تاريخ تطور تعريفات التصنيع الذكي: الصناعة 4.0، إنترنت الأشياء الصناعي، الكون التكنولوجي، الذكاء الاصطناعي ......

ربما وُلدت عبارة "التصنيع الذكي" في وقت متأخر عما يعتقده أغلب الناس. فوفقًا للسجلات، ظهر التصنيع الذكي لأول مرة في خطاب ألقاه صندوق العلوم الوطني في عام 2006 حول البنية الأساسية للكمبيوتر.

التصنيع الذكي والصناعة 4.0

وقد أصبح مفهوم "المصنع الذكي" الذي ظهر في نفس الوقت شائعًا في أوروبا، وخاصة في ألمانيا. ويعتقد الخبراء والسجلات القائمة عمومًا أن مفهوم التصنيع الذكي/المصنع المماثل للولايات المتحدة في أوروبا تم تطويره في وقت واحد تقريبًا وبشكل مستقل نسبيًا.

ولكن في عام 2013 اقترحت ألمانيا مفهوم "الصناعة 4.0" وهي كلمة جديدة خرجت من الحكومة الألمانية عندما كان فريق من العلماء يطورون استراتيجية عالية التقنية. وكانت مجلة الشؤون الخارجية الأميركية هي التي قادت فكرة "الصناعة 4.0" ونشرت مقالاً بقلم كلاوس شواب (الثورة الصناعية الرابعة)، الرئيس التنفيذي للمنتدى الاقتصادي العالمي.

في يناير 2016، سُمّيَ موضوع الاجتماع السنوي للمنتدى الاقتصادي العالمي "إتقان الثورة الصناعية الرابعة". وفي أكتوبر من ذلك العام، أعلن المنتدى الاقتصادي العالمي عن افتتاح مركز الثورة الصناعية الرابعة في سان فرانسيسكو. ولذلك، ساوت ويكيبيديا بين "الثورة الصناعية الرابعة" و"الصناعة 4.0". يُفترض أن معظم القراء المطلعين على التاريخ يعرفون عمومًا أن الثورات الصناعية الثلاث الأولى كانت ثورة البخار، وثورة الطاقة، وثورة تكنولوجيا المعلومات. في هذا السياق، يبدو أن الصناعة 4.0 أوسع نطاقًا من نطاق الأتمتة الصناعية الذي نسميه الآن.

في ذلك الوقت، توقع شواب أن يتميز تطور عصر الصناعة 4.0 بانفجار التكنولوجيات في مجالات مختلفة، بما في ذلك أنظمة السائق الفيزيائية، وأنظمة الفيزياء المعلوماتية، والروبوتات، والذكاء الاصطناعي، وتكنولوجيا النانو، والحوسبة الكمومية، والتكنولوجيا الحيوية، وإنترنت الأشياء، وإنترنت الأشياء الصناعي، والتكنولوجيا اللاسلكية، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والمركبات ذاتية القيادة بالكامل، وما إلى ذلك....

يعتقد بعض مقالات مؤسسات تحليل البيانات المؤسسية أن الصناعة 4.0 أو الثورة الصناعية الرابعة تشير إلى نطاق أوسع من التصنيع الذكي. أو يشير التصنيع الذكي إلى استخدام تكنولوجيا الصناعة 4.0 في مجال التصنيع. في الواقع، يشير أقدم مصطلح للصناعة 4.0 إلى اتجاه الأتمتة لتكنولوجيا التصنيع والعمليات. حتى أن مدخل "التصنيع الذكي" في ويكيبيديا يتضمن "الصناعة 4.0" بشكل مباشر.

ومع ذلك، عندما ننظر عن كثب إلى التخطيط المبكر وخارطة الطريق للتصنيع الذكي والصناعة 4.0، فسوف نجد أن الشركتين لديهما أولويات مختلفة في التطوير. كان التصنيع الذكي المبكر يركز على التصنيع المدفوع بمعلومات عالية وربط البيانات، بينما ركزت الصناعة 4.0 إلى حد كبير على أنظمة CPS.

مع تعميم وتعميم كلمات التصنيع الذكي والصناعة 4.0، عند مناقشة هذين المفهومين الآن، يمكن اعتبار أنه يمكن مقارنتهما على نفس المستوى. ——. على وجه الخصوص، فإن تقدم التكنولوجيا يجعل هذين المفهومين يتقاربان. كل الكلمات الساخنة والمفاهيم الأخرى المتعلقة بالصناعة والتصنيع تنشأ جميعها حول التصنيع الذكي والصناعة 4.0.

سمة أساسية دائمة: الرقمية

ربما على عكس ما يعتقد معظم الناس، كانت الغالبية العظمى من هذه التقنيات موجودة أو تم اقتراحها قبل ظهور التصنيع الذكي، وكانت موجودة لفترة أطول بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، ظهر مفهوم الحوسبة الحافة لأول مرة في تسعينيات القرن العشرين عندما كانت شبكة توزيع المحتوى (CDN) بمثابة النموذج الأولي للحوسبة الحافة؛ وتوسعت شبكة توزيع المحتوى لتشمل تطبيقات أخرى في الجزء الأول من القرن، مما أدى إلى تحقيق أقدم خدمة للحوسبة الحافة.

ظهر التوأم الرقمي (التوأم الرقمي) والكون الميتافيزيقي (الكون الميتافيزيقي) لأول مرة في رواية الخيال العلمي Avalanche (انهيار الثلوج)، والكلمات المستخدمة لتمثيل النهضة اللاحقة لمساحة الواقع الافتراضي —— يصعب تتبعها. لذا ليس من الصعب فهم سبب ولادة إنترنت الأشياء الصناعي والبيانات الضخمة والتوائم الرقمية، في حين أن التصنيع الذكي والصناعة 4.0 قد وُلدت للتو. لذلك، من الصعب القول إن مجال التصنيع الذكي في هذه السنوات يروج باستمرار لمفاهيم جديدة.

في رأينا، الهدف النهائي لكل هذه المفاهيم هو الذكاء والأتمتة في التصنيع. أي المصنع الكيميائي غير المأهول ــ والذي يتم تقديمه في أفلام الخيال العلمي حتى وإن لم يكن الشكل النهائي المحدد هو الحال. وفي عملية تحقيق الذكاء والأتمتة، بما أنه يتم بمساعدة التكنولوجيا الإلكترونية لتحقيق ذلك، فإن أول شيء يجب القيام به هو الرقمية. وبطبيعة الحال، هذا يشمل أيضًا الاتجاهات المرتبطة بالرقمنة مثل الشبكات.

في تقنيات محددة، يُظهر مراقبة اتجاهات مصطلحات البحث في Google أن إنترنت الأشياء الصناعي متوسط ​​نسبيًا على مدار السنوات الخمس الماضية (الشكل 3) —— يمكننا اعتباره تقنية عملية في اتجاه التصنيع الذكي. في الواقع، يغطي إنترنت الأشياء الصناعي جميع القطاعات الأربعة لاستشعار أشباه الموصلات، والاتصال، والتحكم / المعالجة، وإمدادات الطاقة. بالإضافة إلى الطاقة، تم تصميم العديد من العناصر الأخرى للقيام بالرقمنة في مجال التصنيع.

وتعتبر هذه العناصر أيضًا المشاركين الأساسيين في السوق في مجال التصنيع الذكي، مثل Renesas و Anson Beauty، الذين يحاولون بناء الرابط الكامل.

التصنيع الذكي المعاصر للكلمة الأكثر رواجًا: الذكاء الاصطناعي، التوأم الرقمي

أحاول استخدام محرك بحث Google، للحصول على تكنولوجيا محددة تتعلق بالتصنيع الذكي، وعرض اتجاه مصطلح البحث، بالإضافة إلى "الذكاء الاصطناعي" مثل هذه الكلمة الساخنة المنفصلة، ​​في ما يقرب من عام من حرارة البحث أبعد من الكلمات الرئيسية الأخرى، مع إحداثيات مرجع كلمة IIoT، مجال التصنيع الذكي هو حاليا كلمة البحث الساخنة البارزة هي التوأم الرقمي والذكاء الاصطناعي الحافة.

سواء كان ذلك مصادفة أو حتمية: انتبه جيدًا إلى تعريف وخارطة طريق التصنيع الذكي والصناعة 4.0، ستجد أن الذكاء الاصطناعي الحافة والتوأم الرقمي يتوافقان تمامًا مع التصنيع الذكي والصناعة 4.0. وكما ذكرنا أعلاه، أكد التصنيع الذكي سابقًا على محرك الاتصال العالي بالمعلومات والبيانات — الذكاء الاصطناعي الحافة هو التطبيق الكامل للحوسبة والاتصال بالبيانات؛ وكانت الصناعة 4.0 تتحدث عن CPS، أي المحاكاة الافتراضية للعالم الحقيقي، تمامًا مثل مسار التوأم الرقمي.

ومع ذلك، في نهاية المطاف، فإن الذكاء الاصطناعي الحافة والتوأم الرقمي هما المرحلتان الرقميتان الوسطى والمتقدمة للتقدم التكنولوجي المستمر. تمامًا كما لا تزال المراحل المبكرة من الرقمنة تتحدث عن تكنولوجيا الاستشعار، أي كيفية تحويل المعلومات الطبيعية والتناظرية إلى معلومات رقمية، أي التحكم في المعلومات الرقمية ومعالجتها. فقط عندما تتطور الرقمنة إلى المرحلة المتقدمة، يمكننا التحدث عن الذكاء الاصطناعي القائم على البيانات الضخمة.

التوأم الرقمي هو المرحلة المتقدمة التالية من الرقمنة، والتي لا تتطلب فقط درجة أعلى وحتى رقمنة شاملة لبيانات المصنع والتصنيع، بل تتطلب أيضًا تعاون تقنية الذكاء الاصطناعي. يمكن ملاحظة أن تطوير الكلمات الساخنة للتصنيع الذكي يعتمد على: عندما يصل التطور الرقمي إلى مستوى جديد، سيكون للتصنيع الذكي تقنيات جديدة محددة وكلمات ساخنة.

كشركة برمجيات صناعية، تتمتع هذه الشركة برأي أفضل في رقمنة التصنيع. في الواقع، قد يكشف ظهور منتجات أو ميزات جديدة من MathWorks أيضًا عن اتجاه.

المرحلة القادمة: الذكاء الاصطناعي التوليدي، الكون الصناعي، الروبوت

في مؤتمر SIGGRAPH الذي أقيم العام الماضي، ذكر الرئيس التنفيذي لشركة Nvidia جون هوانج أن التحول الرقمي الصناعي يمثل كعكة ضخمة من الناتج المحتمل الذي قد يصل إلى 50 تريليون دولار. ربما في عصر التصنيع الذكي وحتى الصناعة 4.0، لم يكن أحد ليتصور أن Nvidia سوف ترتبط بالتصنيع الصناعي، لأن Nvidia كانت تصنع بطاقات الرسوميات للألعاب.

في ذلك الوقت، قدم هوانغ عرضًا توضيحيًا في الاجتماع، حيث أرسل مستند PDF —— مخطط CAD ثنائي الأبعاد — للمصنع إلى نموذج الذكاء الاصطناعي التوليدي، مما يتطلب منه إنشاء توأم رقمي ثلاثي الأبعاد للمصنع بناءً على مستند PDF. لا يعتمد النموذج ثلاثي الأبعاد النهائي على مخطط الطائرة فحسب، بل يضيف أيضًا الضوء والملمس وتأثيرات أخرى. من الناحية المثالية، يمكن استخدام مثل هذه التوائم الرقمية للمصنع لتدريب الروبوتات ومحاكاتها إذا حققت دقة على المستوى المادي.

بالطبع، قد يكون هناك العديد من التحديات التي تعترض القيام بذلك ووضعه في الإنتاج. ومع ذلك، فهو لا يُظهِر فقط عمل مصنع عرض بطاقات الرسوميات ثلاثي الأبعاد، بل يعكس أيضًا دور الذكاء الاصطناعي التوليدي في هذه العملية، وحتى مساعدة التوأم الرقمي والذكاء الاصطناعي لتكنولوجيا الروبوتات. في رأيي، بعد توسع مقياس التوأم الرقمي الصناعي، أصبح بلا شك الكون الرقمي الصناعي.

ومن الجدير بالذكر أن شركة BMW تستخدم برنامج Nvidia Isaac للقيام بتدريب الذكاء الاصطناعي على الروبوتات، وهو ما يعادل تدريب هذه الروبوتات في بيئة افتراضية، ——. وهذا أيضًا تطبيق معين للكون الصناعي. سواء كان الأمر يتعلق بالملاحة وتسليم شاحنة الرافعة الشوكية AGV في المصنع، أو تشغيل الذراع الميكانيكية على خط الإنتاج، من تدريب الذكاء الاصطناعي للروبوت في العالم الافتراضي، إلى نشر ذكاء الروبوت، فقد أكدت Nvidia مرارًا وتكرارًا على حلولها الشاملة الخاصة بها في العامين الماضيين. وهذا يعتبر بالفعل من قبل الصناعة كمستقبل التصنيع الصناعي.

بالنسبة لمستقبل التصنيع الذكي، ذكر هيكتور أيضًا أن "النواة هي عملية الإنتاج الآلية للغاية، من خلال إدخال تكنولوجيا الروبوت / AGV المتقدمة، يمكن تحقيق تشغيل أتمتة خط الإنتاج". يمكن ملاحظة أن التوأم الرقمي الصناعي والذكاء الاصطناعي والروبوتات في ظل الخلفية الرقمية العالية يجب أن تكون مستقبل التصنيع الذكي.

أخيرًا، يجدر بالذكر أنه في مؤتمر مطوري GTC لهذا العام، أصدرت Nvidia مشروع الروبوت البشري Project GROOT ——، وبالطبع هو في الأساس النموذج الأساسي للروبوتات البشرية. وفقًا لـ Nvidia، يعتمد هذا على الذكاء الاصطناعي التوليدي "لتوليد الإجراء التالي للروبوت". في مقابلة مع المحللين، قال هوانغ أنه إذا كان من الممكن رقمنة كل شيء، فيمكن عندئذٍ تحويل كل شيء إلى رمز (رمز مميز) ——. بعبارة أخرى، يمكن إنشاء كل شيء.

عندما يمكن إنشاء معلومات مثل النصوص والصور ومقاطع الفيديو عند رقمنتها، يمكن أيضًا إنشاء بيانات الجينات والموجات الدماغية والروبوتات وأنواع أخرى من البيانات عند رقمنتها. وعلى الرغم من أن الذكاء الاصطناعي قد توغل في مجال التصنيع الصناعي، فإن هجوم الذكاء الاصطناعي التوليدي أمر لا مفر منه تقريبًا.

بناءً على فرضية تأكيد الذكاء الاصطناعي التوليدي، توفر شركة أنسون الطاقة والمنتجات المتعلقة بالطاقة لمعالجة البيانات على نطاق واسع ومراكز البيانات عالية الطاقة للذكاء الاصطناعي التوليدي والتوأم الرقمي الصناعي، بهدف "تعزيز تطوير الذكاء الاصطناعي التوليدي". قال شين تشينغ، "من الناحية النظرية، يمكن للذكاء الاصطناعي التوليدي أن يلعب دورًا مهمًا في جوانب متعددة من التصنيع الذكي، بما في ذلك البحث والتطوير وتخطيط التصميم، ومراقبة عملية الإنتاج، وتحسين التشغيل والإدارة، وتحسين المنتج والخدمة."لكن في الوقت الحالي، لا يزال الذكاء الاصطناعي التوليدي في مرحلة الاستكشاف."

قد تكون مرحلة تطوير التصنيع الذكي بالذكاء الاصطناعي أكثر بساطة من التوأم الرقمي. لكن ظهور الذكاء الاصطناعي التوليدي بقيمة محتملة تبلغ 50 تريليون دولار للرقمنة الصناعية سوف يصبح بلا شك العمود الفقري في المستقبل.