إنترنت الأشياء يأخذ Elevator World في الصناعة 5.0

بقلم كريستيان إريك ثوني | رقمنة | يناير 1، 2024

دقيقة واحدة للقراءة

إنترنت الأشياء يأخذ Elevator World في الصناعة 5.0
صورة مخزون أدوبي
نظرة عامة على الذكاء الاصطناعي

تُساهم أنظمة الحوسبة السحابية المدعومة بتقنية إنترنت الأشياء ودمج البيانات الحسية في دفع صناعة المصاعد نحو الثورة الصناعية الخامسة، وذلك من خلال تمكين مراقبة الحالة في الوقت الفعلي، والصيانة الوقائية، وعزل الأعطال باستخدام الذكاء الاصطناعي. وتُغذي أجهزة الاستشعار المتصلة بشكل دائم، وأجهزة الكشف ثلاثية الأبعاد الحديثة، نماذج رقمية حية تُدمج بيانات التشغيل والبيئة في سير عمل إدارة دورة حياة المنتج، مما يُقصر دورات التطوير، ويُقلل العيوب، ويُحسّن استخدام الطاقة. وتتيح البنى الشبكية وصور التشغيل الموحدة، كما هو الحال في نهج "البيانات كخدمة" في سنغافورة، مشاركة البيانات على نطاق واسع وشبكات استشعار لاسلكية قابلة للتوسع. والنتيجة هي زيادة وقت التشغيل، وتحسين السلامة من خلال التنبؤ بالمخاطر، وخفض انبعاثات دورة الحياة وتكلفة الملكية، مع دعم أهداف الثورة الصناعية الخامسة التي تتمحور حول الإنسان، والاستدامة، والمرونة.

لقد وصل عصر جديد من PLM والاستدامة. 

بواسطة كريستيان إريك ثوني

تم تقديم هذه الورقة في معرض Elevcon 2023 في براغ، جمهورية التشيك.

الكلمات الدالة: إنترنت الأشياء، الصناعة 5.0، مراقبة الحالة، الصيانة الوقائية، التوأم الرقمي، وقت تشغيل المصعد، إدارة دورة حياة المنتج (PLM)

الملخص

تم تمكين إنترنت الأشياء (IoT) في السنوات الأخيرة من خلال أنظمة سحابية قوية. تتيح الآن النطاقات الترددية ومعدلات نقل البيانات غير المحدودة تقريبًا مراقبة الحالة والتحكم فيها "في الوقت الفعلي". تختلف الصحة والسلامة والإنتاجية، على سبيل المثال، نظام النقل العمودي (VT) في الفندق أو تطبيق مصعد واحد بسيط بشكل كبير عن تلك الموجودة في حلول ما قبل إنترنت الأشياء. تقوم الآلات المتصلة بشكل دائم بتوليد بيانات الحياة "في الوقت الحقيقي" التي تضمن بشكل مستمر أقصر دورات فتح وإغلاق الباب، وتكتشف على الفور الاتجاهات الخاطئة للنظام الفرعي، وتحذر من المواقف الخطرة المحتملة وتساعد على تحسين استهلاك الطاقة. وبالتالي يميز الذكاء الاصطناعي بين الأنظمة الفرعية والمكونات المسببة للمشاكل. ويمثل هذا مساهمة حاسمة في عصر جديد من PLM (إدارة دورة حياة المنتج)، وفي نهاية المطاف، الاستدامة - الصناعة 5.0. أصل كل هذه التحليلات والاستنتاجات الذكية هو اندماج أجهزة الاستشعار؛ النظام الجزئي (الإيكولوجي)، وشبكة الاستشعار اللاسلكية (WSN)، والنظام الكلي (الإيكولوجي)، وأخيرًا، الشبكة الكاملة لكل شيء - IoT COP (صورة التشغيل المشتركة) أو نظام التشغيل المشترك لإنترنت الأشياء. 

"إن التطوير الشامل لتقنيات إنترنت الأشياء يؤدي حتماً إلى تغيير عالم المصاعد، وهو ما يمثل قفزة نوعية في استخدام النظام وإنتاجيته."

1. مقدمة

تجري عملية استبدال المصاعد المستقلة بأنظمة VT المتصلة بالشبكة، والتي تعد جزءًا من مثال مرجعي أكبر لـ COP (CSIRO، 2023). في الوقت الحاضر، تعد سنغافورة المدينة الأكثر تقدمًا (*) التي أنشأت نظامًا بيئيًا كاملاً من الأنظمة المتصلة: بدءًا من أنظمة النقل الأفقي وأنظمة VT إلى المرافق الرياضية والصحية والمنظمات والأنشطة الاجتماعية، وما إلى ذلك، والتي تتخلل كل جانب تقريبًا من الحياة الحديثة. كل شيء متصل ويتم جمع كل جزء من البيانات في منصة البيانات كخدمة (DaaS) (الشكل 1)، والأهم من ذلك، إتاحتها لجميع الأطراف المعنية في الدولة. تعتبر المصاعد عنصرًا أساسيًا في VT. 

(*) تدعم العديد من المنشورات هذا التصور (BCG Singapore, 2019; Singapore Government EDB, 2023).

الشكل 1: منصة DaaS في سنغافورة
الشكل 1: منصة DaaS في سنغافورة

على سبيل المثال، تتم مراقبة المصاعد بواسطة أنظمة استشعار منفصلة تديرها الحكومة. على هذا النحو، تتردد شركات المصاعد إلى حد ما عندما يتعلق الأمر بالسماح للحكومة بالوصول إلى بياناتها، وبالتالي يتم تركيب أنظمة استشعار مستقلة. في المستقبل، لن يكون من الممكن منع توفير بيانات التشغيل إلى منصات بيانات إنترنت الأشياء المحيطة. لكن هذا ليس هو السبب الوحيد لإنشاء نظام استشعار متصل بالكامل بإنترنت الأشياء. تتمثل الفائدة المباشرة الأولى لمزرعة أجهزة الاستشعار المتصلة بإنترنت الأشياء، سواء كانت في مبنى واحد أو في عدة مباني مترابطة، في زيادة كفاءة المصعد (أو أيضًا السلم المتحرك) وتقليل التكلفة الإجمالية للملكية من خلال حالة التشغيل. - فن الصيانة الوقائية.

ما السبب الآخر الذي يمكن أن يكون وراء "إنترنت الأشياء" في المصعد؟ أصبحت PLM (مجموعة TECHNIA ADDNODE، 2023) لهذه الآلات أكثر أهمية نظرًا لمتطلبات الاستدامة أو ببساطة بسبب الدرجة العالية للغاية من التوحيد القياسي والعدد الكبير نسبيًا من الوحدات المباعة. يسمح اقتصاد الحجم بخفض التكاليف لجميع المكونات، ولن يتمكن سوى نظام PLM المتقدم (الشكل 2) مع نهج عملي لتحسين التكلفة لكل جانب من جوانب دورة الحياة من الحفاظ على قدرة مقدم الخدمة على المنافسة.

من السهل إدراك أن معظم المراحل في PLM تتأثر بشكل مباشر بحل إنترنت الأشياء، وبالتالي تعزيز توفر بيانات حالة المصعد.

الشكل 2: إدارة دورة حياة المنتج
الشكل 2: إدارة دورة حياة المنتج

أحد الجوانب المثيرة للاهتمام بشكل مدهش في PLM هو التوأم الرقمي (A4 SYSTEMS™، 2023)، والذي أصبح حاسمًا بشكل متزايد للتصميم الرائد من حيث وظائفه وسلامته وتكاليفه. لماذا؟ مرة أخرى، الأمر بسيط للغاية، حقًا. في الماضي، كان التوأم الرقمي مجرد نسخة تصميمية، ولكن ليس بعد الآن. نظرًا لبيانات الحياة "في الوقت الفعلي" للمصعد (وليس فقط البيانات من الأنظمة ولكن أيضًا من بيئة الحياة الواقعية) فإن التوأم الرقمي (الشكل 3)، أو التوأم الرقمي أفضل (كلما كان أكثر مرحًا)، يتم توفير توأم رقمي حقيقي وليس مجرد توأم رقمي تصميمي، سواء كان طائرة أو مصعدًا. مفهوم؟

ويتم إدخال جميع البيانات الواقعية في التوأم التصميمي، وبالتالي ترقيته إلى التوأم الرقمي الواقعي. يعد هذا بمثابة القاعدة المثالية لمحاكاة جميع مواقف الحياة الواقعية المحتملة وحسابات التكلفة والتحسينات الوظيفية. علاوة على ذلك، يمكن أيضًا تحديد المواقف الخطرة بمجرد استخدام الذكاء الاصطناعي. 

في نهاية المطاف، تعتمد الصناعة 5.0 المعلن عنها مؤخرًا (الشكل 4) على نطاق واسع على إنترنت الأشياء، أي أنها توفر توفر قاعدة بيانات شاملة لجميع الظروف الواقعية والظروف البيئية. تعتمد جميع الركائز الثلاث التي أعلن عنها منشور الاتحاد الأوروبي (المفوضية الأوروبية، 2021) - المتمحورة حول الإنسان والمستدامة والمرنة - على بيانات إنترنت الأشياء، والتي تم تحليلها علميًا بواسطة الذكاء الاصطناعي. من الواضح أنه بدون أجهزة الاستشعار لن تكون هناك بيانات، وبالتالي تلعب تكنولوجيا الاستشعار دورًا حاسمًا في كل هذا.

يوضح الفصل التالي كيف يتوافق المصعد مع الصناعة 5.0 ويستفيد منها.

الشكل 3: التوأم الرقمي
الشكل 3: التوأم الرقمي
الشكل 4: الركائز الثلاث للصناعة 5.0
الشكل 4: الركائز الثلاث للصناعة 5.0

2. اتصال (مصعد) بنظام إنترنت الأشياء السحابي

تعد سنغافورة طليعة الحياة المتصلة (الشكل 5)، بكل مزاياها وعيوبها. اليوم، لا يمكن إيقاف الاتصال البيني مع منصات البيانات وخدمات البيانات، لأنه يوفر ببساطة العديد من المزايا التي يجب تجاهلها: المساعدة في إنقاذ الأرواح، وتعزيز الراحة، وتحسين الكفاءة، وتوفير التكاليف، وتعزيز الخدمات، وجعل الحياة أسهل كثيرًا لنا جميعًا. (المنصة الذكية فائقة الاتصال لـ EDB IoT/DaaS التابعة للحكومة السنغافورية، تم الوصول إليها في عام 2023). ومن ثم، فإن المزيد والمزيد من المجتمعات مستعدة لاتباع هذا الاتجاه. سيتم إنشاء نماذج أعمال جديدة لتحل محل النماذج القديمة، مما يسمح لمصنعي المعدات الأصلية بأداء أفضل والتكيف.

الشكل 5: إجمالي النظام البيئي المحيط المتصل
الشكل 5: إجمالي النظام البيئي المحيط المتصل

في الماضي، كانت العقبة الوحيدة هي عرض النطاق الترددي أو معدل نقل البيانات إلى منصات البيانات أو السحب التابعة لها. لكن ليس بعد الآن. يوفر التوصيل البيني لأنظمة كابلات الألياف الزجاجية مع شبكة الجيل الخامس (5G) الآن 10 جيجابت/ثانية ومعدلات أعلى، حتى في أضعف سلسلة. إن الجمع بين الألياف الزجاجية الضوئية، المستخدمة في العمود الفقري للأنظمة التابعة، مع شبكات Ethernet، وPON، وWLAN، وLAN، وما إلى ذلك، يجعل جمع البيانات - والحوسبة في نهاية المطاف - قويًا للغاية. وأخيرًا، يضمن نظام اتصالات 5G الذي تم طرحه على نطاق واسع بالفعل جمع البيانات بشكل مستقل عن الموقع وتقديم التعليقات بمعدل كافٍ.

يمكنك القول أن الميل الأخير قد تم فتحه، وعلى سبيل المثال، أصبح المجتمع قادرًا الآن على توصيل جميع الأجهزة (الشكل 6)، بغض النظر عما إذا كان يقع في منطقة نائية أو يصعب الوصول إليها، مما يجعل البيانات المتاحة. يتم إرسال البيانات إلى السحابة ويمكن إجراء جميع عمليات المعالجة المسبقة والتحليل العلمي (AI) وتوفير الميزات على منصة البيانات، إذا لزم الأمر، في الوقت الفعلي.

الشكل 6: الشبكة العالمية
الشكل 6: الشبكة العالمية

2.1 ستارة الإضاءة الذكية وأجهزة استشعار الجيل التالي لإنترنت الأشياء

الشكل 7: اتصالات إنترنت الأشياء
الشكل 7: اتصالات إنترنت الأشياء

هل من الممكن إعادة اختراع المفهوم القديم للستارة الخفيفة؟ نعم إنه كذلك. يمكن زيادة "القيمة القتالية" للستارة الخفيفة (الشكل 7) إذا تم قياس حالة النظام وأدائه وشذوذه ومراقبتها وإتاحتها في جميع المواقف: 

  • حركة الباب 
  • كائن بين الأبواب 
  • سيارة السفر
  • موقف السيارة في رمح
  • الظروف البيئية

ولذلك، ليس هناك شك في أن دمج أجهزة الاستشعار (الشكل 8) هو شرط أساسي. وتتمثل الفائدة الكبيرة في سهولة الخدمة، أي أن النظام يتنبأ بالمكون المطلوب وما يجب القيام به، مما يعني الحاجة إلى عدد أقل من العمال المهرة.

الشكل 8: اندماج المستشعر LC
الشكل 8: اندماج المستشعر LC

أجهزة الاستشعار متعددة الوظائف (CEDES Group، 2017-2022) مطلوبة للحصول على جميع بيانات الحالة الضرورية؛ يمكن توفير ميزات إضافية من خلال دمج المستشعر نفسه (عدة أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار في جهاز واحد).

تكون الميزات الإضافية ذات قيمة فقط إذا تم نقل البيانات المكتسبة إلى السحب الثانوية. ولذلك، يجب أن تكون أجهزة الاستشعار أو دمج أجهزة الاستشعار قادرة على الاتصال بمعدل بيانات كاف. الهدف بالطبع هو نقل البيانات بمعدل إطارات يعتبر مناسبًا للموقف الحالي ويكون أقرب ما يمكن إلى "الوقت الفعلي". وغني عن القول أن نقل جميع البيانات الأولية ليس أمرًا واقعيًا، كما أن المعالجة المسبقة الفعالة واستخراج الميزات المناسبة في المستشعر (الاندماج) أمر لا مفر منه، حتى مع الحوسبة القائمة على الذكاء الاصطناعي.

ستحل أجهزة الاستشعار ثلاثية الأبعاد في النهاية محل الستائر الضوئية الذكية، والتي تم تحسينها جزئيًا بالفعل بوظائف ثلاثية الأبعاد. ينص قانون السلامة الأمريكي A3 للمصاعد والسلالم المتحركة على ميزات مختلفة، على سبيل المثال، المراقبة المسبقة للمنطقة، والتي لا يمكن تحقيقها بدون وظيفة ثلاثية الأبعاد حقيقية (CEDES Group، 3-17.1).

ولكن هناك أيضًا مستشعرات ثلاثية الأبعاد كاملة وحقيقية يمكنها حماية شفرات الباب بالكامل، مما يضمن تغطية/حماية جميع الأجزاء المتحركة. كما أن أجهزة الاستشعار نفسها قادرة أيضًا على حساب عدد الركاب أثناء الصعود والنزول بدقة، ومن خلال مراقبة منطقة الدخول، تساعد الأشخاص ذوي الإعاقة أو كبار السن على الدخول بأمان إلى مصعد الانتظار. تشتمل الميزات الإضافية على المساعدة في منع حركة السيارة غير المقصودة (UCM) أو اكتشاف متى تبدأ الأجزاء المتحركة من المقصورة والأرضيات (مثل الأبواب) في الانزلاق وبالتالي طلب الصيانة الوقائية عند الضرورة. سيكون مستشعر ToF (زمن الرحلة) متعدد المحاور المدمج والمثير للقلق من CEDES قادرًا على تحقيق هذا المستوى من الذكاء وتقديمه.  

باعتبارها دمج أجهزة الاستشعار و/أو داخل شبكة أجهزة الاستشعار، فإن أجهزة الاستشعار ثلاثية الأبعاد هذه (الشكل 3) تعد من جامعي بيانات إنترنت الأشياء وموفري الميزات الذين لا يهزمون (CEDES Group، 9-2017).

الشكل 9: أجهزة الاستشعار ثلاثية الأبعاد من الجيل التالي
الشكل 9: أجهزة الاستشعار ثلاثية الأبعاد من الجيل التالي

2.2 أنظمة وشبكات الاستشعار حتى COP

لا يتعلق الأمر فقط بدمج أجهزة الاستشعار (الشكل 10)، حيث ترتبط أنظمة الاستشعار أيضًا في الشبكات والأنظمة التابعة لإنشاء COP (مثال مرجعي لأبحاث الأمن السيبراني CSIRO، تم الوصول إليه عام 2023)، أو صورة تشغيل مشتركة. يعد دمج أجهزة الاستشعار أمرًا شائعًا بالفعل في إعدادات السيارات.

  • أجهزة استشعار محسنة أو سحب نقطية ديناميكية ثلاثية الأبعاد؛ مما أدى إلى نقلة نوعية في الذكاء العالي
  • اندماج أجهزة الاستشعار؛ النظام الجزئي (الإيكولوجي).
  • شبكة الاستشعار اللاسلكية (WSN)؛ النظام الكلي (الإيكولوجي).
  • إنترنت الأشياء؛ شبكة كاملة من "كل شيء" - COP 
الشكل 10: اندماج مستشعر السيارة

3. التوأم الرقمي، أساس إدارة دورة الحياة (PLM) والصناعة 5.0

التوأم الرقمي هو تمثيل رقمي لمنتج فريد نشط أو نظام خدمة منتج فريد يشتمل على خصائصه وخصائصه وظروفه وسلوكياته المختارة عن طريق النماذج والمعلومات والبيانات ضمن مراحل دورة حياة واحدة أو حتى عبر مراحل متعددة (موسوعة CIRP لهندسة الإنتاج).

تمت مقابلة البروفيسور جريفز من معهد فلوريدا للتكنولوجيا من قبل الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين. عندما سئل: "هل من العدل أن نقول إن دور المهندس في التوأم الرقمي المتقدم الذي يعتمد على الذكاء الاصطناعي هو أن يكون هو الذي يقرر مجموعات البيانات؟" أجاب جريفز:

"تذكر، كبشر، تركيزنا هو التوجه نحو الهدف، ولكننا دائمًا لا نقلل من الموارد. يمكن أن يساعدنا الذكاء الاصطناعي في تقليل الموارد من خلال تقديم المشورة لنا بشأن ما لن ينجح أو إذا تمت تجربته من قبل. سيكون بمثابة زيادة للبشر. بصراحة تامة، جميع البيانات التي يتم جمعها ساحقة للبشر. ومن خلال هذه البيانات، يستطيع الذكاء الاصطناعي تنظيم عملية اتخاذ القرار وتحسينها من خلال تزويد البشر بالمسارات الهندسية الأكثر منطقية. البشر متفائلون للغاية، ونميل إلى النظر فقط إلى البيانات التي تؤكد ما كنا نفكر فيه. وأعتقد أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعدنا في هذا المجال. 

هناك مجالات تقنية متقدمة للغاية في مجال التوائم الرقمية؛ الطائرات، على سبيل المثال، مخصصة لهذه التطبيقات (Grieves M., 2022).

يعد مدير بيانات مجموعة أدوات التحليل المشترك لشركة Lockheed Martin Aeronautics (CATDM) أداة تعمل على إنشاء التوأم الرقمي الهيكلي للطائرة (الشكل 11). يتم استخدام التوأم الرقمي الهيكلي لتصور جميع البيانات المعروفة للأصل المادي في متجر رقمي شامل. إنها نسخة رقمية تتضمن معلومات مادية وبيانات اختبار ونتائج التكوين وإدارة القوة بناءً على البيئات التشغيلية. 

الشكل 11: التوأم الرقمي F-35
الشكل 11: التوأم الرقمي F-35

تقوم الأداة بتجميع بيانات تكوين طائرات F-35 وتحليلها ونتائجها والوثائق التاريخية من مصادر مختلفة لكل رقم ذيل على مستوى رقم الجزء. يتضمن ذلك أشياء مثل فعالية إصدار النوع ومواقع نقاط التحكم وتحليل الضغط وصور الأضرار والإصلاحات الحالية وتفاصيل الفحص والمزيد. ونتيجة لذلك، يستفيد عملاء شركة لوكهيد مارتن من توفير يصل إلى 75% في تكلفة خدمة طائرات F-35. 

يتم جمع كمية هائلة من البيانات خلال مهام F-35 - ليس فقط من طائرة واحدة ولكن بشكل أساسي من جميع الطائرات الموجودة في الخدمة (Lockheed Martin CATDM, 2023). تم تجهيز الطائرة المقاتلة بعدد “لا يحصى” من أنظمة الاستشعار التي ترسل البيانات باستمرار إلى النظام وإلى سحابة إنترنت الأشياء. وينتج عن هذا COP مثالي يمثل الطائرة في جميع الظروف البيئية. في الختام، التوأم الرقمي هو حرفيا أكثر زيادة في المعلومات من كل منتج يساهم في التوأم الرقمي. 

3.1 إدارة دورة حياة المنتج للمنتج

ليس المستخدم وحده هو الذي يستفيد من التوأم الرقمي المعزز. يتم تزويد الشركة المصنعة بتدفق لا يقدر بثمن من المعلومات لأنشطة الابتكار والتطوير الخاصة بها. تعتمد الإصدارات اللاحقة والخلفيات بالكامل على كمية هائلة من البيانات التي تم تحليلها علميًا بواسطة الذكاء الاصطناعي. فقط تخيل عدد الأخطاء التي يمكن تجنبها وعدد التحسينات الرائدة التي سيتم أخذها في الاعتبار. تساعد هذه المعلومات في كل مرحلة من مراحل PLM. يبدأ بالابتكار والتطوير؛ سيتم تقليص أوقات دورة التطوير بشكل كبير، كما سيتم تقليل عمليات إعادة الدوران الهندسية إلى الحد الأدنى. في جميع الاحتمالات، سيتم تجنب العيوب الصفرية حسب التصميم تمامًا. من المثير للاهتمام للغاية المعلومات المتعلقة بالاستدامة، سواء كانت إعادة استخدام العناصر، أو استخدام أفضل المواد في فئتها للإنتاج أو أقل استهلاك للطاقة في التشغيل - كل هذا له تأثير بيئي إيجابي.  

3.2 دور PLM في المصاعد

نفس الأساليب التي تنطبق على الطائرات يمكن تطبيقها أيضًا على المصاعد، ولكن من الواضح أنها أقل تعقيدًا بكثير. وبصرف النظر عن جميع الجوانب الإيجابية، مثل توفير التكاليف والصيانة الوقائية وزيادة الكفاءة، هناك جانب واحد بارز: عندما يتم تقديم التغذية الراجعة من المصاعد الموجودة في الخدمة عبر أنظمة استشعار إنترنت الأشياء (الشكل 12)، يمكن زيادة سلامة المصاعد بشكل كبير . تكشف التحليلات القائمة على الذكاء الاصطناعي جميع مصادر المخاطر في التصميم والمواد المطبقة.

الشكل 12: المصاعد في الخدمة، كمصدر لبيانات PLM
الشكل 12: المصاعد في الخدمة، كمصدر لبيانات PLM

تأتي ESG (البيئة والاجتماعية والحوكمة) على رأس جدول أعمالنا. لذلك، تلعب حماية البيئة والاستدامة بشكل عام دورًا رئيسيًا. في الوقت الحاضر، هناك الملايين من المصاعد في الخدمة ويمكن أن يصل التوفير إلى مبلغ كبير.  

يوضح تفسير دورة الحياة أن معظم التأثيرات البيئية للمصعد تحدث خلال فترة استخدامه، حيث يكون توليد الكهرباء أحد التأثيرات البيئية الرئيسية خلال هذه الفترة. كمية ثاني أكسيد الكربون2يبلغ إجمالي الانبعاثات الناتجة خلال عمر المصعد حوالي 35 طنًا. حوالي 80% من ثاني أكسيد الكربون2 يتم توليد الانبعاثات أثناء استخدام المصاعد، كما هو الحال مع حوالي 71% من انبعاثات أكسيد النيتروجين وحوالي 82% من انبعاثات أكسيد الكبريت. بالمقارنة، CO2 تبلغ الانبعاثات أثناء إنتاج المواد 15% وأثناء تصنيع المكونات 3% من الإجمالي. 

إن قيم LCA الخاصة بمعالجة نهاية العمر هي من عملية إعادة التدوير للخردة المتعددة المعادن. لا تحتاج بعض المكونات إلى عملية فصل المعادن المتعددة، حيث يمكن صهرها في المسبك دون معالجة مسبقة. الكمية المفترضة للمواد التي تتطلب فصلاً متعدد المعادن هي 45% من وزن مادة المصعد. عندما يتم إعادة تدوير المعادن، يكون هناك انخفاض واضح في تأثيرات دورة الحياة البيئية، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن إعادة تدوير المعادن تقلل الطلب على المعادن الأولية كمواد خام. في المتوسط، يتم استخدام 70% من الخردة المعدنية عند إنتاج الحديد الزهر و20% عند إنتاج صفائح الفولاذ (مجلس إدارة البيئة السويدي، 1999).

3.3 الصناعة 5.0

تشمل العناصر الرئيسية للصناعة 4.0 الحالية الأتمتة، والروبوتة، وتحليلات البيانات الضخمة، والأنظمة القائمة على أجهزة الاستشعار الذكية، والمحاكاة الافتراضية، والذكاء الاصطناعي، والتعلم الآلي، وإنترنت الأشياء.

لم تأخذ كل الشركات في الاعتبار جميع جوانب الصناعة 4.0. ولحسن الحظ، لا داعي للقلق لأن مفهوم الصناعة 5.0 (الشكل 13) لا يزال جديدًا تمامًا. 

الشكل 13: الصناعة 5.0، 3 ركائز
الشكل 13: الصناعة 5.0، 3 ركائز

توفر صناعة الاتحاد الأوروبي 5.0 "رؤية للصناعة تهدف إلى ما هو أبعد من الكفاءة والإنتاجية كأهداف وحيدة وتعزز دور الصناعة ومساهمتها في المجتمع". و"تضع رفاهية العامل في قلب عملية الإنتاج وتستخدم تقنيات جديدة لتوفير الرخاء بما يتجاوز الوظائف والنمو مع احترام حدود الإنتاج على الكوكب". وهو يكمل نهج الصناعة 4.0 من خلال "وضع البحث والابتكار على وجه التحديد في خدمة الانتقال إلى صناعة أوروبية مستدامة تتمحور حول الإنسان ومرنة" (المفوضية الأوروبية، 2021).

الصناعة 5.0 تحول التركيز من القيمة الاقتصادية إلى القيمة المجتمعية ومن الرفاهية إلى الرفاهية. وهذا أمر رائع، لأنه يعيد القوى العاملة إلى قلب تطوير المنتجات والتصنيع والاستخدام (الشرق الأوسط، 2022):

"إن فكرة الصناعة 5.0 لا تقتصر على "الصناعة". فهي تنطبق على كل قطاع وكل منظمة يمكن للمرء أن يفكر فيها. وهذا يعني أن إمكانية تطبيقه أوسع بكثير من الصناعة 4.0. ولذلك، عند مناقشة آثار الصناعة 5.0 على الإستراتيجية، نحتاج إلى اتخاذ منظور واسع وعام ينطبق على جميع الصناعات. وكما توضح المفوضية الأوروبية في مخطط المعلومات هذا، فإن الصناعة 5.0 لها ثلاث ركائز أساسية: التركيز على الإنسان، والمرونة، والمستدامة. ولهذه الأمور الثلاثة آثار مهمة على استراتيجية العمل." 

باعتبارها سلسلة التمكين (الشكل 14)، فإن المجموعة الكاملة من منتجات وأنظمة الاستشعار، والأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء، واستراتيجيات التحليل العلمي القائمة على الذكاء الاصطناعي في السحابات، ومنصات البيانات، وSaaS (البرمجيات كخدمة) وDaaS التي توفر الخدمات الرقمية تدعم جميعها PLM المزدوجة أحدث ثورة صناعية (أو تطور أفضل) تسمى الصناعة 5.0.

4. الملخص والارتباك

تعمل العديد من العناصر التي تندمج معًا كسلسلة تمكينية. وأخيرًا، تمكّن معدلات نقل البيانات المتزايدة بشكل كبير الأنظمة من التفاعل في "الوقت الفعلي". يعمل دمج المستشعر الذكي القائم على استخراج ميزات الذكاء الاصطناعي المحسوبة مسبقًا على مراقبة المنتج بأكمله والتحكم فيه ويتيح قفزة نوعية إلى مستوى أعلى من الأداء. يتم توفير الميزات في السحابة، معززة بمزيد من التحليل العلمي، إما للنظام الفعلي أو لدعم التوائم الرقمية، والتي تعد مصدرًا مهمًا لمعلومات PLM. في نهاية المطاف، تساعد السلسلة بأكملها على تحويل الصناعة 4.0 إلى الصناعة 5.0.

تساعد "سلسلة التمكين" على تحقيق وفورات هائلة في جميع جوانب الاستخدام اليومي للمنتجات والآلات والأنظمة في كل من المجتمعات والمرافق. يظهر التوفير المباشر في التكاليف على الفور، ومن الممكن زيادة الكفاءة والراحة، والأهم من ذلك، يمكن تحقيق وفورات كبيرة في الطاقة، وبالتالي حماية البيئة. علاوة على ذلك، يمكن توقع المواقف الخطرة في جميع العناصر، والتي تتميز بالذكاء الاصطناعي، وبالتالي تجنب وقوع الحوادث، مما يعزز السلامة بشكل ملحوظ.

شكر وتقدير

حتى بعد 10 سنوات في CEDES، لا يزال من دواعي سروري أن نتعاون كل يوم مع زملاء رائعين من فريق الإدارة في بيئة مثيرة عالية التقنية. هذه تجربة استثنائية وأحد أساسيات الحياة. شكرًا جزيلاً لزوجتي لوزيا وأولادي لولا وسينا وجولي، الذين يدعم صبرهم شغفي؛ لجميع موظفي CEDES، وعلى وجه الخصوص، لجميع العملاء الذين ساعدوا في ضمان تحقيقنا المستمر للنتائج المتميزة. لقد ساعدنا موردونا الكرام على اجتياز بعض الأوقات الصعبة والمضطربة مؤخرًا. والشكر الجزيل أيضاً لجميع المساهمين.


مراجع حسابات 

[1] أنظمة A4 (2023). خطوة نحو المستقبل مع التوأم الرقمي. تم الوصول إليه عام 2023. a4.systems/fr/blog-step-into-the-future-with-a-digital-twin/

[2] تقرير السوق لمجموعة بوسطن الاستشارية في سنغافورة (2023). تم الوصول إليه عام 2023. bcg.com/publications/2019

[3] مجموعة CEDES (2017-2022)، وثائق وكتيبات فنية مختلفة

[4] CSIRO (2023). صورة التشغيل السيبرانية المشتركة (CCOP). تم الوصول إليه عام 2023.research.csiro.au/cybersecurity-quantum-systems/cyber-common-operating-picture-ccop/

[5] المفوضية الأوروبية (2021). نحو صناعة أكثر استدامة ومرونة وتتمحور حول الإنسان. المفوضية الأوروبية البحث والتشغيل 7.1.21. تم الوصول إليه عام 2023.research-and-innovation.ec.europa.eu/news/all-research-and-innovation-news/industry-50-towards-more-sustainable-resilient-and-human-centric-industry-2021-01 -07_ar

[6] فوربس (2022). ما هي الصناعة 5.0 وكيف ستغير استراتيجية عملك بشكل جذري؟ تم الوصول إليه في 24.5.2022. forbes.com/sites/jeroenkraaijenbrink/2022/05/24/what-is-industry-50-and-how-it-will-radically-change-your-business-strategy/?sh=251e488320bd

[7] جريفز، م. (2022). التوائم الرقمية الذكية وتطوير وإدارة الأنظمة المعقدة. التوأم الرقمي 2022، 2(8). 

[8] شركة لوكهيد مارتن (2023). مدير بيانات مجموعة أدوات التحليل المشترك (CATDM)، تم الوصول إليه في 2023 lockheedmartin.com/f35/news-and-features/delivering-digitally-for-f35-force-management-solution.html

[9] مجلس التنمية الاقتصادية لحكومة سنغافورة (2023). منصة ذكية متصلة بإنترنت الأشياء/DaaS. تم الوصول إليه في 2023 edb.gov.sg/en/business-insights/insights/to-build-a-smart-nation-singapore-must-be-hyperconnected.html

[10] مجلس إدارة البيئة السويدي (1999).

[11] مجموعة تكنيا أدنوود (2023). صورة مثال لـ PLM، تم الوصول إليها في 2023 technia.com/finland/

مشاركة