«تحول دیجیتال» اصطلاحی است که امروزه در گوشه و کنار مباحث کسب‌وکار و فناوری درباره آن بحث می‌شود. انتظار می‌رود در یک دهه جاری، بازار مرکبِ فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا (IoT)، رباتیک و هوش مصنوعی بالغ بر 300 هزار میلیارد دلار باشد. این نفوذ همه‌جانبه فناوری به مفهوم دسترسی صنایع مختلف مانند صنایع نفت و گاز به امکانات دیجیتال و بهره‌برداری از آنها در تمام بخش‌های زیرمجموعه صنعت هدف، مانند بخش فروش، تحقیق و توسعه، امور مالی و نیروی انسانی است.
انقلاب صنعتی چهارم یا صنعت 4، رویکردی در دیجیتالی‌کردن صنایع تولیدی است که به‌منظور بهبود فرایندهای صنعت موردنظر، تعریف و اجرا می‌شود. دیجیتالی‌شدن بسیار پر دامنه است و روی بیشتر مؤلفه‌های زنجیره ارزش تاثیر می‌گذارد، اما به تحول دیجیتال در شرکت‌های تولیدیِ صنعتی محدود است. ارزش استقرار صنعت 4 در اتصال سامانه‌های فیزیکی و مجازی به یکدیگر با استفاده از فناوری روز است. با ایجاد این پیوند، شرکت‌ها بینشی عمیق‌تر از دارایی‌های فیزیکی خود دارند و با پشتوانه تحلیلیِ قوی‌تری می‌توانند درباره آینده آنها تصمیم بگیرند.
با ایجاد شبکه‌ای که ماشین‌های صنعتی را به هم پیوند می‌دهد، تصمیم‌گیری خودکار ممکن می‌شود و شرکت‌ها را یاری می‌کند تا در زمان واقعی به رویدادهای غیرمنتظره و موثر در فرایند تولیدی خود، واکنش درست نشان بدهند. 50 درصد شرکت‌های صنعتی انتظار دارند رویکردهای صنعت 4 باعث ایجاد چابکی در شرکت و افزایش 20 درصدی کارایی آنها در تولید شود.
از سال 1395 تا 1399، صنایع مختلف سالیانه حدود 907 هزار میلیارد دلار در صنعت 4 سرمایه‌گذاری کرده‌اند. علاوه‌براین، با استفاده از رویکردهای دیجیتال و تحولات فناوری‌محور، می‌توان هزینه‌های تولید محصول و در نتیجه قیمت کالاها را به‌شکل قابل توجهی کاهش داد. برای مثال، تاکنون و با اتخاذ رویکردهای متناظر با صنعت 4، قریب به 78 هزار میلیارد دلار در بخش‌های مهندسی و ساخت‌وساز، 62 هزار میلیارد دلار در الکترونیک و54 هزار میلیارد دلار در حوزه فلزات صرفه‌جویی شده است.
پیاده‌سازی صنعت 4 در صنایع بالادستی نفت و گاز
در حال حاضر فاکتورهای زیادی وجود دارند که صنایع نفت و گاز را با چالش مواجهه کرده‌اند. مهم‌ترینِ این فاکتورها قیمت پایین نفت، پیدایش منابع جدید هیدروکربنی، نفوذ فوق‌العاده انرژی‌های تجدیدپذیر، خودروهای برقی، قوانین محدودکننده متناظر با تولید دی‌اکسیدکربن و فناوری‌های موجود در مدیریت و ذخیره انرژی هستند.
برای غلبه بر این چالش‌ها، بسیاری از شرکت‌های نفت و گاز به‌دنبال تغییر مدل‌های کسب‌وکار خود و تغییر مسیرهای درآمدزایی هستند. با این حال آن دسته از صنایع بالادستی که تمام کسب‌وکار خود را بر استخراج نفت و گاز استوار کرده‌اند، گزینه‌های برون‌رفت این‌چنینی را در اختیار ندارند و یگانه راه پیش روی این صنایع، بهبود کارایی در تمام بخش‌های عملیاتی است؛ بهبودی که امکانات مورد نیاز آن را رویکردهای متناظر با صنعت 4 در اختیار این صنایع قرار می‌دهد.
با وجود حاشیه سود پایین، بیشتر شرکت‌های بالادستی بودجه مورد نیاز برای پیاده‌سازی راهبرد‌های انقلاب صنعتی 4 را دارند. این راهبردها باید شامل راهکارهایی باشد که منجر به بهبود در طراحی پروژه و ارزیابی‌های میدانی، امکان حفاری خودکار، افزایش سازگاری با اکوسیستم و پیش‌بینی نیاز به تعمیر و نگهداری کردند. چنین قابلیت‌هایی، علاوه بر افزایش سطح کارایی شرکت، باعث رشد نرخ سودآوری آن نیز می‌شود.
در اینجا به راهکارهایی از صنعت 4 اشاره می‌کنیم که شرکت‌های بالادستی را در رسیدن به این اهداف یاری می‌کنند.
مرحله تعریف پروژه
ابزارهای رایج در انقلاب صنعتی 4 به سازمان‌ها اجازه می‌دهد نحوه طراحی، ارزیابی و انتخاب بهترین پروژه را، به منظور استفاده حداکثری از پارامترهای مدنظر خود، تغییر دهند. وقتی روش‌های تحلیل پیشرفته و مدل‌سازی دیجیتال بر انواع مختلفی از داده اعمال شود، چارچوب دیجیتالی بوجود می‌آید که می‌تواند پروژه‌های بی‌شماری را تولید و ارزیابی کند. شرکت‌ها با استفاده از این حجم عظیم ارزیابی و داده‌کاوی، می‌توانند پروژه‌هایی را انتخاب کنند که با پارامترهای مورد نظر آنها سازگارترند.
بخش حفاری و چاه نفت
از راهکارهای دیجیتال برای اصلاح رویکردهای اکتشاف و احداث چاه‌های نفت یا ایجاد هماهنگی بین سهامداران مختلفِ درگیر در اجرا و خودکارسازی فرایند حفاری می‌توان استفاده کرد.
برای مثال، می‌توان از فناوری بلاک‌چین و قدرت رمزنگاری آن برای تشکیل شبکه ارتباطی سهامداران بهره برد. همزمان با کاهش ریسکِ انتشار اطلاعات، بلاک‌چین در کاهش هزینه‌های تحول دیجیتال و شبکه‌سازی نیز تاثیرگذار است.
قبل از اینکه شرکت بخواهد فعالیت‌های حفاری را خودکار کند، باید ارتباط دوطرفه‌ای بین دارایی‌های فیزیکی و نمونه‌های مجازی آنها ایجاد کند. برای ایجاد چنین ارتباطی، به حسگرهای اینترنت اشیا نیاز است تا داده‌ها را از میدان‌های حفاری و چاه‌های نفتی جمع‌آوری و گزارش کنند.
سپس داده‌های جمع‌آوری‌شده به همراه کلان‌داده‌های حاصل از تاریخچه عملیات، استانداردهای زنجیره تامین و مواردی از این دست، به مراکز داده انتقال می‌یابند. با استفاده از تحلیل‌های پیشرفته روی داده‌های موجود، افق‌های عملیاتی و فرصت‌های خودکارسازی نمایان می‌شود. استفاده از ربات‌ها در تصمیم‌گیری‌های عملیاتی، بکارگرفتن پهپادها برای رصد عملیات و تجهیزات شرکت، خودروهای خودران و افزایش دقت در حمل‌ونقل، مثال‌هایی از فرصت‌های تحول دیجیتال در نفت و گاز 4 هستند.
بخش تولید در صنایع نفت و گاز
ابزارهای صنعت 4 به شرکت‌های بالادستی کمک می‌کنند تا دارایی‌های عملیاتی خود را به یکدیگر متصل کنند، شبکه‌ای هوشمند از تجهیزات خود بسازند، ارزیابی دارایی‌ها را بصورت هوشمند انجام دهند و آسیب‌ها و نیاز به تعمیر تجهیزات را در زمان مناسب تشخیص دهند.
با استفاده از حسگرهای اینترنت اشیا و پهپادها، داده‌های عملیاتی را می‌توان در زمان واقعی جمع‌آوری و رصد و حفاظت از اموال شرکت را بدون دخالت نیروی انسانی ممکن کرد. این تجهیزات هوشمند به مدیران کمک می‌کند دید بهتری از عملیات زمینیِ در حال اجرا داشته باشند.
اصول تجمیع داده را باید برای جمع‌آوری داده از منابع مختلفی مانند کلان‌داده‌های خارج از سازمان، همزادهای دیجیتالی، استانداردهای متناظر با سلامت ماشین‌ها، استانداردهای اقتصادی و متریک‌های متناظر با فرایندهای درجریان بکار گرفت. با استفاده از تحلیل‌های پیشرفته بر روی داده‌ها و ابزارهای هوش مصنوعی، شرکت دید بهتری از کارایی تجهیزات خود و پیش‌بینی نیاز به تعمیر دستگاه‌ها پیدا می‌کند. چنین بینشی به مدیران شرکت کمک می‌کند تا تصمیم‌های مطمئن‌تری بگیرند. نتیجه این تصمیمات بهینه، ارتقای سطح کارایی و چابکی شرکت خواهد بود.
طراحی یک نقشه‌راه برای اجرای اصول انقلاب صنعتی چهارم
همزمان با بهبود فرایندهای عملیاتی به لطف ابزارهای فناورانه، انقلاب صنعتی 4 نقشی راهبردی و فراعملیاتی در طراحی نقشه‌راه شرکت‌ها دارد. شرکت‌ها و مدیران باید این بینش را داشته باشند که انقلاب صنعتی 4 فقط رویکردی برای بهبود فرایندهای عملیاتی نیست و قابلیت تعریف و پیشبرد اهداف آتی، فرهنگ سازمانی و راهبرد بنیادی سازمان را نیز دارد.
بنابراین، ساختن یک نقشه‌راه که در بطن آن صنعت 4 قرار دارد نیازمند درکی همه‌جانبه در تمام سطوح سازمان است. در قلب این فهم و تشخیص مدیریتی، مدیران بالادستی مانند مدیران عامل و اجرایی قرار دارند. این مدیران در موقعیت مناسبی برای دریافت و انتقال دانش دیجیتال به کلیت سازمان خود هستند.
بنابر تحقیقات، فرایند یکپارچه‌سازی و شبکه‌سازی اموالِ شرکت‌های نفت و گاز روزانه 1.5 ترابایت داده تولید می‌کنند. چنین حجم بالایی از داده‌ها، دانشی را به‌همراه دارد که بیشتر شرکت‌ها قدرت جذب و انتقال آن را به کارکنان و زیرمجموعه‌های خود ندارند. برای رفع این مشکل، شرکت‌ها باید رویکرد همه‌جانبه‌ای را در پیش بگیرند و هیچ بخش کوچک یا بزرگی از سازمان را از فرایند تحول دیجیتال حذف نکنند.
شاخص بلوغ صنعت 4 که از سوی کنسرسیوم آکاتچ (Acatech) تعریف شده است، چارچوب مفیدی برای سازمان‌ها فراهم می‌کند تا بلوغ دیجیتال سازمان را ارزیابی و برای ارتقای آن برنامه‌ریزی کنند.
شاخص بلوغ صنعت 4 در صنایع نفت و گاز
این شاخص صنایع و شرکت‌های زیرمجموعه آن را از 3 منظر کلی فرهنگی، سازمانی و فناوری ارزیابی می‌کند. در این بخش، تمرکز ما بر چگونگی ارزیابی نبوغ صنعت چهار در صنایع بالادستی نفت و گاز است.
اولین گام در ارزیابی بلوغ سازمان نسبت به صنعت 4، بررسی وضعیت کنونی سازمان و اهداف آن است. پرسش‌های کلیدی متناظر با این ارزیابی عبارتند از:
• اهداف راهبردی و باید‌های سازمان برای سال‌های آتی کدامند؟
• در حال حاضر چه فناوری یا سامانه‌ای در سازمان استفاده می‌شود؟
• نحوه پیاده‌سازی این فناوری‌ها و سامانه‌ها در سازمان به چه صورت است؟
پاسخ‌های این پرسش‌ها، ظرفیت‌های اولیه سازمان را تعیین می‌کند. فراموش نکنید که تحول دیجیتال موفق، یک‌شبه اتفاق نمی‌افتد؛ بلکه نیازمند تعیین راهبرد درست و مراحل اجرایی است. بنابراین، سازمان باید دقیقا مشخص کند که به دنبال چه منافعی است، اولویت‌هایش چیست و چگونه دستاوردهایش را اندازه‌گیری می‌کند.از این طریق، سازمان‌ها یک نقشه‌راه دیجیتال برای پیاده‌سازی اصول صنعت 4 در تمام اجزای سازمان طراحی می‌کنند. همچنین، رویکرد گام به گام به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که منابع مالی موردنیاز را مدیریت کنند و ریسک‌های موجود را به درستی بسنجند.
شاخص بلوغ صنعت 4 به چهار سطح از بلوغ سازمانی تقسیم می‌شود:
• دید: پایش لحظه به لحظه از طریق حسگرها و ابزارها، مدل دیجیتالِ به‌روز کارخانه یا یا همزاد دیجیتالی آنها را ایجاد می‌کند.
• شفافیت: با تحلیل ریشه‌ای علت و معلول‌ها و استفاده از دانش مهندسی، تصمیم‌گیری‌های پیچیده و سریع ممکن می‌شود.
• پیش‌بینی‌پذیری: با شبیه‌سازی تعداد زیادی از سناریوها، سازمان‌ها می‌توانند دید بهتری از وضع کنونی داشته باشند و قابلیت پیش‌بینی آینده را هم فراهم کنند. این قدرت پیش‌بینی به تصمیم‌گیری درست و کاراتر منجر می‌شود.
• تطبیق‌پذیری: با بکارگیری فناوری همزاد دیجیتالی، بخش قابل توجهی از فرایندها را می‌توان به هوش مصنوعی سپرد و از این طریق در زمان و هزینه صرفه‌جویی کرد.
نکته اساسی در این برنامه‌ریزی و نقشه‌راه، وابستگی هر سطح از اجرا به مرحله قبل است. بنابراین، برای اطمینان از موفقیت در پیاده‌سازی صنعت 4 در سازمان، باید هر چهار مرحله را بصورت بهینه و پشت‌سر هم اجرایی کرد.
