ساخت آینده با دستان روبات‌ها

برخلاف سه انقلاب صنعتی گذشته، فناوری‌های محوری امروزی امکان بهبود کارایی، کیفیت و رضایت انسان را فراهم می‌کنند. در این سه دوره گذشته انقلاب صنعتی، اساسا این توان عملیاتی کل بود که با افزایش روبرو می‌شد. خط مونتاژ مدرن ممکن است سهم نهایی در این انقلاب‌ها باشد، اما اوج کار، خروجی بیشتر، بدون ورودی بیشتر را به ما نشان می‌دهد. اما باید توجه داشته باشیم که تولید در حال حاضر یک رقابت جهانی و شدید است. به دست آوردن سهم بازار به چیزی بیش از افزایش توان نیاز دارد. روش‌هایی که در انجام این کار سهم مهمی دارند، هوش مصنوعی (AI)، روباتیک، اتوماسیون و اینترنت اشیاء هستند که به طور کلی ستون فقرات انقلاب صنعتی چهارم را تشکیل می‌دهند و ما آن را به نام تولید پیشرفته می‌شناسیم. به‌کارگیری روبات‌ها و استفاده از اتوماسیون در صنایع مختلف توانسته و می‌تواند ما را به سمت اهداف بلندتر و بهتر سوق دهد. به‌طور کلی ایجاد تعامل بین هوش مصنوعی، روبات‌ها، اتوماسیون و اینترنت اشیاء می‌تواند انقلاب صعنتی چهارم را با سرعت بسیار بیشتری به سمت اهداف خود حرکت دهد.


 

لیلا پارتریج، مدیرعامل شتاب‌دهنده «استنلی + تک‌استار» (STANLEY + Techstars) توضیح می‌دهد: «در اصل، هوش مصنوعی در تولید، استفاده بهتر از داده‌ها برای کارآمدتر کردن گردش‌های کاری است. اتوماسیون با تبدیل این بینش به اقداماتی که کارایی ماشین‌ها و در نهایت گردش کار را بهبود می‌بخشد، زنجیره را تکمیل می‌کند. روبات‌ها با کارآمدتر کردن کارهای تکراری و در نتیجه بهبود بهره‌وری کلی، تکه‌ای از پازل هستند. ترکیب هوش مصنوعی و اتوماسیون در تولید صرفا انجام کارها به صورت سریع‌تر و با کیفیت بالاتر نیست. این در مورد اختراع اساسی فرآیندهای تولید است تا انعطاف پذیرتر، کارآمدتر و پایدارتر باشد و ما در حال حاضر، فقط سطح آن احتمالات را خراش داده‌ایم.»

بخش کلیدی زندگی

بسیاری از ما در حال حاضر از روبات‌های گوناگون در خانه خود استفاده می‌کنیم یا در کنار کارگران شاهد حضور آنها مثلا در یک خط بسته‌بندی یا تولید کار هستیم. پیشرفت‌های مداوم در هوش مصنوعی، در دسترس بودن الگوریتم‌های منبع باز، همراه با ابر به ایجاد شرایط ایده‌آل برای انقلاب روبات‌ها کمک می‌کند و این بسیار نزدیک‌تر از آن چیزی است که فکرش را می‌کنید. سال گذشته میلادی، ارزش بازار روبات‌های صنعتی 50 میلیارد دلار تخمین زده شد که شاهد نزدیک به 400 هزار محموله در بازارهای مختلف در سراسر جهان بود. در سال 2020، ده‌ها هزار ربات صنعتی جدید در سرتاسر جهان نصب شد که صنایع الکترونیک و خودرو در آن پیشرو بودند و با 86 هزار واحد نصب شده در «صنایع نامشخص»، نشانه واضحی وجود دارد که روباتیک مانند همتای هوش مصنوعی خود، پتانسیل تجاری در طیف گسترده‌ای از بازارها دارد.

روباتیک و تولید پیشرفته

به نظر می‌رسد که شتاب‌دهنده‌ها موافق هستند که روباتیک همچنان تأثیر عمده‌ای بر تولید پیشرفته خواهد داشت. «ریشاب آگاروال» مدیرعامل «پیر روباتیکس» می‌گوید: «در شرکت، ما معتقدیم که آینده در همکاری بین انسان‌ها و روبات‌ها نهفته است، نه اتوماسیون ثابت. در طول سال‌ها، بازوهای روباتیک مشارکتی یا روبات‌های کمکی تأثیر زیادی بر نحوه استفاده از روباتیک در کارخانه‌های تولیدی گذاشته‌اند. با تلاش‌های مستمر برای سازگاری بیشتر روبات‌ها با انسان، صنایع همچنان از روباتیک برای طیف گسترده‌ای از موارد استفاده ارزش افزوده استفاده خواهند کرد.»

«الیاس استال» مدیرعامل شرکت هیلوسلاب نیز موافق است. او در این خصوص پیش‌بینی می‌کند: «در برخی مکان‌ها روباتیک جایگزین رانندگان انسانی می‌شود، اما در بیشتر جاها آنها را تقویت می‌کند. ما ارزش افزودنی را به‌عنوان تجلیل از اپراتور انسانی، افزایش کارایی آنها و القای محصول با هنر خود، نه پنهان‌کردن آنها می‌دانیم. این غیر منطقی است، اما برخی چیزها باید به دست انسان ساخته شوند و چاپ سه بعدی می‌تواند آن را در مقیاس قابل اجرا کند.

تولید در حال حاضر یک رقابت جهانی و شدید است. به دست آوردن سهم بازار به چیزی بیش از افزایش توان نیاز دارد. روش‌هایی که در انجام این کار سهم مهمی دارند، هوش مصنوعی (AI)، روباتیک، اتوماسیون و اینترنت اشیاء هستند

اتوماسیون

آخرین روند اتوماسیون، انقلاب صنعتی چهارم است. این مهم کارایی، ایمنی و کیفیت را بهبود می‌بخشد و در عین حال هزینه، زمان و اتلاف را به حداقل می‌رساند، زیرا شامل یک سیستم متصل از دستگاه‌ها، ماشین‌آلات، حسگرها و تجزیه و تحلیل داده‌ها می‌شود. چنین اتوماسیونی در راستای توسعه مفهوم کارخانه هوشمند و کارخانه‌های پردازش به صورت کاملا خودکار عمل می‌کند.

با این حال، اتوماسیون همچنین می‌تواند دستمزد و نسبت اشتغال به جمعیت یک منطقه جغرافیایی را کاهش دهد. بر اساس تحقیقات، جایگزینی هزار کارگر با یک روبات در ایالات متحده منجر به کاهش 0.42 درصدی دستمزد و 0.2 درصدی کاهش اشتغال شد. به عبارت ساده‌تر، افزودن یک روبات باعث کاهش 6 کارگر می‌شود. اگرچه این امر سود را افزایش می‌دهد و با یادگیری استفاده از فناوری‌های جدید به بهبود مهارت‌های نیروی کار کمک می‌کند، اما مسلما می‌تواند جایگزین هزاران شغل شود. با این حال واقعا نمی‌توان از ارزش‌ها و حدمت این سیستم به این سادگی‌ها گذر کرد.

آگاروال می‌گوید: «اجازه دادن به انسان‌ها برای تمرکز بر وظایف شناختی و خودکارسازی فرآیندهای تکراری و دست و پا گیر، صنایع تولیدی را قادر می‌سازد تا بر نوآوری و توسعه دائمی تمرکز کنند. اتوماسیون و ارتقاء مهارت در کنار هم به هر فرد از صنعت تولید اجازه می‌دهد تا بر شناسایی و حل چالش‌هایی که صنایع در حال حاضر با آن مواجه هستند یا ممکن است چند سال بعد با آن مواجه شوند، تمرکز کنند.»

به نظر می‌رسد که احساسات آگاروال یک موضوع ثابت در گفت‌وگو در خصوص انقلاب صنعتی چهارم یا همان صنعت 4.0 است.

استال نیز می‌گوید: «مسلماً من هوش مصنوعی و روباتیک را به ترتیب محرک‌های اساسی اتوماسیون دیجیتال و فیزیکی می‌دانم. اما در یک سطح بزرگ‌تر، اتوماسیون زمانی بیشترین تأثیر را دارد که هنر، خلاقیت یا مراقبت انسان را آزاد کند. این جایی است که تأثیرات در صنعت آشکارتر خواهد بود. امکان دقت و مهارت زیاد در محصول نهایی، جهت‌های طراحی جدید و تیمی با تفکر استراتژیک‌تر به سمتی می‌رود که هر اپراتور یک مدیر خواهد بود.»

اتوماسیون در صنایع غذایی

یکی از مهم‌ترین صنایع در زندگی بر روی کره زمین، صنایع غذایی است. پیش‌بینی آن است که با افزایش جمعیت زمان بحران غذایی با آینده انسان گره خواهد خورد.

موضوع  اتوماسیون در صنایع غذایی به دلیل تنوع گسترده محصولات و فرآیندهای غذایی بسیار چالش برانگیز به نظر می‌رسد. با وجود این، اکثر شرکت‌های مواد غذایی در مقیاس بزرگ با موفقیت، فرآیندهای خود را خودکار کرده‌اند و در نتیجه از مزایای بسیار زیادی برخوردار هستند.

همه‌گیری بیماری کووید-19 فشارهای زیادی را بر کسب‌وکارهای مواد غذایی ایجاد کرد که در عین استفاده از حداقل تعداد کارمندان، افزایش تولید، بهبود کارایی و حداکثر ایمنی مواد غذایی را ضروری کرد. خوشبختانه، چندین فناوری جدید از جمله روبات‌ها در صنعت 4.0 در بخش‌های مختلف تکامل یافته‌اند. اما این فناوری‌ها چگونه در صنایع غذایی به کار گرفته شده‌اند؟

با وجود پیشرفت‌های بزرگ و شگرف در بسیاری از زمینه‌ها، صنعت غذا هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن از نظر بهبود دارد. در طول همه‌گیری، بسیاری از کارخانه‌ها تعطیل شدند و کارخانه‌هایی که همچنان فعال بودند، مجبور شدند با توجه به رعایت فاصله اجتماعی، تعداد کارگران را کاهش دهند. این امر باعث کاهش تولید و به تبع آن افزایش قیمت مواد غذایی شد. ناتوانی در برآورده ساختن خواسته‌های متعدد و گوناگون مصرف‌کننده، به‌روزرسانی فناوری موجود و به‌کارگیری اتوماسیون جدید را در زمینه‌های متعددی از صنایع غذایی، ضروری می‌کند.

استفاده از روبات‌ها یکی از محبوب‌ترین و رایج‌ترین کاربردهای اتوماسیون در تولید مواد غذایی است. در ایالات متحده، تولیدکنندگان پیشرو، روبات‌های تجاری برای صنایع غذایی هستند و کاربردهای آنها را می‌توان در فرآوری گوشت و لبنیات، تحویل غذا و خدمات غذایی، بسته‌بندی و پالت‌گذاری و غیره مشاهده کرد. فناوری گریپر کاربردهای پیشرفته‌ای در روباتیک دارد، زیرا می‌تواند غذا را به روشی مشابه دست انسان جمع کند و نگه دارد. مواد بسته‌بندی که باید به شدت با دست تا شوند، اکنون با استفاده از این فناوری امورات‌شان انجام می‌شود. در اینجا به چند نمونه می‌توانیم اشاره کنیم.

پیشرفت‌های مداوم در هوش مصنوعی، در دسترس بودن الگوریتم‌های منبع باز، همراه با ابر به ایجاد شرایط ایده‌آل برای انقلاب روبات‌ها کمک می‌کند و این بسیار نزدیک‌تر از آن چیزی است که فکرش را می‌کنید

ردیابی خط همراه با بینایی ماشین از روبات‌ها برای انتخاب محصولات در هنگام حرکت استفاده می‌کند. این نرم‌افزار به ویژه برای تولید پنیر مناسب است. در اینجا، روبات اطلاعات را از یک سیستم هدایت بینایی جمع‌آوری می‌کند که به نوبه خود قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد.

در مثالی دیگر بسیاری از عملیات واحد در فرآوری گوشت نیز با استفاده از روبات‌ها انجام می‌شود که برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی نیز مفید است. اینها شامل عملیاتی است که باید در داخل جعبه سرد یا فریزر انجام شود، به همین دلیل باید گفت که بدون دخالت انسن این فرآیند به مراتب بهتر صوررت می‌گیرد. فعالیت‌های برش و پیرایش می‌تواند برای انسان خطرناک باشد، اما روبات‌ها می‌توانند آنها را به طور دقیق و کارآمد با خطر آلودگی بسیار کمتر انجام دهند. سیستم‌های تشخیص اشعه ایکس توسط روبات‌های استخوان‌زدایی برای تشخیص سمت چپ و راست برش‌های گوشت و اندازه‌گیری‌هایی مانند طول استخوان استفاده می‌شوند که به اطمینان از عملکرد بالاتر کمک می‌کند. همچنین به جلوگیری از آسیب چاقو کمک می‌کند و محصول را بهبود می‌بخشد، زیرا استخوان‌زدایی به‌جای بریدن گوشت از روی استخوان، با جدا کردن انجام می‌شود.

نگاهی به آینده

امکان واقعی انجام کلیه فعالیت‌های فرآوری در ظرفیت تمام اتوماتیک در بسیاری از صنایع از جمله صنایع غذایی وجود دارد. بسیاری از این فناوری‌ها را می‌توان برای انجام کارهای پیچیده به تنهایی یا به صورت مشترک با مداخله انسانی مورد استفاده قرار داد.

گذشته از همه‌گیری اخیر، جهان ممکن است در آینده با چالش‌های مشابهی روبرو شود. در سطح جهانی، آب و هوای ما به دلیل فعالیت‌های انسانی تحت تأثیر نامطلوب قرار گرفته است و سیستم غذایی به طور مستقیم و غیرمستقیم تحت تأثیر چنین مسائلی خواهد بود. اتوماسیون راه‌حلی است که به طور حتم می‌تواند در آینده به ما کمک‌های فراوانی بکند.