از اتوماسیون تااینترنت اشیاء

جام جم آنلاین اصفهان؛درادامه به سیر حرکت از وضعیت کنونی به سمت تحول دیجیتال می‌پردازیم:

آغاز مسیر: اتوماسیون تولید

اولین گام‌های تحول دیجیتال در صنعت فولاد با اتوماسیون فرآیندها برداشته شد. در دهه‌های پایانی قرن بیستم، بسیاری از کارخانه‌های فولاد به سیستم‌های کنترل خودکار تجهیز شدند تا دخالت نیروی انسانی در عملیات‌های پرخطر و تکراری کاهش یابد.

دراین مرحله، استفاده از PLC‌ها برای کنترل دما در کوره‌های قوس الکتریکی، جایگزینی سیستم‌های دستی با ربات‌های صنعتی در بخش ریخته‌گری و بسته‌بندی و بسیاری از اقدامات دیگر در دستور کار قرار گرفت که افزایش سرعت تولید، کاهش خطای انسانی و بهبود ایمنی و دستاوردهای اینچنینی را برای شرکت‌ها به همراه داشت.  اما این سطح از دیجیتالی‌سازی بیشتر به مکانیزه کردن محدود بود و هنوز هوشمندی و یادگیری در سیستم‌ها دیده نمی‌شد.

یکپارچه‌سازی داده‌ها و سیستم‌های اطلاعاتی

مرحله دوم تحول، با ورود سیستم‌های ERP (برنامه‌ریزی منابع سازمانی) و MES (سیستم‌های اجرای تولید) شکل گرفت. این ابزارها به شرکت‌های فولادی امکان دادند که زنجیره تأمین را از تأمین مواد اولیه تا تحویل محصول نهایی رصد، داده‌های تولید کنند، انبار و فروش را در یک سیستم یکپارچه ذخیره و تحلیل کنند و همچنین هزینه‌ها و ضایعات را کاهش دهند تا بهره‌وری افزایش یابد.

نمونه موفق شرکت‌های فولاد اروپایی مانند ArcelorMittal است که با پیاده‌سازی ERP توانستند هماهنگی بین واحدهای تولیدی و لجستیک خود را افزایش داده و میلیون‌ها دلار در هزینه‌های غیرضروری صرفه‌جویی کنند.

ظهور تحلیل داده و هوش مصنوعی

با انباشت حجم زیادی از داده‌ها در خطوط تولید، شرکت‌های فولادی به سمت تحلیل داده و استفاده از هوش مصنوعی حرکت کردند. در این مرحله، سیستم‌ها صرفاً داده ذخیره نمی‌کنند بلکه آن‌ها را برای پیش‌بینی و تصمیم‌سازی استفاده می‌کنند تا نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه با استفاده از حسگرها و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، پیش از آنکه دستگاهی دچار خرابی صورت پذیرد انجام شود.  در این فرایند علائم هشدار این اتفاقات، مانع توقف‌های ناگهانی و پرهزینه خط تولید می‌شود و جلوی ضرر و عدم‌النفع‌ها را می‌گیرد.

بهینه‌سازی مصرف انرژی یکی دیگر از اتفاقتی از است که با استفاده از ابزارهای هوش مصنوعی می‌تواند الگوهای مصرف انرژی در کوره‌ها را تحلیل کرده و بهترین شرایط عملیاتی را پیشنهاد دهد. کنترل کیفیت هوشمند در این مرحله با پردازش تصاویر و داده‌های تولید انجام می‌شود که عیوب سطحی یا ساختاری فولاد شناسایی شده و کیفیت محصول افزایش می‌یابد.

نمونه موفق در این زمینه، شرکت Nippon Steel ژاپن است که با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین توانسته مصرف انرژی در کوره‌های بلند خود را تا ۱۰٪ کاهش دهد.

اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT)

مرحله پیشرفته‌تر تحول دیجیتال، اتصال همه تجهیزات، دستگاه‌ها و خطوط تولید به شبکه‌ای هوشمند از حسگرها و دستگاه‌های متصل است؛ چیزی که با عنوان اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) شناخته می‌شود و از جمله مزایای آن می‌توان به امکان نظارت لحظه‌ای بر وضعیت همه دستگاه‌ها، ردگیری دقیق مواد اولیه از لحظه ورود تا تولید محصول نهایی، افزایش انعطاف‌پذیری خطوط تولید برای پاسخ به سفارش‌های متنوع و ارتقای ایمنی با پایش مداوم شرایط کاری اشاره کرد.

نمونه موفق در این عرصه، شرکت ThyssenKrupp آلمان است که با نصب هزاران حسگر در خطوط تولید فولاد خود توانست سیستمی ایجاد کند که در لحظه، داده‌های دما، فشار، ارتعاش و کیفیت مواد را پایش می‌کند و تصمیم‌های هوشمندانه برای بهینه‌سازی تولید می‌گیرد.

صنعت فولاد هوشمند: ترکیب IoT، کلان‌داده و هوش مصنوعی

امروز صنعت فولاد در حال ورود به سطحی فراتر است که فولادسازی را هوشمند می‌کند. در این سطح از تحول، همه اجزای کارخانه با هم در ارتباط‌اند و داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط هوش مصنوعی تحلیل می‌شوند که نتیجه آن تصمیم‌گیری‌های سریع، تولید سفارشی و افزایش بهره‌وری در سطحی بی‌سابقه است.

در نتیجه این تحول، تولید مبتنی بر سفارش و نیاز واقعی بازار، به حداقل رسیدن ضایعات و توقف‌ها، رصد لحظه‌ای زنجیره تأمین جهانی و کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن، در راستای اهداف پایداری انجام می‌شود و شرکت را از یک فولادساز عادی، به فولادسازی حافظ محیط زیست تبدیل نموده و تولید را بهینه می‌کند.

در مجموع می‌توان گفت موفقیت در این مسیر نیازمند تعیین یک چشم‌انداز روشن، تعهد مدیریتی، آموزش کارکنان، سرمایه‌گذاری در داده و همکاری با شرکت‌های فناوری است. طبیعی است که سازمان‌هایی که زودتر این مسیر را آغاز کنند در آینده‌ای نه‌چندان دور، جایگاه برتر بازار فولاد را از آنِ خود خواهند کرد.

البته بسیاری از کشورها هنوز در ابتدای این مسیر هستند و این در حالی است که بعضی از کشورهای بزرگ تولیدکننده فولاد هنوز کاری برای بهبود صنعت خود و حرکت به سمت تبدیل شدن به صنعت نسل 4 انجام نداده‌اند.

در ایران نیز بسیاری از فولادسازان در این دسته هستند ولی شرکت‌هایی نظیر فولاد مبارکه به عنوان پیشگامان این تحول بزرگ شناخته می‌شوند چرا که فولاد مبارکه به‌ویژه طی سال‌های گذشته، اقدامات زیادی را از گفتمان‌سازی تا حرکت از اتوماسیون به سمت تحول دیجیتال در دستور کار قرار داده و هنوز هم در این مسیر به‌دنبال استفاده از تجربه شرکت‌های بزرگ دنیا و کلان‌روندهای جهانی است.