهد. به کمک واقعیت افزوده می‌توان از عینک هوشمند یا تلفن همراه برای به تصویر در آوردن داده‌های اینترنت اشیا، قطعات دیجیتالی، دستورالعمل های تعمیر یا مونتاژ، محتوای آموزشی و موارد گوناگون دیگر استفاده کرد.

امنیت سایبری (Cyber Security)

در مسیر انقلاب صنعتی چهارم هر مسیر ورودی به سامانه‌های تولید و پردازش ممکن است مورد حمله سایبری قرار بگیرد. به همین خاطر تامین امنیت سایبری مورد توجه زیادی قرار می‌گیرد. با پیاده سازی فناوری‌هایی مثل یادگیری ماشین و بلاکچین می‌توان فرایند تشخیص، پیشگیری و پاسخ به تهدیدها را به صورت خودکار مدیریت کرد و خطرات را به حداقل میزان ممکن رساند.

دوقلوی دیجیتال یا همزاد دیجیتال (Digital twin)

دوقلوی دیجیتال به گونه‌ای شبیه سازی انجام می‌دهد. دوقلوی دیجیتال یا همزاد دیجیتال در واقع کپی مجازی فرایند، خطوط تولید، کارخانه‌ها و زنجیره تامین است. 

دوقلوی دیجیتال داده‌ها را از حسگرهای اینترنت اشیا، دستگاه‌ها، کنترلگرهای مختلف و سایر اشیای متصل به اینترنت دریافت می‌کند. برای درک بیشتر این قضیه تصور کنید که با شبیه سازی فرایند تولید، می‌توان تغییرات را آزمایش کرد و راه‌حل‌هایی برای کاهش و بهبود مشکلات اندیشید.

چالش های انقلاب صنعتی چهارم Industry 4.0

پیشگامان تحول دیجیتال در سازمان‌ها در ابتدای انقلاب صنعتی با ابهامات و مشکلاتی مواجه بودند. یکی از این مشکلات هزینه و قابلیت‌های محصولات بود. پروتکل‌های استاندارد و یکسانی وضع نشده بود و اتصال بین دستگاه‌های مختلف برای یکپارچه‌سازی دچار اختلال می‌شد. با تنظیم استانداردها این مشکلات به مرور رفع شدند.

شکاف در مهارت‌های فنی یعنی عدم تطبیق مهارت‌های دیجیتال افرادی که در بخش‌های فنی مشغول به کار هستند با پیشرفت‌ها و کارایی سیستم‌های هوشمندی که در این حوزه‌ها به کار می‌روند. بنابراین نیروهای متخصص و حتی غیر‌متخصص باید تحت آموزش باشند تا دانش خود را به‌روزرسانی کنند.

حساسیت داده Data Sensitivity سیستم‌های هوش مصنوعی نیاز دارند تا به داده‌های شرکت‌ها دسترسی داشته باشند در حالیکه شرکت‌‌ها بر حفظ داده‌ها و امن نگه داشتن اطلاعات داخلی خود تاکید دارد. در نتیجه نگرانی در مورد حریم حصوصی، مالکیت، مدیریت داده‌ها و IP به وجود می‌آید.

امنیت سایبری یکی دیگر از این چالش‌هاست که شاید مهم‌ترین آنها هم باشد. سیستم‌های داخلی در تحول دیجیتال باید به سیستم‌های خارجی پشتیبان و سامانه‌های مختلف متصل شوند. این نیاز در گذشته وجود نداشت و در نتیجه یک چالش جدید را به وجود آورد در حال حاضر باید صاحبان کسب و کارها و مدیران، رویکرد امنیتی متناسب با فعالیت و نیاز خود را انتخاب و تهیه کنند.

هر تغییری چالش‌های جدیدی در مسیر خود دارد، اما باید در نظرداشت که یکی از بزرگترین مزیت‌های انقلاب صنعتی چهارم بهبود کیفیت زندگی و افزیش سطح درآمد خواهد بود. سازمان‌های هوشمندتر و کارآمدتر باعث افزیش بهره‌وری، افزایش بازده، بهبود کیفیت فرایندها ایمنی بیشتر برای کارکنان و کاهش اشتغال در شرایط خطرناک خواهد بود. 

بزرگترین مزیت این انقلاب تصمیم‌گیری با ابزار مبتنی بر داده است که یک فرصت بسیار مناسب را برای دسترسی به اهداف فراهم می‌آورد.

تاثیر انقلاب صنعتی چهارم بر کسب و کارها

تحول دیجیتال در Industry 4.0 بر تمام کسب‌وکارهای خرد و کلان تاثیرگذار بوده است. برخی از صنایع به دلیل استفاده بیشتر از ابزار خودکار و هوشمند تحت تاثیر بیشتر بوده‌اند.

با ادامه یافتن مسیر تکامل انقلاب چهارم صنعتی، احتمال می‌رود که در صنایع تولید مواد غذایی، ساخت و ساز، بهداشت، تولید خودرو، کشاورزی و تولیدات خرد موقعیت‌های شغلی مختلفی از بین بروند.

تاثیر انقلاب صنعتی چهارم بر مشاغل

انقلاب صنعتی چهارم و مدیریت

تاثیر انقلاب صنعتی چهارم بر تمام گستره تولید تا پایان عمر محصول خواهد بود. امکانات هوشمند و مستقل می‌توانند در تامین، تولید، نگهداری و انبار هر محصول فیزیکی یا خدمتی هرگونه اختلال یا ایرادی را شناسایی کنند و بر اساس پیشینه‌ای که ذخیره می‌کنند راه‌حل‌های موثری را برای مشکلات بیابند. به این ترتیب تحول دیجیتال امری فراتر از اتصال و ارتباط بین سیستم‌های مختلف است.

نتایج انقلاب صنعتی۴

پیشرفت‌های اساسی بهره‌وری و اتوماسیون: تصمیم‌گیری‌های مبتنی‌بر‌داده موجب دقت بیشتر در پیش‌بینی‌ها و تحویل به موقع و برنامه‌ریزی‌های بهینه می‌شود.

انعطاف پذیری و چابکی: امکان استفاده از امکانات و تصمیم‌گیری بر اساس داده‌های گذشته به کمک برنامه‌های هوشمند فراهم می‌آید و قابلیت مدیریت پروژه نیز افزایش خواهد یافت.

کشف مدل‌های تجاری جدید: راهکارهای هوشمند هزینه‌های کسب‌و‌کار را کاهش می‌دهند و زنجیره‌های تامین مختلف را به هم متصل می‌کنند.

راه‌حل‌های سالم و کم خطر: به کمک تحول دیجیتال در انقلاب صنعتی، مدیران بر سازمان و کسب و کار خود احاطه بیشتری خواهند داشت و در نتیجه می‌توانند بدون در خطر افتادن اهداف تجاری خود به راه حل‌های سالم‌تری دست یابند که محیط زیست و سلامت خود و دیگران به خطر نیفتد.

راهکارهای انقلاب چهارم صنعت

انقلاب صنعتی چهارم نه تنها تاثیر عمیقی بر صنعت و اقتصاد گذاشته، بلکه به طور کامل بر شکل روابط انسانی و اجتماعی نیز موثر بوده است. از اتصال وسایل خانگی تا توسعه شهرهای هوشمند و افزایش بهره‌وری در تولید همگی تحت تاثیر تحول دیجیتال قرار دارند.

برای ایجاد یک سازمان پایدار و مقیاس‌پذیر در حال حاضر بهتر است که سیستم‌های مدیریت هوشمند و یکپارچه برای کل سازمان فراهم آید. علم داده کاربردهای بسیار متنوعی دارد و راهکارهای موثری را برای مدیریت و یکپارچه سازی اطلاعات فراهم می‌آورد. 

منبع: داده پردازان همنورد

• انقلاب صنعتی چهارم Industry 4.0