جهش اینترنت چیزها

با پیشرفت‌های صورت گرفته در فناوری‌های گوناگون دیجیتالی، برخی از متخصصان اعلام کرده‌اند که انقلاب صنعتی چهارم از راه رسیده است. بسیاری از پیشرفت‌ها در زیست‌شناسی، مواد و محاسبات از این پیشرفت فناوری پشتیبانی می‌کنند. در میان آنها، اینترنت اشیاء (IoT) یا به صورت دقیق‌تر اینترنت چیزها، تکاملی از اتصالات گسترش یافته از اینترنت است که می‌تواند جامعه را متحول کند.
این تاثیر نه تنها اقتصادی بلکه اجتماعی و سیاسی نیز هست. توانایی اتصال و درک موجودات فیزیکی و محیط به‌صورت دیجیتال به ما این امکان را می‌دهد که به‌طور جامع اطلاعاتی را به‌دست آوریم که زمانی دست نیافتنی بود. این پیشرفت ما را قادر می‌سازد مسائل را به طور کارآمدتر، موثرتر و دقیق‌تر درک و در مورد آنها عمل کنیم.


 

تأثیر بالقوه بسیاری بر بهر‌ه‌وری، عملکردهای شغلی، شمول اجتماعی و رقابت جهانی ممکن است سیستم‌های انسانی کنونی را هم قدرتمند کرده و هم در عین حال به خطر بیاندازد.

تحولات تکنولوژیکی اخیر در تولید باعث تحول جهانی شده است که اکنون انقلاب صنعتی چهارم نامیده می‌شود. مرحله چهارم در هر صنعتی مترادف با وضعیت پیشرفته، دیجیتالی شدن و اتوماسیون هوشمند است. اگرچه در مورد بهترین راه برای مهار این پیشرفت‌ها اتفاق نظر وجود ندارد، تعدادی از کشورها و بیشتر صنایع، چشم‌اندازها و نقشه‌های راه را برای تقویت موقعیت‌های رقابتی خود در رقابت تهیه کرده‌اند. یکی از نمونه‌های مورد توجه، برنامه Industry 4.0 (صنایع 4.0) نام دارد که توسط دولت آلمان آغاز شده است. یک ویژگی مشترک در میان این ابتکارات، «هوشمند شدن» است که به جای یک تحول فیزیکی، تبدیلی دیجیتالی بوده و به‌طور قابل‌توجهی به نرم‌افزار متکی است تا سخت‌افزار.

عامل اصلی این اتفاق، سطح جدیدی از اتصال محسوب می‌شود که توسط اینترنت اشیا (IoT) تسهیل شده است. این یک گسترش طبیعی از سطوح قبلی اتصال است که توسط اینترنت و وب جهانی (www) به دست آمده و شامل اشیاء و سیستم‌های فیزیکی می‌شود.

سیستم‌های فیزیکی در دنیای دیجیتال

اینترنت اشیا شامل مجموعه‌ای از فناوری‌های دیجیتال از جمله حسگرها، ماژول‌های ارتباطی و برنامه‌های نرم‌افزاری مختلف است که همگی می‌توانند سیستم‌های فیزیکی آنالوگ را با دنیای دیجیتال ادغام کنند و اطلاعات ثابت و در دسترس را در مورد آن سیستم‌ها ارائه دهد. بر اساس این اطلاعات می‌توان تصمیم‌های مشترک و اقدامات هماهنگ را به موقع و دقیق اجرا کرد و سیستم فیزیکی را هوشمند کرد.ادغام یکپارچه سیستم‌های فیزیکی با دنیای دیجیتال می‌تواند منجر به فشرده‌سازی قابل‌توجهی از زمان و مکان برای مدیریت نه تنها در تولید، بلکه به طور کلی‌تر در عملکرد جامعه شود.

همانطور که محصولات از طریق اینترنت اشیاء به یکدیگر متصل شده و کالایی در دنیای اینترنت می‌شوند، انقلاب صنعتی چهارم ارزش پیشنهادی کسب و کارها را از خود محصولات به نتیجه مورد نظر آن تبدیل می‌کند. مدل‌های تجاری جدید، مانند مدل اوبر (Uber) نشان داده‌اند که حمل و نقل را می‌توان به طور موثر به اشتراک گذاشت و به آن دسترسی داشت. ایجاد مالکیت محصولات فیزیکی دیگر برای اطمینان از نتیجه موثر محصولات ضروری نیست. این سیستم‌های یکپارچه می‌توانند به‌جای محدود کردن انسان به برنامه‌های متوالی و در عین حال نامشخص، به‌طور پویا به انسان خدمت کنند. با چنین انعطاف‌پذیری و چابکی، اقتصاد می‌تواند نیازهای مختلف مشتریان فردی را بهتر برآورده کند و به روشی پایدارتر از نظر زیست‌محیطی به تولید بپردازد.

سه انقلاب صنعتی اول به طور قابل‌توجهی کارایی تولید را بهبود بخشیدند که به نفع همه جامعه بود. با این حال، تمرکز اصلی این بهبودها کمک به تولیدکنندگان بود. در حالی که تولیدکنندگان به طور مداوم سعی می‌کنند پیچیدگی و هزینه تولید را کنترل کنند، مشتریان و بازارهای امروزی خواهان تنوع بیشتر محصول با حداقل هزینه اضافی هستند. بنابراین، انقلاب صنعتی چهارم مستلزم به در نظر گرفتن منافع پیچیده و بالقوه متضاد سهامداران کلیدی است. علاوه بر این، نگرانی‌های فراتر از کارایی اقتصادی، به عنوان مثال، پایداری و توسعه اجتماعی-اقتصادی باید به شیوه‌ای دقیق و متعادل مورد توجه قرار بگیرد تا اطمینان حاصل شود که روش‌های جدید تغییر شکل دیجیتالی می‌توانند بیش از نگرانی‌های صرفا اقتصادی را، برطرف کنند.

قابلیت‌های اینترنت اشیاء را می‌توان با قابلیت‌های هوش مصنوعی و بلاک‌چین ترکیب کرد و باعث ایجاد هم‌افزایی در بین سه نوع فناوری شد. علاوه بر پذیرش تدریجی آنها و پیشنهاد ارزش رو به رشد، ادغام آنها با اینترنت اشیاء هم‌افزایی فوق‌العاده‌ای را نشان داده است.

انقلاب در صنعت تولید

توسعه اینترنت در دهه 1990 راه‌حل موثری برای خروج شرکت‌ها از انزوا و ارتباط با شرکا و مشتریان در زنجیره تامین بود. در حالی که چرخه عمر محصول کاهش می‌یابد، تقاضا برای تنوع آن همچنان در حال گسترش است. پیچیدگی‌هایی که متعاقبا تمام جنبه‌های مدیریت تولید را بسیار چالش‌برانگیز می‌کند. داده‌هایی که به‌طور متناوب در طول فرآیندهای تولید یا در مراحل بعدی جمع‌آوری می‌شوند، کافی نیستند و می‌توانند به تأخیرهای جدی و افزایش هزینه‌ها منجر شوند. صرفا افزودن مفهوم سنتی اتوماسیون به سیستم‌های تولید فعلی نیز کافی به نظر نمی‌رسند. در این میان باید سیستم‌های تولید فیزیکی فردی در کارخانه‌ها نیز به‌خوبی در نظر گرفته شود. مفهوم سیستم‌های فیزیکی سایبری (CPS)، مبتنی بر اینترنت اشیا، برای تجسم سیستم‌های تولید فیزیکی که به‌طور یکپارچه با سیستم‌های فناوری اطلاعات کار می‌کنند، ایجاد شد. CPSها حس، ارتباط و کنترل فعال را تسهیل می‌کنند و در نتیجه امکان جمع‌آوری به موقع داده‌ها و اقدامات آموزنده را فراهم می‌شود. این قابلیت مبتنی بر داده‌ها و نرم‌افزار، انعطاف‌پذیری و چابکی را به سیستم تولید القا می‌کند و سیستم را به اندازه کافی هوشمند می‌کند تا بتواند با نیازهای پیچیده تولید کنار بیاید.

برای افزایش انعطاف‌پذیری و چابکی سیستم‌های تولید برای رویارویی با تغییرات محیط تولید، می‌توان معماری سرویس‌محور مبتنی بر اینترنت اشیا را اتخاذ کرد. در اینجا، نرم‌افزار دیگر تنها برای کمک به عملیات سخت‌افزاری استفاده نمی‌شود، بلکه برای هدایت کل فرآیند تولید با سخت‌افزار نقش پشتیبانی را برای بخش‌های مختلف فرآیند بازی می‌کند. علاوه بر این، این رویکرد نقش محصولات در اکوسیستم تولید را از نتایج سنتی منفعل و کم حس به مشتریان فعال و آگاه معکوس می‌کند. این نه تنها تمرکز تولید را از استفاده کارآمد از منابع برای تولیدکنندگان به انجام اختصاصی الزامات محصول برای مشتریان تبدیل می‌کند، بلکه سفارشی‌سازی و شخصی‌سازی انبوه انعطاف‌پذیر را نیز تسهیل می‌کند.

داده‌های جمع‌آوری‌شده از اینترنت اشیا، از دیگر عملکردهای حیاتی در فرآیند تولید نیز پشتیبانی می‌کنند. از داده‌های عملیاتی تجهیزات می‌توان برای ساخت مدل‌هایی برای ارزیابی وضعیت سلامت آنها استفاده کرد. سپس می‌توان تعمیر و نگهداری را قبل از خرابی انجام داد تا از وقفه نابهنگام جلوگیری شود. این رویکرد تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده می‌تواند زمان خرابی برنامه‌ریزی‌نشده ناشی از خرابی ماشین را به حداقل برساند و هزینه‌های متحمل شده به دلیل تاخیر در تولید را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. داده‌های میدانی به‌دست‌آمده از تجهیزات همچنین به سازندگان تجهیزات اجازه می‌دهد تا دانش جامع‌تری در مورد عملکرد و استفاده از محصولات خود به دست آورند. ادغام این توابع ارزیابی و پیش‌بینی و بازخورد بلادرنگ در فرآیند تولید می‌تواند یک همتای دیجیتالی از سیستم تولید فیزیکی به نام دوقلو دیجیتال برای شبیه‌سازی ایجاد کرده و به پیش‌بینی اثرات بعدی تحت شرایط خاص کمک کند. علاوه بر پیش‌بینی خرابی ماشین‌ها، دوقلوهای دیجیتال همچنین می‌توانند به اعتبارسنجی عملیات و فرآیندهای تولید برنامه‌ریزی‌شده قبل از اجرای آنها کمک کنند تا از اشتباهات جلوگیری شود.

انتقال به بخش‌های دیگر

دستیابی به وضعیت Industry 4.0 در تولید مترادف با تحقق کارخانه‌ها و تولید هوشمند است. به طور مشابه، در تمام بخش‌های دیگر از جمله بهداشت، آموزش، تجارت، مالی، گردشگری، حمل و نقل، ساخت و ساز و کشاورزی، عملیات را می‌توان با اینترنت اشیاء به دست آورد که در نتیجه آن، مزایای قابل توجهی به دست خواهد آمد. بنابراین تاثیر انقلاب صنعتی چهارم به صنعت تولید محدود نمی‌شود. همان فناوری‌ها و تحولات به همان اندازه در سایر صنایع با تاثیرات مستقیم و گسترده قابل اجرا هستند. با این حال، به یاد داشته باشید که ذینفع نهایی تحول نباید سیستم باشد، بلکه مشتریان انسانی سیستم باید باشند. بهداشت و درمان یکی از ضروری‌ترین بخش‌های جامعه است. کیفیت مراقبت‌های بهداشتی می‌تواند به دلیل هزینه و کمبود منابع پزشکی به‌شدت مختل شود. اتصال از طریق اینترنت اشیا می‌تواند به پیوند و کمک به بهبود دسترسی بیمار به منابع پزشکی مانند اتاق‌های عمل، تخت‌های بیمارستان، آمبولانس‌ها، تجهیزات آزمایش پزشکی و کیسه‌های خون کمک کند و در نتیجه به بیماران امکان استفاده کامل و خدمات موثرتر می‌دهد. این اتصال همچنین می‌تواند به طور مستقیم برای پزشکان و بیماران مفید باشد. با استفاده از سیستم‌های حسی برای نظارت مستمر بیماران با جزئیات بیشتر و هشدار کارکنان به موقعیت‌هایی که نیاز به توجه فوری دارند، می‌توان ثبات مراقبت از بیمار و حجم کاری کارکنان پزشکی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید. علاوه بر این، درمان‌های پزشکی امروزه با داده‌های ناکافی برای تمایز شرایط و نیازهای بیماران و همچنین ملاحظات هزینه مواجه است. با استفاده از اینترنت اشیا برای ردیابی کامل بیماران برای سیگنال‌های بیولوژیکی، رژیم‌ها و فعالیت‌ها، شرایط محیطی و پایبندی به دارو، رسیدن به تشخیص‌های دقیق‌تر و در نتیجه بهبود کارایی درمان امکان‌پذیرتر می‌شود. علاوه بر این، با داده‌های مرتبط‌تر برای بیمار، می‌توان از طب پیشگیری مؤثرتری برای کاهش هزینه کلی مراقبت‌های بهداشتی استفاده کرد. به‌طور خلاصه، سیستم‌های پزشکی فیزیکی سنتی در همه مقیاس‌ها را می‌توان به صورت دیجیتالی به سیستم‌های پزشکی CPS تبدیل کرد تا دقت، انعطاف‌پذیری و چابکی آنها را بهبود بخشد.

با انعطاف‌پذیری و چابکی که اینترنت اشیاء در انقلاب صنعتی چهارم به وجود می‌آورد، اقتصاد می‌تواند نیازهای مختلف مشتریان فردی را بهتر برآورده کند و به روشی پایدارتر از نظر زیست‌محیطی به تولید بپردازد

تاثیر اجتماعی اینترنت اشیاء

انقلاب صنعتی چهارم در حال ایجاد سیستم‌ها و محیط‌های هوشمند از طریق تحول دیجیتال جامع دنیای فیزیکی است. از منظر اقتصادی، روندهای متعددی پدیدار خواهد شد. از آنجایی که شرکت‌ها در آینده نزدیک سرمایه‌گذاری خود را بر روی تسهیلات و تولید بازیابی نخواهند کرد، باید مکانیسم مالی فعال‌تری برای تقویت جریان نقدی کسب‌وکارها در این دوره ایجاد شود. با این حال، تأثیر متقابل پویای انسان و سیستم‌های هوشمند تأثیراتی فراتر از اقتصاد و تولید دارد. این امر باعث ایجاد مشاغل مختلف و تاثیرات اجتماعی، امنیتی و همچنین حریم خصوصی می‌شود. پیامدهای مالی و اخلاقی که باعث تغییرات شدید در جامعه می‌شوند.

با وجود تمام نقاط قوت ماشین‌ها و سیستم‌ها، آنها عمدتا برای انجام وظایفی ساخته شده‌اند که انسان نمی‌خواهد انجام دهد یا در آنها خوب نبوده و وظایف کاری مطلوب‌تری را برای انسان حفظ می‌کند. با این حال، انقلاب صنعتی چهارم این تعادل را تغییر خواهد داد. این دیگر درست نیست که کارهایی که نیاز به درک، مهارت و انعطاف پذیری دارند، فقط توسط انسان قابل انجام است. هم ارزی حواس انسان و سیستم‌‎های عصبی در سیستم‌های هوشمند امروزی، توانایی‌های آنها را برای درک، یادگیری و انجام کارهای پیچیده‌ای که به چیزی بیش از دقت و قدرت فیزیکی نیاز دارند، تقویت می‌کند. سیستم‌های هوشمند می‌توانند به آسانی و به‌طور مؤثر با مشتریان ارتباط برقرار کرده و با آنها تعامل داشته باشند و مشاغلی را که در ابتدا به کارمندان ماهر برای ارتباط با فناوری اطلاعات یا سیستم‌های فیزیکی نیاز داشتند، دیگر ضروری نمی‌سازند. سیستم‌های هوشمند همچنین می‌توانند به‌صورت مشارکتی و پیشگیرانه با هم کار کنند. این تغییرات بخش قابل‌توجهی از نیروی کار ما را تهدید می‌کند، نیرویی که که ماشین‌ها پیش‌تر قادر به انجام کار آنها نبود‌ه‌اند.

جابجایی مشاغل نیز در طول سه انقلاب صنعتی اول رخ داد، اما با این حال، به دلیل سرعت محدود و گستردگی تغییرات در بازار کار، پیامدهای آنها مهار شد. ارتقاء یا جایگزینی ماشین‌آلات و آموزش کارگران ماهر نیز مستلزم زمان و هزینه است. علاوه بر این، برای بخش قابل‌توجهی از مشاغل، صنایع و مناطق، استفاده از منابع گسترده و نسبتا ارزان نیروی کار مقرون به‌صرفه‌تر بود.

قابلیت‌های اینترنت اشیاء را می‌توان با قابلیت‌های هوش مصنوعی و بلاک‌چین ترکیب کرد و باعث ایجاد هم‌افزایی در بین سه نوع فناوری شد. علاوه بر پذیرش تدریجی آنها و پیشنهاد ارزش رو به رشد، ادغام آنها با اینترنت اشیاء هم‌افزایی فوق‌العاده‌ای را نشان داده است. سیستم‌های اینترنت اشیاء می‌توانند داده‌های فراوانی را از دنیای فیزیکی برای تقویت قابلیت هوش مصنوعی ارائه دهند. هوش مصنوعی، به‌ویژه یادگیری عمیق، می‌تواند داده‌های ساختاریافته را از منابع بدون ساختار استخراج کند، و به سیستم‌های اینترنت اشیا اجازه می‌دهد بینش به دست آورند و هوشمند شوند. به همین ترتیب، اینترنت اشیا به طور سیستماتیک داده‌ها را بدون مداخله انسانی برای خدمات مبتنی بر بلاک چین به دست می‌آورد تا از خطاهای انسانی بالقوه جلوگیری کند. بلاک‌چین ارتباط ایمن را بین نهادهای موجود در سیستم اینترنت اشیاء امکان‌پذیر می‌کند و فرآیندهای توزیع‌شده و مستقل را تسهیل می‌کند.