مقدمه؛ غول خاموش اقتصاد جهان
بتن یکی از پرمصرفترین مواد روی کره زمین است؛ مادهای که بخش بزرگی از زیرساختهای زندگی مدرن، از ساختمانها و پلها گرفته تا جادهها و سدها، به آن وابسته است. با این حال، صنعتی که چنین نقش بزرگی در اقتصاد جهان دارد، از نظر بهرهوری و استفاده از فناوری هنوز فاصله قابلتوجهی با بسیاری از صنایع دیگر دارد.
اهمیت موضوع زمانی بیشتر میشود که بدانیم تولید سیمان، بهعنوان یکی از اجزای اصلی بتن، سهم قابلتوجهی در انتشار دیاکسیدکربن جهان دارد. بنابراین، هر اقدامی که بتواند مصرف مواد، ضایعات و خطاهای تولید بتن را کاهش دهد، فقط یک اقدام اقتصادی نیست؛ بلکه میتواند اثرات زیستمحیطی قابلتوجهی نیز داشته باشد.
از سوی دیگر، صنعت ساختوساز سالهاست با یک مسئله ساختاری روبهروست: رشد بهرهوری آن به مراتب کندتر از بسیاری از صنایع دیگر بوده است.
بر اساس گزارش مؤسسه مککینزی در سال ۲۰۱۷، رشد بهرهوری جهانی در صنعت ساختوساز طی دو دهه تنها حدود یک درصد در سال بوده؛ در حالی که این رقم برای کل اقتصاد جهان حدود ۲.۸ درصد و برای صنعت تولید حدود ۳.۶ درصد گزارش شده است.
این شکاف یک پیام روشن دارد:
صنعت ساختوساز و بهتبع آن صنعت بتن، برای افزایش بهرهوری بیش از هر چیز به داده، فناوری و تصمیمگیری دقیقتر نیاز دارد.
چرا صنعت بتن از نظر دیجیتالی عقب مانده است؟
صنعت ساختوساز یکی از بزرگترین بخشهای اقتصاد جهان است و میلیونها نفر در سراسر دنیا در آن فعالیت میکنند. با وجود این مقیاس بزرگ، دیجیتالیشدن آن نسبت به صنایعی مانند تولید، بانکداری، خردهفروشی و خودروسازی با سرعت بسیار کمتری پیش رفته است.
یکی از دلایل اصلی این وضعیت، ماهیت پراکنده و پروژهمحور صنعت ساختوساز است. در بسیاری از پروژهها، اطلاعات میان افراد، فایلهای اکسل، فرمهای کاغذی، نرمافزارهای مختلف و حتی حافظه افراد توزیع شده است.
در صنعت بتن نیز وضعیت مشابهی دیده میشود.
اطلاعات مربوط به مواد اولیه، طرح اختلاط، رطوبت سنگدانهها، نتایج آزمایشها، بچهای تولید، پروژهها، قیمت مواد و عملکرد بتن اغلب در سیستمهای جداگانه ثبت میشوند یا بخشی از آنها همچنان بهصورت دستی مدیریت میشود.
نتیجه چیست؟
داده وجود دارد، اما لزوماً به اطلاعات قابل استفاده برای تصمیمگیری تبدیل نمیشود.
هزینه واقعی دیجیتالی نبودن چیست؟
عقبماندن از فناوری فقط به معنای استفاده نکردن از یک نرمافزار جدید نیست. هزینه اصلی، در تصمیمهای کوچک و تکرارشوندهای پنهان است که هر روز در کارخانه و پروژه اتفاق میافتند.
برای مثال:
مقدار آب اختلاط بهدلیل تغییر رطوبت سنگدانهها بهدرستی اصلاح نمیشود.
یک طرح اختلاط با دادههای قدیمی اجرا میشود.
بخشی از بتن به دلیل عدم انطباق با مشخصات موردنیاز هدر میرود.
نتایج آزمایشها با تأخیر ثبت و تحلیل میشوند.
اطلاعات مواد اولیه در چند فایل و دفتر مختلف نگهداری میشود.
قیمت تمامشده هر مترمکعب بتن بهصورت دقیق و لحظهای مشخص نیست.
انحرافهای کیفی زمانی شناسایی میشوند که هزینه اصلاح آنها بالا رفته است.
هرکدام از این موارد شاید در نگاه اول کوچک به نظر برسند؛ اما وقتی در صدها یا هزاران بچ تولید تکرار شوند، به هزینهای قابلتوجه تبدیل خواهند شد.
به همین دلیل، مسئله اصلی دیجیتالیشدن صنعت بتن را میتوان اینطور تعریف کرد:
چگونه میتوان دادههای پراکنده و تصمیمهای دستی را به یک سیستم یکپارچه برای تصمیمگیری دقیق، سریع و قابل ردیابی تبدیل کرد؟
از حدس مهندسی تا تصمیمگیری دادهمحور
یکی از مهمترین مزایای دیجیتالیشدن، تبدیل فرآیند تصمیمگیری از حالت واکنشی به حالت پیشگیرانه است.
در روش سنتی، ممکن است ابتدا بتن تولید شود، سپس نمونهگیری انجام گیرد، آزمایش در آزمایشگاه صورت گیرد و در نهایت مشخص شود که بتن مطابق انتظار عمل نکرده است.
در این مدل، مهندس زمانی با مشکل مواجه میشود که بخشی از هزینه قبلاً پرداخت شده است.
اما در یک سیستم دادهمحور، اطلاعات مراحل مختلف تولید در کنار یکدیگر قرار میگیرند.
اطلاعاتی مانند:
مشخصات سیمان
دانهبندی سنگدانهها
رطوبت مصالح
نسبت آب به سیمان
مقدار مواد افزودنی
اسلامپ
دمای بتن
نتایج آزمایش مقاومت
سابقه طرحهای اختلاط
اطلاعات پروژه
هزینه مواد اولیه
میتوانند در یک سیستم واحد ثبت و تحلیل شوند.
در این حالت، داده فقط یک گزارش بایگانیشده نیست؛ بلکه به ابزاری برای تصمیمگیری تبدیل میشود.
برای مثال، وقتی اطلاعات رطوبت سنگدانهها بهصورت دقیق در اختیار سیستم باشد، اصلاح آب اختلاط میتواند بر اساس شرایط واقعی انجام شود، نه یک مقدار ثابت یا تخمین تقریبی.
یا زمانی که نتایج آزمایشهای مقاومت در طول زمان ثبت و تحلیل شوند، میتوان روند عملکرد طرحهای اختلاط مختلف را بررسی کرد و انحرافها را زودتر شناسایی کرد.
این همان نقطهای است که دیجیتالیشدن از «ثبت اطلاعات» فراتر میرود و به «مدیریت هوشمند اطلاعات» تبدیل میشود.
بتن، داده و مسئله محیطزیست
بحث دیجیتالیشدن صنعت بتن فقط به افزایش سرعت و کاهش هزینه محدود نمیشود.
بتن یکی از پرمصرفترین مصالح جهان است و تولید سیمان، بهعنوان جزء اصلی بتن، یکی از منابع مهم انتشار گازهای گلخانهای محسوب میشود.
از این منظر، هر اقدامی که باعث کاهش مصرف غیرضروری سیمان یا کاهش ضایعات بتن شود، میتواند همزمان دو هدف را دنبال کند:
کاهش هزینه و کاهش اثرات زیستمحیطی.
فرض کنید در یک طرح اختلاط، مقدار سیمان بیش از نیاز واقعی در نظر گرفته شود. در یک پروژه کوچک ممکن است این مسئله چندان قابل توجه نباشد؛ اما در مقیاس تولید صنعتی، همین اختلاف کوچک در هزاران مترمکعب بتن میتواند به مصرف حجم قابلتوجهی سیمان منجر شود.
بنابراین، بهینهسازی طرح اختلاط، کنترل نسبت آب به سیمان، استفاده دقیق از مواد افزودنی و کاهش ضایعات، دیگر صرفاً مسائل آزمایشگاهی نیستند.
آنها بخشی از استراتژی اقتصادی و زیستمحیطی کارخانه بتن محسوب میشوند.
وقتی داده، مشکلات پنهان را آشکار میکند
یکی از ارزشمندترین قابلیتهای سیستمهای دیجیتال، امکان مشاهده الگوهایی است که با روشهای سنتی بهسادگی قابل تشخیص نیستند.
ممکن است مدیر یک کارخانه بداند که مقدار مشخصی بتن در فرآیند تولید هدر میرود، اما نداند این هدررفت دقیقاً در کجا اتفاق میافتد.
سیستم دیجیتال میتواند دادههای مربوط به تولید را ثبت کند و نشان دهد:
چه میزان مواد اولیه مصرف شده است؛
چه مقدار بتن تولید شده است؛
چه میزان ضایعات ایجاد شده است؛
در چه بچهایی انحراف رخ داده است؛
چه اپراتوری چه عملیاتی انجام داده است؛
و کدام پارامترها بیشترین ارتباط را با خطاهای تولید دارند.
در برخی نمونههای صنعتی، استفاده از سیستمهای دیجیتال کنترل بچینگ و کیفیت به کاهش ضایعات، کاهش دخالتهای دستی و کوتاهشدن زمان عملیات منجر شده است.
اهمیت این موضوع فقط در مقدار صرفهجویی نیست.
آنچه فناوری ایجاد میکند، قابلیت مشاهده است.
چیزی که اندازهگیری نشود، معمولاً مدیریت هم نمیشود.
صنعت بتن ایران؛ جایی که دیجیتالیشدن میتواند تفاوت ایجاد کند
صنعت بتن ایران نیز با بسیاری از همین چالشها مواجه است.
در بخشی از کارخانهها و آزمایشگاهها، فرآیندهایی مانند طراحی طرح اختلاط، ثبت نتایج آزمایشها، مدیریت مواد اولیه، محاسبه قیمت تمامشده و تهیه گزارش همچنان با ترکیبی از اکسل، فرمهای کاغذی و فایلهای پراکنده انجام میشوند.
این روشها لزوماً به معنای نبود دانش فنی نیستند.
برعکس، بسیاری از متخصصان صنعت بتن از دانش و تجربه قابلتوجهی برخوردارند؛ اما وقتی ابزارهای دیجیتال مناسب در اختیار آنها نباشد، بخش زیادی از زمان و انرژی متخصص صرف ثبت، جستوجو، انتقال و تطبیق اطلاعات میشود، نه تحلیل و تصمیمگیری.
اینجاست که دیجیتالیشدن میتواند یک تغییر اساسی ایجاد کند.
هدف فناوری قرار نیست جایگزین مهندس شود.
هدف این است که مهندس، بهجای کار با انبوهی از فایلها و فرمها، به دادهای منسجم، قابل اعتماد و قابل تحلیل دسترسی داشته باشد.
سامانه هوشمند بتن؛ یک گام به سوی بتن دادهمحور
در پاسخ به همین نیاز، سامانه هوشمند بتن با هدف دیجیتالیکردن و یکپارچهسازی فرآیندهای اصلی صنعت بتن طراحی شده است.
این سامانه تلاش میکند بخشهای مختلف زنجیره تولید و کنترل کیفیت بتن را در یک بستر واحد گرد هم آورد؛ از طراحی طرح اختلاط و مدیریت آزمایشگاه گرفته تا مدیریت پروژه، مواد اولیه و تحلیل اطلاعات.
برخی از قابلیتهای اصلی سامانه عبارتاند از:
طرح مخلوط تخصصی
طراحی طرح اختلاط با روش حجم مطلق و امکان اصلاح آب اختلاط بر اساس رطوبت واقعی سنگدانهها، با هدف کاهش خطاهای ناشی از محاسبات دستی و افزایش دقت طراحی.
تخمین هوشمند مقاومت و اسلامپ
استفاده از دادههای موجود برای تخمین پارامترهای کلیدی بتن و کمک به شناسایی زودهنگام طرحهایی که نیاز به بررسی بیشتر دارند.
آزمایشگاه دیجیتال
ثبت و مدیریت نتایج آزمایشهای بتن تازه، بتن سختشده و SCC در یک محیط یکپارچه، با کاهش وابستگی به فرمها و ثبتهای کاغذی.
مدیریت پروژه و قیمت تمامشده
امکان مشاهده و محاسبه اطلاعات مالی و هزینههای مرتبط با تولید بتن، برای ایجاد دید شفافتر نسبت به قیمت تمامشده.
مدیریت دیجیتال مواد اولیه
ثبت اطلاعات خرید و مصرف مواد اولیه و ایجاد سابقه قابل ردیابی برای مواد مورد استفاده در تولید.
گزارشگیری و تحلیل
تجمیع دادههای تولید و آزمایشگاهی و ارائه گزارشهایی که به شناسایی انحرافها و روندهای مهم کمک میکنند.
آینده صنعت بتن، دادهمحور است
دیجیتالیشدن صنعت بتن یک تغییر ناگهانی یا یک پروژه صرفاً نرمافزاری نیست.
این تغییر، حرکت تدریجی از فرآیندهای پراکنده به فرآیندهای یکپارچه است؛ از ثبت دستی به ثبت دیجیتال، از تصمیمگیری بر اساس تجربه صرف به تصمیمگیری مبتنی بر داده، و از واکنش به خطا به شناسایی زودهنگام آن.
در صنعتی که با حجم بالای مواد اولیه، تولید مداوم، کنترل کیفی حساس و حاشیه خطای محدود سروکار دارد، حتی بهبودهای کوچک نیز در مقیاس بزرگ میتوانند ارزش قابلتوجهی ایجاد کنند.
به همین دلیل، سؤال اصلی دیگر این نیست که:
«آیا صنعت بتن باید دیجیتالی شود؟»
سؤال مهمتر این است:
«چه زمانی و با چه سرعتی باید این مسیر را آغاز کرد؟»
صنعت بتن ایران نیز مانند صنعت بتن در سراسر جهان، برای افزایش بهرهوری، کاهش ضایعات، کنترل بهتر کیفیت و استفاده مؤثرتر از منابع، به ابزارهای دادهمحور نیاز دارد.
سامانه هوشمند بتن با هدف فراهمکردن زیرساختی بومی برای همین تحول طراحی شده است؛ بستری برای اینکه اطلاعات تولید، آزمایشگاه، مواد اولیه، پروژهها و طرحهای اختلاط از حالت پراکنده خارج شوند و در خدمت تصمیمگیری قرار بگیرند.
برای آشنایی بیشتر با امکانات سامانه و دریافت اطلاعات درباره نسخه آزمایشی، میتوانید به samanebeton.com مراجعه کنید.