ماهنامه شماره 32 (فروردین ماه 1397)
1.مقدمه
انقلاب صنعتی چهارم را میتوان با گستردهای از فناوریهای نوین تعریف نمود. این انقلاب، جهانهای فیزیکی، دیجیتالی و زیستی را به یکدیگر جوش داده و بر همه رشتهها، اقتصاد و صنایع، اثر می گذارد. پایه انقلاب صنعتی چهارم، انقلاب دیجیتالی است که بر آن اساس شیوههای نوینی تدوین گردیده که فناوریها میتوانند در جوامع نفوذ یافته، لانه گزیده و حتی در بدن انسان، کاشته شوند. پیشرفت در رباتیک و اتوماسیون، هوش مصنوعی، فناوری نانو و زیستفناوری، رایانش کوانتومی، اینترنت اشیاء، چاپ سهبعدی، وسایل خودکار، فناوریهای عصبی مغز، ویرایش ژنی و طراحی در عالم هستی، از فناوریهای کلیدی هستند که سوخترسان این انقلاب بوده و عملکرد اقتصاد مدرن را بهصورت ریشهای متحول خواهد ساخت و بر سطح اشتغال و شکل مشاغل، ماهیت کار، مدلهای عملیاتی کسبوکار، دولتها، کشورها، مناطق، شهرها، امنیت بینالمللی، جامعه، هویت فردی، اخلاق، ارتباطات انسانی و مدیریت اطلاعات فردی و جمعی، اثرات فراتر از تصوری را بوجود می آورد که شعلههای آن هماکنون از همگرایی فناوریها، در حال پدیداری هستند. ازاینرو، مقالات انقلاب صنعتی چهارم، نهتنها در صنایع و فناوریهای آینده بازتاب دارد بلکه بر ماهیت فرد، اقتصاد و جهان کسبوکار نیز اثرات مثبت و منفی از خود نشان خواهد داد. آشنایی با روندهای موجود در زمینة این انقلاب، آگاهی یافتن از اثرات سودمند و ویرانگر آن در گسترههای گوناگون و نگرانیهای ژرفی که در بطن خود دارد (مانند ایجاد نابرابریهای اجتماعی، متلاشی شدن هویت جامعه و فرد و انزوای اجتماعی برخاسته از رشد فناوری)، میتواند ما را از تغییرات بزرگی که درراه هستند، آماده سازند. درهرصورت، این بینش انسانها و تصمیمات آنهاست که درنهایت تعیینکننده نهایی موفقیت خواهند بود. هنوز مانده است که ما سرعت و گستردگی این انقلاب نوین را دریابیم. در نظر بگیرید که امکانات نامحدودی برای اتصال میلیاردها فرد از طریق وسایل و ادوات همراه وجود داشته باشد، این روند به توانمندیهای ذخیرهسازی، دسترسی به دانش و توان فرآوریهایی که پیشازاین نبوده است، منتهی میگردد. همچنین تلاقی گیجکننده مرزشکنیهای فناوریهای نو پدید را تصور کنید که گسترهای را از هوش مصنوعی (AI[2])، رباتیک و اینترنت اشیاء (IoT[3])، خودروهای بدون سرنشین، چاپ سهبعدی، نانو فناوری، زیستفناوری، علوم مواد، ذخیرهسازی انرژی و محاسبهگری کوانتومی را پوشش میدهد و تازه این موارد فقط بخشی انگشتشمار از این فناوریها میباشند. بسیاری از این نوآوریها، دوران کودکی خود را سپری میکنند امّا هماکنون به نقطه عطف منحنی توسعه خود رسیدهاند و در حال ساخت و تقویت یکدیگر در گستره فناوریهای همگرا هستند که جهان فیزیکی، دیجیتالی و زیستی را شامل است. هماکنون شاهد جابهجاییهای ژرف در گستره همه صنایع هستیم که ویژگی همه آنها پدیداری مدلهای کسبوکار نوین، مرزشکنی در مشاغل و شکلدهی مجدد به تولید، مصرف، حملونقل و سامانههای رسانش[4] است.[1]
2.انقلاب صنعتی چهارم در GS1
- روند اصلی در صنعت 4.0
پایداری: نیاز بیشتری نسبت به یک انتخاب، پایداری باعث توسعه مواد جدید و کاهش زبالههای تولیدشده توسط این صنعت میشود.
چاپ سهبعدی: مواد جدید و مقاومتر، استفاده از چاپ سهبعدی در ساختوساز را بهبود میبخشد و هزینهها را کاهش میدهد. چاپ سهبعدی که ساخت افزودنی نیز نامیده میشود، عبارت از خلق شیئی فیزیکی توسط چاپ لایه بر روی لایه، از یک طرح یا مدل سهبعدی دیجیتالی است. این نوع چاپ در مقابل ساخت کاهشی قرار دارد که شیوهای بوده است که تا هماکنون اشیاء توسط آن با برداشت لایهها از یک قطعه ماده تا به دست آوردن شکل موردنظر، ساخته میشدهاند. برعکس، چاپ سهبعدی با مواد سست آغاز میشود و سپس یک شیئی به شکل سهبعدی با بهکارگیری الگوی دیجیتالی، ساخته میشود. این فناوری در گسترهای از کاربردها، از ابعاد بزرگ (توربینهای بادی( تا کوچک )ایمپلنتهای پزشکی( به کار میرود. هماکنون، در درجة نخست، کاربردهای چاپ سهبعدی در صنایع خودروسازی، هوافضا و پزشکی محدود گردیده است. برخلاف شیوة تولید انبوه کالاهای کارخانهای، محصولات چاپ سهبعدی را میتوان بر اساس نیازهای مشتری، بهسادگی ساخت. با چیرگی بر اندازة رایج، محدودیتهای هزینهای و سرعتی، چاپ سهبعدی، فراگیرتر گردیده و اجزاء الکترونیک یکپارچه مانند بوردهای مداری و حتی سلولهای انسانی و اعضاء نیز شامل خواهد شد. پژوهشگران هماکنون بر روی چهار بعد کار میکنند که فرایندی است که به خلق نسل نوینی از محصولات ”خود تغییردهنده“ که میتوانند به تغییرات محیطزیست مانند گرما و رطوبت نیز پاسخگو
باشند، منتهی میگردد. این فناوری را در محصولات پوشیدنی یا پا افزار[5] و نیز وابسته بهسلامت همچون ایمپلنتهایی که بهگونهای طراحیشدهاند تا با بدن انسان سازگار باشند، میتوان به کار برد.
واقعیت مجازی: استفاده از VR در فرآیند برنامهریزی و مدلسازی هزینههای هر دو و زمان کلی برای تحقق پروژه را کاهش میدهد. علاوه بر این، VR همکاری صنعت را با تبادل اطلاعات بیشتر و معیار سنجش افزایش خواهد داد.
واقعیت افزوده: AR اجازه خواهد داد که سازندگان برای استفاده از لنز AR در محل ساختوساز در زمان واقعی، برنامهریزی و ارزیابی محصول، پرینت را کامل کنند.
سنسورها: شرکتها از سنسورهای بیشتری برای نظارت و اندازهگیری تمام منابع و مراحل زنجیرهتامین استفاده خواهند کرد.
هواپیماهای بدون سرنشین و رباتیک پیشرفته: نقشهبرداری دقیق و تصاویر با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین بهبود مییابند و توسعه روباتیک باعث میشود تا سایتهای ساختمانی کمتر وابسته به نیروی انسانی شوند. تا همین اواخر، کاربرد رباتها به وظایف بهشدت کنترلشده در صنایع ویژهای مانند صنعت خودرو محدود میشد. امروزه، رباتها بهصورت فزایندهای در همة بخشها، در گسترهای از کارها، از کشاورزی فرا دقیق[6] تا پرستاری، به کار میروند. پیشرفت پرشتاب در رباتیک امکان همکاری میان انسانها و ماشینها را در واقعیت روزانه فراهم خواهد کرد.
افزون بر این، به دلیل پیشرفت در فناوریهای دیگر، رباتها انعطافپذیرتر و سازگارمندتر میشوند و از ساختارهای بیولوژیک پیچیده، الهام میگیرند )گسترش فرایندی تحت عنوان تقلید زیستی[7] که از راهبردها و
الگوهای طبیعت تقلید میشود(. پیشرفت در حسگرها، رباتها را قادر میسازد که درک نموده و به محیطزیست خودپاسخ بهتری بدهند و در تنوعی گستردهتر از وظایف همچون کارهای روزمره خانگی بهکارگماشته شوند. برخلاف گذشته که آنها میبایست از طریق یک واحد خودکار، برنامهریزی شوند، رباتها هماکنون میتوانند به اطلاعات دوردست از طریق ابر[8] (این مفهوم هماکنون در GS1 مورد پیگیری و در حال نهایی شدن است) دسترسی داشته باشند و بدینسان با شبکهای از دیگر رباتها، پیوند بیابند. هنگامیکه نسل آینده رباتها پدیدار شوند، آنها نمایانگر همکاری انسان ، ماشین به شکل فزایندهای خواهند بود.
دادهها: IoT (بهعنوان یک مفهوم در GS1 پرداخته میشود) مقدار دادههای موجود را افزایش میدهد و بازخورد در زمان واقعی را به سازمانها ارائه میدهد. بزرگترین مزیت بالقوه یک استفاده مؤثر از منابع است. [6]
سرعت: برعکس انقلابهای صنعتی پیشین، این انقلاب بهصورت نمایی[9] و نه خطی در حال تکامل است. این انقلاب نتیجه جهان پیچیده و بسیار ژرف بههمپیوستهای است که ما در آن زندگی میکنیم و نیز این حقیقت که فناوری نوین، فناوری توانمندتر و نوینتر را میطلبد.
گستردگی و ژرفا: این انقلاب بر انقلاب دیجیتالی ساخته میشود و فناوریهای چندگانهای را ترکیب مینماید که به جابهجاییهای پارادایمی غیر سابقهداری در جهان اقتصاد، کسبوکار، جامعه و افراد منتهی میشود. این انقلاب نهتنها” چه“و ”چگونگی “انجام چیزها را تغییر میدهد بلکه دراینکه ما” چه کسی“هستیم نیز تحول ایجاد میکند.
اثر سیستمی: این انقلاب شامل تحول همة سیستمها، در فرا) و درون (کشورها، شرکتها ، صنایع و جامعه) بهصورت کل (است.[1]
اثراتی که انقلاب صنعتی چهارم بر جامعه و GS1 میگذارد:
نخست، انقلاب صنعتی چهارم، فرصت یکپارچه نمودن نیازهای برآورده نشدة دو میلیارد نفر را در اقتصاد جهانی فراهم میسازد و نیازهای اضافهتری را برای محصولات و خدمات موجود، از طریق توانمندسازی و
اتصال افراد و جوامع در سراسر جهان به یکدیگر، بهپیش میراند.
دوم آنکه انقلاب صنعتی چهارم، توانایی ما را برای پرداختن به اثرات عوامل بیرونی منفی، به شکل عظیمی، افزایش خواهد داد و در این فرایند، موجب ترقی رشد اقتصادی بالقوه میشود. برای مثال، به گسیلش های کربن[10]، بهعنوان یک عامل خارجی منفی بنگرید. تا همین اخیراٌ، سرمایهگذاری سبز تنها در صورتی جذبه داشت که توسط دولتها به شکل سنگینی به آن یارانه تعلق بگیرد. امّا این مورد کمتر و کمتر میشود. پیشرفتهای پرشتاب فناوری در انرژیهای تجدید پذیر، کار آیی سوخت و انباشت انرژی، نهتنها سرمایهگذاری در این حوزهها را به شکل فزایندهای سودآور نموده و رشد GDP را ترقی داده است بلکه آنها به رویارویی با تغییر آب و هوایی)بهعنوان یکی از چالشهای جهانی عصر ما( نیز کمک نمودهاند.
سوم آنکه، رهبران کسبوکارها، دولتها و جامعه مدنی درگیر تنازع تحول سازمانهای خود جهت درک کامل کاراییهایی که توانمندیهای دیجیتالی از خود نشان میدهند، میباشند. هماکنون در آغاز انقلاب صنعتی، این نیاز وجود خواهد داشت که ساختارهای سازمانی و اقتصادی جدید، بهصورت کامل، همه ارزش آن را دریابند. این تأثیرات هدف و خط و مشی GS1را نیز تحت تأثیر قرار داده بهطوری فعالیت چشمگیری در خصوص اینترنت اشیاء و ابر داده انجامشده است. شکل زیر تأثیر انقلاب صنعتی در سال 2020 را در یک نگاه نشان خواهد داد.
انقلاب صنعتی چهارم، چهار اثر عمده بر روی کسبوکارها، در همه صنایع، از خود نشان میدهد:
- انتظارات مشتری، در حال جابهجایی میباشند.
- محصولات بهواسطه دادهها در حال فزونی یابی هستند که این خود موجب بهبودی در بهرهوری دارایی میشود.
- مشارکتهای جدید، مادامیکه شرکتها اهمیت اشکال جدید همکاری را یاد میگیرند، در حال شکلگیری هستند.
- مدلهای عملیاتی در حال تبدیلشدن به مدلهای دیجیتالی جدید هستند.
3.معرفی مثالهایی از انقلاب صنعتی چهارم در صنایع
- صنعت گوشیهای هوشمند (نوکیا از پلتفرم شهر هوشمند رونمایی کرد):
نوکیا با معرفی برنامههای جدید خود برای مدیریت شهر هوشمند، قصد دارد مدیریت سیستمهای نظارت ویدئویی، شبکه، سنسورهای اینترنت اشیاء و پارکینگها را سهولت ببخشد. به گزارش زومیت و به نقل از ZDNET، تلاشهای نوکیا در زمینه ساخت چارچوب و پلتفرم شهر هوشمند، با سرویسهای گوناگونی گرهخورده است. امروزه فعالانِ بزرگ عرصه فناوری مانند سیسکو، هوآوی، ورایزن و دیگر شرکتها، همگی مدیریت شهرهای هوشمند را هدف قرار دادهاند. موسسه IDC، هزینه ساخت شهر هوشمند را تا سال 2021، حدود 135 میلیارد دلار پیشبینی کرده است. حال نوکیا بهعنوان یکی از بازیگران اصلی این حوزه، برنامههای زیر را هدف قرار داده است:
- اینترنت اشیاء برای شهر هوشمند شامل یک چارچوبِ ماژولارِ یکپارچه میشود که برای متحد کردن کنسولهای مدیریت شهر هوشمند و افزایش خدمات فعالیت میکند. نوکیا باور دارد مرکز عملیاتی یکپارچه آن میتواند فناوریهای شهرها را هماهنگ و در هزینه صرفهجویی کند.
- Sensing as a Service برای ارائه آمار و دادههای تحلیلی شبکههای اینترنت اشیاء که سببِ مشخص شدن ساختوساز غلط و تغییرات محیطی میشود.
- شبکه مجازی امنِ اپراتورِ موبایل در راستای امنیت عمومی، این امکان را برای شهرها به وجود میآورد تا به آژانسهای امنیتی، سرویسهای پهنای باند ارائه کنند.
برخلاف تصور عمومی، نوکیا علاوه برساخت دستگاههای موبایل، در حوزه زیرساختهای شبکه نیز فعالیت بسیاری دارد. این شرکت از سالها پیش در تلاش برای پیادهسازی و گسترش اینترنت G5 بوده است؛ بنابراین فعالیتش در زمینه شهر هوشمند چندان عجیب و دور از ذهن به نظر نمیرسد. شکل زیر نمای این پلتفرم را نشان میدهد.[3]
- صنعت کشاورزی (زنبورهای رباتیک گردهافشان):
محققان موسسه Wyss، با الهام گرفتن از زنبور، درحالتوسعه RoboBees هستند، رباتی که ساخته دست انسان هستند و میتوانند کارهای بیشماری را در زمینه کشاورزی و یا آتشسوزیهای مهیب انجام دهند.
این ربات اندازهگیری بسیار کوچک وزنی کمتر از یکدهم گرم دارد که با استفاده از «عضلات مصنوعی» که به ولتاژ کم متصل است مورداستفاده قرار میگیرد. اصلاحات اضافی که بر روی این ربات انجام پذیرفته است به برخی از مدلهای این ربات زنبوری اجازه میدهد تا از شنا در زیرآب به پرواز دربیاید. جالب است بدانید که این رباتها گردهافشانی نیز میکنند.[4]
- صنعت لوازمخانگی (معرفی هماهنگی بوش در تطابق GS1 با انقلاب صنعتی چهارم)
ابتکار ارتباط صنعت 4.0 در بوش، اینترنت اشیاء (IoT) و استانداردسازی بهعنوان عنصر کلیدی در بوش نمایان شد. یک شرکت جهانی با 4 بخش کسبوکار:
- راهحلهای موبایلی
- فناوری صنعتی
- فناوری انرژی و ساختمان
- کالاهای مصرفی
در طول سالهای گذشته، بوش در تحقیق و توسعه بیش از 20 میلیارد یورو سرمایهگذاری کرده است. حدود 45،700 محقق و توسعهدهنده در بوش و در 94 مکان در سراسر جهان، در یک شبکه واحد کار میکنند. هدف آنها، توسعه محصولات و راهحلهای نوآورانه، مفید و هیجانانگیز برای افزایش کیفیت زندگی و تکنولوژی که برای زندگی به ارمغان میآورد. 223 وسیله بوش در سراسر جهان بهعنوان: تولیدکننده محصولات، اپراتور دستگاه، اپراتور کارخانه، رابط کاربری به مشتریان / تأمینکنندگان و بسیاری از برنامههای کاربردی عملیاتی در «گروه نوآوری» همراه هستند. شروع برنامه از سال 2015 آغازشده است تا سال 2020 برنامههای مختلفی برای تکمیل طرح خود دارد که باهدف برنامههای مختلف صورت میگیرد: بازار متضاد، مدلهای کسبوکار، رفتار اجتماعی/ همکاری جدید، خدمات 7/24 در سراسر جهان چرخه عمر محصول، زمان تحویل و نیازهای فردی کاهشیافته است.[5]
در این طرح پیشنهاد استفاده از داکیومنت های GS1 در رابطه با اینترنت اشیا (مانند SGTIN یا CPID) و New <XML> scheme New یا EPCIS توصیهشده است.[5]
4.سامانه ردیابی آنی RTLS[11] چیست (استفادهشده در صنعت 4 و اینترنت اشیاء)
سامانه ردیابی آنی (RTLS) دستگاهی است برای یافتن موقعیت و ردگیری اشیاء یا افراد در زمان واقعی که عمدتاً در خصوص محدودههای مشخص و مکانهای کوچک و سربسته استفاده میشود.Tag یا برچسبهای وایرلس به شیء یا فرد موردنظر متصل شده و سیگنالهای ارسالی از آنها توسط Reader های محل ثابت و از پیش تعیینشده دریافت و موقعیت آنها محاسبه میگردد. بهعنوان نمونههایی ازاینگونه سیستمها میتوان به سیستمهای ردیابی خودروها در پارکینگ، سیستم مکانیابی اشیاء در انبار و سیستم مکانیابی افراد و تجهیزات در بیمارستانها اشاره نمود. سیستم ردیابی بلادرنگ معمولاً در محصولاتی چون موبایل و یا سیستمهای راهبری تعبیه میشود. اکثر این محصولات قابلیت ارسال امواج به گیرندههای خود رادارند. این سیستم های بلادرنگ بر اساس تکنولوژی وایرلس پایهگذاری شده است همانند سیستمهای وای فای، بلوتوث،RFID و GPS.
برنامههای کاربردی پیرامون تگهای RTLS
- ردیابی ناوگانهای راهبری:
سیستمهای بلادرنگ، امکان ردیابی و آنالیز سرعت ماشینهای باربری مربوط به هر شرکت را فراهم میکنند. همچنین مسیر حرکت ماشینها، برنامهی کاری راننده و اطلاعات مربوط به رانندگی وی را میتوان بر اساس این تگها تحلیل کرد.
- ناوبری:
پایهی اکثر سیستمهای راهبری، تعیین مسیر بین دونقطه از مکان الف به مکان وب است. سیستم GPS با سیستمهای نقشهبرداری و تکنولوژی تلفن همراه ترکیبشدهاند و سیستم حرفهای برای یافتن مسیرهای پیچیده تولید کردهاند.
- ردیابی موجودی:
تکنولوژی RFID بهصورت وسیعی در زمینه انبارداری و شمارش موجودی کالاها و محصولات کاربرد داشته است. این تگها بهصورت بیسیم با گیرندههای خود در ارتباط هستند.
- ردیابی پرسنل:
تکنولوژیهای مختلفی در این زمینه استفاده میشود. سیستمهایی که در مسیرهای مختلف تعبیه میشود تا هر کارگر یا پرسنل را بر اساس فعالسازی GPS مربوط به تلفن همراه ردیابی کند. اکنون اغلب کارمندان بر اساس تگهای RFID ردیابی میشوند.
- امنیت شبکه:
دسترسی حفاظتشده از وایفا Wi-Fi Protected Access (WPA) به این معنا است که هر فرد بر اساس مکانی که در آن قرار دارد بتواند بهصورت حفاظتشده از وایفا استفاده کند.[2]
5.نتیجهگیری
در حقیقت، این دیدگاه وجود دارد که مقررات رقابتیِ اقتصادِ انقلابِ صنعتیِ چهارم، در دورههای پیشین، کلا متفاوت هستند. برای اینکه شرکتها و کشورها رقابتپذیر در صنعت بمانند، باید در مرز نوآوری، در همه اشکال آن، قرار گیرند و این به معنای آن است که راهبردهایی که بهصورت اولیه بر کاهش هزینهها تمرکز دارند، از آنهایی که بر روی ارائه خدمات و محصولات به شیوههای نوآورانهتر پایهگذاری میکنند، کمتر مؤثر خواهند بود. همانگونه که ما امروزه میبینیم، شرکتهای جاافتاده هماکنون با پدید آمدن مرز شکنها و نوآوران، از سوی صنایع و کشورهای دیگر، تحتفشار قرار دارند. همین مطلب را میتوان به کشورهایی گفت که ساماندهی اکوسیستمهای نوآوری بر این اساس را درک نکرده و بر آن تمرکز نمیکنند. در یک جمعبندی، ترکیب عوامل ساختاری )بدهیهای فراوان و جوامع سالخورده (و عوامل سیستمی) معرفی سکو و اقتصاد تقاضا آور، رابط فزاینده هزینههای حاشیهای و غیره، ما را مجبور خواهند کرد که کتب جامع اقتصادی خود را بازنویسی کنیم. انقلاب صنعتی چهارم، پتانسیل افزایش رشد اقتصادی و نیز تسکین دادن پارهای از چالشهای جهانی عمده که ما به شکل جمعی با آنها روبهرو هستیم را دارد. ما نیاز داریم که اثرگذاریهای منفی که انقلاب صنعتی چهارم میتواند داشته باشد، بهویژه با در نظر گرفتن مقوله بیعدالتی، اشتغال و بازارهای نیروی کار را درک و مدیریت کنیم. در این راستا GS1 حرکتهای نوین خود را با تکیهبر اینترنت اشیاء و ابر داده آغاز کرده است و GS1ir نیز باید این حرکت را در کشور ایجاد و حمایت کند. در خصوص ابر داده به موفقیتی در این زمینه دستیافتهایم ولی نیاز است تا اینترنت اشیاء و هوشمند سازی را نیز پایهگذاری و حمایت کنیم.
6.مراجع
httpss://www.takbook.com/,انقلاب صنعتی چهارم, 1396
https://www.binacard.com/rtls-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%9F/, 2017
httpss://www.zoomit.ir/2018/3/4/269172/nokia-launches-smart-city-platform/, 2017
https://www.stnews.ir/content/news/58948/%D8%B2%D9%86%D8%A8%D9%88%D8%B1%D9%87%D8%A7%DB%8C%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%AA%DB%8C%DA%A9%DA%AF%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7%D9%81%D8%B4%D8%A7%D9%86, 2017
Center of Competence RFID@Bosch (G42/PJ-SPM-RAB,2015,Dr Gerd
, gerd.scheying@bosch.com
SEP RESEARCH HIGHLIGHTS
Digital Construction & Industry 4.0, 2018