چکیده: امروزه صنایع تولیدی با طیف وسیعی از چالشهای رو به رشد نظیر تغییر الگوی تقاضاها، نیاز به لجستیک سریعتر و زنجیرههای تأمین انعطافپذیرتر؛ در کنار عوامل حقوقی و اجتماعی نوظهور مانند الزامات سختگیرانه بهداشتی و زیستمحیطی مواجهاند که با وارد کردن فشار بیشتر به اکوسیستم، آنها را به تسریع هوشمندسازی و حرکت به سوی صنعت 4.0 سوق میدهد. این در حالی است که اگرچه بسیاری از صنایع به طور کلی از مزایای صنعت 4.0 برای سادهسازی عملیات و افزایش بهرهوری آگاه هستند، اما پذیرش مؤثر این امر به دلایل متعددی مانند هزینه و سطح دانش محدود تصمیمگیران همچنان با چالشهای کلیدی مواجه است. البته عدم پذیرش واقعی تحول دیجیتال و صنعت 4.0 را نمیتوان تنها معلول سطح اطلاعات پایین تصمیمگیران و چسبندگی واحدهای تولیدی به سازوکارهای سنتی دانست. تجربههای متعددی در صنایع مختلف وجود دارد که حتی با صرف زمان و هزینه قابل توجه برای تحول دیجیتال، امکان توسعه موفق و مقیاسپذیر پایلوتها و بهرهبرداری از ابزارها و فناوری جدید در راستای ارتقاء بازده عملیاتی میسر نشده است. این مقاله ضمن بررسی برخی از چالشهای رایج در زمینه صنعت 4.0 به رویکردهای عملیاتی تحقق این مفهوم در صنعت ایران و تولید ارزش از آن میپردازد.
کلیدواژه: هوشمندسازی، کارخانه هوشمند، تحول دیجیتال، صنعت 4.0
مقدمه: کارخانه هوشمند و صنعت 4.0 در یک نگاه
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 IT چشمگیر 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].
شکل 1: پتانسیل تولید ارزش در حوزههای مختلف کارخانهها و واحدهای تولیدی با صنعت 4.0 [1]
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:
فناوریهای صنعت 4.0 در خدمت ارتقاء عملیات
صنعت 4.0 شامل فناوریهای دیجیتالی (فناوریهای مخابرات سلولی LTE و 5G، اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT)[7]، کلانداده[8]، هوش مصنوعی (AI)[9]، رباتها 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 رباتها، 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. در این مسیر باید اذعان داشت که تولیدکنندگان ناگزیر از پیادهسازی فناوریهایی هستند که بازدهی سریعی را برای اثبات ارزش و ایجاد شتاب فراهم کرده و زمینه را برای بهرهبرداری از فناوریهای با زمان بازپرداخت طولانیتر فراهم میکنند که برای دستیابی سازمان به چشمانداز راهبردی خود ضروری هستند.
شکل 2: سیر تکامل هوشمندسازی کارخانهها [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 هیئتمدیره 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.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
شکل 3: دستهبندی ارائهدهندگان خدمات هوشمندسازی کارخانهها و واحدهای صنعتی
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.
شکل 4: نمونههای موردی همکاری اپراتورهای مخابراتی با SIها و شرکتهای صاحب فناوری در هوشمندسازی کارخانهها و واحدهای صنعتی
مدلهای عملیاتی هوشمندسازی کارخانهها و صنعت 4.0 در ایران
به طور کلی میتوان 4 دسته اصلی از بازیگران را در ارائه خدمات هوشمندسازی کارخانهها و صنعت 4.0 فهرست کرد: شرکتهای مشاورهای، اپراتورهای مخابراتی، شرکتهای یکپارچهکننده سیستم (SIها)[22] و صاحبان فناوری. در شکل 3 این بازیگران و مصادیق آنها در ارائه خدمات هوشمندسازی کارخانهها ارائه شده است.
بازیگران دستهبندی شده در شکل 3 که در ایران نیز شرکتهای معادل آن کم و بیش موجود هستند، نقشهای متفاوتی را ایفا مینمایند. شرکتهای مشاورهای عموماً در حوزه ارائه خدمات آموزش و مشاوره راهبردی در حوزه تعیین نقشه راه و چشمانداز وارد میشوند. اپراتورهای مخابراتی با توجه به نقش کلیدی در ارائه پوشش رادیویی، معمولاً در تمامی مدلهای عملیاتی تحقق هوشمندسازی و صنعت 4.0 حضور دارند. شرکتهای یکپارچهکننده سیستم و صاحبان فناوری نیز ارائهدهنده فناوریهای دیجیتال به بهرهبرداران اصلی صنعت هستند. بنابراین از منظر عملیاتی و در خط مقدم هوشمندسازی، اپراتورهای مخابراتی از طریق مشارکت با شرکتهای صاحب فناوری و SIها وارد بازار هوشمندسازی کارخانهها، واحدهای صنعتی و تجاری میشوند.
نگاهی بر نمونههای موردی عملیاتی و قابل پیادهسازی در ایران
دو نمونه موردی از این مشارکت در امریکای شمالی و حوزه خلیج فارس در شکل 4 ذکر شده است.
یک نمونه عملیاتی از همکاری اپراتور مخابراتی و شرکت صاحب فناوری برای هوشمندسازی یک کارخانه را میتوان در همکاری چاینا یونیکام (اپراتور) با هواوی (شرکت صاحب فناوری) برای هوشمندسازی گروه Midea (بهرهبردار) مشاهده نمود. گروه Midea (تأسیس: 1968) یک شرکت پیشرو در بازار لوازم خانگی در چین است که در بازار 2000 میلیارد دلاری لوازم خانگی کشور چین فعالیت میکند و بر اساس استراتژی «دیجیتالیسازی و هوشمندی کامل» خود، راهحلهای اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) مبتنی بر 5G را برای مدرنسازی عملیات تولید خود به کار گرفته است. این شرکت با مشکلاتی در زمینه فناوریهای خط تولید و افزایش هزینه انبارداری و سیستمهای لجستیک درون کارخانه مواجه است. راهکار مشترک چاینا یونیکام و هواوی به طور مشخص در حوزه انبارداری شامل ایجاد و راهاندازی 35 مورد کاربردی IIoT است که شبکه اختصاصی (MPN)[23]، تحلیل داده مبتنی بر AI و موقعیتیابی مبتنی بر beacon را در بر میگیرد.
شکل 5: همکاری چاینا یونیکام با هواوی برای هوشمندسازی گروه Midea
از جمله اثرات و نتایج تحقق این راهکار میتوان به کاهش زمان پیدا کردن اجناس به میزان 80%، افزایش کارآیی کارکنان حوزه انبارداری به میزان 21% و ارتقاء بهرهبرداری از فضا به میزان 55% اشاره نمود. گامهای بعدی در هوشمندسازی گروه صنعتی Midea در شکل 6 نمایش داده شده است.
اکوسیستم هوشمندسازی کارخانهها و صنعت 4.0 کشور
با توجه به ضرورت اتخاذ رویکرد اکوسیستمی و تمرکز بر یکپارچگی لایههای زنجیره ارزش کارخانههای هوشمند ایران، نقش و جایگاه همراه اول در ارائه خدمات دیجیتالی مرتبط در 6 گروه مختلف به شرح زیر قابل ترسیم است:
خدمات لایه شبکه فیزیکی: خدماتی که از طریق “تولید دادههای پیرامون مشتری” ارائه میشود.
خدمات لایه شبکه دیجیتالی: خدماتی که از طریق “انتقال دادههای پیرامون مشتری” ارائه میشود.
خدمات لایه پلتفرم و دادهها: خدماتی که از طریق “تحلیل دادههای پیرامون مشتری” ارائه میشود.
خدمات لایه اپلیکیشن: خدماتی که از طریق “نمایش دادههای تحلیل شده یا انتقال یافته به مشتری” ارائه میشود.
خدمات لایه مشتری: خدماتی که براساس “اشتراک گذاری دادههای سمت مشتری”، زمینه شکلدهی ارزش نهایی مورد انتظار (اثرات یا برآمدهای کارخانه هوشمند) را فراهم میکند.
خدمات خارج از زنجیره ارزش: خدماتی که توسط یا برای ذینفعان اثرگذار اکوسیستم کارخانه هوشمند خارج از زنجیره ارزش، ارائه میشود.
شکل 6 : گامهای بعدی در هوشمندسازی گروه صنعتی Midea
نگاهی بر فضای بازار هوشمندسازی کارخانهها در ایران
با توجه به نقش کلیدی صنایع معدنی و نفتی، این بخشها بزرگترین بازیگران اقتصادی و صنعتی کشور هستند. این بازیگران در مسیر هوشمندسازی و تحقق صنعت 4.0 با چالشهای متعددی در حوزههای ساختاری (نظیر سیستمهای جزیرهای و ساختار سازمانی مقاوم در برابر تغییر)، زیرساختی (نظیر نیاز به پوشش رادیویی، نیاز به انتقال، ذخیرهسازی و پردازش دادههای و نیاز به تضمین امنیت تبادل اطلاعات و شبکهها در برابر حملات سایبری و تهدیدات فضای مجازی)، محیطی (نظیر خطرات جانی برای کارگران فعال در محیطهای عملیاتی با ریسک بالا و لزوم کاهش اثرات زیستمحیطی) و عملیاتی (تأمین امنیت در حملونقل و نیاز به کاهش هزینههای آب و برق و گاز)؛ دستوپنجه نرم میکنند.
این در حالی است که این حوزهها چه در سطح بینالمللی و چه در داخل کشور بلوغ کمتری را تجربه کردهاند. در فضای هوشمندسازی کارخانهها در ایران که اغلب اپراتورهای مخابراتی با سبد سرویسهای سازمانی و مبتنی بر اتصال رادیویی خود حضور پیدا کردهاند، بازیگران بزرگی در حال ارزشآفرینی و کسب سهم از این بازار هستند که عموماً بر ارائه خدمات پلتفرمی تمرکز کردهاند.
شکل 7: زیستبوم ارائه خدمات کارخانه هوشمند و صنعت 4.0
مدلهای عملیاتی تحقق هوشمندسازی کارخانهها در ایران
با محور قرار دادن نقش اپراتور مخابراتی در فضای هوشمندسازی کارخانههای ایران میتوان مدلهای همکاری مختلفی را برای برقراری ارتباط با بازیگران فناور (سمت عرضه) و واحد صنعتی (سمت تقاضا) مورد استفاده قرار داد (شکل 8).
برای ترسیم فضای مدل همکاری سمت عرضه، میتوان 3 راهکار کلی را احصاء نمود:
- راهکار انعقاد قرارداد back-to-back: در این مدل، اپراتور طرف رسمی انعقاد قرارداد با واحد صنعتی بوده و به ازای شرح خدماتی که از واحد صنعتی در راستای هوشمندسازی دریافت مینماید، قراردادی را با یک شرکت یکپارچهکننده سیستم یا صاحب فناوری منعقد مینماید. از جمله مزایای این مدل همکاری میتوان به سادگی چارچوب ارتباط با صنعت و امکان عوض کردن شرکت ارائهدهنده فناوری در صورت عدم رضایت از عملکرد بدون تحت تأثیر قرار گرفتن ارتباط با واحد صنعتی اشاره کرد. اما این روش با معایبی نیز روبرو هست که کاهش مزیت رقابتی solution پیشنهادی با سرآیندی که اپراتور جهت عقد قرارداد دریافت میکند و همچنین، احتمال ارتباط مستقیم واحد صنعتی با وندور و فقدان سازوکارهای محدودکننده قانونی مناسب در این زمینه؛ از جمله آنها هستند.
- راهکار شرکت-پروژه: در این مدل، اپراتور و شرکت ارائهدهنده فناوری اقدام به تأسیس شرکتی مینمایند که دارای قلمرو مسئولیت و مدت زمان فعالیت محدود به زمان انجام پروژه هوشمندسازی است. در این روش، چالشهای کاهش مزیت رقابتی solution پیشنهادی و احتمال ارتباط مستقیم واحد صنعتی با وندور تا حد بالایی مرتفع میشود. اما در مقابل، چاچوب اجرایی فیمابین اپراتور و ارائهدهنده فناوری کمی پیچیدهتر شده و قطع همکاری با آن شرکت، ارتباط با واحد صنعتی را نیز تحت تأثیر قرار میدهد.
- راهکار تأسیس بازوی دیجیتالی: این مدل معمولاً توسط اپراتورهای مخابراتی جهت پاسخ به نیازهای تحول دیجیتال صنایع و سازمانها مورد استفاده قرار میگیرد. از منظر محلی و محدود، این روش پتانسیل ارتقاء مزیت رقابتی و برقراری ارتباط ارگانیک با صنعت را ایجاد مینماید. اما با توجه به تعدد نیازهای صنایع مختلف و همچنین چارچوبهای موجود سازمانی جهت سرمایهگذاری در شرکتهای فناور، معمولاً اقناع ذینفعان داخلی اپراتور و قرارگیری شرکت جدید در استراتژی کلی شرکتداری و سهامداری اپراتور کار پیچیدهای است.
شکل 8: مدلهای عملیاتی هوشمندسازی کارخانهها و واحدهای تولیدی در ایران
در ترسیم فضای مدل همکاری سمت تقاضا نیز میتوان 4 راهکار کلی را احصاء نمود:
- مدل پیمانکاری: در این مدل، اپراتور در کنار شرکت ارائهدهنده فناوری در قالب یک پروژه در مدتی محدود اقدام به ایجاد ظرفیت جدید از جنس محصول یا خدمت نموده و اتمام همکاری پس از تحویل پروژه صورت میپذیرد. در این مدل کسب درآمد به صورت یکباره اتفاق افتاده و بر مبنای پوشانده شدن هزینهها به همراه سود از پیشتعیینشدهای محاسبه میشود. در این نوع همکاری، تمامی هزینه و ریسک سمت واحد صنعتی قرار میگیرد.
- مدل اپراتوری: هدف از بهکارگیری مدل اپراتوری، ایجاد یک ظرفیت جدید از جنس خدمت است. در این مدل، همکاری شکلگرفته ادامهدار بوده کسب درآمد به صورت تدریجی و بر اساس ارائه خدمت محقق میشود. این روش ریسک سرمایهگذاری واحد صنعتی را کاهش داده و نیازمند مقررات سرمایهمحور است.
- مدل مشارکتی: در مدل مشارکتی، ظرفیت جدید از جنس محصول یا خدمت ایجاد شده و همکاری با واحد صنعتی پس از انجام پروژه و برای مدت محدودی در قالبی نظیر BOT[24] ادامه پیدا میکند که غالباً جهت بهرهبرداری از ظرفیت ایجاد شده به منظور کسب درآمد تدریجی و پوشانده شدن هزینهها در کنار سودی از پیشتعیینشده است. این روش نیز این روش ریسک سرمایهگذاری واحد صنعتی را کاهش داده و نیازمند مقررات سرمایهمحور است.
- مدل کارگزاری: این مدل همکاری مبتنی بر بهرهبرداری از ظرفیت موجود توسط یک بازیگر فناور تهیه شده است. مدت همکاری بر اساس قرارداد همکاری مشخص شده و مشخصه اصلی آن، عدم نیاز به سرمایهگذاری اولیه (CAPEX) توسط مجری است. معمولاً این روش با توجه به فضای کسبوکار ایران نیازمند مقررات تسهیم درآمد و تبادل داده است.
جمعبندی و نتیجهگیری
همانطور که بحث شد، صنعت 4.0 در حال متحول کردن صنایع مختلف در حوزههای فرآیندی، بهرهوری و سرمایههای انسانی است. اما 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.
منابع
[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.
پینوشت
[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] Mobile Private Network (MPN)
[24] Build-Operate-Transfer (BOT)
