उद्योग 4.0 - परिवहन लॉजिस्टिक्स बदल रहा है

 

उद्योग 4.0 - एक ऐसा शब्द जो कुछ समय से चर्चा का विषय बना हुआ है और उद्योग और राजनीति में काफी चर्चा का विषय रहा है। वास्तविक अर्थ में, उद्योग 4.0 संघीय सरकार की एक भविष्य की परियोजना को संदर्भित करता है, जो स्थानीय उद्योग को भविष्य की चुनौतियों के लिए उपयुक्त बनाने के लिए आईटी और विनिर्माण प्रौद्योगिकी के घनिष्ठ एकीकरण की परिकल्पना करता है।

तदनुसार, रणनीति पत्र में घोषित चौथी औद्योगिक क्रांति, जो इंटरनेट के बेहद तेजी से विकास से प्रेरित है, वास्तविक और आभासी दुनिया के विलय को बढ़ावा देगी, जो अंततः इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) को जन्म देगी। यहां उत्पाद या घटक स्वयं हैं जो परेशानी मुक्त और यहां तक ​​कि अधिक कुशल प्रक्रियाओं को उत्पन्न करने के लिए अन्य वस्तुओं, उपयोगकर्ताओं या परिवहन के साधनों के साथ नेटवर्क और संचार करते हैं।

उद्योग 4.0 की दिशा में बदलाव का एक संकेत उत्पादन और लॉजिस्टिक्स प्रक्रियाओं में अंतर्निहित आईटी प्रणालियों की नेटवर्किंग का बढ़ता महत्व है, दोनों एक-दूसरे के साथ और सामान्य रूप से इंटरनेट (तथाकथित साइबर-भौतिक सिस्टम, सीपीएस) के साथ। उद्योग में स्वचालन और इंटरकनेक्शन के अधिक से अधिक और तेजी से विकास के साथ-साथ अधिक बुद्धिमान निगरानी और नियंत्रण प्रौद्योगिकियों का निर्माण होता है, जिसके साथ कंपनियां लगभग वास्तविक समय में संपूर्ण मूल्य निर्माण नेटवर्क को नियंत्रित और अनुकूलित कर सकती हैं। एक ऐसा विकास जिसके परिणामस्वरूप शुरू में उत्पादन और परिवहन में पूरी तरह से स्वायत्त निर्णय लेने की प्रक्रिया लागू होगी।

इसकी ओर एक कदम है सेल्फ लर्निंग, इंटेलिजेंट फैक्ट्री ( स्मार्ट फैक्ट्री )। वहां फोकस बुद्धिमान, स्व-विनियमन उत्पादन प्रणालियों और प्रक्रियाओं के विकास के साथ-साथ नेटवर्क, स्वतंत्र रूप से संचार करने वाली उत्पादन सुविधाओं के कार्यान्वयन पर है।

स्मार्ट लॉजिस्टिक्स: भविष्य की लॉजिस्टिक्स

स्मार्ट परिवहन लॉजिस्टिक्स में अपना रास्ता तलाश रही हैं

लेकिन फिर भी स्मार्ट प्रौद्योगिकियाँ 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 कार्य करने में सक्षम हैं और इस प्रकार पूरी प्रक्रिया को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करती हैं।

आज की लॉजिस्टिक्स में कुछ साल पहले के माल के अपेक्षाकृत एक-आयामी भंडारण और शिपिंग के साथ बहुत कम समानता है। इसका कारण बिल्कुल नई वेब प्रौद्योगिकियाँ हैं, जो प्रतिभागियों के बीच एक बिल्कुल नए स्तर की अन्तरक्रियाशीलता की अनुमति देती हैं। और विकास तीव्र गति से जारी है। आंशिक रूप से या यहां तक ​​कि पूरी तरह से स्वचालित परिवहन प्रणालियों का पहले से ही विभिन्न तरीकों से परीक्षण किया जा रहा है।

स्मार्ट फ़ैक्टरी - भविष्य की बुद्धिमान फ़ैक्टरी

जर्मन रिसर्च सेंटर फॉर आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (डीएफकेआई) ने विभिन्न निर्माताओं के सहयोग से भविष्य की एक बुद्धिमान फैक्ट्री का पहला प्रोटोटाइप विकसित किया है - तथाकथित स्मार्ट फैक्ट्री । मुख्य विशेषता स्वतंत्र उत्पादन मॉड्यूल की उनकी संरचना है जो विभिन्न सूचना प्रणालियों का उपयोग करके स्वतंत्र रूप से एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं। उत्पादन प्रक्रिया में मानव श्रम की सहायक भूमिका ही होती है।

तीन केंद्रीय बिल्डिंग ब्लॉक विकास का आधार बनते हैं:

• बुद्धिमान, संचारी उत्पाद
• नेटवर्क प्रणाली
• सिस्टम का सहायक ऑपरेटर

एकीकृत सेंसर (जैसे आरएफआईडी या ब्लूटूथ) की मदद से, बुद्धिमान उत्पाद को उसके वर्तमान ऑर्डर, सामग्री और उत्पादन डेटा के बारे में स्थायी रूप से सूचित किया जाता है और इस प्रकार वह अपने स्वयं के उत्पादन को प्रभावित करता है। नेटवर्क प्रणाली सीपीएस घटकों के माध्यम से व्यक्तिगत बुद्धिमान उत्पादों के साथ समानांतर में संचार करती है और व्यक्तिगत कार्य चरणों की निगरानी करती है। इस प्रणाली में, मानव, सहायक ऑपरेटर को आवश्यक कार्य चरणों सहित असेंबली के विवरण के बारे में उत्पाद द्वारा सीधे सूचित किया जाता है।

स्मार्ट फ़ैक्टरी और डेटा लॉजिस्टिक्स

स्मार्ट फ़ैक्टरी में, उत्पादन योजना और उत्पादन नियंत्रण का सामान्य पृथक्करण अब लागू नहीं होता है। इसके बजाय, एक एकीकृत दृष्टिकोण होता है जिसमें मशीनें एक दूसरे के साथ उत्पादन प्रक्रिया के बारे में जानकारी और पूर्वानुमान का आदान-प्रदान करती हैं और आगे के कार्य चरणों का समन्वय करती हैं। सामग्री प्रवाह, मशीनों और भंडारण प्रणालियों के उपयोग और संसाधन खपत पर डेटा को भी प्रक्रिया में शामिल किया जाता है और उपायों की योजना बनाते समय इसे ध्यान में रखा जाता है। सूचना के प्रवाह के लिए चल रहे उत्पादन पर स्थायी प्रभाव डालने के लिए, यह वास्तविक समय में उपकरणों के बीच होना चाहिए।

यह वह बिंदु है जहां डेटा लॉजिस्टिक्स विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि इसे यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सभी डेटा, वर्तमान और पूर्वानुमान, जल्दी और व्यापक रूप से उपलब्ध हों और बिना किसी समय की हानि के अग्रेषित किए जाएं।

इस आधुनिक प्रकार का उत्पादन स्मार्ट फैक्ट्री कंपनी के गेट पर समाप्त नहीं होता है। विनिर्माण के लिए एकीकृत, ऑर्डर-उन्मुख दृष्टिकोण, जो कच्चे माल से लेकर तैयार औद्योगिक उत्पाद तक संपूर्ण मूल्य श्रृंखला को कवर करता है, सूचना के सुचारू आदान-प्रदान को सुनिश्चित करने के लिए क्रॉस-कंपनी सोच और डेटा लॉजिस्टिक्स की आवश्यकता होती है।

इससे जुड़ी चुनौतियाँ बहुत बड़ी हैं। एक ओर, डेटा के एक विशाल प्रवाह की उम्मीद की जा रही है, जिसके लिए आईटी बुनियादी ढांचे के व्यापक पुनर्गठन की आवश्यकता होगी। इसलिए परियोजना की सफलता के लिए पाइपलाइन नेटवर्क का तेजी से विस्तार आवश्यक है।

डेटा लाइनों के गुणात्मक और मात्रात्मक विस्तार के अलावा, डेटा लॉजिस्टिक्स को एक और अत्यधिक जटिल और वर्तमान में बहुचर्चित कार्य का सामना करना पड़ता है: व्यापक डेटा सुरक्षा सुनिश्चित करना। अधिकृत व्यक्तियों के लिए डेटा की उपलब्धता सुनिश्चित करने के अलावा, उनकी गोपनीयता बनाए रखना एक केंद्रीय भूमिका निभाता है। अनधिकृत व्यक्तियों की घुसपैठ के साथ-साथ गोपनीय डेटा के नुकसान या अनधिकृत प्रकटीकरण से बचना महत्वपूर्ण है। इसलिए डेटा लॉजिस्टिक्स विशेषज्ञों को व्यापक सुरक्षा अवधारणाओं और मानकों के विकास और संचालन को आगे बढ़ाने के कार्य का सामना करना पड़ता है।

डेटा और परिवहन लॉजिस्टिक्स के बीच संबंध

डेटा लॉजिस्टिक्स के अलावा, उद्योग 4.0 के मद्देनजर परिवहन लॉजिस्टिक्स भी और भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। यह विशेष रूप से परिवहन श्रृंखला में शामिल सभी वस्तुओं की संपूर्ण नेटवर्किंग के बारे में है। इसे पहले ही बड़े क्षेत्रों में और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में दैनिक उपयोग में लागू किया जा चुका है: पूर्वानुमानित ट्रैफ़िक स्थितियों या मौसम के आधार पर लचीली मार्ग योजना और ट्रैफ़िक प्रवाह का सॉफ़्टवेयर-समर्थित नियंत्रण केवल दो उदाहरण हैं। लेकिन तकनीकी विकास यहीं नहीं रुकता। इंटरनेट ऑफ थिंग्स पर आधारित परिवहन बुनियादी ढांचे में बुद्धिमान, स्व-चालित वाहनों की शुरूआत स्वचालित और लचीले लॉजिस्टिक्स समाधानों के पूरी तरह से अलग आयामों के द्वार खोलेगी।

इस क्षेत्र में, डेटा और परिवहन लॉजिस्टिक्स साथ-साथ चलते हैं, क्योंकि पूर्व वह जानकारी प्रदान करता है जिसका उपयोग परिवहन लॉजिस्टिक्स को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है। वर्तमान क्षमता, मौसम, यातायात और वाहन की जानकारी का आदान-प्रदान जितना अधिक व्यापक होगा, उतनी ही कुशलता से बढ़ते रसद प्रवाह को नियंत्रित किया जा सकता है। बढ़ते उत्पादन और छोटे बैच आकार (कीवर्ड ई-कॉमर्स) के परिवहन के समय में, उत्पादन और बिक्री पक्ष वस्तुतः परिवहन लॉजिस्टिक्स के प्रदर्शन और लचीलेपन पर निर्भर हैं। सामान्य तौर पर चौथी औद्योगिक क्रांति की परिकल्पना और विशेष रूप से स्मार्ट फैक्ट्री की अवधारणा को केवल तभी साकार किया जा सकता है जब यह गारंटी दी जा सके कि कच्चे माल, प्रारंभिक उत्पाद या भेजे जा सकने वाले आइटम समय पर साइट पर हों।

उम्मीद की जानी चाहिए कि स्मार्ट प्रौद्योगिकियां देर-सबेर उत्पादन में स्थापित हो जाएंगी। लेकिन यह गोदाम रसद को कैसे प्रभावित करता है? क्या वहां भी इसी तरह या समान स्वरूप में विकास होगा?

इसके पर्याप्त संकेत हैं.

गोदाम में स्मार्ट परिवहन प्रणाली

भविष्य के इंट्रालॉजिस्टिक्स में एक प्रमुख प्रवृत्ति गोदाम में "सेलुलर ट्रांसपोर्ट सिस्टम" की शुरूआत है। ये स्वायत्त वाहनों के झुंड हैं जो स्वतंत्र रूप से अपने परिवेश का पता लगाने और अपने संबंधित गंतव्यों तक स्वायत्त रूप से जाने के लिए लेजर स्कैनर, इन्फ्रारेड सेंसर और आरएफआईडी चिप्स का उपयोग करते हैं।

केंद्रीय नियंत्रण के बिना, ये उपकरण एक-दूसरे के साथ आने वाले परिवहन आदेशों पर बातचीत करते हैं, रास्ते के नियम निर्धारित करते हैं और गोदाम में अपनी संबंधित स्थिति के बारे में डेटा का आदान-प्रदान करते हैं। चूँकि प्रत्येक शटल अपनी जानकारी को विकेंद्रीकृत रूप से संसाधित करता है, संपूर्ण नियंत्रण प्रणाली कई आभासी कंधों पर वितरित होती है। यदि खराबी आती है, तो वाहनों का झुंड स्वयं प्रतिक्रिया करता है और समस्या को ठीक करता है।

आत्मनिर्भर परिवहन रोबोट

यहीं पर दो कंपनियां कार्डेक्स रेमस्टार और सर्वस इंट्रालॉजिस्टिक्स आती हैं। स्मार्ट फैक्ट्री उन्होंने अपने ग्राहकों के आंतरिक उत्पादन लॉजिस्टिक्स को अनुकूलित करने के लिए एक नया समाधान विकसित किया है।

समाधान के बुनियादी निर्माण खंड कार्डेक्स रेमस्टार के गतिशील प्रावधान समाधान और सर्वस इंट्रालॉजिस्टिक्स की एक विशेष परिवहन प्रणाली हैं, जिसमें स्वायत्त परिवहन रोबोट शामिल हैं जो रेल पर यात्रा करते हैं। दोनों कंपनियों के उत्पाद लंबे समय से अलग-अलग उपलब्ध हैं। नई बात यह है कि नए विकसित सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके घटकों को एक कुशल समग्र समाधान में संयोजित किया गया है। असेंबली के लिए आवश्यक हिस्सों को कार्डेक्स रेमस्टार के वर्टिकल स्टोरेज लिफ्टों, सर्कुलेशन रैक या कंटेनर स्टोरेज सिस्टम में जगह बचाने वाले तरीके से संग्रहित किया जाता है। प्रावधान के समय, सर्वस परिवहन प्रणाली स्वचालित रूप से गोदाम से भागों को लेती है और स्वायत्त परिवहन रोबोट की मदद से उन्हें असेंबली वर्कस्टेशन तक पहुंचाती है। उपकरण स्वचालित रूप से आवश्यक कार्य चरणों के बारे में जानकारी प्राप्त करते हैं और आगे के सभी चरणों को स्वतंत्र रूप से पूरा करते हैं। इसलिए सर्वस प्रणाली को केंद्रीय नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि परिवहन रोबोट इन्फ्रारेड का उपयोग करके अन्य परिवहन रोबोट और कार्य स्टेशनों के साथ सीधे संचार करते हैं और इस प्रकार उनके तत्काल वातावरण पर प्रतिक्रिया करते हैं। सर्वस परिवहन प्रणाली विशेष रूप से लचीली साबित होती है क्योंकि यह फैक्ट्री हॉल में मुफ्त रूटिंग की अनुमति देती है और मौजूदा भवन संरचनाओं के लिए अनुकूल रूप से अनुकूल होती है। इसका मतलब यह है कि मार्ग को किसी भी बिंदु पर - फर्श से छत तक - गोदाम और उत्पादन हॉल में स्थापित किया जा सकता है।

फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट से झुंड की खुफिया जानकारी

फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर मटेरियल फ्लो एंड लॉजिस्टिक्स मल्टीशटल नामक कंटेनर भंडारण और परिवहन प्रणाली एक मौलिक रूप से तुलनीय दृष्टिकोण दिखाता है, लेकिन इसके वर्तमान स्वरूप में यह और भी आगे बढ़ जाता है ।

मूल विचार यह है कि भंडारण प्रणाली का महत्वपूर्ण लाभ न केवल शुद्ध भंडारण और पुनर्प्राप्ति प्रदर्शन से मापा जाता है, बल्कि उस गति से भी मापा जाता है जिस गति से भंडारण कंटेनर अपने गंतव्य तक पहुंचते हैं। एक आधार के रूप में, फ्राउनहोफर आईएमएल के विशेषज्ञ मानते हैं कि गोदाम रसद में छोटे भार वाहकों के लिए कन्वेयर और भंडारण प्रणालियों का अनुपात पैलेट कन्वेयर और भंडारण प्रणालियों की तुलना में बढ़ता रहेगा। इसका कारण शिपमेंट के आकार में लगातार कमी और इसके परिणामस्वरूप उद्योग और व्यापार में इन्वेंट्री में कमी के उपाय हैं।

मूल विचार में कम लागत, रेल-निर्देशित वाहनों का उपयोग करके परिवहन प्रणाली का विकास शामिल था। उन्हें गोदाम में भंडारण और पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं को स्वतंत्र रूप से पूरा करने में सक्षम होना चाहिए ताकि गोदाम से कार्य स्टेशन तक पूरे परिवहन को बिना किसी अतिरिक्त संचालन के संभालने में सक्षम किया जा सके। इस विचार ने तथाकथित मल्टीशटल , जो सर्वस ट्रांसपोर्ट ट्रॉली के समान काम करता है।

हालाँकि, इंजीनियरों ने तुरंत इस समाधान की सीमाओं को पहचान लिया: अनम्य रेल प्रणाली। फिर उन्होंने मल्टी-शटल को और विकसित करने की योजना बनाई, जो बिना रेल के गोदाम में नेविगेट करेगा। कंपनी डिमैटिक के सहयोग से, संस्थान ने मल्टीशटल मूव , जो पारंपरिक रेल प्रणाली के साथ संगत है, लेकिन एक फ़्लोर चेसिस और एक बुद्धिमान नेविगेशन प्रणाली से भी सुसज्जित है। वाहन आगे और पीछे लेजर स्कैनर से सुसज्जित है, जो मार्ग खोजने और गलियारे के संचालन में सुरक्षा कार्य दोनों के लिए काम करता है। एकीकृत पोजिशनिंग तकनीक की मदद से, यह अंतरिक्ष में पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से घूम सकता है और बिना किसी दिशानिर्देश या अन्य निश्चित चिह्नों के परिवर्तनों पर गतिशील रूप से प्रतिक्रिया कर सकता है। इस प्रकार स्थायी रूप से स्थापित कन्वेयर तकनीक न्यूनतम हो जाती है और साथ ही अधिकतम लचीलापन प्राप्त होता है।

नई प्रणाली के साथ, बुद्धिमान और परस्पर जुड़े परिवहन वाहन सभी परिवहन करते हैं, उदाहरण के लिए हाई-बे गोदाम से कार्य स्टेशनों तक जहां उन्हें आगे संसाधित या चुना जाता है। हालाँकि, फुर्तीले सहायकों को उनकी यात्रा पर गोदाम प्रबंधन सॉफ्टवेयर द्वारा निर्देशित नहीं किया जाता है, बल्कि वे बिना किसी केंद्रीय नियंत्रण के एक-दूसरे के साथ स्वतंत्र रूप से समन्वय करते हैं। चूंकि इस प्रकार के वेयरहाउस लॉजिस्टिक्स के लिए बड़ी संख्या में छोटे सहायकों की आवश्यकता होती है, इसलिए रोबोटों के इस झुंड के नियंत्रण कार्यों की जटिलता से सॉफ्टवेयर अभिभूत हो जाएगा। वैसे भी, वे हाई-बे गोदाम में रेल और जमीन पर पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम हैं।

उपकरण झुंड इंटेलिजेंस के सिद्धांत के अनुसार एक दूसरे से संचार और नियंत्रण करते हैं। यह नव विकसित सेंसर तकनीक के उपयोग के माध्यम से हासिल किया गया है, जो रेडियो स्थान, दूरी और नेविगेशन उपकरणों जैसी कार्यात्मकताओं से सुसज्जित है। इसका मतलब यह है कि व्यक्तिगत शटल हमेशा अपने गंतव्य के लिए सीधे और सबसे छोटे मार्ग की तलाश करते हैं, ऑर्डर लेने और इष्टतम मार्ग खोजने के बारे में एक-दूसरे के साथ समन्वय करते हैं, इस प्रकार गोदाम में अधिकतम थ्रूपुट और इस प्रकार दक्षता सुनिश्चित करते हैं।

एकीकृत सेंसर अवधारणा के कारण टकराव से भी बचा जाता है, जो किसी अन्य डिवाइस या व्यक्ति के साथ आसन्न टकराव की स्थिति में वाहनों को स्वचालित रूप से रोक देता है। अन्यथा, सड़क यातायात के समान, गोदाम में निश्चित मार्गाधिकार नियम लागू होते हैं।

यदि अतिरिक्त संसाधनों की आवश्यकता है, तो वाहनों की संख्या बढ़ाकर सिस्टम के परिवहन प्रदर्शन को लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है। निश्चित प्रणालियों में निवेश आवश्यक नहीं है।