صنعت ۴.۰: بررسی اجمالی تکامل صنعت جهان

سفر صنعت از انقلاب صنعتی اول تا صنعت ۴.۰

صنعت مدرن از اولین دوره خود و با آغاز انقلاب صنعتی در قرن هجدهم، پیشرفت‌های چشمگیری داشته است. برای قرن‌ها، بیشتر کالاها از جمله سلاح‌ها، ابزارها، غذا، لباس و مسکن با دست یا با استفاده از حیوانات ساخته می­‌شد. این امر در اواخر قرن هجدهم با ورود فرآیندهای تولید تغییر کرد. پس از آن پیشرفت از صنعت ۱.۰ صعود سریعی در مسیر سربالایی بود که منجر به ایجاد دوره صنعتی ۴.۰ شد.

 

صنعت ۱.۰

انقلاب صنعتی اول عبارت است از دگرگونی‌های بزرگ در صنعت، کشاورزی، تولید و ترابری که در بازه‌ی زمانی سال های ۱۷۶۰ تا ۱۸۴۰ با استفاده از نیروی بخار و مکانیزاسیون تولید آغاز شد. این انقلاب ابتدا در انگلستان آغاز شد. کشوری که پس از چندین قرن تحول سیاسی داخلی، توسعه استعمار تجاری، گسترش ناوگان دریایی، رشد طبقه متوسط و بهبود امور نظامی و اداری کشور، از نظر وسعت زمین‌های موجود، نیروی انسانی، سرمایه، مدیریت و حکومت، وضعیتی مطلوب و هماهنگ داشت.

انقلاب صنعتی دومین تحول عظیم دنیا پس از انقلاب کشاورزی به شمار می‌رود. این تحول با صنعتی شدن کارخانه‌ها و صنایع رخ داده‌است. صنعتی شدن به معنای استفاده از نیروی ماشین به جای نیروی انسان بوده و نماد انقلاب صنعتی، ماشین بخار است. قدرت بخار از قبل شناخته شده بود و استفاده از آن برای اهداف صنعتی بزرگترین پیشرفت در افزایش بهره‌وری انسان بود. دستگاه‌های مجهز به آب و بخار برای کمک به کارگران در تولید انبوه کالا ساخته شده‌اند. کشف جایگزینی مانند موتورهای بخار در قرن هجدهم موجب شد تا کارهایی که پیش از آن با صرف انرژی انسانی یا حیوانی انجام می‌شده با استفاده از آن موتورها انجام شود و همین امر باعث تحولات بزرگی در زمینه‌های کشاورزی، معدن، تولید،‌ حمل‌و‌نقل و فناوری و بالطبع در شرايط اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی شد.

اولین دستگاه بافندگی در سال ۱۷۶۰ معرفی شد. این دستگاه نسخه مکانیزه شده‌ی چرخ‌های ساده‌ای بود که با نیروی ماهیچه کار می‌کردند. امکان استفاده از موتورهای بخار برای تامین نیرو به‌جای نیروی ماهیچه باعث تولید حجم هشت برابری از نخ می‌شد.

تحولاتی مانند کشتی بخار یا لوکوموتیو بخار در حدود ۱۰۰ سال بعد از آن تغییرات عظیم دیگری ایجاد کردند زیرا انسان و کالاها می توانستند در زمان کمتر مسافت بیشتری را جابجا شوند. با افزایش بهره‌وری و مقیاس تولید، مشاغل کوچک از خدمات دهی به تعداد محدودی مشتری، به سازمان‌های بزرگ با مالکان، مدیر و کارمندانی که به تعداد بیشتری از مشتریان خدمت رسانی می‌کردند، تبدیل شدند و درآمد سرانه سالیانه کشورهای جهان نیز افزایش یافت.

 

صنعت ۲.۰

پس از اولین انقلاب صنعتی اول در اواسط قرن نوزدهم و پیش از انقلاب صنعتی دوم در سال ۱۸۷۰، سرعت اختراعات مهم کاهش یافت. انقلاب صنعتی دوم که به آن انقلاب فناوری نیز می‌گویند، شامل استانداردسازی و صنعتی‌سازی سریع از اواخر قرن نوزدهم تا اوایل قرن بیستم (بین سال‌های ۱۸۷۰ و ۱۹۱۴، آغاز جنگ جهانی اول) بود که با برق‌رسانی اولیه به کارخانجات و خط تولید شروع شد.

این انقلاب از طریق کشف برق و تولید توسط خطوط مونتاژ آغاز شد و عامل اصلی آن، توسعه ماشین آلاتی بود که با انرژی الکتریکی کار می‌کردند. تعدادی از وقایع این دوره را می‌توان به نوآوری های قبلی در تولید، مانند تاسیس صنعت ماشین سازی و توسعه روش‌های تولید قطعات قابل تعویض نیز نسبت داد. انرژی الکتریکی پیش از این انقلاب به عنوان منبع اصلی انرژی مورد استفاده قرار می‌گرفت. ماشین های الکتریکی بر خلاف ماشین های مبتنی بر آب و بخار که نسبتا ناکارآمد و نیازمند انرژی زیادی برای کار بودند، از هر دو جنبه هزینه و کارایی کارآمدتر بودند.

پیشرفت در فناوری تولید، امکان به‌کارگیری گسترده‌ی سیستم‌های فناوری مانند شبکه‌های تلگراف و راه آهن، تامین گاز و آب و سیستم‌های فاضلاب که قبلا در چند شهر منتخب متمرکز شده بودند را فراهم کرد. گسترش عظیم خطوط ریلی و تلگرافی پس از سال ۱۸۷۰ امکان جابجایی بی‌سابقه‌ی مردم و پیام ها را فراهم کرد که با موج جدیدی از جهانی شدن به اوج خود رسید. در همان بازه زمانی، سیستم‌های جدید فناوری معرفی شدند و تولید انبوه هم وارد صنعت شد.

هنری فورد (۱۸۶۳-۱۹۴۷) ایده تولید انبوه را از کشتارگاهی در شیکاگو گرفت: خوک ها از تسمه نقاله آویزان می‌شدند و هر قصاب فقط بخشی از وظیفه قصابی حیوان را انجام می‌داد. هنری فورد این اصول را در تولید خودرو پیاده کرد و روند کار را در عمل تغییر داد. در حالی که قبل از آن یک ایستگاه تولیدی وظیفه تولید کامل یک اتومبیل را بر عهده داشت، با ورود خط مونتاژ، اتومبیل ها بطور قابل توجهی سریعتر و با هزینه کمتر در مراحل جزئی روی تسمه نقاله تولید می شدند.

پس از ساخته شدن اولین خط مونتاژ، روند تولید انبوه ساده تر شد و تولید انبوه کالا با استفاده از خط مونتاژ به روشی استاندارد تبدیل شد. همانطور که گفته شد این دوره شاهد تکامل فرهنگ معرفی شده در صنعت ۱.۰ توسط برنامه‌ه­ای مدیریتی برای افزایش کارایی امکانات تولید بود. تکنیک های مختلف مدیریت تولید مانند تقسیم کار، تولید درست به موقع (Just-in-Time) و اصول تولید ناب که منجر به بهبود کیفیت و تولید می‌شوند، در این دوره به فرآیندهای تولید اضافه شدند.

 

صنعت ۳.۰

انقلاب صنعتی بعدی که منجر به صنعت ۳.۰ شد، با پیشرفت در صنعت الکترونیک در چند دهه آخر قرن ۲۰ ایجاد و تحریک شد. اختراع و ساخت انواع دستگاه های الکترونیکی از جمله ترانزیستور و مدارهای مجتمع باعث اتومات شدن ماشین ها، و در نهایت کاهش تلاش، افزایش سرعت، دقت بیشتر و حتی حذف کامل نیروی انسانی در برخی موارد می‌شد.

کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)، که برای اولین بار در دهه ۱۹۶۰ ساخته شد، یکی از اختراعات برجسته‌ای بود که به معنای ایجاد اتوماسیون با استفاده از الکترونیک بود. ادغام سخت افزارهای الکترونیکی در سیستم‌های تولیدی همچنین باعث می‌شد تا به علت نیاز این دستگاه‌های الکترونیکی به سیستم‌های نرم‌افزاری برای فعال شدن، بازار توسعه نرم افزار نیز گسترش یابد. سیستم های نرم افزاری علاوه بر کنترل سخت‌افزارها، بسیاری از فرآیندهای مدیریتی مانند برنامه‌ریزی منابع سازمانی، مدیریت موجودی، تدارکات حمل و نقل، زمانبندی جریان محصول و ردیابی را در سراسر کارخانه امکان پذیر می‌کردند.

فشار برای کاهش بیشتر هزینه‌ها بسیاری از تولیدکنندگان را مجبور به مهاجرت به کشورهای کم هزینه کرد. پراکندگی موقعیت جغرافیایی تولیدکنندگان نیز منجر به شکل گیری مفهوم مدیریت زنجیره تامین شد.

چند دهه آخر قرن بیستم، اختراع و ساخت دستگاه های الکترونیکی، مانند ترانزیستور و بعدا تراشه های مدار مجتمع، امکان اتوماتیک سازی کاملتر ماشین‌­آلات جداگانه برای تکمیل یا جایگزینی اپراتورها را فراهم کرد. این دوره همچنین باعث توسعه سیستم‌های نرم‌افزاری شد.

 

صنعت ۴.۰

هدایت صنایع سنتی به سمت دستیابی به فرصت‌ها و چالش‌های دیجیتال‌سازی اغلب در میان محققان و متخصصان در سراسر جهان مورد بحث قرار گرفته‌است. Advanced Manufacturing Partnership در ایالات متحده، La Nouvelle France Industrielle در فرانسه، Future of Manufacturing در انگلستان و Made in China 2025 در کنار Internet Plus در چین تنها نمونه هایی از ابتکارات دولتی است که به همگرایی تولید صنعتی سنتی با فناوری اطلاعات و فناوری های جدید، مانند اینترنت اشیا می‌پردازد.

Industry 4.0 (صنعت ۴.۰) که معادل نام یک کمپین آلمانی به نام I4.0 می‌باشد، به عنوان نامی تجاری برای یک چشم انداز تولید جدید مبتنی بر دیجیتالی سازی و اتوماسیون پیشرفته، ایجاد شده است. هدف تمام این برنامه‌ها پیوند دادن فناوری‌های جدید به تولیدکنندگان سنتی است، زیرا بسیاری از این شرکت‌ها از دیجیتالی شدن عقب مانده‌اند.

فناوری بخش‌های تولید ستون فقرات بسیاری از ملت‌های صنعتی هستند. به عنوان مثال، در آلمان، به‌کارگیری این فناوری‌ها در تولید، به بیش از ۲۵٪ از تولید ناخالص داخلی کمک می کند و شامل بیش از یک‌ششم کل نیروی کار می‌باشد. بنابراین، ابتکاراتی که با هدف باقی ماندن در رقابت و رسیدن به ثروت اقتصادی برای ملت های صنعتی در دراز مدت انجام می شوند، بسیار مهم هستند.

گزارش هایی مانند “صنعت ۴.۰ : آینده‌ی بهره وری و رشد در صنایع تولیدی” نوشته شده توسط گروه مشاوره بوستون و یا “گام بعدی در تولید”  که توسط شرکت مشاوره مدیریت مکینزی نوشته شده، نویدبخش رونق اقتصادی شرکت‌ها با استفاده از کاربرد فناوری‌های جدید هستند. در مقالات آینده، با هم به بررسی بیشتر صنعت ۴.۰ خواهیم پرداخت.