کارخانجات هوشمند، تأثیر هوش مصنوعی بر کسب و کار های صنعتی

هوش مصنوعی (AI) چشم‌انداز کسب ‌وکارهای صنعتی را متحول کرده و برنامه‌های کاربردی کم نظیری را ارائه می‌کند که قادرند فرآیندها را بهینه کرده، بازدهی را افزایش داده و صرفه جویی های اقتصادی و عملیاتی زیادی را به همراه داشته باشند. آن چه معلوم است آینده متعلق به این فناوری جریان ساز و کلیدی است.

سیستم های مبتنی بر هوش مصنوعی هم اکنون در بخش هایی از جمله تعمیر و نگهداری، بهبود فرآیند های تولید و نگهداری، کنترل کیفیت و بازرسی و تصمیم گیری های مربوط به پروسه های صنعتی حضور دارند. مطابق مطالعات مشاوره مدیریت مک کینزی (McKinsey, 2021)، تکنیک های هوش مصنوعی می توانند زمان توقف تولید را تا ۵۰ درصد و هزینه های مرتبط با نگهداری را ۲۰ تا ۴۰ درصد در صنایعی همچون معدن، نفت و گاز، پتروشیمی، تولید و انتقال نیرو و هوانوردی کاهش دهند.

هوش مصنوعی (AI) به سیستم های رایانه ای گفته می شود که قادر به انجام وظایفی هستند که معمولاً نیازمند هوش انسانی می باشند؛ از جمله ادراک بینایی، تشخیص گفتار، یادگیری، برنامه ریزی و تصمیم گیری. این فناوری نوظهور در حال تحول بنیادی عملیات، محصولات، خدمات و مدل های کسب و کار در بسیاری از صنایع است. گزارش مرکز استاتیستا (Statista 2023) نشان می دهد بیش از ۵۰ درصد کسب و کارها در سال ۲۰۲۱ برخی از انواع هوش مصنوعی را پیاده سازی کرده بودند و پیش بینی می شود این بازار تا سال ۲۰۲۵ به ۴۰۰ میلیارد دلار برسد.

پیشرفت های اخیر در زمینه های یادگیری عمیق، پردازش زبان طبیعی، رایانش ابری و دسترسی گسترده به حجم انبوهی از داده ها، امکان توسعه سریع سیستم های هوش مصنوعی توانمند در حل مسائل پیچیده را فراهم کرده است. توسعه روش های ابتکاری، الگوریتم های بهینه شده، داده های آموزشی زیاد در کنار افزایش قدرت محاسباتی و اتصال پذیری، راه های جدیدی را برای کسب و کارهای صنعتی جهت بهینه سازی عملکرد از طریق اتوماسیون هوشمند، بینش های داده محور و پیش بینی های دقیق تر میسر ساخته اند.

بهینه سازی زنجیره ارزش تولید با هوش مصنوعی
هوش مصنوعی تاثیرات عمیقی در سراسر زنجیره ارزش تولید از طراحی محصول و شبیه سازی گرفته تا کنترل کیفیت و نگهداری داشته است. در مرحله توسعه محصول، تکنیک های طراحی تولیدی (Generative Design) با هوش مصنوعی به طراحان اجازه می دهد پارامترهایی مانند هزینه، مواد، عملکرد، تاثیرات زیست محیطی و سایر معیارها را تعیین کرده و از توان هوش مصنوعی برای طراحی سریع گزینه های متعدد با کیفیت بالا استفاده نمایند.

به عنوان مثال در شرکت ایرباس، بهره گیری از هوش مصنوعی در طراحی قطعات تولیدی با منجر به طراحی مجدد براکت های هواپیما با کاهش وزن ۲۰ تا ۵۵ درصد شد که معادل حدود ۲ میلیون دلار صرفه جویی در هزینه سوخت هر هواپیما طی دوره عمر آن است (Airbus, 2022). فراتر از طراحی محصول، مدل های دیجیتال همزاد (Digital Twin) تقویت شده با داده های حسگر ها و شبیه سازی فیزیکی مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند محیط واقعی کارخانه، ماشین آلات و جریان کاری را شبیه سازی کنند تا فرآیند ها و نقاط حساس شناسایی شده و سناریوهای “چه می شد اگر” برای افزایش کارایی مورد بررسی قرار گیرند.

در سطح کارگاه ها و سوله های تولیدی، سیستم های بینایی ماشین که قادرند نقایص و ناهنجاری های محصول را به سرعت و با دقت بالا طبقه بندی کنند، روند بازرسی و کنترل کیفیت را متحول کرده اند. برخی تولید کنندگان مطرح خودرو از جمله فولکس واگن اذعان دارند با استفاده از مدل های بازرسی بصری هوش مصنوعی در مقایسه با روش های سنتی بازرسی دستی، میزان نرخ خطای رد شده محصولات را ۸۰ درصد کاهش داده و بیش از ۱۲ میلیون دلار در هر کارخانه در سال صرفه جویی شده است (McKinsey, 2021). این امکان آزادسازی نیروی کار از فرآیند های طاقت فرسا تضمین کیفیت را برای تمرکز بر فعالیت های با ارزش افزوده بالاتر مانند بهبود مستمر فرایندها فراهم می آورد.

در صنعت فلزات نیز افزودن یک لایه سیستم هوش مصنوعی برای تحلیل پیش بینانه بر روی جریان داده های حسگری در فرایندهای ریخته گری و نورد، منجر به تشخیص ۱۵ درصد سریعتر نقص و کاهش ۳۰ درصد مشکلات کیفی شده است (SAP, 2023). در کل، هوش مصنوعی در صنایع تولیدی مختلف پوشش بازرسی را چند برابر توانایی انسانی ارتقا داده است.

پیشگیری از توقف غیرمنتظره تولید با نگهداری پیش بینانه هوش مصنوعی
یکی از مشکلات اصلی در صنایع دارای تجهیزات و ماشین آلات سنگین، توقف های غیرمنتظره خطوط تولید است. نگهداری پیش بینانه تقویت شده با هوش مصنوعی در این زمینه کاربرد فراوانی دارد. با تجزیه و تحلیل داده های تله متری حسگرها، بررسی لحظه ای تصاویر، شرایط عملیاتی و سوابق خرابی های گذشته، این سیستم ها قادرند خرابی های احتمالی تجهیزات را زودتر و با دقت بالاتری پیش بینی کنند. از طریق سیستم های پایش پیش بینی کننده مخاطره و نقص می توان قبل از وقوع یک شکست فاجعه بار و توقف کامل تولید، اقدامات نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه را انجام داد.

مطابق مطالعات مشاوره مدیریت مک کینزی (McKinsey, 2021)، تکنیک های هوش مصنوعی می توانند زمان توقف تولید را تا ۵۰ درصد و هزینه های مرتبط با نگهداری را ۲۰ تا ۴۰ درصد در صنایعی همچون معدن، نفت و گاز، پتروشیمی، تولید و انتقال نیرو و هوانوردی کاهش دهند. به عنوان مثال، شرکت هوافضایی گلف استریم با بهره گیری از هوش مصنوعی توانسته است خرابی واحدهای برق کمکی هواپیما را با دقت ۸۵ درصدی پیش بینی کند، در حالی که این میزان با روش های دستی تنها ۲۰ درصد بود. این سیستم با تلفیق داده های سنسور ها و سوابق ضبط شده از دوران بازرسی ها ادواری و حالت های خرابی گذشته، موفق به پیش بینی دقیق تر و کاهش قابل ملاحظه وقفه های ناشی از خرابی و نگهداری شد که میلیون ها دلار برای این شرکت و مشتریانش صرفه جویی به همراه داشته است (NVIDIA, 2022).

ارتقاء تاب آوری و پاسخگویی زنجیره تأمین با هوش مصنوعی
زنجیره های تامین و لجستیک جهانی در دنیای امروز بیش از پیش در معرض اختلالات و ریسک های مختلفی قرار دارند. از رویدادهای بزرگ و گسترده مانند همه گیری کووید-۱۹ گرفته تا موارد محلی تر از قبیل آشوب های کارگری، محدودیت های تأمین مواد اولیه و بلایای طبیعی نظیر توفان ها و سیل. در این شرایط، راه حل های مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند نقش سیستم “کنترل کننده” زنجیره تامین را ایفا نمایند. این قابلیت می تواند بر افزایش کیفیت زنجیره تأمین و تضمین پاسخگویی در شرایط و محیط های مختلف اثرگذار باشد.

تلفیق این پیش بینی های هوشمند با الگوریتم های بهینه سازی شده مختص برنامه ریزی در تولید، مدیریت موجودی انبارها و زمان بندی لجستیک و حمل و نقل، امکان برنامه ریزی سناریوهای پاسخ دهی مطلوب و اتخاذ رویکردهای پیشگیرانه برای به حداقل رساندن آسیب ها و حفظ پیوستگی زنجیره تامین را فراهم می آورد. به عنوان مثال، شرکت بزرگ محصولات مراقبت شخصی رکیت (Reckitt) پس از پیاده سازی سیستم پایش خطر زنجیره تامین مبتنی بر هوش مصنوعی و دریافت توصیه های پیشگیرانه در شرایط بروز مشکل، بین ۵ تا ۱۰ درصد بهبود در تحویل به موقع محصولات را گزارش کرده است (KPMG, 2022). این شرکت هم چنین از تکنیک طراحی تولیدی با هوش مصنوعی برای بازطراحی شکل پالت های حمل بار استفاده کرد که باعث افزایش ۱۵ درصدی ظرفیت بارگیری محصول در هر محموله شد. با در نظر گرفتن حجم بالای بارهای حمل شده در طول سال، این بهینه سازی هوشمند بیش از ۱۲ میلیون دلار صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل و انبارداری را برای شرکت رکیت به ارمغان آورد.

هوش مصنوعی صنعتی و کشور های حاشیه خلیج فارس
رشد سریع فناوری های هوش مصنوعی در سراسر جهان، حاکی از پتانسیل بالای آن برای دستیابی به سطوح جدیدی از کارایی عملیاتی، کاهش اثرات زیست محیطی، افزایش ارزش افزوده و رضایت مشتریان و در نهایت ارتقای رقابت پذیری اقتصادی است.

مطالعات اخیر نشان می دهند که امارات متحده عربی و عربستان سعودی از نظر آمادگی زیرساخت ها و چارچوب های سیاستی و قانونی جهت استفاده از هوش مصنوعی، در حال حاضر پیشگام منطقه خلیج فارس می باشند. اما همچنان فضای قابل توجهی برای پیشرفت در مقایسه با مراکز نوآوری هوش مصنوعی در کشورهای پیشرو نظیر ایالات متحده و چین وجود دارد (Mordor Intelligence, 2022). پیش بینی می شود مجموع سرمایه گذاری سالانه کشورهای خلیج فارس برای توسعه هوش مصنوعی تا سال ۲۰۲۵ از حدود ۱۹۰ میلیون دلار فعلی به بیش از ۳۲۰ میلیون دلار افزایش یابد که عمدتاً به سمت عملیات‌های هوشمند و موارد استفاده از تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده در مقابل تحقیق و توسعه صرف قرار می‌گیرد (Mordor Intelligence, 2022).

نتیجه گیری
هوش مصنوعی یکی از مهمترین و پیشرفته ترین فناوری های روز است که می تواند تاثیر بسزایی در توسعه کسب و کارهای صنعتی داشته باشد. با کاربرد هوش مصنوعی در فرآیندها و عملیات تولیدی، شرکت ها می توانند به طور قابل توجهی بهره وری، کیفیت و کارایی را افزایش دهند.
سیستم های هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی قادر به تحلیل داده های عظیم و شناسایی الگوها و روندها هستند که می توانند به شرکت ها در تصمیم گیری های آگاهانه و بهینه سازی فرآیندها کمک کنند. علاوه بر این، با استفاده از ربات های هوشمند و خودکار نرم افزاری و سخت افزاری، شرکت ها می توانند عملیات خطرناک و تکراری را به سیستم های اتوماتیک بسپارند و نیروی انسانی را برای کارهای پیچیده تر و خلاقانه تر آزاد کنند.
در نهایت، سرمایه گذاری در هوش مصنوعی برای شرکت های صنعتی یک مزیت رقابتی محسوب می شود که می تواند منجر به کاهش هزینه ها، افزایش سودآوری و بهبود کیفیت محصولات شود. شرکت هایی که از این فناوری پیشرفته بهره می گیرند یقینا تا سال های آتی در مسیر توسعه و پیشرفت صنعتی جلودار خواهند بود.