उद्योग 4.0 - परिवहन लॉजिस्टिक्स बदल रहा है

 

उद्योग 4.0 – एक ऐसा शब्द जो हाल ही में एक प्रचलित शब्द बन गया है और उद्योग एवं राजनीति में काफ़ी चर्चा का विषय बन गया है। अपने वास्तविक अर्थ में, उद्योग 4.0 जर्मन संघीय सरकार की एक भविष्योन्मुखी परियोजना है, जिसका उद्देश्य देश को भविष्य की चुनौतियों के लिए तैयार करने हेतु आईटी और विनिर्माण प्रौद्योगिकी के घनिष्ठ एकीकरण की परिकल्पना करना है।

रणनीति पत्र के अनुसार, इंटरनेट के तेज़ विकास से प्रेरित चौथी औद्योगिक क्रांति, वास्तविक और आभासी दुनिया के विलय की ओर ले जाएगी, जिसका परिणाम अंततः इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IoT) होगा। यहाँ, उत्पाद या घटक स्वयं अन्य वस्तुओं, उपयोगकर्ताओं या परिवहन के साधनों के साथ नेटवर्क बनाते हैं और एक-दूसरे के साथ संवाद करके निर्बाध और और भी अधिक कुशल प्रक्रियाएँ उत्पन्न करते हैं।

उद्योग 4.0 की ओर बदलाव का एक संकेत उत्पादन और रसद प्रक्रियाओं में अंतर्निहित नेटवर्किंग आईटी प्रणालियों का बढ़ता महत्व है, एक-दूसरे के साथ और सामान्य रूप से इंटरनेट (तथाकथित साइबर-भौतिक प्रणालियाँ, सीपीएस) के साथ भी। उद्योग में स्वचालन और एकीकरण के निरंतर बढ़ते और त्वरित विकास के साथ-साथ, अधिकाधिक बुद्धिमान निगरानी और नियंत्रण तकनीकों का निर्माण भी हो रहा है, जिससे कंपनियाँ अपने संपूर्ण मूल्य सृजन नेटवर्क को लगभग वास्तविक समय में प्रबंधित और अनुकूलित कर पा रही हैं। यह विकास अंततः उत्पादन और परिवहन में पूर्णतः स्वायत्त निर्णय लेने वाली प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन की ओर ले जाएगा।

इस लक्ष्य की ओर एक कदम है स्व-शिक्षण, बुद्धिमान कारखाना ( स्मार्ट फैक्ट्री )। यहाँ ध्यान बुद्धिमान, स्व-विनियमन उत्पादन प्रणालियों और प्रक्रियाओं को विकसित करने पर है, साथ ही नेटवर्क उत्पादन सुविधाओं को लागू करना है जो एक-दूसरे के साथ स्वतंत्र रूप से संवाद करते हैं।

स्मार्ट लॉजिस्टिक्स: भविष्य का लॉजिस्टिक्स

स्मार्ट परिवहन लॉजिस्टिक्स में भी तेजी से अपनी जगह बना रही हैं

लेकिन स्मार्ट टेक्नोलॉजी आखिर होती क्या हैं?

ये कंप्यूटर-सहायता प्राप्त प्रणालियाँ हैं जो संपूर्ण कार्य प्रक्रियाओं को पूरी तरह से स्वचालित रूप से नियंत्रित करती हैं और स्वायत्त रूप से संचालित होने में सक्षम हैं, इस प्रकार एक पूरी प्रक्रिया को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करती हैं।

आज की लॉजिस्टिक्स कुछ साल पहले के अपेक्षाकृत एक-आयामी भंडारण और माल ढुलाई से बिल्कुल अलग है। इसका कारण नई वेब टेक्नोलॉजी है जो प्रतिभागियों के बीच पूरी तरह से नए स्तर की परस्पर क्रिया को संभव बनाती है। और यह विकास तेजी से आगे बढ़ रहा है। आंशिक या पूर्णतः स्वचालित परिवहन प्रणालियों का परीक्षण पहले से ही कई अनुप्रयोगों में किया जा रहा है।

स्मार्ट फ़ैक्टरी – भविष्य की बुद्धिमान फ़ैक्टरी

जर्मन आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस रिसर्च सेंटर (डीएफकेआई) ने विभिन्न निर्माताओं के सहयोग से भविष्य की एक बुद्धिमान फैक्ट्री का पहला प्रोटोटाइप विकसित किया है, जिसे स्मार्ट फैक्ट्री । इसकी प्रमुख विशेषता स्वतंत्र उत्पादन मॉड्यूलों की संरचना है जो कई सूचना प्रणालियों का उपयोग करके एक-दूसरे के साथ स्वायत्त रूप से संवाद करते हैं। उत्पादन प्रक्रिया में मानवीय श्रम की भूमिका केवल सहायक होती है।

विकास के आधार में तीन प्रमुख घटक शामिल हैं:

• बुद्धिमान, संवाद करने वाला उत्पाद
• नेटवर्क प्रणाली
• सिस्टम का सहायक ऑपरेटर

एकीकृत सेंसरों (जैसे, RFID या ब्लूटूथ) की सहायता से, बुद्धिमान उत्पाद को अपने वर्तमान ऑर्डर, सामग्री और उत्पादन डेटा की निरंतर जानकारी मिलती रहती है, जिससे वह अपनी निर्माण प्रक्रिया को नियंत्रित कर सकता है। नेटवर्कयुक्त प्रणाली CPS घटकों के माध्यम से अलग-अलग बुद्धिमान उत्पादों से संचार करती है और प्रत्येक कार्य चरण की निगरानी करती है। इस प्रणाली में, उपयोगकर्ता की सहायता करने वाले मानव ऑपरेटर को उत्पाद द्वारा सीधे असेंबली प्रक्रिया के विवरण, जिसमें आवश्यक कार्य चरण भी शामिल हैं, की जानकारी दी जाती है।

स्मार्ट फ़ैक्टरी और डेटा लॉजिस्टिक्स

स्मार्ट फ़ैक्टरी में, उत्पादन नियोजन और उत्पादन नियंत्रण के पारंपरिक पृथक्करण को समाप्त कर दिया गया है। इसके बजाय, एक एकीकृत दृष्टिकोण अपनाया जाता है, जिसमें मशीनें उत्पादन प्रक्रिया के बारे में जानकारी और पूर्वानुमानों का आदान-प्रदान करती हैं और बाद के कार्य चरणों का समन्वय करती हैं। सामग्री प्रवाह, मशीन और भंडारण प्रणाली के उपयोग और संसाधन खपत से संबंधित डेटा को भी प्रक्रिया में एकीकृत किया जाता है और कार्य योजना में ध्यान में रखा जाता है। इस सूचना प्रवाह का निरंतर उत्पादन पर प्रभाव डालने के लिए, यह उपकरणों के बीच वास्तविक समय में होना चाहिए।

यहीं पर डेटा लॉजिस्टिक्स एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि इसे यह सुनिश्चित करना होता है कि वर्तमान और पूर्वानुमानित दोनों प्रकार के सभी डेटा शीघ्रता से और व्यापक रूप से उपलब्ध हों और बिना किसी समय की हानि के अग्रेषित किए जाएं।

इस आधुनिक प्रकार का उत्पादन स्मार्ट फैक्ट्री के द्वार पर ही समाप्त नहीं होता। कच्चे माल से लेकर तैयार औद्योगिक उत्पाद तक संपूर्ण मूल्य श्रृंखला को समाहित करने वाला एकीकृत, क्रमबद्ध विनिर्माण दृष्टिकोण, कंपनियों के बीच समन्वय और डेटा लॉजिस्टिक्स के परिप्रेक्ष्य से, सूचना के सुचारू आदान-प्रदान की गारंटी की मांग करता है।

इसमें शामिल चुनौतियाँ बहुत बड़ी हैं। एक ओर, भारी मात्रा में डेटा प्रवाह की उम्मीद है, जिसके लिए आईटी बुनियादी ढांचे के व्यापक पुनर्गठन की आवश्यकता है। इसलिए, परियोजना की सफलता के लिए नेटवर्क बुनियादी ढांचे का तीव्र विस्तार आवश्यक है।

डेटा लाइनों के गुणात्मक और मात्रात्मक विस्तार के अलावा, डेटा लॉजिस्टिक्स को एक और अत्यंत जटिल और वर्तमान में चर्चित चुनौती का सामना करना पड़ रहा है: व्यापक डेटा सुरक्षा सुनिश्चित करना। अधिकृत उपयोगकर्ताओं के लिए डेटा की उपलब्धता सुनिश्चित करने के साथ-साथ, इसकी गोपनीयता बनाए रखना भी महत्वपूर्ण है। अनधिकृत पहुंच, साथ ही गोपनीय डेटा की हानि या अनधिकृत प्रकटीकरण को हर कीमत पर रोका जाना चाहिए। इसलिए, डेटा लॉजिस्टिक्स पेशेवरों के सामने व्यापक सुरक्षा अवधारणाओं और मानकों के विकास और संचालन को आगे बढ़ाने का दायित्व है।

डेटा और परिवहन लॉजिस्टिक्स के बीच संबंध

डेटा लॉजिस्टिक्स के अलावा, उद्योग 4.0 के संदर्भ में परिवहन लॉजिस्टिक्स की भूमिका और भी महत्वपूर्ण हो जाएगी। इसमें विशेष रूप से परिवहन श्रृंखला में शामिल सभी वस्तुओं का पूर्ण नेटवर्किंग शामिल है। कई क्षेत्रों में, यह पहले से ही एक वास्तविकता है और इसका उपयोग दैनिक रूप से अनेक अनुप्रयोगों में किया जाता है: पूर्वानुमानित यातायात स्थितियों या मौसम के आधार पर लचीली मार्ग योजना और सॉफ्टवेयर-समर्थित यातायात प्रवाह प्रबंधन इसके कुछ उदाहरण हैं। लेकिन तकनीकी विकास यहीं नहीं रुकता। इंटरनेट ऑफ थिंग्स पर आधारित परिवहन अवसंरचना में बुद्धिमान, स्व-चालित वाहनों की शुरूआत स्वचालित और लचीले लॉजिस्टिक्स समाधानों के बिल्कुल नए आयामों के द्वार खोलेगी।

इस क्षेत्र में, डेटा और परिवहन लॉजिस्टिक्स एक दूसरे के पूरक हैं, जिसमें डेटा परिवहन लॉजिस्टिक्स को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान करता है। वर्तमान क्षमता, मौसम, यातायात और वाहन संबंधी जानकारी का जितना व्यापक आदान-प्रदान होगा, बढ़ते लॉजिस्टिक्स प्रवाह को उतना ही अधिक कुशलता से प्रबंधित किया जा सकेगा। बढ़ते उत्पादन और लगातार छोटे बैचों के परिवहन (मुख्य शब्द: ई-कॉमर्स) के दौर में, विनिर्माण और वितरण पक्ष वस्तुतः परिवहन लॉजिस्टिक्स के प्रदर्शन और लचीलेपन पर निर्भर हैं। यदि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कच्चा माल, अर्ध-निर्मित उत्पाद या शिपमेंट योग्य वस्तुएं समय पर साइट पर पहुंचें, तभी चौथी औद्योगिक क्रांति की परिकल्पना और विशेष रूप से स्मार्ट फैक्ट्री की अवधारणा साकार हो सकती है।

यह उम्मीद की जा रही है कि उत्पादन में स्मार्ट तकनीकों का वर्चस्व जल्द ही स्थापित हो जाएगा। लेकिन इससे गोदाम व्यवस्था पर क्या प्रभाव पड़ेगा? क्या वहां का विकास भी इसी तरह या लगभग इसी तरह होगा?

इसके कई संकेत मौजूद हैं।

गोदाम में स्मार्ट परिवहन प्रणाली

भविष्य में आंतरिक लॉजिस्टिक्स में एक प्रमुख प्रवृत्ति गोदामों में "सेलुलर परिवहन प्रणालियों" का परिचय है। ये स्वचालित रूप से संचालित वाहनों के समूह हैं जो लेजर स्कैनर, इन्फ्रारेड सेंसर और आरएफआईडी चिप्स का उपयोग करके अपने आसपास के वातावरण को स्वतंत्र रूप से समझते हैं और अपने-अपने गंतव्यों तक स्वतः ही पहुंचते हैं।

केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली के बिना, ये वाहन आपस में आने वाले परिवहन आदेशों पर बातचीत करते हैं, मार्ग के अधिकार के नियम निर्धारित करते हैं और गोदाम में अपनी-अपनी स्थिति के बारे में जानकारी का आदान-प्रदान करते हैं। चूंकि प्रत्येक शटल अपनी जानकारी को विकेंद्रीकृत रूप से संसाधित करता है, इसलिए पूरी नियंत्रण प्रणाली कई आभासी इकाइयों में वितरित होती है। यदि कोई खराबी आती है, तो वाहनों का समूह प्रतिक्रिया करता है और समस्या का समाधान स्वयं कर लेता है।

स्वायत्त परिवहन रोबोट

यहीं पर कार्डेक्स रेमस्टार और सर्वस इंट्रालॉजिस्टिक्स नामक दो कंपनियां सामने आती हैं, जिन्होंने स्मार्ट फैक्ट्री एक नया समाधान विकसित किया है

इस समाधान के मुख्य घटक कार्डेक्स रेमस्टार के डायनामिक रिट्रीवल सिस्टम और सर्वस इंट्रालॉजिस्टिक्स का एक विशेष परिवहन सिस्टम हैं, जिसमें रेल पर चलने वाले स्वायत्त परिवहन रोबोट शामिल हैं। दोनों कंपनियों के उत्पाद कुछ समय से अलग-अलग उपलब्ध हैं। नया यह है कि नए विकसित सॉफ्टवेयर का उपयोग करके इन घटकों को एक कुशल समग्र समाधान में संयोजित किया गया है। असेंबली के लिए आवश्यक पुर्जों को कार्डेक्स रेमस्टार के वर्टिकल स्टोरेज लिफ्ट, कैरोसेल रैक या कंटेनर स्टोरेज सिस्टम में कम जगह में रखा जाता है। आवश्यकता पड़ने पर, सर्वस परिवहन सिस्टम स्वचालित रूप से भंडारण से पुर्जों को निकालता है और स्वायत्त परिवहन रोबोटों का उपयोग करके उन्हें असेंबली वर्कस्टेशन तक पहुंचाता है। रोबोट आवश्यक कार्य चरणों के बारे में जानकारी स्वचालित रूप से प्राप्त करते हैं और बाद के सभी चरणों को स्वतंत्र रूप से पूरा करते हैं। परिणामस्वरूप, सर्वस सिस्टम को किसी केंद्रीय नियंत्रण इकाई की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि परिवहन रोबोट इन्फ्रारेड के माध्यम से अन्य परिवहन रोबोटों और वर्कस्टेशनों के साथ सीधे संवाद करते हैं, जिससे वे अपने आस-पास के वातावरण के अनुसार प्रतिक्रिया कर सकते हैं। सर्वस की परिवहन प्रणाली विशेष रूप से लचीली साबित होती है, क्योंकि यह कारखाने के भीतर मार्ग की स्वतंत्र रूप से योजना बनाने की अनुमति देती है और मौजूदा भवन संरचनाओं के अनुरूप सर्वोत्तम रूप से ढल जाती है। इसका अर्थ है कि ट्रैक को भंडारण और उत्पादन हॉल में फर्श से छत तक किसी भी बिंदु पर स्थापित किया जा सकता है।

फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट से झुंड बुद्धिमत्ता

एक मौलिक रूप से तुलनीय, लेकिन अपने वर्तमान स्वरूप में अधिक उन्नत दृष्टिकोण, फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर मटेरियल फ्लो एंड लॉजिस्टिक्स मल्टीशटल नामक कंटेनर भंडारण और परिवहन प्रणाली ।

मूल विचार यह है कि किसी भंडारण प्रणाली का निर्णायक लाभ केवल उसकी भंडारण और पुनर्प्राप्ति क्षमता से ही नहीं, बल्कि भंडारण कंटेनरों के गंतव्य तक पहुंचने की गति से भी मापा जाता है। फ्राउनहोफर आईएमएल के विशेषज्ञों का मानना ​​है कि पैलेट कन्वेयर और भंडारण प्रणालियों की तुलना में वेयरहाउस लॉजिस्टिक्स में छोटे लोड कैरियर के लिए कन्वेयर और भंडारण प्रणालियों का अनुपात लगातार बढ़ता रहेगा। इसका कारण शिपमेंट के आकार में लगातार कमी और उद्योग एवं व्यापार में इन्वेंट्री को कम करने के लिए उठाए जा रहे कदम हैं।

मूल विचार लागत-प्रभावी, रेल-निर्देशित वाहनों वाली परिवहन प्रणाली विकसित करने का था। इन वाहनों को गोदाम के भीतर भंडारण और पुनर्प्राप्ति कार्यों को स्वतंत्र रूप से संभालने में सक्षम बनाया गया था, जिससे गोदाम से कार्यस्थल तक की पूरी परिवहन प्रक्रिया बिना किसी अतिरिक्त हस्तक्षेप के पूरी हो सके। इसी विचार से तथाकथित मल्टीशटल , जो सर्वस परिवहन वाहन के समान कार्य करता है।

हालांकि, इंजीनियरों ने जल्द ही इस समाधान की कमियों को पहचान लिया: रेल प्रणाली की अनम्यता। इसके बाद उन्होंने मल्टीशटल को और विकसित करने का काम शुरू किया, जो रेल के बिना गोदाम में चल सके। डेमैटिक के सहयोग से, संस्थान ने मल्टीशटल मूव , जो पारंपरिक रेल प्रणाली के साथ संगत है, लेकिन इसमें फर्श पर लगा चेसिस और एक बुद्धिमान नेविगेशन प्रणाली भी है। वाहन के आगे और पीछे लेजर स्कैनर लगे हैं, जो फर्श पर चलते समय पथ-निर्धारण और सुरक्षा दोनों का काम करते हैं। एकीकृत पोजिशनिंग तकनीक का उपयोग करके, यह बिना किसी गाइड रेल या अन्य निश्चित मार्कर के पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से चल सकता है और परिवर्तनों पर गतिशील रूप से प्रतिक्रिया कर सकता है। इससे निश्चित कन्वेयर तकनीक की आवश्यकता कम हो जाती है और साथ ही अधिकतम लचीलापन प्राप्त होता है।

इस नवोन्मेषी प्रणाली के साथ, बुद्धिमान और आपस में जुड़े परिवहन वाहन सभी परिवहन कार्यों को संभालते हैं, उदाहरण के लिए, एक बड़े गोदाम से उन वर्कस्टेशनों तक जहां आगे की प्रक्रिया या पिकिंग की जाती है। ये फुर्तीले सहायक गोदाम प्रबंधन सॉफ़्टवेयर द्वारा निर्देशित नहीं होते हैं, बल्कि बिना किसी केंद्रीय नियंत्रण के स्वायत्त रूप से समन्वय करते हैं। चूंकि इस प्रकार की गोदाम व्यवस्था में इन छोटे सहायकों की बड़ी संख्या की आवश्यकता होती है, इसलिए सॉफ़्टवेयर रोबोटों के इस समूह के प्रबंधन की जटिलता से अभिभूत हो जाएगा। यह प्रणाली उन्हें बड़े गोदाम के भीतर, रेल और फर्श दोनों पर, पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से घूमने की अनुमति देती है।

ये उपकरण झुंड बुद्धिमत्ता के सिद्धांत का उपयोग करके एक दूसरे से संवाद और नियंत्रण करते हैं। यह रेडियो ट्रैकिंग, दूरी मापन और नेविगेशन जैसी सुविधाओं से लैस नई विकसित सेंसर तकनीक के उपयोग से संभव होता है। इससे प्रत्येक शटल अपने गंतव्य तक सबसे सीधा और छोटा मार्ग खोज पाती है, ऑर्डर स्वीकार करने और इष्टतम मार्ग योजना के संबंध में एक दूसरे के साथ समन्वय स्थापित कर पाती है, और इस प्रकार गोदाम में अधिकतम उत्पादन और दक्षता सुनिश्चित करती है।

एकीकृत सेंसर प्रणाली द्वारा टक्करों को भी रोका जाता है, जो किसी अन्य उपकरण या व्यक्ति से टक्कर होने की आशंका होने पर वाहनों को स्वचालित रूप से रोक देती है। अन्यथा, गोदाम में सड़क यातायात के समान ही निश्चित मार्ग-अधिकार नियम लागू होते हैं।

यदि अतिरिक्त संसाधनों की आवश्यकता हो, तो वाहनों की संख्या बढ़ाकर सिस्टम की परिवहन क्षमता को लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है। स्थायी सुविधाओं में निवेश की आवश्यकता नहीं है।