ويتوقع معهد ماكينزي العالمي أن يصل التأثير الاقتصادي للمصانع الذكية إلى ما بين 1.2 تريليون دولار و3.7 تريليون دولار سنويًا بحلول عام 2025. وقدرت شركتا أكسنتشر وفرونتير إيكونوميكس التأثير التراكمي للناتج المحلي الإجمالي للمصانع الذكية وإنترنت الأشياء الصناعي على الصناعات الـ12 في الصين. وبمساعدة السياسات الحالية واتجاهات الاستثمار في الصين، في السنوات الخمس عشرة المقبلة، يمكن فقط لصناعة التصنيع والمصانع الذكية وإنترنت الأشياء الصناعي أن تولد نموًا تراكميًا في الناتج المحلي الإجمالي قدره 196 مليار دولار أمريكي؛ وإذا تم توسيع تأثير إنترنت الأشياء بشكل أكبر، فإن الصناعات المختلفة ستخلق قيمة أكبر. وفي حالة التصنيع، على سبيل المثال، ستقفز القيمة الاقتصادية التي يخلقها إنترنت الأشياء من 196 مليار دولار إلى 736 مليار دولار، بزيادة قدرها 276٪.
ويتوقع معهد ماكينزي العالمي أن يصل التأثير الاقتصادي للمصانع الذكية إلى ما بين 1.2 تريليون دولار و3.7 تريليون دولار سنويًا بحلول عام 2025. وقدرت شركتا أكسنتشر وفرونتير إيكونوميكس التأثير التراكمي للناتج المحلي الإجمالي للمصانع الذكية وإنترنت الأشياء الصناعي على الصناعات الـ12 في الصين. وبمساعدة السياسات الحالية واتجاهات الاستثمار في الصين، في السنوات الخمس عشرة المقبلة، يمكن فقط لصناعة التصنيع والمصانع الذكية وإنترنت الأشياء الصناعي أن تولد نموًا تراكميًا في الناتج المحلي الإجمالي قدره 196 مليار دولار أمريكي؛ وإذا تم توسيع تأثير إنترنت الأشياء بشكل أكبر، فإن الصناعات المختلفة ستخلق قيمة أكبر. وفي حالة التصنيع، على سبيل المثال، ستقفز القيمة الاقتصادية التي يخلقها إنترنت الأشياء من 196 مليار دولار إلى 736 مليار دولار، بزيادة قدرها 276٪.
الابتكار التكنولوجي والتحديات الجديدة
تمثل المصانع الذكية عصرًا رقميًا شديد الترابط والذكاء، وينعكس ذكاء المصنع في خمسة مجالات رئيسية هي الاتصال والرقمنة والبيانات الضخمة والمعدات الذكية وسلسلة التوريد الذكية. تشمل المصانع الذكية النموذجية: ربط معدات الإنتاج، وتحديد العناصر وتحديد مواقعها، والكشف التلقائي عن استهلاك الطاقة، ومراقبة حالة المعدات، وتشغيل المنتج وصيانته عن بُعد، وتتبع أجزاء المنتج، وتقييم أداء الإنتاج ومراقبة بيئة المصنع وغيرها من التطبيقات العملية الموجودة
في الوقت الحاضر، تتمتع المصانع الذكية بالعديد من الابتكارات التكنولوجية الواضحة مقارنة بالتصنيع الصناعي التقليدي. التحكم الإدراكي الذكي: جمع البيانات الصناعية في أي وقت وفي أي مكان باستخدام تقنية IntelliSense؛ الترابط الشامل: من خلال معايير تكنولوجيا الاتصالات المختلفة، يمكن نقل البيانات المجمعة بدقة في الوقت الفعلي؛ تطبيق البيانات العميق: استخدام الحوسبة السحابية والبيانات الضخمة وغيرها من التقنيات ذات الصلة، والنمذجة وتحليل وتحسين البيانات لتحقيق الاستغلال الكامل والاستفادة من البيانات الضخمة؛ نموذج الخدمة المبتكر: استخدام إدارة المعلومات والمحطات الذكية والمنصات لتحقيق التحول الذكي الصناعي التقليدي وترقية القيمة الصناعية، وتحسين موارد الخدمة وتحفيز الابتكار الصناعي.
وبناءً على هذه الابتكارات التكنولوجية، سوف تواجه المصانع الذكية ستة اتجاهات رئيسية للتطور التكنولوجي، وهي: الذكاء الطرفي، وانتشار الاتصال، وتهميش الحوسبة، وتسطيح الشبكة، وتوسيع نطاق الخدمات، وتعزيز الأمن. وتشمل التغييرات الإدارية الناتجة عن ذلك تنوعًا متزايدًا في توصيلات المعدات، ومعالجة البيانات إلى أقصى حد، واستراتيجية الشركات من الأفراد الصناعيين إلى النظم البيئية. ويتم نقل العمليات التجارية من المعدات والأصول إلى المنتجات والعملاء.
لقد جلب تحول التكنولوجيا والاتجاهات تحديات جديدة، مثل الافتقار إلى المعايير الفنية الموحدة، وضرورة تعزيز توحيد معايير الصناعة؛ ومثال آخر، فإن درجة التصنيع المنخفضة للشركات الصينية منخفضة بشكل عام، ويحتاج الترويج للتطبيق إلى تسريع، وتطور الشركات غير متكافئ، ونموذج النجاح صعب. نسخ وما إلى ذلك.
إن ملكية البيانات الخاصة معلقة، وتحتاج قضايا أمن البيانات إلى حل. لذلك، من المستوى الوطني والمؤسسي، في مواجهة هذه التحديات، يجب تنفيذ مهام توحيد معايير تخطيط إنترنت الأشياء الصناعي بشكل عام على مراحل، ويجب حل القضايا الفنية الأساسية مثل ربط الشبكة والتكامل غير المتجانس للبيانات، بما في ذلك توحيد معايير بيانات الموارد. وبناء بيئة بيئية جيدة للابتكار في التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، يجب علينا بناء بيئة آمنة لإنترنت الأشياء الصناعي لمنع ومراقبة مشاكل الأمن.
مواجهة المشاكل والتنفيذ الفني
باعتبارها اتجاهًا لا مفر منه للتنمية الصناعية في المستقبل، وفي مواجهة العديد من التحديات التقنية، تحتاج المصانع الذكية إلى حل العديد من المشكلات. تعد المصانع الذكية أول من حل مشكلة التحكم الاستشعاري الذكي، للحصول على البيانات الصناعية الأكثر أهمية من خلال جمع البيانات الصناعية في أي وقت وفي أي مكان. من حيث تنفيذ التكنولوجيا، يمكن حل المشكلات العملية من خلال تقنيات التحكم الاستشعاري المختلفة، والتي تنطوي على تقنيات بما في ذلك أجهزة الاستشعار، وتحديد الأجهزة، والتحكم الصناعي.
المشكلة الثانية التي تحتاج إلى حل هي التوافق الشامل. إن كيفية نقل البيانات المجمعة في الوقت الفعلي وبدقة، وضمان أمان وموثوقية نقل الإشارة والتوافق مع الأجهزة المختلفة هي تحديات تقنية مهمة للغاية. تشمل التقنيات اللازمة لمعالجة هذه المشكلة تقنيات مثل إيثرنت الصناعية، والاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى، والشبكات الصناعية واسعة النطاق منخفضة الطاقة والحلول ذات الصلة. مع اكتساب البيانات ونقلها، يأتي جوهر الذكاء للمصانع الذكية من التطبيق العميق للبيانات. باستخدام الحوسبة السحابية والبيانات الضخمة وغيرها من التقنيات ذات الصلة، يتم نمذجة البيانات وتحليلها وتحسينها لتحقيق الاستغلال الكامل والاستفادة من البيانات الضخمة. بالإضافة إلى الخوارزميات المعروفة وخدمات الأجهزة مثل الحوسبة السحابية، تشمل تقنيات معالجة البيانات المشاركة في هذا الجانب تنظيف البيانات وتحليلها ونمذجة البيانات وتخزينها.
أخيرًا، سيكون التحدي الأكثر خصوصية الذي يواجه المصانع الذكية هو ابتكار نماذج الخدمة، ودمج التقنيات مثل إدارة المعلومات والمحطات الذكية والمنصات لتحقيق التحول الذكي للصناعات التقليدية. يتضمن هذا الجانب العديد من ابتكارات نماذج الخدمة خارج نطاق التكنولوجيا، والأكثر خصوصية هو تكنولوجيا إدارة الأمان، وخاصة مصادقة التشفير وجدار الحماية وتكنولوجيا اكتشاف التطفل لضمان الأمان الشامل للمصانع الذكية. من خلال الاتصال بالشبكة، يمكن للعملاء مراقبة حالة تشغيل الماكينة وتبادل البيانات وتغيير تعليمات الإنتاج وإعادة كتابة إجراءات MCU المخزنة داخليًا وخارجيًا لتحديث إعدادات الجهاز. وهذا يتطلب من مصنعي النظام توفير حل متكامل أكثر أمانًا وموثوقية وسهولة في الاستخدام وقابلية إعادة البرمجة.
مع موجة الثورة الصناعية الرابعة، سيكون لجيل جديد من تكنولوجيا المعلومات تأثير عميق على التصنيع التقليدي. من "الصناعة 4.0" التي تنادي بها ألمانيا إلى التصنيع الذكي وأحدث إنترنت الأشياء الصناعي، أصبح التحول والارتقاء بالتصنيع اتجاهًا لا رجعة فيه. أجبرت تكاليف العمالة المتزايدة وارتفاع أسعار المواد الخام المصانع على تبني حلول أتمتة أكثر كفاءة. من ناحية أخرى، في مواجهة الطلب المتزايد من المستهلكين على الفردية، تحتاج المصانع إلى إنشاء آليات للاستجابة السريعة للاحتياجات المتنوعة. إن إنشاء مصنع ذكي هو مشروع منهجي ضخم، وسيكون العدد الهائل من المطورين مبدعين مهمين يشاركون في تطوير جزء من هندسة النظام الضخم هذا.
