بحران آب، برق، گاز و سایر منابع انرژی در کشور در حال ورود به یک منطقه بی بازگشت است که می تواند مرگ صنایع را در آینده نزدیک رقم بزند. با این حال به نظر می رسد بسیاری از صنایع کشور که تا به حال دغدغه انرژی نداشته اند، در خلال سال های قبل اقدام موثری نیز برای بقای خود انجام نداده اند و از ابزارهای روز دنیا که برای صرفه جویی در مصرف آب و انرژی به کار گرفته می شود ناآگاهند.
در این بین هوشمندسازی صنایع در کنار همه محاسنی که دارد، به عنوان ابزاری برای صرفه جویی در مصرف منابع آب و برق و سایر حامل های انرژی هنوز جای خود را در صنایع ایران باز نکرده، درحالی که بسیاری از صنایع دنیا – به عنوان مثال صنایع تایرسازی جهان – با استفاده از این ابزار مزیت های رقابتی جذابی در مسیر کاهش هزینه تمام شده ایجاد کرده اند.
در این ارتباط با دکتر روزبه بابازاده، رییس انجمن ملی اینترنت اشیا وعلوم داده گفتگو کرده و به بررسی نقش هوشمندسازی در بهینه یابی مصرف آب و انرژی پرداخته ایم که در ادامه می خوانید:
آقای دکتر با تشکر از وقتی که در اختیار ما قرار دادید، پیرو جلسه قبلی که داشتیم، برای شروع بحث سوال اول من به این موضوع اختصاص دارد که چالش های صنعت تایر به خصوص در حوزه انرژی روند رو به رشدی را تجربه می کند. با این حال از ابزار هوشمندسازی در این صنعت به منظور حل معضلات موجود استفاده نشده است. بفرمایید ظرفیت های هوشمندسازی در حل مشکلات موجود در حوزه انرژی چیست؟
همانطور که در جلسه قبل نیز اشاره کردم حرکت به سمت هوشمندسازی، دیگر یک انتخاب لوکس برای صنایع نیست، بلکه ضرورتی اجتناب‌ناپذیر برای همه تولیدکنندگان به شمار می‌رود. درک صحیح اهداف و فواید هوشمند سازی، در این مسیر عامل اصلی موفقیت خواهد بود؛ در غیر این صورت، این فناوری ها به مثابه یک هزینه بی‌فایده تلقی شده و نتیجه‌ای جز شکست نخواهد داشت.
همانطور که شما اشاره کردید یکی از چالش‌های جدی صنعت تایر، ناترازی آب و انرژی است. قطعی‌های مکرر برق و افزایش مصرف آن که منجر به تغییر دیماند کارخانجات تایر میشود، گواه این مدعاست. تامین آب، برق، گاز و انواع سوخت مصرفی و بهینه‌سازی نحوه مصرف آنها در این مسیر از اهمیت بالایی برخوردار است و در عین حال شناسایی ماشین‌آلاتی که در خطوط تولید با بازده انرژی پایین مشغول به فعالیت هستند، می‌تواند به صرفه‌جویی چشمگیری در مصرف انرژی منجر شود.
در این مسیر تاسیس نیروگاه های مثلا خورشیدی برای تامین برق مورد نیاز، یکی از راه‌حل‌هایی است که کارخانه‌های تایرسازی در پیش گرفته‌اند؛ اما این اقدام هزینه‌بر است. در گذشته تامین برق و سوخت بسیار راحت و ارزان بود، اما اکنون با کاهش محسوس آنها مواجهیم و در فصول سرد، تامین گاز با مشکل روبرو شده و تولیدکنندگان به سوخت‌های جایگزین نظیر مازوت روی می‌آورند. کیفیت پایین گازوئیل تولیدی و وجود مواد ته‌نشین در آن نیز چالش دیگری است که مدیریت دقیق نگهداری گازوئیل و مازوت را ضروری می‌سازد.
در این میان، هوشمندسازی با محاسبه دقیق مصرف انرژی هر یک از ماشین‌آلات، راهگشا خواهد بود. اما معضلات و خلأهایی در این مسیر وجود دارد که باید برطرف شوند. به عنوان مثال نبود کنتورهای هوشمند و عدم دسترسی به شبکه جامع و داده‌های مناسب از وضعیت ماشین‌آلات، موانع بزرگی بر سر راه هوشمندسازی قرار داده است.
واقعیت آن است که هوشمندسازی قادر است به سوالات مهمی در حوزه انرژی پاسخ دهد؛ مثلاً در صورت کاهش تخصیص برق از سوی شبکه، کدام ماشین‌آلات باید به حالت تعلیق درآیند؟ همچنین، می توان میزان تاثیر کامپاند بر مصرف انرژی را دقیقاً اندازه‌گیری و برای آن برنامه‌ریزی کرد. در این مسیر لازم است بهره‌وری ناشی از استفاده از گازوئیل، گاز یا برق را سنجید؛ این نکته حائز اهمیت است که بهره‌وری واقعی بر اساس میزان تولید نهایی محاسبه میشود، نه صرفاً حجم انرژی در دسترس.
از سوی دیگر، باید هدررفت انرژی، مانند اتلاف بخار ناشی از فاصله پرس‌ها تا بویلرها یا هدر رفت در مسیر انتقال را نیز محاسبه کرد که هوش مصنوعی در چنین شرایطی، به جای سعی و خطا، راهکارهای صحیح را نمایان می‌سازد. لذا با دسترسی به اطلاعات دقیق مصرف انرژی هر ابزار، می‌توان هزینه‌های انرژی را در قیمت‌گذاری محصولات دخیل کرد. همچنین، هوشمندسازی به شناسایی و رفع هدررفت انرژی در سیستم‌های خنک‌کننده، گرمایشی و روشنایی محیط کارخانه‌ها کمک می‌کند.
تکرار این موضوع که در جلسه قبل نیز اشاره کردم ضروری است که هوش مصنوعی به تنهایی فاقد موجودیت مستقل است و تنها در کنار سایر ابزارهای بهبوددهنده، می‌تواند نتایج مطلوب‌تری را به ارمغان آورد. زنجیره هوشمندسازی شامل مجموعه‌ای از ابزارهای مختلف است که به بهبود و اثربخشی یک فرآیند کمک می‌کند.
ما در کدام بخش‌های صنعت تایر اتلاف انرژی داریم؟
یکی از موضوعات اساسی در صنعت تایر، پاسخ به همین سوال و شناسایی گلوگاه‌هاست. پس از شناسایی این گلوگاه‌ها، باید اقدام به اضافه کردن تجهیزات اندازه‌گیری با قابلیت اتصال به سیستم کنیم. البته پیش از شناسایی میزان تلفات انرژی، لازم است زیرساخت‌های مورد نیاز را آماده کنیم تا امکان گسترش این سیستم فراهم شود. سپس ماشین‌آلاتی که مصرف انرژی بالایی دارند، مانند میکسرها و پرس‌ها را تحت پوشش قرار دهیم.
نکته قابل طرح در این مورد آن است که ما در سالن تولید یک سری دسته‌بندی داریم که از انبار ورودی تا انبار خروجی را در بر می‌گیرد؛ سه بخش تحت عنوان بنبوری‌ها و میکسرها، نیم ساخته‌ها و محصول نهایی. بیشترین مصرف انرژی برق صنعت تایر در بخش بنبوری و میکسرها و بیشترین مصرف بخار نیز در بخش پرس‌ها است.
لذا باید این بخش‌ها را تفکیک کنیم؛ مثلاً، چنانچه کارخانه‌ای سه خط تولید نیم ساخته یا به عبارتی سه بنبوری و میکسر دارد، باید توان مصرفی این سه خط را از مجموع انرژی‌های گرمایشی، سرمایشی، برق وآب اندازه‌گیری کنیم. از طرفی سازنده محصول یک استاندارد و کاتالوگ ارائه می‌دهد که تا حدی می‌توان به آن استناد کرد؛ اما متریالی که ما از آن استفاده می‌کنیم، در آن کاتالوگ محاسبه نشده است.
برای تفکیک میزان انرژی دستگاه‌هایی که به صورت زنجیروار به یکدیگر متصل هستند، نیازمند آماده‌سازی زیرساخت اطلاعاتی-ارتباطی به همراه یک زیرساخت جامع جمع‌آوری داده هستیم. این زیرساخت باید به گونه‌ای طراحی شود که قابلیت اتصال تمامی ماشین‌آلات را داشته باشد.
پس از پایدار شدن و قابل اعتماد شدن زیرساخت، ابزارهای اندازه‌گیری را به آن متصل می‌کنیم. در این مرحله، هنوز مشخص نیست که هر ابزار مختص کدام ماشین است. لذا این ابزارها باید داخل سیستم زیرساخت معرفی شوند. پس از معرفی میتر، به محدوده قرارگیری و محاسبه انرژی می‌پردازیم. معمولاً در کارخانه‌های تایرسازی، این مراحل تا حد انجام شده است. بعد از این، باید به خود ماشین‌آلات مراجعه کنیم و میزان مصرف انرژی بخش‌های مختلف هر ماشین را محاسبه کنیم.
زمانی که جدول میزان انرژی مصرفی تک‌تک ماشین‌آلات را در کنار میزان انرژی ورودی به سالن داشته باشیم، می‌توانیم میزان تلفات انرژی را به دست آوریم.
پس از محاسبه میزان تلفات با استفاده از این مکانیزم، اقدام به بهینه‌سازی و کاهش این تلفات می‌کنیم. سپس، به شناسایی میزان بهره‌وری ماشین‌آلات می‌پردازیم و آنها را از منظر میزان بهره‌وری دسته‌بندی می‌کنیم.
واقعیت آن است که در بلندمدت، هوشمندسازی امکان مدیریت سهمیه انرژی را فراهم می‌آورد و مشخص می‌کند در صورت کاهش تخصیص برق، کدام ماشین‌آلات می‌توانند از مدار خارج شوند. همچنین، در حوزه نگهداری و تعمیرات، به شناسایی ماشین‌آلاتی با بیشترین تلفات انرژی و دلایل آن کمک کرده و در موارد لزوم، تصمیم‌گیری برای جایگزینی آنها را تسهیل می‌کند. این فرآیند همچنین به شناسایی ماشین‌آلاتی با ارزش افزوده پایین نسبت به مصرف انرژی کمک خواهد کرد.
از منظر اقتصادی، کشور به سمتی در حرکت است که هزینه آب و انرژی رو به افزایش است. گرچه ممکن است قیمت برق مستقیماً افزایش نیابد، اما هزینه‌های تاسیس و نگهداری نیروگاه‌های اختصاصی برای صنایع بسیار بالاست و طبق قوانین نانوشته، صنایع باید ۸۰ تا ۹۰ درصد برق مورد نیاز خود را تامین کنند. انتخاب نوع نیروگاه (مانند سیکل ترکیبی) بدون توجه به تامین سوخت آن، می‌تواند منجر به اشتباهات پرهزینه شود. صرف داشتن نیروگاه یا دیزل ژنراتور کافی نیست، بلکه نوع و بهره‌وری آن اهمیت دارد و این مورد که سوخت آن نیروگاه از کجا قرار است تامین شود.
چه موانعی برای راه‌اندازی سیستم زیرساختی وجود دارد و چرا کارخانه ها به سمت هوشمند سازی نرفته‌اند؟
یکی از چالش‌های جدی در این مسیر، بحران نیروی انسانی متخصص، به ویژه در شهرستان‌ها است. متاسفانه، بسیاری از افراد هوشمندسازی را به عنوان یک هزینه بی‌فایده و کالای لوکس می‌بینند، زیرا از کارایی واقعی آن، به‌خصوص در زمینه شناسایی و بهینه‌سازی مصرف آب و انرژی، آگاه نیستند. عدم توجیه صحیح درباره کارایی هوشمندسازی، دلیل اصلی عدم حرکت به سمت استفاده گسترده از آن در صنعت تایر است. هوش مصنوعی به عنوان ابزاری از ابزارهای هوشمندسازی تمامی کارهای شناسایی داده، پردازش و تجزیه و تحلیل آنها را بدون خطا، با هزینه کمتر و سرعت بالاتر انجام می‌دهد.
در دنیا هم استفاده از این ظرفیت در کنترل مصرف آب بسیار بااهمیت تلقی می شود. به عنوان مثال ۲۰۰ میلیون لیتر آب در کانتیننتال صرفه جویی شده است. آیا این کاهش مصرف در حوزه مصرف آب را می توان از طریق فرایند هوشمندسازی محقق کرد؟
صنایع کشور، به‌ویژه صنعت تایر، با بحران کم‌آبی دست‌وپنجه نرم می‌کنند. سطح آب چاه‌های عمیق به شدت کاهش یافته و حتی در برخی کارخانه‌ها، آب چاه‌ها شور شده و برای مصارف صنعتی مناسب نیست. متأسفانه، برخی از این چاه‌های شور را «چاه آب کشاورزی» نامیده‌اند که این نام‌گذاری، خود جای تأمل دارد؛ چراکه در شرایط بحرانی کم‌آبی، اولویت با تأمین آب برای تولید است، نه نگهداری فضای سبز پرمصرف و اگر هم فضای سبزی لازم است، درخت‌کاری که نیاز آبی کمتری دارد، گزینه بهتری است.
در حالی که وضعیت اندازه‌گیری مصرف برق در کارخانه‌ها نسبتاً مطلوب است، در مورد مصرف آب، اطلاعات کافی در دست نیست. ما نمی‌دانیم کدام لوله‌ها نشتی دارند یا مخازن و چاه‌ها چه میزان آب ذخیره کرده‌اند.
بیشترین مصرف آب در کارخانه‌های تایرسازی مربوط به بخش تولید بخار و سیستم‌های خنک‌کننده قدیمی مانند چیلرها یا به عبارتی برج‌های خنک‌کننده است. حجم زیادی آب برای کاهش دمای سیستم‌ها در برج های خنک کننده هدر می‌رود، در حالی که سال‌هاست در دنیا از سیستم‌های مبدل حرارتی (هیت اکسچنجر) برای خنک‌سازی استفاده میشود. گرچه قیمت مبدل‌های حرارتی از چیلرها بیشتر است، اما در بلندمدت بسیار بهینه‌تر و از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر هستند و نیاز به آب فراوان ندارند.
چرا صنایع تایر برای حل مشکل هدررفت آب اقدام نمی‌کنند؟ از طرفی در کشورهای پیشرفته، نهادهایی وجود دارند که شرکت‌ها را بر اساس سرعت و میزان کاهش مصرف آب، دسته‌بندی و امتیازدهی می‌کنند، آیا چنین نهادی در کشور وجود ندارد که بخواهد تمرکز خود را به چنین موضوعاتی تخصیص دهد؟
یکی از دلایل اصلی این بی‌توجهی، قیمت بسیار ناچیز آب است. وقتی کالا یا خدماتی تقریباً رایگان باشد، هیچ انگیزه‌ای برای بهینه‌سازی مصرف و سرمایه‌گذاری برای جلوگیری از هدررفت آن وجود ندارد. از طرفی ما در ایران هم از این قبیل نهادها داریم، اما احساس مسئولیت و تعهدی از سوی صنایع نبوده است. ضمنا چون قیمت آب بسیار ناچیز است، اینکه یک کارخانه در کشور مصرف آب خود را کاهش داده، اهمیتی برای کسی ندارد.
حتی تا پیش از تشدید بحران آب، این موضوع برای مدیران کارخانه‌های تایرسازی مهم نبود. در کشور ما، میزان تولید برای شرکت‌ها اولویت اصلی است و مسائلی مانند کاهش مصرف آب، در اولویت‌های مرتبطه چندم هم قرار نمی‌گیرند. مدیران ما باید آینده‌نگر باشند، اما به دلیل مشکلات عدیده کنونی، صرفاً به فکر حل مسائل روزمره هستند.
متأسفانه به دلیل وسعت کارخانه‌ها و عدم نظارت کافی، به جای تصفیه فاضلاب برای استفاده مجدد یا فیلترگذاری چاه‌های شور، صنایع تایرسازی ترجیح می‌دهند چاه‌های جدیدی حفر کنند. ما امروز می‌توانیم با یک هزینه معقول، آینده تولید خود را تضمین کنیم، یا با نادیده گرفتن این هزینه‌ها، آینده تولیدمان را به خطر بیندازیم.
هوشمندسازی صنایع، چه تاثیری در کاهش مصرف گاز در کارخانه‌ها دارد؟
گاز نیز یکی از انرژی‌های حیاتی در کارخانه‌هاست. همانطور که مصرف برق هر ماشین، باید محاسبه شود، میزان مصرف گاز نیز باید دقیقاً اندازه‌گیری شود. در کارخانه‌های تایرسازی، عمدتاً دیگ‌های بخار نیاز به گاز دارند و باید محاسبه شود که با چه میزان مصرف گاز، چه مقدار انرژی به دست می‌آید و برای تولید هر حلقه تایر، چه میزان گاز، گازوئیل، آب و برق مصرف شده است.
سال‌هاست که در زمینه مصرف گاز، با چالش جدی مواجه نبوده‌ایم و هدررفت زیادی داشته‌ایم، اما اکنون با کمبود شدید روبرو هستیم و در نتیجه عدم سرمایه‌گذاری کافی در زیرساخت‌های گاز و نفت، باعث شده تا میزان تولید ثابت بماند، در حالی که مصرف روز به روز افزایش یابد. افزایش ساخت‌وساز مسکن و نیاز روزافزون خانه‌های جدید به انرژی، تقاضای گاز را بالا برده است و دولت هم برای جلوگیری از نارضایتی عمومی، گاز صنایع را قطع می‌کند.
متأسفانه، از آنجایی که شرکت‌ها خصوصی هستند و دولت مسئولیت مستقیم تأمین حقوق کارگران را ندارد، ادامه فعالیت بخش خصوصی برای دولت در اولویت نیست. اعتراضات کارگری در مورد قطع برق و گاز منازل بسیار بیشتر از اعتراض به قطع برق و گاز صنایع است. صنعت در شرایط کنونی، هیچ حمایتی از سوی حاکمیت ندارد و باید خودش به فکر حل چالش‌هایش باشد.
عدم وجود مخازن ذخیره گاز در کارخانه‌ها، از دیگر مشکلات جدی است. این موضوع باعث میشود در زمان قطعی گاز، امکان تغییر سوخت از گاز به گازوئیل در کوتاه مدت وجود نداشته باشد. همچنین، برخی بویلرها قابلیت استفاده از گازوئیل را ندارند، یا هزینه سرویس و نگهداری آنها در صورت استفاده از گازوئیل بسیار بالا می‌رود.
در این راستا هوشمندسازی، با ارائه پیشنهادات مختلف، می‌تواند تصمیم‌گیری در این زمینه را ساده‌تر و کارآمدتر کند.
در سالیان اخیر، قیمت انرژی پایین بوده و این موضوع به عنوان یک مزیت رقابتی برای بهینه‌سازی مصرف و کاهش قیمت تمام شده، در نظر گرفته نشده است. اگر قیمت‌ها توسط دولت آزاد شود، آیا شرکت‌ها به سمت هوشمندسازی و بهینه‌سازی مصرف حرکت خواهند کرد و این موضوع به یک مزیت رقابتی مهم برای آنها تبدیل خواهد شد؟
واقعیت آن است که در شرایط بحرانی کنونی، ما نباید صرفه‌جویی و بهینه‌سازی مصرف را صرفاً به عنوان یک مزیت رقابتی ببینیم؛ بلکه باید آن را به عنوان راهی برای «بقای تولید» در نظر بگیریم. قیمت انرژی آنقدر ناچیز است که در محاسبات نهایی تأثیر چندانی بر قیمت تمام شده ندارد. بقای صنعت و تولید در شرایط کنونی، کاملاً به آب و انرژی گره خورده است. در صورتی که خود صنعت اقدام به تأسیس نیروگاه کند، به دلیل عدم تعلق یارانه، قیمت تمام شده انرژی بسیار بالا می‌رود و آن زمان است که می‌توان به فکر مزیت رقابتی بود.
صنایع هنوز به این درک نرسیده‌اند که مسائلی مانند آب و انرژی، بقای آنها را به خطر می‌اندازند. ما باید به این نتیجه برسیم که بقا و آینده ما در خطر است. تنها در این صورت است که می‌توانیم برنامه‌ریزی کنیم و مصرف خود را بهینه کنیم. برنامه‌ریزی به ما کمک می‌کند تا در شرایط خاص، مانند قطع برق یک هفته‌ای، راهکارهای مناسب را از پیش تعیین کنیم. لذا کارخانه‌ها باید به فکر این باشند که پس از یک بحران، آیا می‌توانند مجدداً شروع به فعالیت کنند.
به عنوان مثال جنگ ۱۲ روزه اخیر، نمونه‌ای از این شرایط خاص بود که حتی در زمان تعطیلی، شرکت‌ها مجبور به پرداخت مالیات، بیمه و حقوق بودند. متأسفانه دولت پس از این جنگ، حتی به وزارتخانه‌ها پاداش نیز اختصاص داده که این پاداش از طریق مالیات‌های دریافتی از صنایع تأمین شده است.
توصیه شما به فعالان صنعت تایر چیست؟
صنایع باید عینک خوش‌بینی را کنار گذاشته و برای بقای خود بجنگند و فراموش نکنیم که بقای صنایع به عواملی همچون آب و انرژی وابسته است. حتی شرکت کویرتایر که تاکنون مدیریت بحران و هوشمندسازی را به خوبی پیش برده، هنوز به این نتیجه نرسیده که برخی از نیازها، ضروری و حیاتی هستند و این اقدامات را صرفاً به عنوان نیازهای آینده پیش می‌برد، نه نیازهای کنونی! و این موجب عدم جدیت در فرایند هوشمند سازی در مبحث آب و انرژی کارخانه است.
واقعیت آن است که ما در کشور با کمبود شدید آب مواجه هستیم و این مشکل را نمی‌توان مانند برق، با تأسیس نیروگاه، خطوط انتقال کسترده و سرمایه‌گذاری حل کرد. متأسفانه، در ایران همه به سمت احداث نیروگاه‌های سیکل ترکیبی حرکت کرده اند و این یک اشتباه بزرگی است یا به سمت نیروگاه های
فتوولتاییک روی آوردن کمترین بازده را دارد و از روز اول بازده آن کم میشود. نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی، پربازده‌ترین نوع نیروگاه در کشور هستند. نیروگاه فتوولتاییک در بهترین حالت، ۳۰ درصد بازدهی دارد، در حالی که نیروگاه خورشیدی حرارتی، علاوه بر تولید برق، قابلیت شیرین‌سازی آب را نیز با کمترین هزینه دارد و فقط کافی است در نزدیکی دریا احداث شود.
اقای دکتر از وقتی که در اختیار ما قرار دادید سپاسگزارم.