در این مقاله تأثیر فناوری نسل پنچم اینترنت بر تولید را بررسی می‌کنیم. فناوری نسل پنجم (5G) به صورت بالقوه میتواند تأثیر زیادی بر فرآیندهای تولیدی داشته باشد. دلیل این امر، وجود حسگرها، دوربین‌ها، بینایی ماشین، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، انبارداری، اتوماسیون، اینترنت اشیا و وسایل نقلیه خودران در واحدهای تولیدی صنعتی است.
فناوری نسل پنجم با گسترش روبات‌های مستقل و تجهیزات هشدار دهنده متصل به شبکه، ایمنی محیط‌های تولیدی را افزایش می‌دهد. با استفاده از تجهیزات بینایی ماشین در خطوط تولید، کیفیت محصول بهتر شده و با اندازه‌گیری مداوم پارامترهای خط می‌توان مشکلات را پیش‌بینی و اصلاح نمود. وسایل نقلیه خودران تغذیه خطوط را با سرعت و دقت بهتری انجام می‌دهند. بهبود انبارداری، امکان ردگیری محصولات و مدیریت زنجیره تأمین موجب افزایش بازدهی خواهند شد. با کمک فناوری دوقلوی دیجیتال می‌توان کلیه فرآیندهای کارخانه را قبل از شروع به ساخت آن شبیه‌سازی کرد. از این فناوری می‌توان برای تحلیل و پیش‌بینی وقایع و نیز آموزش نیروی کار استفاده نمود. اگر چه تحقیق و توسعه بر روی نسل ششم (6G) در حال انجام است اما نسل پنجم تاکنون تمامی قابلیت‌های خود را به نمایش نگذاشته است.
نسل پنجم اینترنت در تولید
تولید به معنی تولید محصولات نهایی از مواد اولیه در مقیاس انبوه توسط کارگر یا ماشین میباشد. شکل زیر فرآیند مذکور و عوامل مهم آن را نشان می‌دهد. معمولاً هدف از فرآیندهای تولیدی، خلق محصولاتی با بهترین کیفیت، کمترین هزینه و کمترین اثرات مخرب زیست‌محیطی است.
فناوری نسل پنجم شبکه تلفن همراه بالقوه میتواند تأثیر زیادی بر فرآیندهای تولید داشته باشد. دلیل این امر، وجود حسگرها، دوربین‌ها، بینایی ماشین، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، انبارداری، اتوماسیون، اینترنت اشیا و وسایل نقلیه خودران در واحدهای تولیدی صنعتی است. این تأثیرها در زمینه‌های افزایش ایمنی، افزایش امنیت، بهبود کیفیت محصولات، حفظ محیط زیست، کاهش هزینه‌ها، افزایش بازدهی تولید، کاهش زمان‌های خواب دستگاه‌ها و کاهش معضل کمبود کارگر خواهد بود.
تعدادی از ویژگی‌های فناوری نسل 5 که موجب بهبودهای فوق می‌شوند عبارتند از:
- سرعت بالا (تا 20 گیگابیت بر ثانیه)
- تاخیر کم (8 تا 12 میلی‌ثانیه)
- نرخ خطای پایین
- اندازه سلول‌های کوچکتر
- اتصال مطمئن و پایدار
- رایانش مرزی (EC)
در این نوشتار، تعدادی از تحولاتی که فناوری نسل پنجم در زمینه تولید صنعتی ایجاد نموده یا خواهد نمود با ذکر مثال‌هایی بیان می‌شود. بخش عمده مطالب، از ارائه‌های کنگره جهانی موبایل 2023 استخراج شده و مقداری نیز از منابع دیگر استفاده شده است.
افزایش ایمنی و امنیت
استفاده از ارتباطات پایدار فناوری نسل پنجم موجب می‌شود استفاده ار روبات‌های مستقل گسترش یابد. روبات‌ها می‌توانند به محیط‌هایی که برای انسان خطرناک است به راحتی رفت و آمد داشته باشند. از طرف دیگر، دقت روبات‌ها در اجتناب از برخورد با موانع بیشتر از انسان است. همچنین استفاده از تجهیزات هشدار دهنده متصل به شبکه (مثل حسگر هوای سمی) میتواند نقش زیادی در ایمنی نیروی انسانی داشته باشد. مورد اخیر در محل‌هایی مثل معادن اهمیت زیادی دارد.
برای آموزش نیروی کار می‌توان از فناوری دوقلوی دیجیتال استفاده نمود تا بدین ترتیب، برای کارآموز حس واقعی حضور در محل کار، بدون خطرات موجود در آنجا ایجاد شود. یک نیروی حراست به طور معمول 3 مانیتور (دوربین) را میتواند رصد کند در حالی که با افزودن تحلیل ویدئویی میتواند تا 35 دوربین را کنترل نماید. بدین ترتیب ضریب امنیت محیطی افزایش می‌یابد.
افزایش کیفیت محصول
با نصب تجهیزات بینایی ماشین در خطوط تولید، محصولات معیوب با دقت بیشتری (نسبت به نیروی انسانی) جداسازی می‌شوند. با اندازه‌گیری پارامترهای مختلف خط و تجمیع و تحلیل داده‌ها می‌توان قبل از بروز مشکل، اقدام اصلاحی انجام داد. ضمن استفاده از وسایل نقلیه خودران (AGV ها) تغذیه خطوط با سرعت و دقت بهتری انجام می‌شود. با استفاده از AGV به جای نوار نقاله برای جابجایی اجسام، می‌توان محصولاتی کاملاً شخصی‌سازی شده و تولید سر وقت واقعی داشت.
کاهش مصرف انرژی
بررسی‌ها نشان داده است که استفاده ازشبکه بیسیم خصوصی به جای شبکه وایفای کاهش مصرف انرژی 20 درصدی را موجب می‌شود. همچنین با استفاده از فناوری 5G می‌توان مدیریت بهتری بر منابع (مثلاً پهنای باند) اعمال نمود.
افزایش بازدهی و دوقلوی دیجیتال
فناوری نو با افزایش دقت در انبارداری (تعیین موجودی، نقطه سفارش)، امکان ردگیری محصولات، مدیریت زنجیره تامین (انتخاب بین منابع مختلف)، برنامه‌ریزی فعال و تصمیم‌گیری مبتنی بر داده‌های تحلیل شده، موجب افزایش بازدهی در کارخانجات تولیدی می‌شود. همچنین استفاده از دوقلوی دیجیتال اقدامات زیر را ممکن می‌نماید:
- تست محصول بدون ساخت prototype
- شبیه‌سازی، طراحی و تست محصول در دوقلوی دیجیتال
- بازخوردگیری از مشتری قبل از ساختن محصول
با کمک فناوری دوقلوی دیجیتال می‌توان کلیه فرآیندهای کارخانه را قبل از شروع به ساخت آن (در مرحله کلنگ‌زنی) شبیه‌سازی نمود. این فرآیندها شامل موارد زیر می‌شوند:
- ماشین آلات
- بازدهی تولید
- بهینه‌سازی فرآیندها
- توزیع کار بین نیروها
- عملکرد زیرساخت‌ها
- لجستیک
- چابکی تصمیم‌گیری
- ایمنی
- پایداری
- تعمیر و نگهداری پیشگیرانه
مثال‌های از دوقلوی دیجیتال
با استفاده از دوقلوی دیجیتال امکان حرکت در زمان (برگشت به عقب و کشف علت اتفاقات، پیش‌بینی آینده) وجود دارد. این قابلیت موجب تصمیم‌گیری صحیح در زمان حال می‌گردد. مثال‌هایی از استفاده از دوقلوی دیجیتال که در خلال کنگره MWC 2023 به آنها اشاره شد عبارتند از:
- طراحی و شبیه‌سازی کامل خودرو توسط شرکت Volvo
- طراحی موتور خودرو توسط شرکت BMW
- طراحی دوچرخه و ایجاد تجربه دوچرخه سواری برای مشتری قبل از ساختن دوچرخه، جهت بازخورد گرفتن و اصلاح طراحی
- شبیه‌سازی کامل پروژه بلندپروازانه شهر Line در منطقه Neom عربستان؛ در این پروژه کلیه امور شهری از قبیل زیرساخت‌ها، منابع، حمل و نقل، فضای سبز، خدمات بهداشت و درمان و آموزش توسط فناوری دوقلوی دیجیتال شبیه‌سازی و بررسی می‌شود.
- ردگیری همه روبات‌ها و سفارش‌های مشتریان توسط شرکت آمازون
- کنترل کیفیت نوشابه‌ها از طریق جمع‌آوری و تحلیل داده‌های انبوه حسگرها توسط شرکت پپسی
- کنترل مسائلی نظیر محیط زیست، بازدهی، ایمنی، حمل و نقل و کمبود نیروی کار در صنعت معدن استرالیا
چالش‌های نسل پنجم اینترنت در تولید
چالش‌های مختلفی برای استفاده از فناوری 5G در بخش تولید بیان شده‌اند که برخی از آنها عبارتند از:
- امنیت (داده)
- حجم زیاد داده
- به خطر افتادن مالکیت معنوی داده‌ها
- همکاری تیم‌های فناوری اطلاعات و تیم‌های عملیاتی
- پیچیدگی زیاد 5G نسبت به وایفای و نیاز به متخصصان مربوطه
نتیجه‌گیری و جمع‌بندی
هدف از فرآیندهای تولیدی، خلق محصولاتی با بهترین کیفیت، کمترین هزینه و کمترین اثرات مخرب زیست محیطی است. فناوری نسل پنجم به دلیل وجود حسگرها، دوربین‌ها، بینایی ماشین، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، انبارداری، اتوماسیون، و اینترنت اشیا در واحدهای تولیدی تأثیر زیادی بر این فرآیندها خواهد داشت. این تأثیرها در زمینه‌های افزایش ایمنی، افزایش امنیت، بهبود کیفیت محصولات، حفظ محیط زیست، کاهش هزینه‌ها، افزایش بازدهی تولید، کاهش زمان‌های خواب دستگاه‌ها و کاهش معضل کمبود کارگر خواهد بود.
فناوری نسل 5 موجب گسترش روبات‌های مستقل می‌گردد. روبات‌ها می‌توانند به محیط‌های خطرناک رفت و آمد داشته باشند در حالی که دقت آنها در اجتناب از برخورد با موانع بیشتر از انسان است. استفاده از تجهیزات هشدار دهنده متصل به شبکه میتواند نقش زیادی در ایمنی نیروی انسانی داشته باشد. با نصب تجهیزات بینایی ماشین در خطوط تولید، کیفیت محصول بهتر شده و با اندازه‌گیری پارامترهای مختلف خط می‌توان مشکلات را پیش‌بینی و اصلاح نمود.
با استفاده از وسایل نقلیه خودران تغذیه خطوط با سرعت و دقت بهتری انجام می‌شود. افزایش دقت در انبارداری، امکان ردگیری محصولات و مدیریت زنجیره تأمین، همگی در خدمت افزایش بازدهی خواهند بود. با کمک فناوری دوقلوی دیجیتال می‌توان کلیه فرآیندهای کارخانه را قبل از شروع به ساخت آن شبیه‌سازی نمود. برای آموزش نیروی کار می‌توان از این فناوری استفاده نمود تا بدین ترتیب، برای کارآموز حس واقعی حضور در محل کار، به طور ایمن ایجاد شود. چالش‌هایی که در این زمینه ذکر شده‌اند شامل نگرانی از امنیت داده‌ها و پیچیدگی این فناوری و مسائل اجرایی است.
