ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ፡ ቀንዲ ድርኺት ሓይሊ ኢንዱስትርያዊ ኣውቶማቲክን ኣገዳስነቱን

ማዕበል ኢንዱስትሪ 4.0ን በሊሕ ማኑፋክቸሪንግን ንዓለምና ኣብ ዝዘርግሓሉ ዘሎ እዋን፡ ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ፡ ከም ወሳኒ ማእከል መካኒክስ፡ ኤሌክትሮኒክስን ቴክኖሎጂ ሓበሬታን ዘራኽብ ኮይኑ፡ ንገጽ ዘመናዊ ኢንዱስትሪ ብዘይተራእየ ዕምቆት ዳግማይ ይቐርጽዎ ኣለዉ። ካብ ማይክሮን-ደረጃ ምቕማጥ ዘለዎም ርእሲ ምቕማጥ ቺፕ ኣብ ልክዕ ኤሌክትሮኒካዊ መዐሸጊ መሳርሒታት ክሳብ ኣብ ሓደስቲ መስመራት ምፍራይ ጸዓት ተሽከርከርቲ ኣብ ደቒቕ ሽዱሽተ ምሉኣት ተሽከርከርቲ ከውጽኡ ዝኽእሉ ተዓጻጻፊ ናይ ምውህሃድ ሮቦታት፤ ካብ ሓሙሽተ-ኣክሲስ ሲኤንሲ ማሽን መሳርሒታት ትሕቲ 0.01 ሚ.ሜ ትኽክለኛነት ዘለዎም ኣብ ልዑል-ፍጥነት ባቡር ቦጊ ማሽኒንግ ክሳብ ኣብ ሎጂስቲክስን መኽዘንን ማእከላት 24/7 ዝሰርሑ ኣውቶማቲክ መምርሒ ዘለወን ተሽከርከርቲ (AGVs)-እዞም ዝተፈላለዩ ዝመስሉ ስናርዮታት ኩሎም ኣብ ሓደ ሓባራዊ ቴክኖሎጂካዊ መሰረት እዮም ዝምርኮሱ: ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ። ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ "ማእከል ነርቭ" ናይ ላዕለዎት-መሳርሒታት ጥራይ ዘይኮነስ ወሳኒ መዐቀኒ ተወዳዳርነት ማኑፋክቸሪንግ ሓንቲ ሃገር እውን እዮም።

ድሕረ ባይታ ኢንዱስትሪ፡ ካብ መካኒካዊ ምትሕልላፍ ናብ በሊሕ ምትሕብባር ዝኸይድ ፍልቀት መንገዲ

ሕመረት ናይ ምንቅስቓስ ምቁጽጻር ስርዓት፡ ፍጥነት፡ ኣቀማምጣ ወይ ቶርኬት ናይ ኣክቱዌተራት (ከም ሞተራትን ሃይድሮሊክ ሲሊንደራትን) ብትኽክል ምቁጽጻር ኮይኑ፡ ምንቅስቓስ ናይ ዝተቖጻጸሩ ነገራት ኣብ ኣቐዲሙ ዝተወሰነ ትራጀክቶሪ ወይ ቅዲ ምርግጋጽ እዩ። ታሪኻ ምዕባለኣ ዝተሓጽረ ታሪኽ ኢንዱስትርያዊ ሰውራ ቴክኖሎጂ እዩ: ቅድሚ 1950ታት መካኒካዊ ካምን ሃይድሮሊክ ሰርቮ መካኒዝማትን ቀንዲ መስመር ነይሮም። ይኹን እምበር ብሰንኪ ተሪር ምትእስሳርን ብኢድ ዝግበር ምእራምን እቶም ስርዓታት ምላሽ ምሃብ ደንጉዩን ትሑት ትኽክለኛነትን ዝነበሮም ኮይኖም፡ ንጠለባት ቀለልቲ ኣፕሊኬሽናት ከም ማሽናት ዓለባን ማሽናት ሕትመትን ጥራይ ዘማልኡ እዮም። ኣብ 1960ታትን 1970ታትን ምስ ምምጻእ ዲሲ ሰርቮ ሞተራትን ኣናሎግ ሰርኪዩት ኮንትሮለራትን፡ ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ናብ ኤሌክትሪፊኬሽን ክግዕዝ ጀሚሩ፡ ምምጻእ ብቑጽሪ ዝቆጻጸሩ መሳርሒታት ማሽን (CNC) ድማ ናብ ትኽክለኛ ማኑፋክቸሪንግ ንኽኣቱ ዝያዳ ኣተባቢዕዎ። ድሕሪ 1980ታት፡ ኣብ ኤሲ ሰርቮ ቴክኖሎጂ ዝተራእየ ስርሒታትን ህቡብነት ማይክሮፕሮሰሰርን (ከም ፒኤልሲን ዲኤስፒን) ንመቆጻጸሪ ምንቅስቓስ ካብ "ፍሉይ መሳርሒታት" ናብ "ሓፈሻዊ-ዕላማ መድረኽ" ቀይርዎ፡ ኣብ መንጎ ፕሮግራም ዝግበሩ ሎጂክ ተቖጻጸርቲ (PLCs)ን ተቖጻጸርቲ ምንቅስቓስን ዝነበረ ምክፍፋል ስራሕን ምትሕብባርን ድማ በብቑሩብ በሲሉ። ኣብ መበል 21 ክፍለ ዘመን፡ ዓሚቝ ውህደት ዲጂታላዊ ርክባት (ከም EtherCATን PROFINETን)፡ ሴንሰር ፍዩዥን (ኢንኮደርስ + ቪዥን + ፎርስ ሴንሲንግ)፡ ከምኡ’ውን ኣርቲፊሻል ኢንተለጀንስ ኣልጎሪዝም፡ ሓድሽ ወለዶ በሊሕ ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ፈጢሩ። እዚኦም ንዳይናሚክ ኩነታት ስራሕ ንምጽዋር ኣብ ሓቀኛ ግዜ መለክዒታት የስተኻኽሉ ጥራይ ዘይኮኑስ፡ ብመንገዲ ኢንዱስትርያዊ ኢንተርነት ስግረ--መሳርሒ ምትሕብባር ይረኽቡ፡ እዚ ድማ ንበሊሕ ማኑፋክቸሪንግ ቀንዲ ዘኽእል ቴክኖሎጂ ይኸውን።

ኣብዚ ሕዚ እዋን ዓለምለኻዊ ዕዳጋ ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ዝተፈላለየ ተወዳዳሪ መልክዕ ኣለዎ። ኤውሮጳውያን ኩባንያታት (ከም ሲመንስን ቦሽ ሬክስሮትን)፡ ኣብ ሜካትሮኒክስ ዘለወን ዓሚቝ ክእለት ብምጥቃም፡ ንላዕለዋይ-መበል ደረጃ ሲኤንሲን ከበድቲ-ስራሕቲ መሳርሒታትን ይዕብለላ። ብዝለዓለ ተኣማንነቶምን ምኒያቱራይዜሽንን ዝፍለጡ ጃፓናውያን ኣፍረይቲ (ከም ያስካዋን ፓናሶኒክን) ኣብ ክፍልታት ሃለኽቲ ኤሌክትሮኒክስን ሮቦቲክስን ብሉጻት እዮም። ኣመሪካውያን ኩባንያታት (ከም ሮክዌልን ኮልሞርገንን) ኣብ ከም ሴሚኮንዳክተራትን ኤሮስፔስን ዝኣመሰሉ ምዕቡላት-ኣፕሊኬሽናት ዘተኮሩ ኮይኖም፡ ንኣልትራ-ትኽክለኛ ምቁጽጻር ዓቕሚ የጉልሑ። ቻይና፡ እታ ዝዓበየት ዕዳጋ ማኑፋክቸሪንግ ዓለምና፡ ኣብ ሓፈሻዊ ሰርቮ፡ ማእከላይ-ን ትሑት-ን PLCs ውሽጣዊ ምትኽኻእ ኣመዝጊባ፡ ኣብ ከም ፎቶቮልቴክን ሊትየም ባትሪን ዝኣመሰሉ ዝምዕብሉ ኢንዱስትሪታት ድማ ብመምርሒ ፖሊሲ (ከም "Made in China 2025") ከምኡ'ውን ብናይ ትካላት ምህዞን (ምልዓል ናይ ውሽጢ ዓዲ ምልክታትን) ኣብ ዓለም-መሪሕ መፍትሒታት ኣማዕቢላ ከም ኢኖቫንስ ቴክኖሎጂን ኤስተንን)።

ኣገዳስነት ኢንዱስትሪ፡ ልዑል-ፅሬት ዘለዎ ልምዓት ዝድግፍ ብዙሕ-መኣዝናዊ ዋጋ

ስትራተጂካዊ ትርጉም ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ካብ ቴክኖሎጂካዊ ስርሒታት ኣዝዩ ዝሓልፍ እዩ። ብተወሳኺ ኣብ ምምሕያሽ ሰንሰለት ኢንዱስትሪ ብኹለመዳያዊ ምሕያሎም፣ ምምሕያሽ ብቕዓት ምፍራይን ምፍጣር ማሕበራዊ ዋጋን ይርከብ።

ቀዳማይ፡ ኣብ ምምዕባል ልዑል-መሳርሒታት ንዘጋጥሙ ዕንቅፋታት ኣብ ምፍታሕ ስርሒት ዝውክል እዩ። ኣብ መሳርሒታት ምፍራይ ሴሚኮንዳክተር፡ ደረጃ ዌፈር ናይ ሊቶግራፊ ማሽን ኣብ ካልኢት ዓሰርተታት ሴንቲ ሜተር ብደረጃ ናኖሜተር-ልክዕነት ክጓዓዝ ኣለዎ። ናይ ምንቅስቓስ ምቁጽጻር ኣልጎሪዝማቱን ቀንዲ ኣካላትን (ከም መስመራዊ ሞተራትን ልዑል-ርዝነት ዘለዎም ኢንኮደርን) ብቐጥታ ንላዕለዋይ ደረት መስርሕ ምፍራይ ቺፕ ይውስኑ። ኣብ መስርሕ ስንቂ ሞተር ነፋሪት፡ ጌጋ ምቁጽጻር ትራጀክቶሪ ናይ ሓደ ሓሙሽተ-ኣክሲስ ዘለዎ መሳርሒ ማሽን ትሕቲ 0.005 ሚ.ሜ ክኸውን ኣለዎ፡ እንተዘይኮይኑ ናይቲ ስንቂ ኤሮዳይናሚክ ብቕዓት ክፈሽል እዩ። ኣብ ዝሓለፈ እዋን እዚ ዓይነት ልዑል-ደረጃ ዘለዎ ናይ ምንቅስቓስ ምቁጽጻር ቴክኖሎጂ ንነዊሕ እዋን ብናይ ወጻኢ ሃገራት ሞኖፖል ስለዝነበረ፡ ኣብ ሃገረይ ከም ዓበይቲ ነፈርትን ላዕለዎት-መሳርሒታት ሕክምናዊ ምስልን ዝኣመሰሉ ኢንዱስትሪታት ንኸማዕብሉ ይዕንቅፍ ነይሩ። ኣብ ዝሓለፉ ዓመታት፡ ብናይ ውሽጢ ሃገር ኣፍረይቲ ኣብ ቁልፊ መዳያት ከም ሰርቮ ድራይቭን ሪል-ታይም ኦፐሬቲንግ ሲስተምን (RTOS) ዝተገብረ ስርሒታት፡ ወጻኢታት መሳርሒታት ኣጉዲሉ ጥራይ ዘይኮነስ (ዋጋታት ገለ ፍርያት ብልዕሊ 40% ወሪዱ) ድሕነት ናይቲ ኢንዱስትርያዊ ሰንሰለት እውን ኣረጋጊጹ እዩ።

ካልኣይ ድማ ናብ በሊሕ ማኑፋክቸሪንግ ንዝግበር ለውጢ ከም "ኒውራል ድልድል" ኮይኑ የገልግል። ኣብ ኢንዱስትርያዊ ኢንተርነት ነገራት (IIoT) ስነ ህንጻ፡ እቲ ስርዓተ ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ኣብቲ "ናይ ምፍጻም ንጣብ" ቀንዲ ተራ ይጻወት-ካብ MES (Manufacturing Execution System) መምርሒታት ምፍራይ ይቕበል፡ ነቶም ዕማማት ናብ ፍሉያት ሞተር ምንቅስቓሳት ይበታተን፡ ሓቀኛ-ግዜ ምቁጽጻር ኣልጎሪዝም ብምጥቃም፡ ከምኡ'ውን ሴንሰር ግብረ መልሲ ብምጥቃም ዕጹው-ሉፕ ምምሕያሽ ሉፕ ይፈጥር። ንኣብነት ኣብ ተዓጻጻፊ መስመራት ምፍራይ መካይን፡ ሓደ በሊሕ ስርዓተ ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ብሓንሳብ ንዓሰርተታት ሮቦታት ብምውህሃድ ንዝተፈላለዩ ሞዴላት ተሽከርከርቲ ስርሓት ምውህሃድን ምቕባእን ክዛዝም ይኽእል፡ እዚ ድማ ካብቲ ባህላዊ ኣርባዕተ ሰዓታት ናብ 10 ደቓይቕ ናይ ምቕያር ግዜ ይንክዮ። ኣብ 3C ኤሌክትሮኒክስ ምትእኽኻብ፡ ራእይ-ዝምራሕ ምቁጽጻር ምንቅስቓስ፡ ቺፕ ዘቐምጣ ማሽናት ኣቀማምጣን ምቕማጥን ኣካላት ኣብ 0.1 ካልኢት ክዛዝማ የኽእለን፡ እዚ ድማ መጠን ምህርቲ ናብ 99.99% ይውስኽ። እዚ ስሉጥ ምትሕብባር "ርድኢት-ውሳነ-ኣፈጻጽማ"፡ ንብልሒ ማኑፋክቸሪንግ ካብ ባህላዊ ኣውቶማቲክ ዝፈልዮ ኣገዳሲ ባህሪ እዩ።

ሳልሳይ፡ ንሓምለዋይን ትሑት-ካርቦንን ምዕባለ ከም "ብቕዓት ሞተር" ኮይኑ የገልግል። ስርዓታት ምንቅስቓስ ንውጽኢት ሓይልን ምንቅስቓስ ትራጀክቶሪን ናይቲ ሞተር ብትኽክል ብምቁጽጻር፡ ብኽነት ጸዓት ብዓቢኡ ክቕንሱ ይኽእሉ። ንኣብነት ኣብ ማሽነሪታት ዓለባ ንባህላዊ ኣሲንክሮናዊ ሞተራት ብሰርቮ ድራይቭ ምትካእ ንሃልኪ ጸዓት ብ30% ክቕንስ ይኽእል። ኣብ ስርዓታት ምፍላይ ሎጂስቲክስ፡ ኣብ መንገዲ ምምሕያሽ ዝተመርኮሰ ኣልጎሪዝም መደብ ምውጻእ ኤጂቪ፡ ሓፈሻዊ ሃልኪ ጸዓት ብልዕሊ 25% ክቕንስ ይኽእል። ካብዚ ሓሊፉ ኣብ ቴክኖሎጂ ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ዝረአ ዘሎ ምዕባለታት ቀለልቲ ዲዛይን-ንኣሽቱ ሞተራት እውን ኣተባቢዑ እዩ፣ ዝቐልጠፈ ናይ ምቅልጣፍን ምዝሕሓልን ግዜታት ድማ ውሑድ ሃልኪ ንብረትን ምውሳድ ቦታን ማለት እዩ፣ እዚ ድማ ምስቲ ዘላቒ ልምዓታዊ ጠለባት ናይቲ "ድርብ ካርቦን" ዝብል ዕላማታት ኣዝዩ ዝሰማማዕ እዩ።

ራብዓይ ድማ ንቴክኖሎጂካዊ ምትእኽኻብን ምህዞን ከም መፈተኒ ቦታ ኮይኑ የገልግል። ዝተሓላለኸ ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ንኸም ኣርቲፊሻል ኢንተለጀንስ፣ ሓደስቲ ንዋትን ኳንታም ሴንሲንግን ዝኣመሰሉ ምዕቡላት-ቴክኖሎጂታት ምቹእ ኣፕሊኬሽን ስናርዮ ይገብሮም። ዓሚቕ ትምህርቲ ኣልጎሪዝም ንትንበያዊ ጽገና ክውዕል ይኽእል፣ ውድቀት በርሪንግ ኣቐዲምካ ብምልላይ መረዳእታ ምንቅጥቃጥን ሙቐትን ብምትንታን እዩ። ሲሊኮን ካርባይድ (SiC) ዝጥቀሙ መሳርሒታት ሓይሊ ምጥቃም፡ ፍጥነት ምላሽ ሰርቮ ድራይቭ ብ10 ዕጽፊ ከምዘዕበዮ ተገሊጹ። ኳንታም ጃይሮስኮፕ ንመቆጻጸሪ ምንቅስቓስ ኣየርን ስፔስን ዝለዓለ-ልክዕነት ዘለዎ መለክዒ ኣተሓሳስባ ክህቡ ትጽቢት ይግበር። እዚ ኣብ መንጎ ሞያታት ዝካየድ ኣገባብ ቴክኖሎጂካዊ ዶባት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ዘስፍሕ ጥራይ ዘይኮነስ ከም ኣገልግሎት ሮቦታትን ሕክምናዊ መጥባሕቲ ሮቦታትን ዝኣመሰሉ ዝምዕብሉ ኢንዱስትሪታት እውን የዕቢ።

መደምደምታ፡ ንመጻኢ ዝኸውን ቁልፊ መስመራት።

ካብ መካኒካዊ ምትሕልላፍ ኣብ ዘመነ ስቲም ክሳብ በሊሕ ምትሕብባር ኣብ ዘመነ ዲጂታላዊ፡ ፍልቀት ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ምስቲ ወዲ ሰብ "ልክዕ ምቁጽጻር" ዝገብሮ ዘሎ ምድላይ ብቐጻሊ ይድመጽ። ኣብ ድሕረ ባይታ ምሕያል ዓለማዊ ውድድር ማኑፋክቸሪንግን ህጹጽ ኣድላይነት ውሽጣዊ ኢንዱስትርያዊ ምምሕያሽን፡ ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ነቲ "ንዝለዓለ-መሳርሒታት ኣብ ኣእትዎት ምጽጋዕ" ዝብል ጸገም ንምፍታሕ ቁልፊ ጥራይ ዘይኮነስ፡ ሓድሽ-ጽሬት ዘለዎ ኣፍራይነት ንምልማዕን ልዑል-ጽሬት ዘለዎ ምዕባለ ናይቲ ሓቀኛ ቁጠባ ንምድንፋዕን ኣገዳሲ ሞተር እዩ። ንተግበርቲ፡ እዚ ንኽልቲኡ ቴክኒካዊ ብድሆታት (ከም ምምሕያሽ ብዙሕ-ኣክሲስ ዝተዋደደ ቁጽጽር ኣልጎሪዝምን ምትግባር ወሰን ብልሒ) ከምኡ’ውን ዓበይቲ ናይ ምህዞ ዕድላት (ከም ሰብኣዊ ሮቦት መላግቦ ምቁጽጻርን ማይክሮግራቪቲ ምንቅስቓስ ውጥን ንመሳርሒታት ህዋ) የቕርብ። ንሃገር፡ ኣብ መሰረታዊ ክልሰ-ሓሳባዊ ምርምር (ከም ክልሰ-ሓሳብ ዘይመስመራዊ ቁጽጽር)፡ ቀንዲ ኣካላት (ከም ልዑል-ትኽክለኛነት ዘለዎም ኢንኮደርን ሞዱላት ሓይሊን)፡ ከምኡ’ውን ኢንዱስትርያዊ ስነ-ህይወት (ከም ደረጃ ምቕማጥን ምምዕባል ተውህቦን) ቀጻሊ ወፍሪ፡ ኣብዚ ኣብ መጻኢ ተወዳዳርነት ዝምርኮስ ውድድር ተበግሶ ንምሓዝ ወሳኒ እዩ።

ምስ ከም በሊሕ ማኑፋክቸሪንግ፡ ሓድሽ ጸዓትን ባዮሜዲሲንን ዝኣመሰሉ ዝምዕብሉ ዘለዉ ኢንዱስትሪታት ብጽኑዕ ምዕባለ፡ ስርዓታት ምቁጽጻር ምንቅስቓስ ድሕሪ ደጊም ድሕሪ-ተጻወትቲ -መጋረጃ ጥራይ ኣይክህልዉን እዮም። ኣብ ክንድኡስ፡ ዝዓበየ ብልሒ፡ ተዓጻጻፍነትን ንከባቢ ዝምችእን ብምሃብ፡ ንዝቕጽል ኢንዱስትርያዊ ዘመን ዝገልጽ ቴክኖሎጂ ክኾኑ እዮም።