«فناوری موج چهارم» چیست و چرا ایران به آن نیاز دارد؟
فناوری موج چهارم به معنای هوشمندسازی صنایع با استفاده از فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا برای کاهش وابستگی خطوط تولید به دخالت انسان، یکی از راه‌های افزایش بهره‌وری اقتصادی است.
سایبرپژوه – مفاهیم «فناوری موج چهارم»، «چهارمین انقلاب صنعتی»، یا «صنعت ۴/۰ » همه به جدیدترین تحول در زمینه اتوماسیون، تولید، ساخت‌وساز و صنعت اشاره دارند. این تحول که در گزارش حاضر تحت عنوان فناوری موج چهارم از آن یاد خواهیم کرد، در تعریف ساده به معنای استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات و ظرفیت‌های سایبری و مجازی برای کمک و تکمیل صنایع فیزیکی است [۲] .
کشورهای مختلف در دنیا اکنون با شتاب روزافزون به سوی فراگیر کردن این فناوری گام برمی‌دارند و ضرورت دارد تا ایران نیز در این زمینه تلاش‌های خود را افزایش دهد. در ادامه این گزارش، فناوری موج چهارم را معرفی، فواید و مزایای آن را بررسی، سابقه به‌کارگیری این فناوری در ایران را تشریح، و ضرورت گسترش استفاده از این فناوری در صنایع مختلف کشورمان را تصریح خواهیم کرد.
فناوری موج چهارم چیست و منشأ آن کجاست
برای اولین بار، نام «صنعت ۴/۰» از میان اسناد استراتژی پیش روی دولت آلمان با هدف «کامپیوتری‌سازی تولید» برای توصیف فناوری موج چهارم استفاده شد. آلمان به عنوان یکی از نوآورترین کشورها در حوزه صنعت، با جدیت تمام در تلاش است تا تولید و صنعت خود را بهینه‌سازی کند و هوشمندسازی، یکی از مهم‌ترین روش‌های این کشور برای کاهش هزینه و در عین حال، به حداکثر رساندن بهره‌وری در حوزه صنعت بوده است.
فناوری موج چهارم با استفاده از ظرفیت‌های اینترنتی و سایبری و به طور کلی تبادل اطلاعات، به دنبال بالا بردن بهره‌وری در صنعت است. بنیان‌های این فناوری را می‌توان سیستم‌های دوگانه سایبری-فیزیکی، «اینترنت اشیا [۳] » و «پردازش ابری» دانست. هم‌زمان با تبدیل شدن خانه‌های مردم به «خانه‌های هوشمند» توسط فناوری‌های اینترنت اشیا، فناوری موج چهارم تلاش دارد تا کارخانه‌ها و صنایع را نیز هوشمندسازی کند.
فناوری موج چهارم چیست و چگونه زندگی شما را متحول خواهد کرد
در صنایعی که به فناوری موج چهارم مجهز شده باشند، ترکیبی از سیستم‌های سایبری و فیزیکی بر پروسه‌های فیزیکی درون کارخانه‌ها و صنایع نظارت خواهند کرد و به این ترتیب عملاً یک کپی از کارخانه فیزیکی ساخته و به این سیستم‌های ترکیبی اجازه داده می‌شود تا به طور هوشمند (و تنها در صورت نیاز، با دخالت انسان)، مثلاً درباره خط تولید یک کارخانه تصمیم‌گیری کنند. این شیوه مدیریت یک کارخانه را «اینترنت خدمات» هم نامیده‌اند.
در توصیف پدیده فناوری موج چهارم باید این نکته را هم دانست که برخی از نام‌هایی که برای این پدیده جدید (که اکنون به هیچ عنوان منحصر به آلمان نیست) انتخاب شده‌اند، فاقد دقت کافی هستند. به عنوان مثال، همه متفق‌القول هستند که انقلاب اول صنعتی به پدیده ماشینی‌سازی صنعت با استفاده از نیروی بخار، انقلاب دوم صنعتی به پدیده تولید انبوه با استفاده از نیروی برق، و انقلاب سوم صنعتی به پدیده گسترش اتوماسیون در کارخانه‌ها با استفاده از فناوری‌های دیجیتال اشاره دارند.
از سوی دیگر، بسیاری معتقدند عبارت «انقلاب چهارم صنعتی» طی دهه‌های گذشته بارها مورد استفاده قرار گرفته است و بنابراین شاید نتوان این عبارت را صرفاً منحصر به پدیده هوشمندسازی صنایع و فناوری موج چهارم دانست. علاوه بر این، موضوع فناوری موج چهارم صرفاً بخشی از صنعت مشتمل بر تولید و ساخت‌وساز را تحت تأثیر خود قرار می‌دهد و هنوز آن‌قدر تعمیم پیدا نکرده است که بتوان آن را یک انقلاب در حوزه گسترده‌تر «صنعت» دانست.
اصول چهارگانه فناوری موج چهارم
کارشناسان معتقدند فناوری موج چهارم دست‌کم بر ۴ اصل استوار است:
-
عمل‌کرد همکارانه:
در قالب فناوری موج چهارم، ماشین‌آلات، دستگاه‌ها، سنسورها و افراد از طریق اینترنت اشیا و «اینترنت افراد» با یک‌دیگر در اتصال و ارتباط هستند تا بتوانند یک هدف نهایی مانند مدیریت یک خط تولید را محقق کنند.
-
شفافیت اطلاعاتی:
لازمه استفاده از فناوری موج چهارم، توانایی سیستم‌های اطلاعاتی در ایجاد یک کپی مجازی از بخشی از جهان فیزیکی (مثلاً یک کارخانه) با استفاده از طراحی‌های صنعتی با هدف تکمیل داده‌های دیجیتالی سنسورها، و لازمه این کار، جمع‌آوری داده‌های خام سنسورها و تبدیل آن‌ها به اطلاعات باارزش‌تر و دارای مفهوم است.
-
کمک‌های فنی:
فناوری موج چهارم دست‌کم از دو راه به افرادی که از این فناوری استفاده می‌کنند، کمک فنی ارائه می‌دهد: کمک در تصمیم‌گیری و کمک فیزیکی. بنابراین سیستم‌های کمکیِ فیزیکی-سایبری در صنایع مجهز به فناوری موج چهارم، اولاً با جمع‌آوری و تجسم اطلاعات به گونه‌ای قابل‌درک برای انسان، زمینه تصمیم‌گیری آگاهانه و حل فوری مشکلات در کوتاه‌ترین زمان توسط عوامل انسانی را فراهم می‌کنند، و دوماً با انجام طیف وسیعی از وظایفی که برای «همکاران انسانی» این سیستم‌ها، ناخوشایند، خسته‌کننده و یا غیرایمن هستند، به انسان‌ها کمک فیزیکی می‌نمایند.
-
تصمیم‌گیری غیرمتمرکز:
سیستم‌های فیزیکی-سایبری، علاوه بر توانایی کمک به تصمیم‌گیری توسط عوامل انسانی، می‌توانند به صورت مستقل و خودکار تصمیم‌گیری کنند و وظایف خود را انجام دهند. به این ترتیب صرفاً در مواقع استثنائی (مثلاً زمانی که در کار دو سیستم تداخل و یا تضاد به وجود بیاید) انجام یک وظیفه به سطوح بالاتر، یعنی عوامل انسانی، محول می‌شود.
لازم به ذکر است که دولت آلمان علاوه بر چهار اصل بالا، بر اصل «شخصی‌سازی گسترده محصولات در شرایط تولید [انبوه] و در عین حال بسیار انعطاف‌پذیر» (به عبارتی، استفاده از خط تولید انبوه اما با هدف طراحی یک محصول منحصربه‌فرد برای هر مشتری) و «ایجاد روش‌هایی برای خودبهینه‌سازی، خودتنظیم و خودعیب‌یابی سیستم‌های هوشمند در کنار درک و حمایت اطلاعاتی این سیستم‌ها از عوامل انسانی» نیز تأکید دارد.
فواید فناوری موج چهارم
ممکن است در نگاه اول، فناوری موج چهارم شباهت زیادی به فناوری موج سوم (دیجیتالی شدن کارخانه‌ها) داشته باشد، اما در واقع این دو تفاوت‌های بنیادین با یک‌دیگر دارند. برای مجهز شدن یک کارخانه موج سومی به فناوری موج چهارم صرفاً اِعمال برخی «تغییرات» در خط تولید یا دستگاه‌های صنعتی آن کافی نیست، بلکه باید زیرساخت‌های آن کارخانه را متحول کرد.
«کلاوس شواب» اقتصاددان آلمانی و مؤسس و رئیس هیأت مدیره مجمع جهانی اقتصاد در یکی از کتاب‌های خود تحت عنوان «انقلاب صنعتی چهارم [۴] » تصریح می‌کند که فناوری موج چهارم چه تفاوت‌های بنیادینی با موج‌های قبلی دارد [۵] . به عقیده شواب، فناوری موج چهارم «طیفی از فناوری‌های نوین، جهان‌های فیزیکی، دیجیتال و بیولوژیک را در هم ادغام می‌کنند، بر همه حوزه‌های علمی، اقتصادی و صنعتی تأثیر می‌گذارند، و حتی نظریات ما درباره معنای «انسان بودن» را نیز دست‌خوش تغییر و تحول می‌نمایند.»
تعریف فناوری موج چهارم و مثال‌هایی از کاربردهای آن
اما سؤال اصلی این‌جاست: چرا باید فناوری موج چهارم را جایگزین فناوری‌های قبلی کرد؟ کارشناسان فواید بی‌شماری را برای حرکت به سوی فناوری موج چهارم برشمرده‌اند که برخی از آن‌ها (در کنار فواید غیرمستقیمی نظیر کمک به حفظ محیط‌زیست)، به قرار زیر است [۶] :
-
افزایش رقابت:
توسعه فناوری موج چهارم نه تنها میان کمپانی‌ها و کارخانه‌های مختلف، بلکه میان کشورهای مختلف رقابت ایجاد خواهد کرد. به عنوان مثال، چین به عنوان کشوری که به‌رغم اقتصاد غول‌پیکرش هنوز کشوری «صنعتی» تلقی نمی‌شود [۷] ، اکنون در تلاش است تا با سرمایه‌گذاری گسترده در زمینه فناوری موج چهارم به کشوری پیش‌رو در این حوزه جدید از فناوری تبدیل شود و بتواند از این طریق گامی بلند به سوی صنعتی شدن بردارد.
-
افزایش بهره‌وری:
فناوری موج چهارم از راه‌های گوناگونی موجب افزایش بهره‌وری در صنایع مختلف می‌شود که یکی از آن‌ها افزایش بازده است. استفاده از دستگاه‌های هوشمندی که می‌توانند دقیق‌تر و با صرف انرژی کم‌تر کار کنند، قطعاً بهره‌وری در بخش تولید را افزایش خواهد داد. چنان‌که برخی بررسی‌ها در آلمان نشان می‌دهد، بهره‌وری در بخش تولید با فراگیر شدن فناوری موج چهارم، روی هم رفته بیش از ۶۰ درصد افزایش خواهد یافت. به عنوان مثال، برآورد می‌شود با مجهز شدن صنعت خودروسازی به فناوری موج چهارم، بهره‌وری در این صنعت بین ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش داشته باشد.
-
افزایش درآمد:
فناوری موج چهارم را یکی از محرک‌های اصلی رشد درآمد در بخش تولید کشورها می‌دانند. اگرچه تجهیز صنایع به این فناوری نیازمند سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجهی توسط شرکت‌هاست، اما برآوردهای هزینه-فایده نشان می‌دهد که این سرمایه‌گذاری‌ها با افزایش درآمد، به سرعت و به بهترین شکل جبران خواهد شد.
-
افزایش اشتغال:
اگرچه با هوشمندسازی دستگاه‌ها، ممکن است تعدادی از فرصت‌های شغلی از بین برود، اما استفاده از فناوری موج چهارم در نهایت به افزایش اشتغال در میان قشر تحصیل‌کرده و متخصص منجر خواهد شد و همین مسئله در بهبود کیفیت نیروی انسانی، به ویژه در زمینه‌های مهندسی و مکانیک، تأثیرگذار خواهد بود. ناگفته پیداست که اشتغال در حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات، زیرساخت‌ها و امنیت سایبری، و سایر حوزه‌های مرتبط با هوشمندسازی صنایع نیز به طرز چشم‌گیری افزایش خواهد یافت.
-
بهینه‌سازی فرآیندهای تولید:
شکی نیست که با استفاده از سیستم‌های هوشمند مبتنی بر فناوری اطلاعات و برقراری ارتباط تنگاتنگ و معنادار میان آن‌ها، می‌توان بهترین و بیش‌ترین استفاده را از منابع موجود (چه منابع اقتصادی و چه منابعی مانند آب و برق) کرد. زمان تولید محصول در صنایع مجهز به فناوری موج چهارم به علت افزایش سرعت تولید، به طور محسوسی کاهش خواهد یافت. از سوی دیگر، وقتی نیاز به دخالت انسانی در یک خط تولید به حداقل برسد، برخی محدودیت‌های زمانی (مانند تعداد ساعات کار در روز یا شب) نیز عملاً تا حد زیادی از مقابل صنایع برداشته می‌شود.
-
توسعه فناوری‌های جانبی:
فناوری موج چهارم نه تنها به خودی خود صنایع مختلف را متحول می‌کند، بلکه انگیزه و سکوی پرتابی برای توسعه فناوری‌های دیگر نیز می‌شود. طراحان و سازندگان خطوط تولید می‌توانند از فناوری موج چهارم به عنوان زیرساختی برای ایجاد فناوری‌های جدیدتر استفاده کنند. به عنوان مثال، امروزه شرکت‌های بیش‌تر و بیش‌تری از فناوری چاپگرهای سه‌بعدی استفاده می‌کنند و فناوری موج چهارم می‌تواند به پیش‌رفت این چاپگرها نیز کمک کند.
-
بهبود خدمات مشتریان:
در حال حاضر مکانیسم‌های نظارت و بازخورد درباره یک خط تولید یا کارخانه، انرژی و زمان نسبتاً زیادی را به خود اختصاص می‌دهند. با استفاده از اصول و روش‌های فناوری موج چهارم، گزارش‌ها و آمارها درباره یک خط تولید یا کارخانه به صورت خودکار جمع‌آوری خواهد شد و بنابراین واکنش نسبت به این گزارش‌ها نیز تسریع خواهد شد. به این ترتیب، برخی اصلاحات به صورت هوشمند در سیستم انجام خواهد شد و هم‌چنین آن دسته اصلاحاتی که نیاز به تصمیم‌گیری عوامل انسانی داشته باشند، با سرعت بسیار بیش‌تری شکل خواهند گرفت.
تجربه ایران در به‌کارگیری فناوری موج چهارم
فناوری موج چهارم نیز مانند هر فناوری دیگری، موجی از تهدیدها و فرصت‌ها را با خود به همراه دارد، اما آن‌چه مسلم است این‌که استفاده از این فناوری در حوزه تولید و صنعت می‌تواند فواید بی‌اندازه‌ای را برای کشورهایی مانند ایران به دنبال داشته باشد. تحقق اقتصاد مقاومتی، تأمین استقلال اقتصادی، پایان وابستگی به نفت، حل بحران مسکن، بهبود صنعت خودروسازی، خنثی‌سازی تحریم‌های اقتصادی، و موارد دیگری از این دست در گرو توجه بیش از پیش به فناوری موج چهارم در ایران و مجهز کردن صنایع زیرساختی کشورمان به این فناوری جدید است.
«محمدحسین ادیب» کارشناس و نظریه‌پرداز اقتصادی با ارائه برخی آمارها و مقایسه عمل‌کرد ایران با کشورهای دیگر در برخی حوزه‌های اقتصادی، این‌گونه ضرورت گام برداشتن ایران به سوی فناوری موج چهارم را یادآور می‌شود:
- ایران در سال ۹۲ حدود ۱/۵ میلیارد دلار سنگ آهن رئیس کشورهای دیگر صادر کرد، اما این رقم در سال ۹۴ تقریباً به صفر رسید. در گذشته صادرات سنگ آهن با کشتی‌های ۶۰ تا ۷۰ هزار تُنی انجام می‌شد، اما اکنون، به عنوان مثال، استرالیا چهار کشتی ۶۰۰ هزار تنی را خریداری کرده و با به خدمت گرفتن فناوری موج چهارم هزینه حمل هر ۱ تُن سنگ آهن از استرالیا به چین فقط ۴ دلار است. این در حالی است که هزینه انتقال سنگ آهن ایران حتی در مسافتی کوتاه نظیر یزد تا بندرعباس، با فناوری موج دومی ۱۷ دلار است. ایران برای استخراج سنگ آهن از معدن نیز از فناوری موج دومی استفاده می‌کند که در رقابت با فناوری موج چهارمی استرالیا توان رقابت ندارد.
- چین در سال ۲۰۰۱ ورق سرد خود را با فناوری موج سومی، با قیمتی حدود ۵۴۰ دلار به بازار ارائه می‌داد. این کشور اکنون از فناوری موج چهارم استفاده می‌کند و توانسته قیمت ورق سرد خود را به حدود ۴۵۰ دلار برساند. البته این تمام ماجرا نیست؛ با احتساب این‌که ۳ دلار امروز معادل یک دلار سال ۲۰۰۱ در بازار جهانی قدرت خرید دارد، می‌توان گفت قیمت ورق سرد چین اکنون در مقایسه با سال ۲۰۰۱ تنها ۱۵۰ دلار است. بی‌شک مهم‌ترین دلیل این‌که چینی‌ها اکنون در شرف قبضه بازار جهانی فولاد هستند نیز همین است.
- در حالی که در تهران یک ساختمان ۵ طبقه با فناوری موج دومی معمولاً ۱۸ ماهه ساخته می‌شود، چینی‌ها با فناوری موج چهارمی برج‌های ۱۱۰ طبقه خود را طی ۱۰ ماه می‌سازند. اتکا به فناوری موج دومی در تولید مسکن بیش از حد نقدینگی را درگیر می‌کند.
علت این‌که در ایران از کمبود منابع بانکی گله می‌کنند استفاده از فناوری‌های قدیمی است، چراکه با استفاده از فناوری جدید، در هر مورد، نیاز به وام بانکی حداقل به یک ششم کاهش می‌یابد. از سوی دیگر، استفاده از روش‌ها و فناوری‌های قدیمی خواب سرمایه را طولانی می‌کند و همین باعث افزایش میزان بهره در ایران شده است. - اگر از فناوری موج چهارم در حمل‌ونقل استفاده شود، قیمت زمین در ایران به شدت کاهش می‌یابد. چنان‌چه در کشورمان به جای طرح مسکن مهر، در حومه شهرهای بزرگ، شهرهای اقماری احداث می‌شد و این شهرهای اقماری با قطار شهری موج چهارمی به قلب کلان‌شهرها وصل می‌شدند، قیمت زمین در تهران به شدت سقوط می‌کرد. با قطار شهری موج چهارمی می‌توان ۵۰۰ کیلومتر مسافت را طی یک ساعت طی کرد.
بنابراین فاصله زمانی یک شهر اقماری با فاصله ۱۲۰ کیلومتری از تهران، با قطار شهری موج چهارمی فقط ۱۵ دقیقه بود. فرض کنید مردم طی ۱۵ دقیقه از ۱۲۰ کیلومتر آن‌طرف‌تر از تهران می‌آمدند و در میدان فردوسی پیاده می‌شدند؛ آیا آن‌وقت قیمت زمین در تهران همین اندازه بود؟ اگر ۴۵ هزار میلیارد تومانی که صرف احداث مسکن مهر شد، صرف احداث زیرساخت در ۵۰ شهر اقماری در حومه کلان‌شهرهای ایران و وصل آن‌ها با قطار تندرو موج چهارمی شده بود، به سادگی جمعیت شهرهای اقماری به کلان‌شهرها وصل شده بودند. - صنعت خودروسازی ایران از فناوری قدیمی موج دومی استفاده می‌کند. از سوی دیگر، طبق اظهارات وزیر نفت، در سال گذشته درآمد ریالی فروش نفت ۲۸ هزار میلیارد تومان و بدهی صنعت خودروسازی و قطعه‌سازان به بانک‌ها ۲۴ هزار میلیارد تومان بوده است. به عبارت دیگر، بدهی بانکی صنعت خودروسازی و قطعه‌سازی معادل ۸۶ درصد درآمد نفتی کشور است که بسیار غیرطبیعی است و نشان می‌دهد اشکالی اساسی در این سیستم وجود دارد.
این در حالی است که کمپانی جنرال‌موتورز آمریکا در سال ۲۰۰۴ با فناوری موج سوم فعالیت می‌کرد و درآمدش از مجموع تولید ناخالص ملی ۱۴۰ کشور جهان بیش‌تر بود. با این وجود، این کمپانی در سال ۲۰۰۷ معادل ۲۵۰ میلیارد دلار بدهکار و ورشکست شد. همین کمپانی امروز با به خدمت گرفتن فناوری موج چهارم به اولین تولیدکننده خودرو در جهان تبدیل شده است. با فناوری موج دومی نمی‌شود خودرو تولید کرد ، فقط بدهی بانکی تولید می‌شود. - اگرچه همه صنایع پتروشیمی گازی ایران که طی ۱۰ سال گذشته تأسیس شده‌اند، فناوری موج چهارمی دارند و ایران در این زمینه در جهان پیش‌رو است، اما وضعیت کشورمان در صنعت گاز چنین نیست. توتال فرانسه فاز یک و دوی پارس جنوبی را با فناوری موج سومی ایجاد کرد. بعدها ایران فازهای بعدی را با کپی‌برداری و مهندسی معکوس و مبتنی بر فناوری موج سوم تکمیل کرد. از سوی دیگر، توتال در قطر طی سال‌های اخیر از فناوری موج چهارم استفاده کرده است.
حجم تأسیسات قطری‌ها که طی پنج سال اخیر احداث شده، ۲۰ درصدِ حجم تأسیسات ایران است و گزارش‌ها نشان می‌دهد هزینه تمام‌شده این تأسیسات هم ۲۵ درصدِ هزینه تأسیسات ایران بوده است. به عبارت دیگر، هزینه تمام‌شده توسعه پارس جنوبی با فناوری موج سوم، چهار برابر هزینه توسعه این تأسیسات با فناوری موج چهارم است.
همه آمارهای بالا به خوبی نشان می‌دهد که جایگزین کردن فناوری موج چهارم به جای فناوری موج سوم در صنایع ایران یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر و گامی محکم در جهت پیش‌رفت اقتصادی و ربودن گوی سبقت از بسیاری از کشورهایی است که ممکن است روی کاغذ از کشورمان «صنعتی‌تر» هم باشند. منابع طبیعی، اقتصادی، علمی و انسانی ایران همه زمینه‌ها برای گسترش استفاده از فناوری موج چهارم در کشورمان را فراهم کرده است و تنها جرقه لازم، همت مسئولین و اتخاذ تصمیم‌های لازم برای آغاز این حرکت رو به جلو است.
[۲] Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios Link
[۳] «اینترنت اشیاء» چیست و چه چالش‌هایی را به همراه دارد؟ لینک
[۴] The Fourth Industrial Revolution, by Klaus Schwab Link
[۵] Why Everyone Must Get Ready For The 4th Industrial Revolution Link
