- وفقًا لتحليل أجرته شركة McKinsey & Company عام 2023، يقترب مجال الأتمتة الصناعية من نقطة تحوّل حاسمة.
- فقد أصبحت الأتمتة المُعرَّفة بالبرمجيات (SDA) بسرعة الأساس الذي تقوم عليه الحقبة التالية من الأتمتة الصناعية، حيث تنقل التحكم إلى منصات برمجية مرنة تعمل على خوادم أو في السحابة.
- ويمثل هذا التحول خطوة مهمة في مسيرة الوصول إلى عمليات تصنيع ذكية حقًا، وسلاسل إمداد أكثر مرونة، واستدامة أعلى.
هناك تمرد صناعي يجري على قدم وساق. فعلى مدى عقود، هيمنت على عالم الأتمتة شركات كبرى قدمت أنظمة جامدة تركز على العتاد الصلب – ما يشبه ""الإمبراطورية المجرّية"" في أرضية المصنع. وكان المستخدمون مقيدين بأنظمة غير مرنة تعتمد على وحدات تحكم خاصة وهياكل مغلقة.
لكن اليوم، قوة جديدة آخذة في الصعود: الأتمتة المُعرَّفة بالبرمجيات (SDA).
قوة غير مرئية لكنها فعّالة، يمكن تشبيهها بـ""القوة"" في فيلم Star Wars، إذ تربط الآلات والأشخاص والبيانات بطرق جديدة، وتحرّر الشركات لتحديث الإنتاج والتحكم فيه عبر البرمجيات بدلًا من إعادة توصيل العتاد.
تعتمد البنية التقليدية للأتمتة على نمط مألوف: لكل آلة على خط الإنتاج وحدة تحكم منطقية مبرمجة (PLC) خاصة بها وواجهة تشغيل بشرية (HMI)، متصلة عبر شبكات صناعية. ولم يتغير هذا النموذج كثيرًا منذ عقود. صحيح أن بروتوكولات الاتصال القديمة استُبدلت بمعايير إيثرنت صناعية حديثة (مثل Profinet وEtherNet/IP وEtherCat)، إلا أن منطق التحكم المرتبط بالمورّدين والاعتماد على العتاد بقي كما هو. ثم جاءت جائحة كوفيد-19، لتُحدث اضطرابات واسعة شملت نقصًا في أشباه الموصلات وتعطّلًا حادًا في سلاسل التوريد ومهل التسليم.
اليوم، أصبحت قيود الأنظمة المعتمدة على العتاد – التي سيطرت طويلًا على عالم الأتمتة – عبئًا حقيقيًا. فقد كُشفت بوضوح نقاط ضعف الاعتماد على أجهزة مرتبطة بمورّدين محددين. فما الذي يأتي بعد ذلك؟
أمل صناعي جديد
يحذّر تحليل عام 2023 لشركة McKinsey & Company من أن الصناعة تقف أمام لحظة حاسمة: فإما أن تختار المؤسسات تبني البُنى المعمارية الناشئة المعتمدة على البرمجيات، أو تخاطر بالتخلّف عن الركب في بيئة تنافسية تتسم بالرشاقة المتزايدة. وهنا يأتي دور SDA. يمكن التفكير فيها باعتبارها ""القوة"": ظاهرة غير مرئية تربط كل مكونات النظام الصناعي، وتكون فعّالة للغاية عند استخدامها بالشكل الصحيح.
تعمل SDA من خلال فصل منطق التحكم الصناعي عن الآلات المادية. فبدلًا من الاعتماد على وحدات PLC ثابتة على أرضية المصنع، يتم نقل التحكم إلى منصات برمجية تعمل على خوادم أو أجهزة طرفية خفيفة أو حتى في السحابة. وتتولى وحدات برمجية معيارية تنسيق عمل الآلات، ما يجعل النظام بأكمله أكثر مرونة.
ويجلب هذا التحول مزايا عديدة، إذ يجمع بين سرعة التكيف والمرونة العالية، مع تقليل الاعتماد على العتاد الاحتكاري.
كما تعزز SDA الشفافية وتوافر البيانات، وتدعم صيانة أفضل مع تقليل فترات التوقف، وتمكّن من تسريع عمليات التشغيل الأولي. وتمتد قابليتها للتوسع من آلة واحدة إلى مصانع عالمية كاملة، ما يقلل من تكاليف دورة الحياة ويدعم عمليات تطوير أكثر حداثة.
ويتيح نهج SDA للمصنّعين إعادة تهيئة أنظمة الإنتاج بسرعة وبتكلفة أقل، ودمج تقنيات ناشئة مثل الذكاء الاصطناعي، والحوسبة الطرفية، والتوائم الرقمية دون الحاجة إلى استبدال العتاد، إضافة إلى توسيع العمليات عبر منصات برمجية.
الصعود ""الحتمي"" للأتمتة المُعرَّفة بالبرمجيات
وصفت شركات كبرى مثل Schneider Electric وSiemens هذا التحول بأنه ""حتمي""، في إشارة إلى أن SDA أصبحت سريعًا الأساس الذي سيقوم عليه الجيل القادم من الأتمتة الصناعية.
لكن كيف يترجم ذلك إلى واقع عملي؟ لنعد إلى البنية التقليدية للأتمتة. الخطوة الأولى نحو نقل ""عقل"" العمليات من العتاد إلى البرمجيات تتمثل في إنشاء سحابة للمصنع تستضيف منصة أتمتة صناعية.
تُلغى في هذه العملية الحواسيب الصناعية التقليدية ويُستعاض عنها بأجهزة طرفية خفيفة تعتمد على موارد موجودة في خادم مركزي بدلًا من قرص صلب محلي. وتُفترَض تطبيقات المستوى الثاني (الإشراف) والمستوى الثالث (العمليات) بالكامل، حيث تعمل الحواسيب الافتراضية داخل حاويات برمجية تجمع التطبيقات وكل ما تحتاجه للتشغيل في وحدة معيارية واحدة. وبذلك يُفصل منطق التحكم عن الآلات من خلال نقل التحكم من وحدات تحكم مرتبطة بعتاد معين إلى منصات برمجية أكثر انفتاحًا. ونتيجة لذلك، يمكن تحديث خطوط الإنتاج بين عشية وضحاها، ودمج التقنيات الجديدة بسهولة، وتبسيط التوسع العالمي.
إن ""تمرد"" SDA على الممارسات الصناعية القديمة يعتمد على اتحاد الإبداع والتكنولوجيا والعبقرية البشرية. فمن خلال إدخال أساليب تكنولوجيا المعلومات مثل الافتراضية والتطبيقات المعتمدة على الحاويات إلى أرضية المصنع، تمنح SDA المهندسين أدوات أفضل، وتقلل التعقيد، وتحررهم من قيود العتاد الجامد.
كما يسهم هذا التحول في سد النقص العالمي في الكفاءات المتخصصة في الأتمتة. فالأنظمة التشغيلية التقليدية تتطلب سنوات من التدريب المتخصص، بينما تجعل SDA الأتمتة أكثر إتاحة لشريحة أوسع من المهندسين والمتخصصين في البرمجيات. فهي تتيح للأجيال الجديدة – بما في ذلك أصحاب الخلفيات في تكنولوجيا المعلومات أو الحوسبة السحابية – المساهمة دون الحاجة إلى إتقان عقود من تقنيات العتاد الخاصة بمورّدين معينين.
عندما تستيقظ القوّة
هذا ليس حلمًا بعيد المنال، فالمتطلبات الأساسية أصبحت متوافرة بالفعل. وتشمل شبكات صناعية عالية السعة لمعالجة تدفق البيانات بين الأنظمة الافتراضية، وبرمجيات صناعية افتراضية تمكّن تطبيقات التحكم من العمل بشكل مستقل عن عتاد محدد، إضافة إلى وحدات PLC افتراضية قادرة على تنفيذ المنطق داخل حاويات أو بيئات سحابية.
مجتمعة، تتيح هذه العناصر للأتمتة أن تصبح متمحورة فعليًا حول البرمجيات، وقابلة للتوسع، وقابلة للتشغيل البيني. إن ""قوة"" SDA بدأت تستيقظ بالفعل. الأدوات موجودة. والاستراتيجية موجودة. وتُعد SDA جزءًا من رحلة أوسع نحو عمليات ذكية حقًا، وسلاسل إمداد أكثر مرونة، واستدامة أكبر. وربما يكون مستقبل الصناعة من نصيب أولئك المستعدين لاستخدام هذه القوة.
