سيكون لإنترنت الأشياء (IOT) تأثير على جميع الصناعات تقريبًا، ولكن سيكون لها التأثير الأكبر على الصناعة التحويلية. وفي الواقع، فإن إنترنت الأشياء لديه القدرة على تحويل الأنظمة الخطية التقليدية إلى أنظمة ديناميكية مترابطة، وربما يكون أكبر قوة دافعة لتحويل المصانع والمرافق الأخرى.

مثل الصناعات الأخرى، يسعى إنترنت الأشياء في الصناعة التحويلية وإنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) إلى تحقيقه من خلال الاتصالات اللاسلكية والتقنيات التي تدعمه. اليوم، تعتمد إنترنت الأشياء على انخفاض استهلاك الطاقة والمسافة الطويلة، ويحل معيار النطاق الضيق (NB) هذه المشكلة. يدرك محرر PCB أن اتصالات NB يمكن أن تدعم العديد من حالات استخدام إنترنت الأشياء، بما في ذلك أجهزة كشف الأحداث وسلال المهملات الذكية والقياس الذكي. تشمل التطبيقات الصناعية تتبع الأصول، وتتبع الخدمات اللوجستية، ومراقبة الآلات، وما إلى ذلك.

ولكن مع استمرار بناء اتصالات 5G على الصعيد الوطني، سيساعد مستوى جديد تمامًا من السرعة والكفاءة والأداء في فتح حالات استخدام جديدة لإنترنت الأشياء.

سيتم استخدام 5G لنقل معدل بيانات أعلى ومتطلبات زمن الوصول المنخفض للغاية. في الواقع، أشار تقرير صادر عن Bloor Research لعام 2020 إلى أن مستقبل شبكات الجيل الخامس (5G) والحوسبة الطرفية وإنترنت الأشياء هي المحركات الرئيسية للصناعة 4.0.

على سبيل المثال، وفقًا لتقرير صادر عن MarketsandMarkets، من المتوقع أن ينمو سوق إنترنت الأشياء الصناعية من 68.8 مليار دولار أمريكي في عام 2019 إلى 98.2 مليار دولار أمريكي في عام 2024. ما هي العوامل الرئيسية التي من المتوقع أن تدفع سوق إنترنت الأشياء الصناعية؟ المزيد من أشباه الموصلات والمعدات الإلكترونية المتقدمة، بالإضافة إلى المزيد من استخدام منصات الحوسبة السحابية - وكلاهما سيكون مدفوعًا بعصر الجيل الخامس.

من ناحية أخرى، وفقًا لتقرير صادر عن BloorResearch، إذا لم يكن هناك 5G، فستكون هناك فجوة كبيرة في الشبكة في تحقيق الصناعة 4.0 - ليس فقط في توفير الاتصالات لمليارات أجهزة إنترنت الأشياء، ولكن أيضًا من حيث النقل والبث. معالجة الكم الهائل من البيانات التي سيتم توليدها.

التحدي لا يقتصر فقط على عرض النطاق الترددي. سيكون لأنظمة إنترنت الأشياء المختلفة متطلبات شبكة مختلفة. ستتطلب بعض الأجهزة موثوقية مطلقة، حيث يكون زمن الوصول المنخفض أمرًا ضروريًا، بينما ستشهد حالات الاستخدام الأخرى أن الشبكة يجب أن تتعامل مع كثافة أعلى من الأجهزة المتصلة مما رأيناه من قبل.

على سبيل المثال، في أحد مصانع الإنتاج، قد يقوم جهاز استشعار بسيط يومًا ما بجمع البيانات وتخزينها والتواصل مع جهاز البوابة الذي يحتوي على منطق التطبيق. وفي حالات أخرى، قد يلزم جمع بيانات مستشعر إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي من أجهزة الاستشعار وعلامات RFID وأجهزة التتبع وحتى الهواتف المحمولة الأكبر حجمًا من خلال بروتوكول 5G.

باختصار: ستساعد شبكة 5G المستقبلية في تحقيق عدد كبير من حالات استخدام إنترنت الأشياء وإنترنت الأشياء وفوائدها في الصناعة التحويلية. وبالنظر إلى المستقبل، لا تتفاجأ إذا رأيت حالات الاستخدام الخمس هذه تتحول مع تقديم اتصالات قوية وموثوقة وأجهزة متوافقة في شبكة 5G متعددة الطيف قيد الإنشاء حاليًا.

رؤية أصول الإنتاج

من خلال إنترنت الأشياء/إنترنت الأشياء الصناعي، يمكن للمصنعين توصيل معدات الإنتاج والآلات والأدوات والأصول الأخرى في المصانع والمستودعات، مما يوفر للمديرين والمهندسين رؤية أكبر لعمليات الإنتاج وأي مشكلات قد تنشأ.

يعد تتبع الأصول وظيفة أساسية لإنترنت الأشياء. يمكنه بسهولة تحديد ومراقبة المكونات الرئيسية لمرافق الإنتاج. وقريبًا، ستتمكن الشركة من استخدام أجهزة الاستشعار الذكية لتتبع حركة الأجزاء تلقائيًا أثناء عملية التجميع. ومن خلال ربط الأدوات التي يستخدمها المشغلون بأي آلة مستخدمة في الإنتاج، يمكن لمدير المصنع الحصول على عرض فوري لمخرجات الإنتاج.

يمكن للمصنعين الاستفادة من هذه المستويات الأعلى من الرؤية في المصنع لتحديد الاختناقات وحلها بسرعة من خلال استخدام البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة لوحات المعلومات وأحدث إنترنت الأشياء للمساعدة في تحقيق إنتاج أسرع وأعلى جودة.

الصيانة التنبؤية

إن ضمان أن معدات المصنع والأصول الأخرى في حالة عمل جيدة هو الأولوية القصوى للشركة المصنعة. يمكن أن يتسبب الفشل في تأخيرات خطيرة في الإنتاج، مما قد يؤدي بدوره إلى خسائر فادحة في عمليات إصلاح المعدات أو استبدالها بشكل غير متوقع، وعدم رضا العملاء بسبب التأخير أو حتى إلغاء الطلبات. يمكن أن يؤدي الحفاظ على تشغيل الماكينة إلى تقليل تكاليف التشغيل بشكل كبير وجعل عملية الإنتاج أكثر سلاسة.

ومن خلال نشر أجهزة الاستشعار اللاسلكية على الأجهزة في جميع أنحاء المصنع ثم توصيل هذه المستشعرات بالإنترنت، يمكن للمديرين معرفة متى يبدأ الجهاز في التعطل قبل أن يفشل بالفعل.

يمكن لأنظمة إنترنت الأشياء الناشئة المدعومة بالتكنولوجيا اللاسلكية أن تستشعر إشارات التحذير في المعدات وترسل البيانات إلى موظفي الصيانة حتى يتمكنوا من إصلاح المعدات بشكل استباقي، وبالتالي تجنب التأخير والتكاليف الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد مصنع لوحات الدوائر الإلكترونية أن الشركات المصنعة يمكنها أيضًا الاستفادة منها، مثل بيئة المصنع الأكثر أمانًا وعمر المعدات الأطول.

تحسين جودة المنتج

تخيل أنه خلال دورة التصنيع بأكملها، يمكن أن يساعد إرسال بيانات الحالة الحرجة عالية الجودة من خلال أجهزة الاستشعار البيئية لمراقبة المنتجات بشكل مستمر الشركات المصنعة على إنتاج منتجات ذات جودة أفضل.

عندما يتم الوصول إلى عتبة الجودة أو أن الظروف مثل درجة حرارة الهواء أو الرطوبة غير مناسبة لإنتاج الغذاء أو الدواء، يمكن لجهاز الاستشعار تنبيه مشرف الورشة.

إدارة سلسلة التوريد وتحسينها

بالنسبة للمصنعين، أصبحت سلسلة التوريد أكثر تعقيدًا، خاصة عندما يبدأون في توسيع أعمالهم على مستوى العالم. تتيح إنترنت الأشياء الناشئة للشركات مراقبة الأحداث عبر سلسلة التوريد، مما يوفر الوصول إلى البيانات في الوقت الفعلي من خلال تتبع الأصول مثل الشاحنات والحاويات وحتى المنتجات الفردية.

يمكن للمصنعين استخدام أجهزة الاستشعار لتتبع المخزون ومراقبته أثناء انتقاله من موقع إلى آخر في سلسلة التوريد. ويشمل ذلك نقل الإمدادات اللازمة لإنتاج المنتج، وكذلك تسليم المنتجات النهائية. يمكن للمصنعين زيادة ظهورهم في مخزون المنتجات لتوفير توافر المواد بشكل أكثر دقة وجداول زمنية لشحن المنتجات إلى العملاء. يمكن أن يساعد تحليل البيانات أيضًا الشركات على تحسين الخدمات اللوجستية من خلال تحديد مجالات المشكلات.

التوأم الرقمي

إن ظهور إنترنت الأشياء سيمكن الشركات المصنعة من إنشاء توائم رقمية - نسخ افتراضية من الأجهزة المادية أو المنتجات التي يمكن للمصنعين استخدامها لتشغيل عمليات المحاكاة قبل بناء الأجهزة ونشرها فعليًا. ونظرًا للتدفق المستمر للبيانات في الوقت الفعلي التي توفرها إنترنت الأشياء، يمكن للمصنعين إنشاء توأم رقمي لأي نوع من المنتجات، مما سيمكنهم من العثور على العيوب بشكل أسرع والتنبؤ بالنتائج بشكل أكثر دقة.

قد يؤدي هذا إلى منتجات ذات جودة أعلى ويقلل أيضًا من التكاليف، لأنه لا يلزم استرجاع المنتجات بمجرد شحنها. علم محرر لوحة الدائرة أن البيانات التي تم جمعها من النسخ المتماثلة الرقمية تسمح للمديرين بتحليل كيفية عمل النظام في ظل ظروف مختلفة في الموقع.

ومع سلسلة من التطبيقات المحتملة، يمكن لكل حالة من حالات الاستخدام الخمس المحتملة أن تحدث ثورة في التصنيع. من أجل تحقيق الوعد الكامل للصناعة 4.0، يحتاج قادة التكنولوجيا في الصناعة التحويلية إلى فهم التحديات الرئيسية التي ستجلبها إنترنت الأشياء وكيف سيستجيب مستقبل 5G لهذه التحديات.