آینده ساخت:فناوری های دگرگون ساز آینده تولید را شکل می دهند
نویسنده: دکتر محمدرضا عاطفی
فناوری‌‌های دگرگون ساز، تولید را شکل می‌دهند
دیدگاه‌‌های بین فناوری
رهبران کسب و کار و سیاست گذاران باید طیف وسیعی از فناوری‌ها و فلسفه‌هایی را که امروزه بر سیستم تولید تاثیر می‌گذارد را پیگیری کنند. انجمن آینده تولید یک رادار فناوری تولید را به عنوان راهنمای عملکرد برای رهبران کسب و کار و سیاست گذاران توسعه داده است (شکل ۱). دسته‌بندی‌‌های سطح بالا انتخاب‌شده برای این نمایش گرافیکی، فناوری‌هایی هستند که عمدتاً مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) هستند . این فناوری‌ها شامل: اتصال و محاسبات، تحلیل و هوش، رابط ماشین انسانی و تحول فیزیکی دیجیتال. در این نمودار شماتیک موضوعات دیگری گنجانده شده است که چشم‌انداز گسترده تر فناوری را مطرح می‌کند: مواد پیشرفته (شامل شاخه‌‌های مختلف نانوفناوری و بیوفناوری)؛ فرآیند‌های تولید پیشرفته که از برخی جهات ممکن است به عنوان فرآیند‌های تولید سنتی در نظر گرفته شوند، اما قابلیت‌‌های آنها می‌تواند توسط فناوری‌‌های جدید گسترش و توسعه یابد؛ و آنچه که می‌توان آن را فلسفه‌‌های تولید نامید، که شامل مواردی مانند رویکرد‌های طراحی و ذهنیت‌هایی است که مرتبط با پایداری است.
نقشه‌برداری آینده فناوری تجسم جامع‌تری از کل چشم‌انداز فناوری تولید ارائه می‌کند که زیرمجموعه‌‌های فناوری را در نظر می‌گیرد و سطوح آمادگی متفاوتی در زمینه‌‌های متنوع تولید و سطوح مختلف انتشار و پذیرش در بخش‌‌های مختلف دارند. همپوشانی فناوری‌ها نیز شناسایی خواهند شد.
در رادار فناوری گسترده تر، پنج فناوری کلیدی با استفاده از کاربرد‌های گسترده خود و تاثیر آن در کشورها، صنایع و مراحل زنجیره ارزش به وطر یکسان برجسته می‌شوند. این پنج فناوری – اینترنت اشیا، هوش مصنوعی، رباتیک پیشرفته، ابزار‌های پوشیدنی و چاپ سه بعدی – رقابت درون سیستم‌‌های تولید را گسترش داده و شرکت‌ها را مجبور به تفکر مجدد و تجدید نظر در استفاده از آنها نماید.
ما باید میزان آمادگی و پذیرش هر فناوری، بیشترین کاربرد آن در تولید و موانع کلیدی برای پذیرش بیشتر فناوری‌‌های دگرگون ساز که آینده را شکل می‌دهند را ارزیابی کنیم.
- اینترنت اشیا (IoT) اغلب به عنوان یک انقلاب معرفی می‌شود، اما در واقع یک تکامل از فناوری‌هایی است که بیش از ۱۵ سال پیش توسعه یافته‌اند. فناوری‌‌های عملیاتی و اتوماسیون اکنون البته به شکلی محافظه کارانه در حال ترکیب شدن با سنسورها، ابر و دستگاه‌‌های ارتباطی صنعت فناوری اطلاعات (IT) خدمات مدیریت اطلاعات (IHS) هستند. این سبب رشد چشم گیری شده است به گونه‌ای که تعداد این دستگاه‌ها را از ۱۷ میلیارد در سال ۲۰۱۷ به ۸۰ میلیارد تا سال ۲۰۲۵ افزایش خواهد داد. فرصت‌‌های فوری برای تولید کنندگان در کنترل شرکت هوشمند، مدیریت عملکرد دارایی در زمان واقعی و محصولات و خدمات هوشمند ایجاد خواهد کرد. چالش‌‌های امنیت سایبری و قابلیت همکاری، تولیدکنندگان را از پذیرش اینترنت اشیاء در کارخانه و زنجیره‌‌های تامین خود باز می‌دارد، زیرا ۸۵ درصد از دارایی‌ها هنوز به هم متصل نیستند.
- هوش مصنوعی (AI) به تولید کنندگان را قادر می‌سازد تا داده‌‌های عظیمی که کارخانه‌ها، عملیات و مصرف کنندگان تولید می‌کنند، را درک کرده و آن داده‌ها را به تصمیم‌‌های معنادار تبدیل کنند. امروزه، ۷۰ درصد از اطلاعات ثبت شده، استفاده نمی شود. با استفاده از هوش مصنوعی و در اتصال با اینترنت اشیا، تولیدکنندگان می‌توانند فرآیند‌های کسب و کار را از کامپیوتر‌های رومیزی تا ماشین‌ها، در سراسر بخش‌‌های داخل کارخانه و در امتداد آن با لایه‌‌های مختلف تامین کنندگان هماهنگ و ساده سازی کنند. مهم‌ترین فرصت‌‌های دردسترس برای کاربرد هوش مصنوعی در سیستم‌‌های تولید، مدیریت کیفیت، نگهداری و تعمیرات پیش‌بین و بهینه‌سازی زنجیره تامین است. محصولات مجهز به هوش مصنوعی یک تغییر دهنده بازی برای ارزش پیشنهادی به مشتریان است و تولید کنندگان باید آماده باشند تا شبکه‌‌های ارزش موردنیاز برای عرضه آنها را هماهنگ و همسو کنند.
- رباتیک پیشرفته مدت‌ها است که مشاغل کسل کننده، کثیف و خطرناک را انجام می‌دهد و در حال حاضر ۱۰ درصد از وظایف تولید را به شکل خودکار انجام می‌دهد. روبات‌ها اغلب به دلایل ایمنی جدای از سایر کارکنان کار می‌کردند، اما اکنون، نسل جدیدی برای شیفت‌‌های ۲۴ ساعته توسعه یافته و در کنار همتایان انسانی کار می‌کند. افزایش بازده سرمایه‌گذاری، تقاضای سیری‌ناپذیر چینی و پیشرفت در همکاری انسان-ربات، پذیرش آنها را تا سال ۲۰۳۰ به ۲۵ تا ۴۵ درصد وظایف تولیدی، فراتر از استفاده کنونی در صنایع خودروسازی و الکترونیک افزایش خواهد داد. استفاده از رباتیک پیشرفته و هوش مصنوعی می‌تواند بهره‌وری بسیاری را در بسیاری از صنایع تا ۳۰ درصد افزایش دهد در حالی که هزینه‌‌های نیروی کار را بین ۱۸ تا ۳۳ درصد کاهش می‌دهد و تاثیر اقتصادی مثبتی بین ۶۰۰ تا ۱۲۰۰ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۵ خواهد داشت.
- ابزار‌های پوشیدنی سازمانی (شامل واقعیت مجازی و واقعیت ارزش افزوده) یک بازار نوپا و با رشد سریعی را تشکیل می‌دهند که پیش بینی می‌شود از ۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۰ تا ۱۵ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۵ رشد کند و دستگاه‌ها همچنان از نظر راحتی، عملکرد و ایمنی به رشد خود ادامه می‌دهند. برنامه‌‌های آزمایشی شرکت‌‌های پیشرو نشان می‌دهد بازده با افزایش ۲۵ درصد در بهره‌وری اپراتور، کاهش قابل توجه در زمان مورد نیاز برای آموزش و ارتقاء مهارت (به عنوان مثال از دو هفته به یک ساعت برای شرکت حمل و نقلDHL) و همچنین بهبود سلامت و ایمنی همراه بوده است.
- چاپ سه بعدی، با کمک افزایش در قابلیت‌‌های چاپ سه بعدی فلزی، فرآیند‌های تولید سنتی را متحول می‌کند. در کوتاه مدت، چاپ سه بعدی بهترین گزینه برای صنایعی است که در آن سفارشی سازی و زمان عرضه به بازار، محرک‌‌های کلیدی ارزش هستند – معمولا قطعات کم حجم، با ارزش بالا، مانند هوا فضا و مراقبت بهداشتی مناسب تر خواهد بود. امروزه و برای حداقل آینده نزدیک، اقتصاد و پویایی صنعت از چاپ سه بعدی به عنوان جایگزینی برای تولید مرسوم، تولید بلند مدت و تولید انبوه در محلی نزدیک به مصرف کنندگان پشتیبانی نخواهد کرد.
در حال حاضر، آمریکای شمالی، اروپا و کشور‌های آسیایی (چین، ژاپن و کره جنوبی) در پذیرش فناوری پیشرو هستند و بقیه جهان از آن عقب هستند (شکل ۳). فناوری‌ها، در کشورهایی با هزینه‌‌های نیروی کار بالا، بازگشت سرمایه بیشتری دارند، زیرا تولیدکنندگان بیشتری تشویق می‌شوند تا به دنبال فناوری‌هایی باشند که بهره‌وری کارکنان را افزایش می‌دهند. در سال ۲۰۱۵، آمریکای شمالی و اروپا با هم ۸۰ درصد از بازار پوشیدنی‌ها و تقریبا ۷۰ درصد از واحد‌های چاپ سه بعدی صنعتی را تشکیل می‌دادند. علاوه بر این، ۷۰درصد از ۲۵۰٬۰۰۰ ربات صنعتی در سال ۲۰۱۵ به پنج کشور فروخته شده است: چهار کشور با هزینه‌‌های بسیار زیاد نیروی کار – آلمان، ژاپن، کره جنوبی و ایالات متحده آمریکا – و چین، استثنا قابل توجه به عنوان یک کشور با دستمزد پایین، سرمایه گذاری قابل توجهی را برای استفاده از ربات‌‌های صنعتی انجام داده‌اند.
به استثنای ابزار‌های پوشیدنی، فناوری‌ها در حال حاضر به شدت در صنایع خاصی متمرکز شده‌اند و در بیشتر موارد، صنایع خودروسازی، الکترونیک و هوافضا به‌عنوان پذیرنده‌‌های اولیه هستند. فناوری‌ها، همه صنایع را به یک شکل و در یک زمان دگرگون نکرده است. پذیرندگان اولیه در همه فناوری‌ها صنایعی هستند که تمرکز بالایی در نوآوری و هزینه تحقیق و توسعه دارند. برای مثال می‌توان به بخش‌‌های خودرو، کامپیوتر و الکترونیک و صنایعی که با مصرف کننده مواجه هستند، اشاره کرد که در آن سفارشی سازی و زمان عرضه به بازار، مهم بوده و محرک‌‌های حیاتی ارزش هستند. بیش از ۸۰ درصد از ربات‌‌های صنعتی فروخته شده در سال ۲۰۱۵ فقط در پنج صنعت نصب شده‌اند که عمده ترین آنها خودروسازی و صنایع الکترونیک بوده است. علاوه بر این، بیش از نیمی از واحد‌های چاپ سه بعدی فقط در سه صنعت نصب شده است: هوا فضا، خودرو و الکترونیک. کاربرد‌های هوش مصنوعی در صنایع خدماتی مانند امور مالی، خرده فروشی و مراقبت‌‌های بهداشتی، با افزایش سرعت تولید (۱۲ درصد) جایگاه اماده‌ای پیدا کرده است. تمرکز اینترنت اشیا نسبت به رباتیک پیشرفته، پرینت سه بعدی و هوش مصنوعی کمتر است اما بیشترین سهم را در بخش تولید به خود اختصاص داده است. پوشیدنی‌‌های سازمانی با توجه به مرحله نوپا و همچنین کاربرد گسترده بین صنعتی، در سراسر صنایع به صورت آزمایشی اجرا شده و هنوز بر روی یک صنعت خاص تمرکز نکرده‌اند.
برای درک بهتر ارزش و فرصت‌هایی که فناوری‌ها ارائه می‌دهند، رهبران کسب و کار باید تاثیر همگرای فناوری‌‌های متعدد بر عملکرد خود را بررسی کنند. در حالی که فناوری‌ها در حال دگرگون کردن تعداد زیادی از صنایع هستند، آنها تاثیرات و ارزش پیشنهادی متفاوتی برای عملکرد‌های شرکت‌ها دارند. این امر به ویژه در مواردی که چندین فناوری در یک کسب و کار همگرا می‌شوند بیشتر صدق خواهد کرد. به عنوان مثال، اینترنت اشیا و هوش مصنوعی برای ارائه یک ارزش پیشنهادی قابل توجه برای مدیریت دارایی در تولید با فناوری بالا و هوشمند، و همچنین زنجیره تامین و مدیریت ناوگان برای حمل و نقل، لجستیک و صنایع خرده فروشی (شکل ۴) همگرا می‌شوند.
مزایای آشکار فناوری‌‌های جدید به افزایش پذیرش آنها منجر می‌شود و عدم سرمایه‌گذاری در آنها برای بسیاری از شرکت‌ها در چشم‌انداز بلندمدت مرگبار خواهد بود. در حالی که فناوری‌ها در سطوح مختلف توسعه و پذیرش هستند، ما پنج نقطه عطف فناوری را شناسایی کردیم
این وضعیت شامل فرزندخواندگی گسترده برای افراد زیر می‌شود:
- فناوری‌‌های هسته به سطوح آمادگی ۶ تا ۹ پیشرفت می‌کنند
- هزینه‌‌های دستگاه به‌اندازه یک سوم از نقاط فروش کنونی خود کاهش می‌یابد
- ۴۰ درصد از دارایی‌‌های تولید متصل هستند
- ۲۵ درصد از سفارشات محصول نیاز به نوعی از سفارشی سازی برای آنها دارد
- ۲۵ درصد از هزینه‌‌های فعلی CAPEX با هزینه‌‌های مبتنی بر خدمات جایگزین می‌شود (شکل ۵).