کارخانه هوشمند یک تأسیسات تمام دیجیتالی و متصل به تولید است که بر تولید هوشمند متکی است. مفهوم کارخانه هوشمند به عنوان کارخانه آینده و هنوز در دوران ابتدایی خود است و نتیجه مهم انقلاب چهارم صنعتی است.

کارخانه هوشمند با استفاده از تکنولوژی هایی مانند هوش مصنوعی (AI)، روباتیک، تجزیه و تحلیل، داده های بزرگ و اینترنت اشیا (IoT) که توسط شرکت های تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند به طور اتفاقی با توانایی خودکفا اجرا شود.

مشخصات یک کارخانه هوشمند

ویژگی های تعریف شده از کارخانه هوشمند عبارتند از: قابلیت نظارت شدن (visibility)، اتصال و خودمختاری(connectivity and autonomy). کارخانه ها به مدت طولانی به اتوماسیون وابسته اند، اما کارخانه های هوشمند این مفهوم را بسیار بیشتر می کنند و قادر به اجرا بدون دخالت انسانی هستند.

از طریق استفاده از فناوری های مدرن، سیستم های کارخانه هوشمند می توانند در زمان واقعی یا نزدیک به زمان واقعی، یاد بگیرند و سازگار شوند، و کارخانه هایی را که از انعطاف پذیری بیشتری نسبت به گذشته برخوردار هستند، فراهم می کنند.

تکنولوژی و جریان

استفاده گسترده از سنسورها و دستگاه های IoT ماشین ها را متصل می کند و نظارت در شرایط آن ها و همچنین فرایندهای کارخانه ای فراهم می کند، و یک اینترنت صنعتی از اشیا را (IIoT) شکل می دهد. تجزیه و تحلیل و برنامه های کاربردی مبتنی بر AI پیشرفته و مبتنی بر AI و یادگیری ماشین، بسیاری از وظایف معمول را مدیریت می کنند، و افراد را برای تمرکز بر موارد خاص و تصمیم گیری در سطوح بالاتر آزاد می کند . انتظار می رود که ربات ها در کارخانه های هوشمند برای کار روزمره در کنار افراد قرار بگیرند .

کارخانه های هوشمند بر تولید هوشمند متکی هستند، که این ماشین آلات را به دیگر نهادهای موجود در شبکه تامین دیجیتال متصل می کند و باعث مدیریت موثرتر زنجیره تامین می شود. آنها همچنین بر تولید دیجیتال متکی هستند،

ماشین آلات تولید را می توان در شبکه محلی سیستم اجرای تولید برای دریافت سفارشات، گزارش پیشرفت، دستورالعمل دسترسی به کار و تعامل با سیستم های کیفیت و ردیابی استفاده کرد. کارگران در هر قسمت از کارخانه می توانند اطلاعات قابل توجهی از قبیل دستورالعمل ها، برنامه ها، داده های کیفی، وضعیت موجودی و تغییرات تقاضا  مشاهده کنند.

در چشم انداز کارخانه ی هوشمند متصل به طور کامل، هر یك از مراكز با دیگران مرتبط است و تمام یك سازمان یصورت داخلی  و خارجی به مشتریان و تامین كنندگان مرتبط است. به این ترتیب، نیازها و فعالیت ها را می توان تحت نظارت قرار داد و همکاری در طول شرکت های توسعه یافته برای افزایش سرعت و کارایی فعال می شود.

مزایای کارخانه هوشمند و چالش ها

با توجه به این که یکی از اساسی ترین ویژگی های یک کارخانه هوشمند، اتصال آن است، سنسورها برای اتصال دستگاه ها، ماشین آلات و سیستم ها برای ارائه اطلاعات مورد نیاز برای تصمیم گیری در زمان واقعی حیاتی هستند.

به همان شیوه که دستگاه های هوشمند برای انجام کارهای روزمره مانند چراغ های کم نور در یک زمان خاص و یا هشدار دادن به زمانی که چیزی نادر است، کارخانه ایده آل هوشمند خود را در مقیاس بسیار بزرگتر اجرا می کند، در صورت مناسب خود را تصحیح  ودر صورت نیاز هشدار برای مداخله انسان.

علاوه بر این، اطلاعات گسترده ای از داده ها، بینش واقعی را در اختیار سهامداران زنجیره تامین قرار می دهد، هم در داخل کارخانه و هم به کسب و کار و همکاران. به این ترتیب، چابکی می تواند به صورت نمادین افزایش یابد و مسائل را می توان به صورت فعالانه مورد توجه قرار داد. در حال حاضر، فناوری های IoT به نظارت بر عملیات صنعتی کمک کرده اند، قابلیت زنجیره تامین و پیش بینی خرابی تجهیزات را فراهم می کنند.

در حال حاضر فن آوری هایی برای ایجاد یک نسخه از کارخانه هوشمند وجود دارد و پیشگامان اولیه در حال بررسی مزایا هستند. برای ایجاد شبکه ایده آل تولیدی و شبکه عرضه دیجیتال که توسط کارخانه هوشمند ساخته شده است، نیاز به مقادیر زیاد داده ها از اجزای مختلف در صنایع مختلف و در فرمت های مختلف دارد. بسیاری از چالش های دیگر وجود دارد:هزینه خرید و فروش و یا رهبری کسب و کار.

تمرکز کارخانه هوشمند تکنولوژی است که امکان جمع آوری داده ها را فراهم می کند. این شامل سنسورهای هوشمند، موتورها و رباتیک در خطوط تولید و مونتاژ است که کارخانه هوشمند استفاده می کند.

سنسورها امکان نظارت بر فرایندهای خاص در سراسر کارخانه را می دهند که باعث افزایش آگاهی در مورد اتفاقاتی که در سطوح مختلف رخ می دهد، می باشد. به عنوان مثال، حسگر ارتعاش می تواند هشدار دهد هنگامی که موتور دچار مشکل میشود یا سایر تجهیزات باید نگهداری شود. این نوع هشدارهای ظریف برای محافظت پیشگیرانه یا سایر اقداماتی که باعث توقف تولید و مشکلات بزرگتر می شود، هشدار می دهد.

به همین ترتیب، تکنولوژی حسگر در SDVs (وسایل نقلیه خود رانندگی) که برای حمل مواد استفاده می شود، کارایی و ایمنی را افزایش می دهد زیرا محصول در اطراف کارخانه منتقل می شود. این نوع روباتیک توانایی حس کردن و اجتناب از افراد و همچنین مانع غیر منتظره در انجام کار خود را دارد. توانایی خودکار جلوگیری از این اختلالات معمول مزیت قدرتمند است که تولید را بهینه می کند.