نقش اینترنت اشیای صنعتی (IIoT) و حسگرهای هوشمند در مزیت بخشی به مدل "خدمات رسانی در تولید"

نقش اینترنت اشیای صنعتی (IIoT) و حسگرهای هوشمند در مزیت بخشی به  مدل "خدمات رسانی[1] در تولید"

محسن جزمی-شرکت تابان فرتاک (tfv.co.ir)

فروردین 1400

در سال های اخیر ، هر بخشی که به دارایی های گران و پیچیده مانند مجموعه های مولد ، موتورهای جت ، ماشین آلات بسته بندی و مشابه اینها نیاز دارد،  به دنبال گزینه هایی است که بتواند به کاهش سرمایه گذاری های اولیه در این ماشین ها کمک کند و سازندگان دستگاه ها و تامین کنندگان تجهیزات را به دستاوردها و خدمات وعده داده شده متصل کند. به خصوص وقتی ساخت از رویکرد  تولید انبوه به سمت شخصی سازی انبوه حرکت می کند و معمولأ این توسط مشتری یا متقاضی نهایی هدایت می شود ، به چنین مدل هایی نیاز پیدا می شود. این رویکرد یک مدل کاملاً جدید تجاری ایجاد می کند که طلوع عصر جدیدی برای تولیدکنندگان خواهد بود.

با نگاهی به طرف عرضه - از دیدگاه سازنده ماشین - این مدل را می توان "خدمت رسانی در تولید" نامید. به عبارت ساده ، خدمت رسانی یک مدل تجاری است که در آن تولیدکنندگان جریان های جدیدی از درآمد مربوط به خدمات مربوط به محصولات خود ایجاد می کنند. به عبارت دیگر ، تولیدکنندگان در یک استراتژی آگاهانه و صریح ، مجموعه ای از محصولات ، خدمات و نتایج یکپارچه مربوط به ماشین آلات و اجزای سازنده خود را ایجاد می کنند تا در مقایسه با محصولات مشابه ارائه شده بدون اینگونه خدمات یکپارچه ، یک عامل مهم تمایز در بازار ایجاد کنند.

 از سمت مصرف - از دید خریدار چنین دستگاهی - این مدل می تواند به شرکای متعهد (و نه فقط به فروشندگان) اطمینان دهد که به اندازه مشتریانشان در حفظ و افزایش بهره وری سهیم خواهند بود. این شرکا نه تنها پشتیبانی چابک را فراهم می کنند ،بلکه تعهدات دستاوردی را بعهده می گیرند.

این موارد البته با نظم و انضباط کاری و روشهای عملیاتی استاندارد دقیق بایستی همراه باشد تا کارایی و بهره وری کلی را بهبود بخشد. یکی از دستاوردهای مهم ، سرمایه گذاری بهینه در تجهیزات سرمایه ای خواهد بود.

سطوح "خدمت رسانی"

 بسته به بلوغ موسسات درگیر ، نوع محصول و فناوری مورد استفاده ، پیشنهادات مرتبط با " خدمت رسانی" سطوح مختلفی دارد:

1. خدمت رسانی سطح پایه
2. خدمت رسانی سطح میانی
3. خدمت رسانی سطح پیشرفته

خدمت رسانی در سطح پایه دربرگیرنده  خدمات نگهداری ، تعمیر و تعمیرات اساسی ( یا به اختصار MRO[2] ) و  پشتیبانی از دارایی (فیزیکی) توسط سازندگان و تولید کنندگان ماشین آلات و تجهیزات است  که به طور سنتی بیشتر آنها ، این خدمات را بصورت واکنشی و منفعلانه ارائه می کنند. این بدان معنی است که این خدمات بر اساس درخواست مشتری یا با یک فرکانس ثابت ارائه می شوند . به عنوان مثال ، هر سه ماه یک تکنسین برای تعمیر و نگهداری اعزام می شود.

خدمت رسانی در سطح میانی یا متوسط در برگیرنده  ​​ خدمات نگهداری ، تعمیر و تعمیرات اساسی ( یا به اختصار MRO ) و پشتیبانی مشابه  است که ارائه آنها  بصورت پیش فعال ( پیش اقدام[3] ) انجام می شود  و با قابلیت های ایجاد شده برای پایش و عیب یابی تشخیصی از راه دور فعال می شوند. این همچنین به معنای خدمات سریع و دقیق به هر مشتری انفرادی است تا مدلی استاندارد یا معمول  برای همه مشتریان .

خدمت رسانی در سطح پیشرفته با دو سطح قبلی متفاوت و دارای تغییراتی است ، از جمله:

• محصول به عنوان خدمت  (PaaS[4]) ، همچنین به عنوان پرداخت به ازای هر بار استفاده ار تجهیزات و ماشین آلات توصیف می شود. در این حالت ،  به جای پرداخت هزینه دارایی (فیزیکی) ، مشتریان هزینه استفاده از محصول یا بر واحد خدمات ارائه شده توسط دارایی (فیزیکی) را پرداخت می كنند.
• توافق نامه سطح خدمات (SLA) برای در دسترس بودن و یا کیفیت خدمات . سازندگان براساس قرارداد در قبال در دسترس بودن دارایی ویا کیفیت  محصول خروجی مسئولیت دارند .
•  مدل مبتنی بردستاورد . سازندگان تجهیزات اصلی (OEM[5]) به جای دارایی (فیزیکی) ، دستاوردهای کسب و کار را می فروشند. این را می توان به عنوان ترکیبی از دو رویکرد  PaaS و SLA نگریست.
• خدمات مشاوره ای.  خدمات مشاوره ای برای بهینه سازی دارایی (فیزیکی)  یا فرآیند با رویکرد درآمد مبتنی بر دستاورد  شامل  بهینه کاوی  و سایر ورودی ها.

ممکن شدن " (مدل) خدمت رسانی در تولید"  با بکارگیری اینترنت اشیای صنعتی

یک سوال واضح:  چه پیشرانی برای تغییر  باعث امکان پذیری ایجاد این مدل تجاری جدید می شود؟

همانطور که مشاهده می کنید ، اتصال به دارایی (فیزیکی) و دسترسی به داده های عملیاتی و عیب یابی در زمان واقعی (بلادرنگ) برای هر سطح از این مدل بسیار مهم است. شما نمی توانید و نمی خواهید به گزارش دستی برای مدل های مبتنی بر دستاورد یا SLA که از نظر قانونی قابل اجرا هستند ، وابسته باشید. بنابراین  حسگرها ، اینترنت اشیای صنعتی (IIoT) و سیستم های تحلیلی کلیدهای  مدل خدمت رسانی در تولید هستند. اینها توانمند سازهای فناوری هستند که داده های بلادرنگ را جمع آوری می کنند ، اجازه می دهند به دارایی فیزیکی در زمان واقعی و بلادرنگ دسترسی پیدا شود و داده ها را به ابزار تحلیلی هدایت و  تخلیه می کنند تا  بلادرنگ بینش های با ارزش را در اختیار همه ذینفعان قرار دهند.

 بیایید بررسی کنیم که اینترنت اشیای صنعتی ،چگونه ارائه مدل های مختلف خدمت رسانی را که قبلاً توضیح داده شد ، امکان پذیر می کند و چند نمونه را مشاهده می کنیم.  برای خدمات سطح  میانی یا متوسط ​​، سازندگان اصلی تجهیزات خدمات پشتیبانی و نگهداری تجهیزات و ماشین آلات  را به طور فعال قبل از بروز خطا یا خرابی و توقف ارائه می دهند.  سازندگان اصلی تجهیزات، از فناوری های پایش  از راه دور دارایی های فیزیکی  برای پایش مستمر وضعیت سلامت دارایی فیزیکی و عملکردی آن استفاده می کنند و در صورت ایجاد مشکل مداخله می کنند. برای این منظور از روش هایی مانند پایش وضعیت و الگوریتم های پیش  بینانه  مبتنی بر یادگیری ماشین استفاده می شود. معمولأ  سازنده ماشین آلات  از محصولات خاص خود برای پایش  این ماشین آلات پیچیده برای مشتریان در سراسر جهان استفاده می کند و با مداخلات فعال و مشاوره از خرابی و توقفات ناخواسته آنها  جلوگیری می کند. مشتریان همچنین از همان داده ها برای اجرای بهترین شیوه های استفاده و بکار گیری و اصلاح رفتار بهره برداران  و متصدیان تجهیزات و ماشین آلات  استفاده می کنند.

یک تغییر دهنده بازی در این مدل ، این است که خود دارایی فیزیکی را هوشمند کرد تا بتواند بررسی های روشمند و الگوریتم های خود را اجرا کند. این امر باعث کاهش وابستگی به تیم های مرکز پشتیبانی و کاهش هزینه پشتیبانی می شود. نمونه ای از آن ، یک اتومبیل دارای فناوری است که بر اساس حسگرهای مختلفی که وضعیت اتومبیل را پایش می کنند ، در صورت نیاز به نگهداری ، هشدارهایی را به مرکز خدمات ارسال می کند .

رویکرد محصول به عنوان خدمت  (PaaS) ، که درآن  به ازای هر بار استفاده ار تجهیزات و ماشین آلات  هزینه به سازنده پرداخت می شود، در صورتی امکان پذیر است که خود محصول هوشمند باشد و اطلاعات دقیق تولیدات خود را ثبت کند. بعضی از انواع دارایی هایی فزیکی که از این رویکرد  استفاده میکنند ، شامل  مجموعه های ژنراتور ، پمپ ها ، کمپرسورها و موتورهای جت است. نمونه های غیرصنعتی شامل دستگاه های فتوکپی و دستگاه های قهوه است .

نمونه های سطح پیشرفته مدل خدمت رسانی  

سطح پیشرفته تر نگهداری  پیش بینانه ،  توافق نامه سطح خدمات (SLA)  است که درصد معینی از در دسترس بودن و یا کیفیت خروجی تولید شده توسط دارایی فیزیکی را تضمین می کند. از فن آوری هایی مانند  همزاد یا دوقلوهای دیجیتال برای پایش دارایی فیزیکی در حال کار و در دسترس نگه داشتن و در شرایط مطلوب آن از طریق خدمات از راه دور و در محل استفاده می شود. با استفاده از روش های تحلیل پیشرفته ، سازنده ماشین آلات و تجهیزات به طور مداوم دارایی فیزیکی را بهبود می بخشد و این نسخه های پیشرفته را بصورت میدانی  به کار می گیرد. نیازی به گفتن نیست که نرم افزارها  پیشران این   بهبودها  هستند. این قبیل قراردادها همچنین دربرگیرنده محیط عملیاتی خاص ، اپراتورهای آموزش دیده و غیره است. بعنوان مثال برخی از سازندگان تجهیزات پزشکی پیشرفته که چنین SLA هایی را ارائه می دهند.

برخی سازندگان اصلی تجهیزات (OEM) از مدل های مبتنی بر دستاورد استفاده می کنند که سطوح مشخصی از دستاورد و قیمت هر بار استفاده را تضمین می کنند. به عنوان مثال یک سازنده اصلی خودرویی که اتوبوس هایی با عملکرد عملیاتی مشخص را به یک سازمان حمل و نقل عمومی عرضه می کند .در اصل مشتری به جای خود اتوبوس ، مسافت پیموده شده را خریداری می کند . در اینجا، سازنده اصلی اتوبوس بایستی پایش  مداوم بر نه تنها دارایی فیزیکی ، بلکه شرایط عملیاتی را نیز به کار گیرد.

خدمات مشاوره ای ، می توانند از پیشرفته ترین  جنبه ها در  مدل خدمت رسانی باشند. سازندگان تجهیزات و ماشین آلات داده های محصول را بصورت  مداوم به مدل های پیشرفته تحلیلی هدایت تا با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین پیشنهادها و مشاوره های  مرتبط با  بهبود عملکرد ، صرفه جویی در مصرف سوخت ، ایمنی ، بهینه سازی انرژی و غیره را ارائه نماید.

 برای ساخت این مدل های تحلیل پیشرفته،  تخصص و مهارت عمیق محصول و حوزه کاری مشتری ضروری است. برخی از این نمونه ها تحلیل ارتعاش برای توربین ها ، مشاوره های بهره وری سوخت برای کشتی ها و هواپیماها ، مشاوره های مسیر یابی برای کشتی ها و هواپیماها و خدمات بهینه سازی انرژی برای کل نیروگاه ها است. بطور مثال یک شرکت از " PlantConnect RAMS " برای ارائه خدمات مشاوره ای برای بهینه سازی عملکرد دیگ بخار استفاده می کند ، در حالی که شرکت دیگری از" AIPL’s MarineIoT" برای ارائه بهره وری سوخت و مشاوره مسیریابی برای کشتی های دریایی استفاده می کند.

طرفداران و منتقدان

مدل خدمت رسانی درتولید می تواند فرصت برنده ای را هم برای تأمین کننده و هم برای مشتری فراهم کند (رویکرد برد-برد) . برای تأمین کننده ، مزایا شامل درآمد و برگشت سرمایه بیشتر ، رابطه مداوم با مشتری ، ارتقای جایگاه در زنجیره ارزش و فروش بیشتر لوازم یدکی و مواد مصرفی است. برای مشتری ، منافع شامل یک محصول همراه با خدمات قابل اعتماد و با کیفیت بالا ،در دسترس بودن ، کیفیت محصول و نتایج تضمین شده بالاتر برای دارایی های فیزیکی است.

از طرف دیگر ، ترتیبات لازم برای پیاده سازی مدل خدمت رسانی درتولید  چالش های بسیاری به وجود می آورد ، به ویژه هنگامی که صحبت از SLA های در دسترس بودن و کیفیت دارایی های فیزیکی و مدل های مبتنی بردستاورد  به میان می آید . دراین حالات قراردادها مشکل است و ایجاد یک معیار موفقیت قابل اندازه گیری قابل قبول برای هر دو طرف کار آسانی نیست  و همچنین حق العمل کاری ، پاداش و حق بیمه ای که برای خدمت رسانی پرداخت می شود فقط در صورتی معنی دارد که کالایی برای مشتری حیاتی باشد و یا از ارزش بالایی برخوردار باشد

به طور کلی ، فناوری به تنهایی برای ایجاد یک مجموعه موفق خدمت رسانی درتولید کافی نیست. آنچه لازم است درک عمیق نیازهای مشتری و تمایل به سازگاری مداوم و تکامل دارایی فیزیکی و خدمات برای دستیابی به نتایج مطلوب است و  این آسان نیست زیرا به انعطاف پذیری بالایی در طراحی ، ساخت و تحویل دارایی فیزیکی نیاز دارد. همچنین این امر به کیفیت ، قابلیت اطمینان و استحکام بسیار بالای خود دارایی  فیزیکی نیاز دارد و سازنده ماشین و تجهیز همه این کارها را بایستی به روشی مقرون به صرفه انجام دهد  تا همچنان در بازار رقابتی باقی بماند. به عبارت دیگر ، سازندگان  خودشان باید صنعت 4.0 و ساخت هوشمند را به عنوان راهکاری عملیاتی  انتخاب کنند.

Source: IIoT Devices, Analytics Enable ‘Servitization’ Benefits – By Sujata Tilak Director of ISA’s Smart Manufacturing &IIoT Division- InTech ,Official Publication of International Society of Automation,  February 2021

[1] Servitization

[2] MRO: Maintenance, Repair and Overhaul

[3] Proactive

[4] PaaS: Product as  a Service

[5] OEM: Original Equipment Manufacturers