مقدمه
در دهههای اخیر، صنایع مختلف در سراسر جهان با موجی از تحول دیجیتال و هوشمندسازی مواجه شدهاند. افزایش رقابت جهانی، ضرورت کاهش هزینههای تولید، ارتقای کیفیت محصولات و انعطافپذیری در فرآیندهای تولید، سازمانها و صنایع را به سمت استفادهی گسترده از سامانههای اتوماسیون صنعتی سوق داده است. در این میان، ظهور اینترنت اشیای صنعتی[1] و سامانههای سایبر-فیزیکی، نقش اتوماسیون را از یک ابزار کمکی به یک عنصر حیاتی در صنعت ارتقا داده است.
اتوماسیون صنعتی نهتنها بهرهوری خطوط تولید را افزایش میدهد، بلکه امکان پایش، کنترل و بهینهسازی فرآیندها را در زمان واقعی فراهم میکند. با این حال، توسعه و بهرهبرداری از سامانههای اتوماسیون مستلزم نیروی انسانی متخصص، آموزشدیده و آشنا با تجهیزات، نرمافزارها و روشهای طراحی سامانههای کنترلی است. یکی از چالشهای اساسی در این مسیر، هزینهی بالا و دسترسی محدود به تجهیزات صنعتی واقعی نظیر کنترلکنندههای منطقی قابل برنامهریزی[2] (PLC)، حسگرها، عملگرها و زیرساختهای آزمایشگاهی است که فرآیند یادگیری و آموزش عملی را برای دانشجویان و علاقهمندان دشوار میسازد.
نقش شبیهسازی در آموزش اتوماسیون صنعتی
با توجه به محدودیتهای موجود در دسترسی به تجهیزات صنعتی، استفاده از محیطهای شبیهسازی بهعنوان یک راهکار مؤثر برای آموزش عملی مطرح شده است. شبیهسازی محیطهای صنعتی این امکان را فراهم میکند که فراگیران بدون نیاز به تجهیزات فیزیکی، مفاهیم کنترلی، منطق برنامهنویسی و طراحی سامانههای اتوماسیون را در یک محیط واقعگرایانه تجربه کنند. این رویکرد علاوه بر کاهش هزینهها، ریسکهای عملیاتی و ایمنی را نیز به حداقل میرساند.
در این میان، نرمافزار Factory I/O بهعنوان یکی از پیشرفتهترین ابزارهای شبیهسازی صنعتی، بستری سهبعدی و تعاملی برای مدلسازی خطوط تولید، سامانههای انتقال مواد، فرآیندهای بستهبندی و سایر کاربردهای صنعتی فراهم کرده است. این نرمافزار امکان ارتباط مستقیم با کنترلکنندههای صنعتی مختلف را داشته و بهعنوان یک واسط قدرتمند برای طراحی، ارزیابی و عیبیابی برنامههای کنترلی پیش از پیادهسازی در محیط واقعی مورد استفاده قرار میگیرد. قابلیت ارتباط با کنترلکنندههای زیمنس و محیط TIA Portal، نرمافزار Factory I/O را به ابزاری ایدهآل برای آموزش دانشگاهی و صنعتی تبدیل کرده است.
مسابقهی نوآوری اتوماسیون صنعتی (FAIR)؛ پلی میان دانشگاه و صنعت
در راستای توسعهی مهارتهای عملی در حوزهی اتوماسیون صنعتی و ایجاد ارتباط مؤثر میان دانشگاه و صنعت، مسابقهی FAIR بهعنوان یک رویداد آموزشی و رقابتی طراحی شده است. این مسابقه با همکاری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی و انجمن صنفی کارفرمایی شرکتهای اتوماسیون صنعتی برگزار میشود و هدف اصلی آن، ارتقای مهارتهای برنامهنویسی PLC، تحلیل سامانههای صنعتی و توانایی حل مسئله در میان دانشجویان و علاقهمندان این حوزه است.
مسابقهی FAIR تلاش دارد با ایجاد یک فضای رقابتی ساختارمند، شرکتکنندگان را به مواجهه با مسائل واقعی صنعت نزدیک کرده و آنها را برای ورود به بازار کار آماده سازد. این رویداد علاوه بر جنبهی آموزشی، بستری برای شناسایی استعدادهای برتر و معرفی آنها به صنعت فراهم میکند.
در این راستا و به منظور انجام مسئولیت اجتماعی شرکتهای شناختهشده حوزهی اتوماسیون مانند نوین دانش آینده (ندا)، کنترل پویان، حنیف، انرژی کویر پایا و آترو فرآیند در حین انجام مسابقه همراه و اسپانسر این برنامه هستند. البته همچنان امکان حضور به عنوان اسپانسر وجود دارد.
ساختار و فرآیند برگزاری مسابقه
مسابقهی FAIR در قالب سه فاز مجزا طراحی شده است تا شرکتکنندگان با سطوح مختلف دانش بتوانند در یک مسیر آموزشی ـ رقابتی هدفمند مشارکت کنند. هر فاز دارای اهداف مشخص، معیارهای ارزیابی و خروجیهای تعریفشده است و بهگونهای طراحی شده که کیفیت عملکرد تیمها بهصورت تدریجی ارتقا یابد.
فاز اول: ثبتنام عمومی و آزمون مقدماتی
فاز نخست مسابقه با انتشار فراخوان عمومی آغاز میشود و تمامی علاقهمندان با سطوح مختلف دانش امکان ثبتنام خواهند داشت. هدف این مرحله، ارزیابی اولیهی سطح دانش شرکتکنندگان و شناسایی افرادی است که حداقل دانش لازم در برنامهنویسی PLC و مفاهیم پایهی منطق کنترلی را دارا هستند.
آزمون مقدماتی شامل دو بخش نظری و عملی است. بخش نظری شامل پرسشهای کوتاه در زمینهی مفاهیم پایهی اتوماسیون، ساختارهای شرطی، تایمرها، شمارندهها و مبانی تبادل داده میان PLC و محیط شبیهسازی است. بخش عملی شامل چالشهای ساده در محیط Factory I/O بوده و توانایی شرکتکنندگان در پیادهسازی منطق کنترلی اولیه مورد ارزیابی قرار میگیرد. در پایان این مرحله، تعداد مشخصی از شرکتکنندگان بر اساس امتیازات کسبشده به فاز دوم راه مییابند.
فاز دوم: آموزش تخصصی و لیگ رقابتی
فاز دوم شامل یک دورهی آموزشی متمرکز و سپس یک رقابت لیگمانند است. محتوای آموزشی این مرحله شامل حداقل هشت ساعت آموزش ویدیویی و مجموعهای از تمرینهای عملی است که با هدف ارتقای مهارتهای فنی شرکتکنندگان طراحی شدهاند. موضوعات آموزشی شامل نحوهی تعامل PLC با Factory I/O، روشهای تبادل سیگنال و داده، ساختار پروژه در TIA Portal، و روشهای بهینهسازی برنامهنویسی کنترلی است.
پس از پایان دورهی آموزشی، رقابتها در قالب یک لیگ با ساختاری مشابه مسابقات رباتیک برگزار میشود. تیمها در مسابقات متوالی شرکت کرده و بر اساس معیارهایی نظیر دقت عملکرد، سرعت اجرای فرآیند، پایداری سامانه و خلاقیت در طراحی راهحلها امتیازدهی میشوند. در پایان این مرحله، تیمهای برتر بر اساس مجموع امتیازات به فاز نهایی صعود خواهند کرد.
فاز نهایی: چالشهای پیشرفته و تعیین برندگان
در فاز پایانی، تیمهای منتخب با سناریوهای پیچیدهتر و نزدیک به شرایط واقعی صنعت مواجه میشوند. این سناریوها نیازمند تحلیل عمیق سامانه، طراحی منطقی پیشرفته، مدیریت خطا و پیادهسازی کارآمد تحت محدودیتهای زمانی است. داوری نهایی بر اساس معیارهای کمی و کیفی انجام میشود و تیمها بر اساس عملکرد کلی رتبهبندی خواهند شد.
قوانین و مقررات مسابقه
بهمنظور تضمین برگزاری منصفانه و حرفهای مسابقه، مجموعهای از قوانین و مقررات برای تمامی شرکتکنندگان تدوین شده است. شرکت در مسابقه بهصورت فردی یا تیمهای دو نفره امکانپذیر بوده و تشکیل تیمهای گروهی به دلیل ماهیت پروژهمحور رقابت، اولویت دارد. شرکتکنندگان باید حداقل آشنایی با یکی از روشهای برنامهنویسی PLC و مفاهیم پایهی منطق کنترلی داشته باشند.
ارزیابی تیمها صرفاً محدود به کدنویسی نیست و شامل تحلیل مسئله، طراحی منطقی، کارایی و پایداری راهحل، خلاقیت و توانایی حل مسئله خواهد بود. تمامی مراحل مسابقه با استفاده از ابزارهای رسمی تعیینشده، از جمله TIA Portal و Factory I/O انجام میشود و رعایت اصول رقابت سالم و عدم استفاده از کمک خارجی یا اشتراکگذاری کد الزامی است.
جوایز و فرصتهای پیشروی برگزیدگان
برای تیمهای برتر مسابقهی FAIR جوایز نقدی و فرصتهای حرفهای در نظر گرفته شده است. بر اساس منابع موجود، برای تیم اول جایزهی نقدی ۶۰ میلیون تومان و برای تیم دوم جایزهی نقدی ۲۰ میلیون تومان در نظر گرفته شده است که امکان افزایش این مبالغ وجود دارد. علاوه بر جوایز نقدی، امکان کارآموزی در شرکتهای صنعتی برای دانشجویان و فرصت همکاری حرفهای برای شرکتکنندگان بخش آزاد فراهم خواهد شد.
همچنین، برگزیدگان مسابقه در وبسایت رسمی رویداد و شبکههای اجتماعی مرتبط معرفی میشوند که این امر میتواند به افزایش دیدهشدن و ایجاد فرصتهای شغلی برای آنان کمک کند.
نتیجهگیری
مسابقهی FAIR نمونهای از یک رویکرد نوین در آموزش مهارتهای اتوماسیون صنعتی است که با ترکیب آموزش، شبیهسازی و رقابت، بستری مؤثر برای پرورش نیروی انسانی متخصص فراهم میکند. استفاده از نرمافزار Factory I/O بهعنوان یک ابزار شبیهسازی پیشرفته، امکان تجربهی عملی و نزدیک به شرایط واقعی صنعت را برای دانشجویان و علاقهمندان فراهم ساخته و شکاف میان آموزش دانشگاهی و نیازهای صنعتی را کاهش میدهد.
برگزاری چنین رویدادهایی میتواند نقش مهمی در توسعهی زیستبوم نوآوری، ارتقای سطح مهارتهای فنی و آمادهسازی نیروی کار متخصص برای صنایع هوشمند ایفا کند. مسابقهی FAIR نهتنها یک رقابت فنی، بلکه گامی مؤثر در مسیر همافزایی دانشگاه و صنعت و تربیت نسل جدید مهندسان اتوماسیون محسوب میشود.
[1] Industrial Internet of Things
[2] Programmable Logic Controller (PLC)
