در خط مقدم هوشمندسازی کارخانه‌ها و صنعت 4.0 چه باید کرد؟

امروزه، صنعت 4.0 در حال متحول کردن تمامی جنبه‌های تولید، از فرآیندها و بهره‌وری گرفته تا سرمایه‌های انسانی است. بهره‌برداری صحیح از فناوری‌های دیجیتال می‌تواند منجر به تصمیم‌گیری قدرتمندتر، ایجاد فرصت‌های جدید ارتقاء مهارت و همکاری متقابل بازیگران مختلف شده و ایمنی محل کار و رضایت کارکنان را بهبود بخشد. بر اساس مطالعات صورت گرفته، بهره‌برداری از کاربست‌های صنعت 4.0 امکان بهبود 10 تا 50 درصدی در شاخص‌های کلیدی مختلف را فراهم می‌کند (شکل 1). محقق شدن هوشمندسازی کارخانه‌ها و صنعت 4.0 در گرو اقداماتی کل‌نگر[1] و جامع است که طی آن، همه عوامل از زیرساخت‌های فناوری گرفته تا مدل حکمروایی و مزایای رقابتی به صورت یکپارچه و همسو برای دست‌یابی به فرآیندهای سریع‌تر، منعطف‌تر و کارآمدتر برای تولید کالاها و خدمات با کیفیت بالاتر و با هزینه‌های کمتر حرکت می‌کنند.

این تحول از منظر همگرایی حوزه‌های فناوری اطلاعات (IT) [2] و فناوری عملیاتی (OT) [3] مستلزم قرارگیری پلتفرم‌های داده در قلب فرآیند و گذار از ساختار سلسله مراتبی سنتی به ساختار یکپارچه است (شکل 2).

نتایج پیوند یکپارچه OT و ITچشمگیر است و تحقق آن در گرو پذیرش فناوری‌های ابری و لبه است. از جمله نتایج این هم‌افزایی می‌توان به گزارش BCG از کاهش 70 درصدی تعداد تولیدات معیوب در فرآیندهای تولیدی، افزایش 25 درصدی بهره‌وری و همچنین کاهش 50 درصدی زمان عرضه به بازار اشاره نمود [2].

تحقق صنعت 4.0 در صنایع: چالش‌ها و راهکارها

مزایای صنعت 4.0 در بهره‌وری، فرآیندها و سرمایه انسانی به آسانی محقق نمی‌شوند و چالش‌های عملیاتی نمودن آن به ویژه برای سازمان‌ها و صنایع بزرگ با واحدهای متعدد با رهبری، زیرساخت فناوری اطلاعات و فرهنگ کار مجزا؛ بیشتر و عمیق‌تر هستند.

صنایع برای موفقیت در این عرصه باید مجموعه‌ای از فناوری‌ها را برای تسریع پیشرفت‌های عملیاتی و بر اساس شاخص‌های کمی و کیفی انتخاب و اجرا کنند. در این مسیر، یکپارچه‌سازی قابلیت‌ها و فناوری‌های جدید از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این امر نیازمند توجه ویژه به مدیریت تغییر[4] است. استفاده از پایلوت‌های اثبات مفهوم[5] برای آزمایش سریع و نمایش ارزشمندی فناوری‌ها در کنار تعریف چشم‌اندازی جسورانه و نقشه راهی مشخص برای استقرار طرح‌ها در مقیاس کل سازمان از ملزومات این مسیر هستند.

نوآورترین شرکت‌ها پذیرش صنعت 4.0 را تنها مرحله اول از تحول دیجیتال در مقیاس گسترده می‌دانند؛ که فراتر از عملیات رفته و به سوالات بنیادینی در زمینه ایجاد جریان‌های درآمدی جدید از فناوری‌های دیجیتال، تعریف مجدد سفر مشتری[6]، تعریف مدل‌های جدید کسب‌وکار و رویکردهای جدید ورود به بازار پاسخ می‌دهد. تحلیل و شناسایی مجموعه‌ای جامع از فرصت‌های دیجیتال، اولین گام شرکت‌ها برای کشف مرزهای بعدی دیجیتال است. در ادامه 4 درس‌آموخته کاربردی در حوزه عملیاتی‌سازی تحول دیجیتال و تحقق صنعت 4.0 در صنایع مختلف را مورد بررسی قرار می‌دهیم:

1. فناوری‌های صنعت 4.0 در خدمت ارتقاء عملیات

صنعت 4.0 شامل فناوری‌های دیجیتالی (فناوری‌های مخابرات سلولی LTEو 5G، اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT)[7]، کلان‌داده[8]، هوش مصنوعی (AI)[9]، روبات‌ها و خودروهای خودران، واقعیت افزوده (AR)[10] و واقعیت مجازی (VR)[11]) است که در حال بازتعریف «تولید» و تسهیل دیجیتالی کردن فرآیندهای اصلی[12] صنعت هستند. تکیه صرف بر فناوری بدون ارتباط واضح بین راه‌حل‌ها و فرصت‌های واقعی تولید ارزش، چالش‌های تجاری، ملزومات و قابلیت‌های مورد نیاز صنعت؛ می‌تواند به تضعیف فرآیند پاسخ به مشکلات و حتی تشدید آن‌ها منجر شود. بنابراین، بهره‌برداری هدف‌دار از مجموعه‌ای محدود از فناوری‌ها – و نه تمامی آن‌ها! – برای پاسخ به مشکلات اصلی و گلوگاه‌های فرآیندی و عملکردی، ضروری و کلیدی است.

البته، ارزیابی مزایا و انتخاب فناوری‌های صنعت 4.0 همواره موضوعی چالش‌برانگیز است. رویکرد رایج، استفاده از پرونده تجاری[13] برای تعیین کمیت بازده سرمایه‌گذاری بالقوه و تعیین چارچوب‌های زمانی مرتبط به آن است. تجربه نشان می‌دهد که پرونده‌های تجاری برای ارزیابی مزایای مستقیم و غیرمستقیم بسیاری از فناوری‌های صنعت 4.0 از جمله روبات‌ها، واقعیت افزوده و رایانش ابری مؤثر هستند. البته در حوزه‌هایی نظیر یکپارچه‌سازی افقی و عمودی سیستم‌ها، ارزیابی کیفی نیز مورد نیاز است؛ چرا که ارزیابی کمّی مزایای بهبود همکاری حاصل شده، دشوار است.

2. یکپارچه‌سازی قابلیت‌ها و فناوری‌های جدید و موجود

تحقق مؤثر صنعت 4.0 در گرو توسعه مجموعه‌ای جدید و غیرسنتی از قابلیت‌ها و یکپارچه‌سازی آن با قابلیت‌های و فناوری‌هایی است که به صورت سنتی در هر صنعت موجود است. این در حالی است که اضافه شدن این قابلیت‌ها و لزوم همگرایی حوزه‌های نوین و سنتی به طور طبیعی منشأ ایجاد چالش‌هایی در لایه‌های فنی و عملیاتی است. ایجاد «سازمان‌های دیجیتالی» با محدوده اختیارات گسترده به منظور شروع روند ترکیب قابلیت‌های جدید فناوری اطلاعاتی، فناوری عملیاتی موجود و تولید، یکی از راهکارهای شناخته شده‌ای است که در بسیاری از صنایع نظیر خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش از رهبری یک مدیر ارشد دیجیتال (CDO)[14]استفاده می‌شود که مستقیماً به هیئت مدیره گزارش می‌دهد و مأموریت آن، طراحی، توسعه و اجرای طرح‌های دیجیتال در سراسر شرکت است. اما صرف نظر از ایجاد یک ساختار سازمانی به صورت متمرکز یا توزیع‌یافته (که مطالعات و تجربیات گسترده‌ای پیرامون آن وجود دارد)، تغییر در طرز فکر مدیران در راستای پذیرش فناوری‌های دیجیتال و حیاتی بودن موضوع بهره‌برداری از فرصت‌های جدید در کنار عزم واقعی برای ایجاد ظرفیت سازمانی تحقق صنعت 4.0 پیش‌نیازهای اصلی این یکپارچه‌سازی هستند.

به خدمت گرفتن سرمایه انسانی با قابلیت‌ها و مهارت‌های مورد نیاز صنعت 4.0 از دیگر گلوگاه‌های کلیدی است. اگرچه گستردگی قلمرو فعالیت ایجاب می‌کند که بخشی از نیازهای یک سازمان در حوزه سرمایه انسانی با اتکاء به منابع خارج از آن سازمان تأمین شوند، اما در بسیاری از موارد، صرف تسلط به قابلیت‌های فنی کافی نیست و استفاده سفارشی‌سازی‌شده، مؤثر و پایدار از راه‌حل‌ها و الگوریتم‌های جدید برای توسعه «قابلیت‌های ضروری برای تضمین مزیت رقابتی آینده شرکت» نیازمند تجربه عمیق در فرآیندهای صنعتی است که باید در داخل سازمان[15]توسعه بیابند. همکاری و مشارکت راهبردی با مؤسسات تحقیقاتی و دانشگاه‌ها راهکاری است که اکثریت قریب به اتفاق بازیگران کلیدی حوزه صنعت 4.0 از آن برای توسعه داخلی سرمایه انسانی بهره می‌برند.

3. حرکت اصولی مبتنی بر نقشه راه تحول

تحقق صنعت 4.0 مسیری طولانی و نیازمند رویکردی سیستماتیک است. در این بخش نگاهی به مراحل این مسیر داریم:

• درک ارزش ایجاد تغییر. مدیریت سازمان باید درک عمیقی از نحوه پیاده‌سازی صنعت 4.0 برای بهبود عملیات خود و ارزش ایجاد شده در نتیجه این تغییر داشته باشد. برای این مهم، ارتباط با گستره مختلفی از متخصصان؛ از حوزه‌های کارکردی تولید، فناوری، IT و منابع انسانی گرفته تا افراد دارای دانش محصول در صنایع مختلف نظیر خودروسازی و پتروشیمی، ضروری است.
• ارزیابی وضعیت فعلی سیستم‌ها و عملیات. ارزیابی سیستم‌های فعلی و شناسایی گلوگاه‌های عملیاتی و نیازهای تجاری، پیش‌نیاز اصلی پیدا کردن نقطه شروع است. یک تحلیل کامل و عمیق از صنعت می‌تواند یک کارخانه تولیدی را از خطر قرارگرفتن در معرض حذف از گردونه رقابت، نجات دهد. این امر مستلزم درپیش گرفتن متدولوژی دقیق و منطبق بر ملزومات صنعت است. برای این مهم، ابزارهای ساختاریافته‌ای جهت اندازه‌گیری میزان آمادگی توسعه یافته‌اند که می‌توانند زمینه‌های بهبود را شناسایی کرده و موارد استفاده خاص را بر اساس نتایج ارزیابی پیشنهاد کند.
• تعریف نقشه راه و چشم‌انداز. یکی از نتایج اصلی ارزیابی، تهیه نقشه راه راهبردی صنعت 4.0 است. نقشه راه باید اولویت‌های تحول را با توجه به فناوری‌ها و موارد استفاده مشخص کند. طرح‌ها و پروژه‌ها باید به ترتیبی تنظیم شوند تا شرکت بتواند «حرکت‌های بدون پشیمانی»[16]را دنبال کرده و در سریع‌ترین زمان ممکن به ارزش‌های مورد نظر دست یابد. انواع و میزان منابع مورد نیاز برای هر مرحله نیز باید مشخص شده و مشوق‌های حاکمیتی (که مهم‌ترین عامل تعریف نقشه راه نیستند!) نیز باید در نظر گرفته شوند. شرکت‌های پیشرو هم‌زمان با دنبال کردن نقشه راه، چشم‌انداز جسورانه‌ای با اهداف بلندپروازانه و گام‌به‌گام در سراسر سازمان تعریف می‌کنند تا از دام طرح‌ها و پروژه‌های مستقل پراکنده در سراسر شرکت، بدون چشم‌انداز روشن و هماهنگی از بالا رها شوند.
• بهبود فرآیندهای موجود. بهبود فرآیندهای موجود معمولاً بهترین فرصت را برای دست‌یابی سریع به ارزش از طریق استقرار فناوری‌های صنعت 4.0 فراهم می‌کند. این امر در 3 مرحله انجام می‌شود:
• مرحله 1: انجام پایلوت‌ها. با انجام پایلوت‌های اثبات مفهوم می‌توان مجموعه‌ای از فناوری‌ها را برای آزمایش در فرآیندها استفاده کرد. با تحلیل نتایج و مزایا، امکان تأیید پیاده‌سازی یک پرونده تجاری در مقیاس بزرگ و استخراج الزامات مدیریت فناوری‌های جدید ایجاد می‌شود.
• مرحله 2: ایجاد یک کارخانه مرجع[17]. پیش از راه‌اندازی مجموعه‌ای از فناوری‌ها در سرتاسر کارخانه، باید تأثیر بالقوه آن‌ها در یک واحد تولیدی ارزیابی شود. راهکار پیشنهادی، ایجاد سرتاسری فرآیندهای مرجع در بخشی از کارخانه یا واحد تولیدی تحت عنوان کارخانه مرجع است. از این رویکرد در حوزه کسب‌وکار با عنوان Business in Box هم یاد می‌شود. این در حالی است که «فرآیندهای مرجع»[18] راه ساده‌تری برای آزمایش مداوم تأثیر یکپارچه‌سازی فناوری‌های مختلف هستند، گرچه نسبت به ایجاد یک کارخانه مرجع اثرگذاری کمتری دارند.
• مرحله 3: گسترش فناوری‌های جدید. با استفاده از دانش به دست آمده از پایلوت‌ها و کارخانه مرجع یا فرآیندهای مرجع، باید مجموعه‌ای از فناوری‌ها را به صورت سرتاسری در کل کارخانه گسترش داده و آن را با سیستم‌ها و فرآیندهای موجود یکپارچه نمود. یک راه‌اندازی موفق مستلزم ایجاد سازوکارهای حکمروایی و مبتنی بر بینش کمیته راهبری پروژه است.
• گسترش قابلیت‌ها در زنجیره ارزش. در سطحی فراتر از بهبود فرآیندهای داخلی، شرکت باید فرصت‌های استفاده از صنعت 4.0 برای یکپارچه‌سازی عملیات خود با مشتریان و تأمین‌کنندگان را بررسی کند. گسترش این قابلیت‌ها در زنجیره ارزش، مستلزم دست‌یابی به سطح بالاتری از بلوغ است؛ زیرا تعدد ذی‌نفعان و راه‌اندازی سیستم‌ها و پلتفرم‌های مشترک برای تبادل داده با سایر طرف‌ها اغلب چالش‌برانگیزتر است. این در حالی است که یکپارچه‌سازی عملیات با تأمین‌کنندگان و مشتریان می‌تواند مزایای قابل توجهی از منظر برنامه‌ریزی و مدیریت تولید بهتر، شفافیت زنجیره تأمین و بهینه‌سازی موجودی داشته باشد.

4. صنعت 4.0 به عنوان یک پروژه مدیریت تغییر

پذیرش صنعت 4.0 نیازمند رویکردی پیچیده برای مدیریت تغییر است که بسیاری از عملکردها و فرآیندهای اجرایی را در برمی‌گیرد. در این راستا، توجه به چندین امر ضروری است:

• پذیرش صنعت 4.0 به عنوان یک موضوع تجاری راهبردی؛ نه یک پروژه بزرگ IT. اگرچه عملکرد فناوری اطلاعات نقش محوری در پذیرش صنعت 4.0 ایفا می‌کند، اما نباید تلاش برای پذیرش فناوری در صنعت را رهبری کند.
• مدیریت تحول و هماهنگی فعالیت‌ها. شرکت‌های پیشرو پذیرش صنعت 4.0 را با ایجاد یک کمیته راهبری[19]در بخش تعالی عملیات[20]، نوآوری یا دفتر مدیریت برنامه (PMO)[21] تسریع می‌کنند. شرکت‌های پیشتاز همچنین حلقه‌های بازخورد سریع با به‌روزرسانی‌های مکرر را پیاده‌سازی می‌کنند تا کمیته راهبری همواره در جریان پیگیری روند مانده و بتواند آن‌ها را تنظیم نماید.
• ایجاد تعادل مناسب بین نهاد مرکزی و مجریان محلی. این امر به‌ویژه هنگام طراحی پروژه‌های پایلوت، ارزیابی نتایج و تصمیم‌گیری برای استفاده از فناوری‌ها اهمیت دارد. نهاد مرکزی مسئول استانداردسازی و کنترل هزینه بوده و مجریان محلی تعهد به اجرا و ارتقاء نوآوری را بر عهده دارند. به عنوان مثال، مجریان محلی پیشنهاد انجام پایلوت‌ها را ارائه داده و اجرای آن‌ها را مدیریت می‌کنند؛ در حالی که نهاد مرکزی در خصوص انجام یا عدم انجام پایلوت‌ها تصمیم‌گیری کرده، نتایج پایلوت‌ها را ارزیابی می‌کند و در نهایت در خصوص توسعه پایلوت‌ها به تمامی واحدهای تولیدی تصمیم می‌گیرد.
• تعیین روش بودجه‌ریزی. شرکت‌ها باید در مورد تأمین سرمایه مورد نیاز صنعت 4.0 از محل بودجه متمرکز یا غیرمتمرکز یا رویکرد ترکیبی تصمیم‌گیری کنند. بودجه متمرکز هماهنگی و استانداردسازی را ارتقا می‌دهد، در حالی که بودجه غیرمتمرکز معمولاً در بازده کوتاه‌مدت و ترویج اجرای طرح‌ها در مقیاس محدود مؤثرتر است.
• اطلاع از آخرین نوآوری‌های صنعت 4.0. به‌روز بودن در صنعت 4.0 موضوع مهمی است که برخی از پیشرفته‌ترین شرکت‌ها برای تحقق آن، مشارکت با مراکز تحقیقاتی، تأمین مالی استارت‌آپ‌ها، مشارکت در طرح‌های نوآوری باز و اکوسیستم‌سازی را در دستور کار قرار داده‌اند.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

گرچه تحقق هوشمندسازی صنایع منشأ مزایای متعدد است، ولی با چالش‌هایی نظیر اطلاعات محدود تصمیم‌گیران و چسبندگی به سازوکارهای سنتی، عدم ارتباط مستقیم راهکارها با چالش‌های صنعت، فقدان نگاه راهبردی و نگاه محدود به صنعت 4.0 در حد یک پروژه بزرگ IT مواجه است. در این مقاله، ضمن بررسی راهکارهای مواجهه با این چالش‌ها، موضوع هوشمندسازی کارخانه‌ها و صنعت 4.0 در ایران نیز مورد بررسی قرار گرفت.

با بررسی فضای بازار ایران و مدل‌های قابل تصور در این راستا و همچنین، در نظر گرفتن پارادایم حاکم بر عملکرد اپراتورها در سراسر جهان یعنی ارتباط دائمی با مشتری و کسب درآمد از محل ارائه خدمت، می‌توان گفت همکاری با واحد فناور در قالب شرکت-پروژه یا بازوی دیجیتال در کنار همکاری با واحد صنعتی با مدل اپراتوری، بهترین شیوه قابل تصور جهت ایفای نقش اپراتورهای مخابراتی و توسعه صنعت 4.0 در ایران خواهد بود.

برای مطالعه متن کامل این مقاله به مجله فناوری همراه - صفحات 94 تا 103- در لینک زیر مراجعه نمایید:

https://mci.ir/documents/1114361/1418874/fanavariHamrah9.pdf/c6d09b5d-a293-9259-36bd-fc9e32b647d5

مراجع

1. Capturing the true value of Industry 4.0, E. Gregolinska, R. Khanam, F. Lefort, and P. Parthasarathy, McKinsey & Company, 2022.

2. Enabling Industry 4.0 with digital transformation at scale, N. Faure, L. M. Ribera, R Martin, G. Desmartin and K. Chaabouni, BCG Platinion, 2023.

3. Five Lessons from the Frontlines of Industry 4.0, J. Brunelli, V. Lukic, T. Milon, M. Tantardini, BCG, 2017.

4. Transforming advanced manufacturing through Industry 4.0, E. de Boer, Y. Friligos, Y. Giraud, D. Liang, Y. Malik, N. Mellors, R. Shahani, and J. Wallace, McKinsey & Company, 2022.

5. Industry 4.0: Capturing value at scale in discrete manufacturing, W. Advinin, H. Bauer, A. Behrendt, M. Breunig, A. Kadocsa, R. Kelly, B. Koerber, M. Linder, A. Patel, G. Richter, K. Suryanarayan, McKinsey & Company, 2019.

پانویس‌ها:

[1] Holistic

[2] Information Technology (IT)

[3] Operational Technology (OT)

[4] Change Management

[5] Proof-of-Concept (PoC)

[6]Customer Journey

[7] Industrial IoT (IIoT)

[8] Big Data

[9] Artificial Intelligence (AI)

[10] Augmented Reality (AR)

[11] Virtual Reality (VR)

[12] Core processes

[13] Business Case

[14]Chief Digital Officer (CDO)

[15] In-house

[16] No regrets moves

[17] Reference Company

[18]Reference Processes

[19] Steering Committee

[20] Operational Excellence

[21] Program Management Office (PMO)

[22] System Integrator (SI)

[23] Industrial IoT (IIoT)

[24] Mobile Private Network (MPN)

[25] Build-Operate-Transfer (BOT)