تُعدّ الصناعة الثقيلة من آخر القطاعات التي لم تصلها الأتمتة بالشكل الكامل. فعلى الرغم من التحول الرقمي الواسع الذي تشهده قطاعات مثل التمويل والتجزئة والرعاية الصحية، لا تزال الصناعات الأساسية مثل بناء السفن والإنشاءات والطاقة البحرية تعتمد إلى حد كبير على الأساليب التقليدية. هذه القطاعات تُشكّل البنية التحتية الملموسة لاقتصاداتنا، ومع ذلك فإن عملياتها الإنتاجية غالبًا ما تكون يدوية، بطيئة، ويصعب توسيع نطاقها أو تقليل انبعاثاتها الكربونية.
وهذا يمثل تحديًا بنيويًا كبيرًا. فمع سعي الدول لتحقيق أهدافها المناخية، وتحديث البنية التحتية، ومواجهة نقص العمالة الماهرة، تبرز الحاجة الملحّة إلى طرق أكثر ذكاءً وكفاءة لبناء مشاريع مادية ضخمة.
لكن بينما تشهد بعض القطاعات تحوّلًا رقميًا سريعًا، لا تزال مصانع إنتاج أبراج توربينات الرياح أو السفن البحرية تعتمد بدرجة كبيرة على الأعمال اليدوية في اللحام والرفع والتركيب.
ومع ذلك، بدأت ملامح التغيير بالظهور. إذ يُظهر مركز جديد في الدنمارك كيف يمكن للروبوتات والذكاء الاصطناعي أن يُحدثا ثورة في طريقة إنشاء البنية التحتية المادية في المستقبل.
الحلول الروبوتية والرقمية لبناء الهياكل الكبيرة والمعقدة
في ميناء أودنسه بالدنمارك ، المدينة البحرية التاريخية التي أصبحت اليوم مركزًا ناشئًا للابتكار في مجال الروبوتات ، يجري العمل على إنشاء مركز جديد يُدعى ""مركز إنتاج الهياكل الكبيرة"" (LSP). ويقود هذه المبادرة جامعة جنوب الدنمارك، ويهدف المركز إلى تطوير حلول متقدمة في مجال الروبوتات والتقنيات الرقمية مخصصة لإنتاج الهياكل الكبيرة والمعقدة مثل السفن، والمنصات البحرية، والمباني النمطية.
يمتد المركز على مساحة تقارب 2,500 متر مربع من المختبرات وورش العمل، ويجري إنشاؤه باستثمار يقدّر بنحو 37 مليون يورو (ما يعادل 41.4 مليون دولار)، بدعم من تمويل أوروبي ودنماركي، وتبرع من مؤسسة ""إيه. بي. مولر""، بالإضافة إلى تمويل مشترك من الجامعة نفسها. ويتضمن المرفق قاعة بارتفاع 27 مترًا، صُممت خصيصًا للتعامل مع هياكل بحجم مقاطع السفن أو مكوّنات توربينات الرياح.
على عكس المصانع التقليدية التي تعتمد على أنظمة أوتوماتيكية ثابتة، يقدّم مركز LSP نموذجًا رائدًا يعتمد على أنظمة متحرّكة وقابلة للتكيّف، بهدف إعادة ابتكار ليس فقط المهام الفردية، بل كامل تدفقات الإنتاج الخاصة بالمنتجات الضخمة والمتغيرة.
يقول البروفيسور كريستيان شليتّه، مدير مركز LSP:
""لقد قاومت صناعات الهياكل الكبيرة الأتمتة لفترة طويلة بسبب حجمها الهائل، وتعقيدها، وانخفاض حجم الإنتاج فيها. لكن باستخدام أنظمة روبوتية جديدة، وتخطيط العمليات المدفوع بالذكاء الاصطناعي، وتقنيات التوأمة الرقمية، يمكننا البدء في تغيير هذا الواقع.""
من أحواض السفن إلى ساحات ذكية
تم تصميم مركز LSP ليكون منصة اختبار وتطوير متكاملة على نطاق واسع، تجمع بين الأوساط الأكاديمية، ومهندسي الروبوتات، والشركاء الصناعيين الرائدين بهدف ابتكار تقنيات قابلة للتوسع والتطبيق في مختلف البيئات. يغطي نطاق أبحاث المركز مجالات متعددة، منها منصات روبوتية متنقلة قادرة على التحرك حول المكونات الضخمة، وبرمجيات ذكية تتكيف في الوقت الحقيقي مع تغيّر تدفقات العمل، ونماذج التوأمة الرقمية التي ترسم خريطة شاملة للعملية الإنتاجية في فضاء افتراضي.
من التحديات الجوهرية التي يواجهها المركز: قضية التنقّل. ففي صناعة السيارات، تتحرّك المنتجات عبر خطوط إنتاج عالية التنظيم مصمّمة للسرعة والتكرار. أما في إنتاج الهياكل الكبيرة، فالأمر مختلف كليًا، إذ تتسم العملية بالحجم الهائل والثبات ، فمكونات مثل أبراج توربينات الرياح أو كتل السفن ضخمة جدًا بحيث يصعب تحريكها بسهولة.
وبدلًا من نقل المكونات الضخمة، يجب أن تكون الروبوتات والأدوات وأجهزة الاستشعار متنقلة وقادرة على التنقّل حول البنية نفسها. وتزداد الأمور تعقيدًا حين ندرك أن مواقع الإنتاج ، مثل أحواض بناء السفن ومناطق الإنشاء ، هي بيئات تتغير باستمرار، مما يجعل الأتمتة تحديًا كبيرًا، وإن كان تحديًا يُصبح أكثر قابلية للحل مع ظهور تقنيات تكيفية متقدمة.
فبفضل المستشعرات، وأنظمة الإدراك، وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، بات بإمكان الأنظمة الروبوتية اليوم أن ""تفهم"" محيطها وتتخذ قرارات في الوقت الحقيقي وتتكيف مع هندسيات ومهام مختلفة. وعند دمج هذه القدرات مع تقنيات ""التوأمة الرقمية""، يصبح بالإمكان تنفيذ عمليات تخطيط ديناميكي وتوفير آليات تغذية راجعة متواصلة ، وهي عناصر ضرورية في بيئات العمل سريعة التغير.
وتتمثل إحدى الطموحات المركزية لمركز LSP في نقل هذه الحلول من المختبر إلى الواقع الصناعي. لذا تُطوَّر هذه التقنيات بالتعاون الوثيق مع شركات عاملة في قطاعات الطاقة البحرية وبناء السفن، سواء داخل الدنمارك أو على المستوى الدولي، وذلك لمساعدتها على الحفاظ على قدرتها التنافسية في اقتصاد منخفض الكربون.
نموذج لمستقبل الإنتاج المستدام
تتجاوز آثار هذا التوجّه حدود الدنمارك بكثير.
فمع سعي العديد من الحكومات إلى بناء بنية تحتية مستدامة وتحقيق الاستقلال في مجال الطاقة، من المتوقع أن يرتفع الطلب على الإنتاج الفيزيائي واسع النطاق ، من السفن ومزارع الرياح إلى البنى التحتية والمنازل وغيرها. ومع ذلك، فإن غياب الابتكار في طرق البناء قد يجعل التوسّع يعني فقط توسيع الهدر والانبعاثات.
يقدّم نموذج مركز LSP مسارًا مختلفًا. فمن خلال إدخال المرونة في عمليات الأتمتة، ودمج الأدوات الرقمية على امتداد دورة الإنتاج، يصبح من الممكن جعل التصنيع واسع النطاق أكثر إنتاجية واستدامة ومرونة في آنٍ واحد.
فعلى سبيل المثال، التخطيط القائم على المحاكاة يسمح باختبار وتطوير العمليات قبل استخدام أي مواد، مما يقلل الهدر ويحدّ من فترات التوقف. كما أن الأنظمة الروبوتية تعزز الدقة وتقلل الحاجة لإعادة العمل. وبنقل المهام المتكررة أو الخطرة إلى الآلات، يمكن للشركات تحسين السلامة المهنية ومعالجة مشكلة النقص في اليد العاملة الماهرة.
وتكتسب هذه الفوائد أهمية خاصة في المناطق التي تواجه ضغوطًا على قدرتها الصناعية، أو تلك التي تتطلّب خطط التحول البيئي فيها مشاريع بنية تحتية ضخمة. سواء في أحواض بناء السفن في آسيا أو في المنصات البحرية في بحر الشمال، يمكن تكييف المبادئ التي طُوّرت في مركز LSP لتلبية الاحتياجات المحلية على مستوى العالم.
قوة الابتكار متعدد التخصصات
أحد الدروس الأساسية التي يقدّمها مركز LSP هو أن حل هذه التحديات المعقدة لا يمكن أن يتم من خلال تخصص واحد أو جهة واحدة فقط.
يعتمد المركز بشكل أساسي على التعاون بين مختلف التخصصات، حيث يجمع بين خبرات الهندسة الميكانيكية، والروبوتات، وعلوم الحاسوب، والهندسة المعمارية، وتقنيات التصنيع. كما يعمل على ردم الفجوة بين الأوساط الأكاديمية والصناعة، لضمان أن تكون الحلول الابتكارية متجذرة في احتياجات العالم الواقعي وقيوده.
هذا النموذج التشاركي في الابتكار أساسي في المجالات التي تتطلب حلولاً سريعة وعملية. كما أنه يتماشى مع الاتجاهات العالمية المتزايدة في البحث والتطوير، حيث تُعتبر العلوم التطبيقية والشراكات بين القطاعين العام والخاص من المفاتيح الأساسية لتحقيق التنافسية.
لماذا الآن؟
لأن التوقيت حاسم. يجري تطوير مركز LSP في لحظة يتقاطع فيها نقص الكوادر، وأهداف المناخ، وتقدم النضج الرقمي، ما يفرض إعادة النظر في أساليب الإنتاج الصناعي التقليدية.
ما كان يُعتقد سابقًا أنه معقد جدًا ولا يمكن أتمتته، أصبح اليوم ممكنًا. فقد أصبحت أجهزة الروبوت أكثر قدرة وتكلفة أقل وأكثر تنقلاً، وأصبح الذكاء الاصطناعي أكثر تطورًا وسهولة في الوصول، كما باتت الصناعة أكثر استعدادًا للتجريب والتغيير. ومع تزايد الحاجة العاجلة إلى إزالة الكربون، ظهرت فرصة فريدة لتجاوز الأساليب القديمة.
السؤال لم يعد: هل يمكن أتمتة إنتاج الهياكل الكبيرة؟ بل أصبح: كم من السرعة يمكننا تحقيق ذلك بطريقة مجدية اقتصاديًا وصديقـة للبيئة؟
خريطة طريق للأتمتة
تحويل الصناعات الثقيلة التي تشكل عالمنا ليس مهمة سهلة. لكن من خلال الابتكار المستهدف، والتعاون متعدد التخصصات، والاستعداد لإعادة التفكير في طرق البناء، يبدأ الطريق نحو المستقبل في الوضوح.
يمثل مركز إنتاج الهياكل الكبيرة في أودينس ليس مجرد منشأة مادية، بل نموذجًا يُحتذى به لكيفية أتمتة ما كان يُعتبر غير قابل للأتمتة ، مما يجعل صناعات الماضي جاهزة لتلبية متطلبات المستقبل.
ومع تزايد الضغط العالمي لبناء حلول أكثر ذكاءً وسرعةً وصداقة للبيئة، تقدم نماذج مثل LSP لمحة عن الإمكانيات التي تتحقق عندما يلتقي الطموح بالتعاون، وعندما تُطبق الأدوات الرقمية على بعض من أقدم وأهم الصناعات لدينا.
