انقلاب صنعتی چهارم یک اصطلاح مفهومی در زمینه صنعت و فناوری است که با تکیه بر مجموعه ای از تکنولوژی‌های پیشرفته از جمله هوش مصنوعی AI))، اینترنت اشیاء (IOT)، رایانش ابری، رباتیک، اتوماسیون و دیگر تکنولوژی‌های نوین، بر بهبود عملکرد و کارآیی صنایع و فرآیندهای تولیدی اشاره دارد.
تکنولوژی‌های مرتبط با انقلاب صنعتی چهارم شامل:
هوش مصنوعی به ما اجازه می‌دهد تا سیستم‌ها و ماشین‌ها را هوشمندتر کنیم. این تکنولوژی برای تحلیل داده‌ها، پیش‌بینی، پردازش زبان طبیعی و انواع داده ها و مسائل دیگر استفاده میشود.
اینترنت اشیاء امکان اتصال و تبادل داده بین اشیاء و دستگاه‌ها را فراهم میکند. این تکنولوژی برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود.
رایانش ابری امکان ذخیره‌سازی و دسترسی به داده‌ها و منابع محاسباتی را در ابر اینترنت ها و شبکه ها فراهم میکند. این امر به کاربران امکان ذخیره و به اشتراک گذاری منابع و اطلاعات را ارائه می‌دهد.
رباتیک و اتوماسیون در صنایع تولیدی برای افزایش بهره‌وری و کاهش خطاها در اموری که نیاز به دقت و تکرار پذیری دارند، به کار می‌روند.
واقعیت مجازی و افزوده به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا طراحی، آموزش و تعمیر و نگهداری را بهبود ببخشند.
تولید افزایشی یا پرینتر های سه بعدی که امکان ساخت قطعات را با دقت بالا و بدون نیاز به سرمایه گذاری قالب و ابزار فراهم می کنند. امروزه به کمک پرینتر های سه بعدی ساخت بناهای بزرگ، قطعات پیچیده از جنس های مختلف و ساخت مجموعه ها در هر مکانی ( حتی در فضا) میسر شده است.
امروزه در شروع انقلاب صنعتی چهارم هستیم. این انقلاب شکل فعالیت هارا به شکل دیجیتال تغییر داده است. اینترنت همراه، سنسورهای دقیق و بسیار کوچک و حتی ارزان قیمت، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و سرعت بسیار بالای پردازش گرهای کوانتومی، کلان داده ها و غیره همگی سبب تشکل گیری انقلاب صنعتی چهارم شده است
انقلاب صنعتی چهارم در چند سال گذشته سبب شده تا کارخانجات هوشمند شکل بگیرد، تولید قطعات دقیقا مطابق با نیاز مشتری باشد (flexible manufacturing) و خیلی از فعالیت های اجرایی در فضای مجازی صورت گیرد.
شکل گیری انقلاب صنعتی چهارم نیازمند زمان بندی است. همانطور که انقلاب صنعتی دوم و سوم در حال حاضر به طور جامع در کشورهای مختلف شکل نگرفته است. در حال حاضر ۱۷ درصد مردم جهان در حدود ۱.۳ میلیارد نفر دسترسی به نیروی برق ندارند. این در حالیست که انقلاب صنعتی دوم که صد سال گذشته شکل گرفت، نیروی برق به سراسر جهان انتقال پیدا کرد
انقلاب صنعتی سوم نیز که ۵۰ سال پیش با حضور کامپیوتر و اینترنت دنیا شکل گرفت، امروزه می بینیم بیش از ۵۰ درصد مردم جهان (بالغ بر ۴ میلیارد نفر) دسترسی به آن را ندارند.
در انقلاب های صنعتی قبلی زمان انتشار و انتقال تکنولوژی از یک صد سال در انقلاب صنعتی اول طول کشیده است و این در حالی است که در انقلاب صنعتی دوم و سوم این زمان خیلی کمتر بوده است لذا پیش بینی میشود انقلاب صنعتی چهارم در مدت زمان کوتاهتری در سراسر جهان شکل گیرد.
انقلاب صنعتی چهارم همانند انقلاب های قبلی با یک فاکتور ایجاد نشده است. همانطور که ماشین های بخار شروع انقلاب صنعتی اول بود، نیروی برق انقلاب صنعتی دوم و کامپیوتر انقلاب صنعتی سوم را شکل داد، اینبار تکنولوزی های نوینی دست به دست هم دادند تا انقلاب صنعتی چهارم شکل گیرد. لذا سرعت حرکت و رشد انقلاب صنعتی چهارم پیش بینی میشود تا نسبت به انقلاب قبلی چندین برابر بیشتر باشد.
یادگیری ماشین، پلاک چینی ها، هوش مصنوعی، حقیقت مجازی و واقعیت افزوده، تولید و افزایش پرینترهای سه بعدی، کلان داده ها و رایانش های ابری (محاسبات ابری) و کارخانجات هوشمند، پدیده هایی هستند که در ابتدای قرن بیست و یکم سبب پیدایش انقلاب صنعتی چهارم می شوند.
یکی از خواصی که پدیده انقلاب صنعتی چهارم دارد، انتشار سریع آن است. در انقلاب های صنعتی اول تا سوم، سرعت انتقال تکنولوژی به کشورهای دیگر حتی تا ۵۰ الی ۷۰ سال زمان میبرد. ( برای مثال هنوز نیروی برق به خیلی از مناطق دنیا نرسیده است و یا خیلی از مردم دنیا دسترسی به اینترنت ندارند) به همین منظور میبایست یکی از نهادهای انقلاب صنعتی چهارم را انتشار سریع آن دانست. برای مثال استارت آپ هایی را می بینیم که ظرف مدت چند سال رشد وسیعی می کنند. شرکت اپل اولین گوشی خودرا درسال ۲۰۰۷ به بازار عرضه کرد و امروزه می بینیم بیش از ۲ میلیارد نفر از مردم دنیا این گوشی را در دست دارند.
با فرض انتشار سریع تکنولوژی های انقلاب صنعتی چهارم، وقتی شرکت گوگل اولین ماشین خودران خود را در سال ۲۰۱۰ نمایش داد خواهیم دید که طولی نمیکشد که تمام دنیا از این سیستم یا مشابه آن از شرکت های دیگر استفاده میکند.
تکنولوژی های انقلاب صنعتی چهارم سبب کاهش قیمت نیز میشود. در صنعت خودرو در سال های ۲۰۱۶ الی ۲۰۲۰ این عدد نشان دهنده ۳.۹ درصد کاهش هزینه در سراسر صنعت خودرو بوده است بطوریکه طبق آمارها کاهش هزینه ۳.۶ درصدی در کل صنایع پیش بینی شده است.
این کاهش هزینه ها اغلب از اتصال ماشین آلات به یکدیگر و نزدیک شدن فرایندها و فرمان گیری از یکدیگر منتج میشود. لذا کاهش نیروی انسانی (نیروی کارگری در کارخانجات هوشمند) و همچنین کاهش نیروی متخصص در ماشین آلات هوشمند و انجام خیلی از فعالیت ها با استفاده از ربات های خودکار می تواند از دلایل این کاهش هزینه ها باشد.
افزایش بهره وری سیستم توسط تکنولوژی هایی مانند اینترنت اشیا می تواند سبب کاهش ۳۰ درصد هزینه های تعمیر و نگهداری شود که بخشی از آن بدلیل برنامه ریزی های پیش بینی شده می باشد. تکنولوژی اینترنت اشیا یکی از حیاتی ترین تکنیک های انقلاب صنعتی ۴ است که با استفاده از سنسورهای هوشمند میتواند ناظر خوبی برای کیفیت قطعات تولیدی باشد و هم می تواند اطلاعات وسیعی را در سیستم جمع آوری نماید که با استفاده از آن و تکنولوژی یادگیری ماشین خیلی از فعالیت ها اعم از زمان تعمیر و نگهداری ماشین آلات را پیش بینی کرد.
با توجه به مطالبی که از آمارهای شرکت های پیشرو در انقلاب صنعتی ۴ می بینیم، زمان کوتاه رسیدن به بازدهی مانند کاهش موجودی و افزایش بهره وری آنقدر تعجب برانگیز است که شرکت ها به فکر تغییرات بنیادی در زیر ساختارهای خود افتاده اند.
سیستم های انقلاب صنعتی چهارم بازگشت سرمایه ای بسیار سریع را دارند و این امر سبب می شود که به کارخانجات روش های هوشمند سازی و اجرای فرایندهای دیجیتال شدیدا توصیه گردد. اتوماسیون در صنعت تولید قطعات پلاستیک و فلزی روز به روز رو به افزایش است. در این میان رقابت زیادی در بین تولیدکنندگان ماشین های تزریق، پرس، تجهیزات تولید، تولیدکنندگان مواد اولیه وجود دارد.
دنیای تولید قطعات امروزه به سمت انقلاب صنعتی ۴ در حال حرکت است. به نحوی که تولید قطعات با دنیای اطلاعات و ارتباطات یکی شده است و هدف نهایی ایجاد ارتباط بین متخصصین مواد در دنیا، فرایندها، تکنولوژی ها و تولیدات است و در نهایت دیجیتالی کردن تولید است.
امروزه ما در انقلاب صنعتی در وسط یک تحول عظیم در روش تولید و بهره وری هستیم.
انقلاب صنعتی ۴ ارتباط وسیعی در زنجیره ارزشمند فی مابین مشتریان، دپارتمان های داخلی، فرایندها و غیره ایجاد می کند. این ارتباط و ترکیب بندی مهندسی سنتی با اطلاعات انقلاب صنعتی ۴ می تواند فرایندها را اصلاح نماید، زمان توسعه و تکوین محصول را کوتاه نماید، تولید مطابق با نیاز مشتری صورت گیرد و در نهایت کاهش هزینه و افزایش بهره وری در تولید صورت گیرد.
انقلاب صنعتی ۴ با ایجاد تکنولوژی نوین و هوشمند در صنعت و تولید مانند اینترنت اشیا، یادگیری ماشین، کلان داده ها، حقیقت مجازی و هوش مصنوعی ارتباط کلانی بین ایستگاه های تولیدی در دنیا ایجاد می کند و این امر سبب می شود تا تولید کنندگان براحتی از تجارت یکدیگر استفاده کنند. در این حوزه هوش مصنوعی با بهره گیری از تکنولوژی یادگیری ماشین، سازمان را به سمت بهره وری بالاتری سوق می دهد و موارد زیر می تواند نتیجه پیاده سازی این تکنولوژی ها گردد.
افزایش تولید: سرعت تولید در شرکت ها افزایش می یابد و سیکل تولید قطعات کاهش می یابد.
بهره وری بیشتر: ماشین آلات به درستی کار می کنند و کمتر خرابی خواهند داشت (تعمیر و نگهداری پیش گیرانه) و هم چنین فرایند ردگیری محصول بهبود می یابد.
کاهش هزینه: با استفاده درست از منابع و قراردادن منابع در راستای نیاز بازار هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.
افزایش ارتباطات: افزایش ارتباط بین واحدهای تولیدی و مهندسی
تولید انعطاف پذیر: با ایجاد ارتباط از ایده اولیه تا تولید و فروش می توان تولید را منعطف و مطابق با نیاز روز مشتری تغییر شکل داد.
مشتری مداری: مشکلات اعلام شده مشتری را می توان شناسایی نمود و به سرعت آن را حل کرد.
گسترش فرصت های نوآوری: سازمان ها می توانند فرایندهای تجاری را بهبود بخشند و محصولات جدید توسعه دهند و عرضه محصول را مطابق با نیاز مشتری شکل دهند.
شبکه داخلی سازمان و کلان داده ها:
یکی از پایه های اساسی کارخانه های هوشمند، ایجاد شبکه داخلی می باشد. در شبکه داخلی می بایستی تمامی ماشین آلات، اطلاعات هر سیکل تولید را با پروتکل مشخصی ارسال کنند. این امر سبب می شود قالبسازان، تولید کنندگان و طراحان این حوزه در هر لحظه به اطلاعات فرایندی و تولیدی و هم چنین صدای مشتری دسترسی داشته باشند
انقلاب صنعتی چهار، مبتنی بر استفاده از تکنولوژی های نوین در صنعت است که عمدتا یکی از موارد زیر را شامل می شود:
۱- هوش مصنوعی و یاد گیری ماشین
۲- اینترنت اشیا
۳- حقیقت مجازی و واقعیت افزوده
۴- کلان داده ها (بیگ دیتا ها)
۵- پرینتر های سه بعدی و تولید افزایشی
۶- دوقلوی دیجیتال و شبیه سازی
۷- استفاده از ربات ها
۸- بلاک چین
۹- خودرو های بدون سرنشین
۱۰- اینترنت پر سرعت ۵G