كيف يوفر إنترنت الأشياء الصناعي ملايين الدولارات سنوياً للمصانع؟

• أهمية إنترنت الأشياء الصناعية

مع استمرار الصين في تعزيز البنية التحتية الجديدة والاقتصاد الرقمي، يبرز إنترنت الأشياء الصناعي بشكل متزايد. وتشير الإحصاءات إلى أن حجم سوق إنترنت الأشياء الصناعي في الصين سيتجاوز 800 مليار يوان ليصل إلى 806 مليارات يوان في عام 2021. ووفقًا لأهداف التخطيط الوطني واتجاهات التطور الحالية، من المتوقع أن يزداد حجم هذا القطاع في الصين مستقبلًا، وأن يرتفع معدل نمو السوق تدريجيًا. ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوق إنترنت الأشياء الصناعي في الصين تريليون يوان في عام 2023، وأن يصل إلى 1.25 مليار يوان في عام 2024. يتمتع قطاع إنترنت الأشياء الصناعي في الصين بآفاق واعدة للغاية.

نفّذت الشركات الصينية العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء الصناعية. فعلى سبيل المثال، يُساعد نظام "خط أنابيب النفط والغاز الرقمي" من هواوي المديرين على فهم ديناميكيات تشغيل خطوط الأنابيب في الوقت الفعلي، مما يُقلل تكاليف التشغيل والإدارة. كما أدخلت شركة شنغهاي للطاقة الكهربائية تقنية إنترنت الأشياء في إدارة المستودعات، وأنشأت أول مستودع غير مراقب ضمن النظام لتحسين مستوى إدارة المواد.

تجدر الإشارة إلى أنه في حين أفاد نحو 60% من المديرين التنفيذيين الصينيين الذين شملهم الاستطلاع بوجود استراتيجية لديهم لتطوير إنترنت الأشياء، إلا أن 40% فقط منهم ذكروا أنهم قاموا باستثمارات ذات صلة. قد يعود ذلك إلى ضخامة الاستثمار الأولي في إنترنت الأشياء الصناعي، وعدم وضوح الأثر الفعلي. لذا، سيتناول الكاتب اليوم كيف يُسهم إنترنت الأشياء الصناعي في خفض تكاليف المصانع وزيادة كفاءتها، وذلك من خلال دراسة حالة عملية لتحويل غرفة ضاغط الهواء إلى نظام ذكي.

• محطة ضغط هواء تقليدية:

  ارتفاع تكلفة العمالة، وارتفاع تكلفة الطاقة، وانخفاض كفاءة المعدات، وعدم إدارة البيانات في الوقت المناسب.

ضاغط الهواء هو جهاز يُستخدم لإنتاج هواء مضغوط لتشغيل بعض المعدات الصناعية التي تتطلب ضغطًا يتراوح بين 0.4 و1.0 ميجا باسكال، مثل آلات التنظيف ومقاييس ضغط الهواء المختلفة. يستهلك نظام ضاغط الهواء ما بين 8% و10% من إجمالي الطاقة الصناعية. ويبلغ استهلاك الطاقة لضاغط الهواء في الصين حوالي 226 مليار كيلوواط ساعة سنويًا، منها 66% فقط مُستغلة فعليًا، بينما يُهدر 34% المتبقية (حوالي 76.84 مليار كيلوواط ساعة سنويًا). ويمكن تلخيص عيوب غرفة ضاغط الهواء التقليدية فيما يلي:

1. ارتفاع تكاليف العمالة

تتكون محطة ضغط الهواء التقليدية من عدد N من الضواغط. ويعتمد تشغيل وإيقاف ومراقبة حالة ضواغط الهواء في المحطة على إدارة موظفي المحطة المناوبين، مما يستلزم تكلفة كبيرة للموارد البشرية.

أما في إدارة الصيانة، فإن استخدام الصيانة الدورية اليدوية، وطريقة الكشف الميداني عن أعطال ضواغط الهواء، وهي طرق تستغرق وقتًا وجهدًا كبيرين، وتؤدي إلى تأخير بعد إزالة العوائق، مما يعيق الإنتاج ويتسبب في خسائر اقتصادية. وعند حدوث عطل في المعدات، يؤدي الاعتماد المفرط على مزودي خدمات الصيانة الميدانية إلى تأخير الإنتاج، مما ينتج عنه هدر للوقت والمال.

2. ارتفاع تكاليف استهلاك الطاقة

عند تفعيل نظام الحماية الاصطناعي، يكون الطلب الفعلي على الغاز في النهاية غير معروف. ولضمان استخدام الغاز، يكون ضاغط الهواء عادةً أكثر انفتاحًا. ومع ذلك، يتذبذب الطلب على الغاز النهائي. فعندما يكون استهلاك الغاز منخفضًا، يتوقف الجهاز عن العمل أو يُجبر على تخفيف الضغط، مما يؤدي إلى هدر الطاقة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن قراءة العدادات اليدوية تتسم بالسرعة، وضعف الدقة، وعدم تحليل البيانات، وتسرب الأنابيب، وفقدان ضغط المجفف، وهو ما يمثل إهدارًا كبيرًا للوقت ولا يمكن الحكم عليه.

3. انخفاض كفاءة الجهاز

في حالة التشغيل المستقل، يمكن أن يلبي التشغيل عند الطلب لثبات الغاز متطلبات الإنتاج، ولكن في حالة وجود العديد من المجموعات المتوازية، واختلاف أحجام معدات الطاقة في ورش الإنتاج المختلفة، وعدم اتساق الغاز أو وقت الغاز، بالنسبة لآلة التبديل العلمية QiZhan بأكملها، فإن قراءة العداد تفرض متطلبات أعلى، وتوفير الطاقة، واستهلاك الكهرباء.

بدون التنسيق والتخطيط المعقول والعلمي، لا يمكن تحقيق تأثير توفير الطاقة المتوقع: على سبيل المثال، استخدام ضاغط هواء عالي الكفاءة من المستوى الأول، وآلة تبريد وتجفيف، ومعدات معالجة لاحقة أخرى، ولكن تأثير توفير الطاقة بعد التشغيل لا يمكن أن يصل إلى المستوى المتوقع.

4. إدارة البيانات ليست في الوقت المناسب

يُعدّ الاعتماد على موظفي إدارة المعدات لإعداد إحصاءات يدوية لتقارير استهلاك الغاز والكهرباء عمليةً مُرهقةً ومُستهلكةً للوقت، كما أنها تُعاني من تأخيرٍ مُعيّن، ما يُعيق قدرة مُشغّلي المؤسسة على اتخاذ قرارات إدارية في الوقت المُناسب بناءً على تقارير استهلاك الكهرباء وإنتاج الغاز. فعلى سبيل المثال، يوجد تأخير في البيانات اليومية والأسبوعية والشهرية، كما أن كل ورشة عمل تحتاج إلى محاسبة مُستقلة، ما يُؤدي إلى عدم توحيد البيانات وصعوبة قراءة العدادات.

• نظام محطة ضغط الهواء الرقمي:

تجنب هدر الموارد البشرية، والإدارة الذكية للمعدات، وتحليل البيانات في الوقت الفعلي

بعد تحويل غرفة المحطة بواسطة شركات متخصصة، ستصبح محطة ضاغط الهواء ذكية وتعتمد على البيانات. ويمكن تلخيص مزاياها فيما يلي:

1. تجنب إهدار الناس

تصور غرفة المحطة: استعادة الوضع العام لمحطة ضاغط الهواء بنسبة 100% من خلال التكوين، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر مراقبة البيانات في الوقت الفعلي والإنذار غير الطبيعي في الوقت الفعلي لضاغط الهواء والمجفف والمرشح والصمام ومقياس نقطة الندى وعداد الكهرباء ومقياس التدفق وغيرها من المعدات، وذلك لتحقيق إدارة المعدات بدون مشغلين.

التكوين المجدول: يمكن تشغيل وإيقاف المعدات تلقائيًا عن طريق ضبط الوقت المجدول، وذلك لضمان استخدام الغاز وفقًا للخطة، ولا يلزم وجود موظفين لتشغيل المعدات في الموقع.

2. إدارة الأجهزة الذكية

الصيانة الدورية: يقوم النظام بحساب وقت التذكير بالصيانة المُحدد ذاتيًا، ثم يُذكّر ببنود الصيانة بناءً على وقت الصيانة الأخير ووقت تشغيل الجهاز. الصيانة الدورية، والاختيار المُناسب لبنود الصيانة، يُجنّب الإفراط في الصيانة.

التحكم الذكي: من خلال استراتيجية دقيقة، يتم التحكم بالمعدات بشكل معقول لتجنب هدر الطاقة، كما أنه يحمي عمر المعدات.

3. تحليل البيانات في الوقت الفعلي

إدراك البيانات: يمكن للصفحة الرئيسية أن ترى مباشرة نسبة الغاز إلى الكهرباء واستهلاك الطاقة للوحدة في المحطة.

نظرة عامة على البيانات: عرض المعلمات التفصيلية لأي جهاز بنقرة واحدة.

تتبع البيانات التاريخية: يمكنك عرض البيانات التاريخية لجميع المعايير بدقة تصل إلى السنة والشهر واليوم والساعة والدقيقة والثانية، بالإضافة إلى الرسم البياني المقابل. كما يمكنك تصدير جدول بنقرة واحدة.
إدارة الطاقة: الكشف عن نقاط الاستهلاك غير الطبيعية للطاقة في المعدات، وتحسين كفاءة المعدات إلى المستوى الأمثل.

تقرير التحليل: يتم دمجه مع التشغيل والصيانة، والتحكم وفعالية التشغيل للحصول على نفس تقرير التحليل وتحليل خطة التحسين.

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي النظام أيضًا على مركز إنذار، يمكنه تسجيل تاريخ العطل، وتحليل سبب العطل، وتحديد موقع المشكلة، والقضاء على المشاكل الخفية.

باختصار، سيجعل هذا النظام محطة ضواغط الهواء تعمل بأمان وكفاءة أكبر، والأهم من ذلك، أنه سيقلل التكاليف ويرفع الكفاءة. فمن خلال البيانات المُكتشفة في الوقت الفعلي، سيُفعّل النظام تلقائيًا إجراءات مختلفة، مثل التحكم في عدد ضواغط الهواء، وضمان تشغيلها بضغط منخفض لتجنب هدر الطاقة. ومن المعلوم أن مصنعًا كبيرًا استخدم هذا النظام، ورغم أن الاستثمار الأولي للتحويل بلغ ملايين الدولارات، إلا أنه استرد التكلفة في غضون عام، وسيستمر في توفير ملايين الدولارات سنويًا، وهو استثمارٌ رأى فيه وارن بافيت ثمارًا طيبة.

من خلال هذا المثال العملي، أعتقد أنكم ستفهمون لماذا تدعو الدولة إلى التحول الرقمي والذكي للمؤسسات. ففي سياق الحياد الكربوني، لا يساهم التحول الرقمي الذكي للمؤسسات في حماية البيئة فحسب، بل يجعل إدارة الإنتاج في مصانعها أكثر أمانًا وكفاءة، ويحقق لها فوائد اقتصادية ملموسة.