Akili bandia inabadilisha uzalishaji kwa kasi kwa kuongeza ufanisi, kuboresha ubora, na kuwezesha uzalishaji wenye akili zaidi. Utafiti wa sekta unaonyesha kuwa takriban asilimia 90 ya watengenezaji tayari wanatumia aina fulani ya AI, ingawa wengi wanahisi bado wanashindana na wapinzani wao.

Makadirio ya kimataifa yanakubaliana kuwa AI katika uzalishaji inaongezeka kwa kasi: ripoti moja inatarajia soko litakua hadi takriban $20.8 bilioni ifikapo 2028 (kwa kiwango cha ukuaji cha ~45–57% CAGR) wakati kampuni zinavyowekeza katika uendeshaji wa kiotomatiki, uchambuzi wa utabiri, na viwanda vyenye akili.

Kulingana na Jukwaa la Uchumi Duniani, asilimia 89 ya wakurugenzi wanaona AI kama muhimu kwa kufanikisha ukuaji, na hivyo kuifanya matumizi ya AI kuwa muhimu ili kubaki na ushindani.

AI inaahidi kuleta mapinduzi katika uzalishaji, mnyororo wa usambazaji na muundo wa bidhaa – lakini pia inaleta changamoto kuhusu data, usalama na ujuzi wa wafanyakazi. Katika makala hii, jiunge na INVIAI kuchunguza jinsi AI na teknolojia zinazohusiana zinavyobadilisha sekta ya kisasa.

Teknolojia Muhimu za AI na Matumizi Yake

Watengenezaji wanatumia mbinu mbalimbali za AI kuendesha na kuboresha uzalishaji. Mifano muhimu ni:

• Matengenezo ya utabiri: Algorithmi za AI huchambua data za sensa kutoka kwa mashine kutabiri hitilafu za vifaa kabla hazijatokea. Kwa kutumia mifano ya kujifunza mashine na "digital twins", kampuni zinaweza kupanga matengenezo mapema, kupunguza muda wa kusimama na gharama za matengenezo. (Kwa mfano, wazalishaji wakubwa wa magari sasa wanatumia AI kutabiri hitilafu katika roboti za mstari wa mkusanyiko na kupanga matengenezo wakati wa saa zisizo za kilele.)
• Uchunguzi wa ubora kwa kutumia kuona kwa kompyuta: Mifumo ya kuona ya hali ya juu huchunguza bidhaa kwa wakati halisi ili kugundua kasoro kwa haraka na kwa usahihi zaidi kuliko wakaguzi wa binadamu. Kamera na mifano ya AI hulinganisha kila sehemu na vipimo bora, na kuonyesha kasoro mara moja. Uchunguzi huu unaoendeshwa na AI hupunguza taka na bidhaa zilizokataliwa, na kuongeza ubora wa jumla wa bidhaa bila kupunguza kasi ya uzalishaji.
• Roboti shirikishi (“cobots”): Kizazi kipya cha roboti zinazotumia AI kinaweza kufanya kazi salama pamoja na binadamu kwenye sakafu ya kiwanda. Cobots huchukua kazi za kurudia, za usahihi, au nzito – kwa mfano, wazalishaji wa vifaa vya elektroniki hutumia cobots kuweka vipengele vidogo – wakati wafanyakazi wanazingatia ufuatiliaji, upangaji programu, na kutatua matatizo kwa ubunifu. Ushirikiano huu kati ya binadamu na AI huongeza uzalishaji na ergonomics.
• Digital twins na IoT: Watengenezaji hutumia digital twins (nakala za kidijitali za mashine au mimea yote) kuendesha majaribio na uboreshaji. Data ya sensa ya IoT kwa wakati halisi hutoa taarifa kwa twin, ikiruhusu wahandisi kuunda hali za "nini-kama", kuboresha mipangilio au michakato, na kutabiri matokeo bila kuingilia mstari halisi. Kuunganisha AI na digital twins (kwa mfano, kutumia AI ya kizazi kuchunguza mabadiliko ya muundo) inaonekana kama mwelekeo wa baadaye unaoweza kuongeza uwezekano wa muundo, majaribio na uchambuzi wa wakati halisi.
• Muundo wa kizazi na maendeleo ya bidhaa yanayoendeshwa na AI: Kwa kufunzwa kwa data kuhusu vifaa, vizingiti na miundo ya zamani, zana za AI za kizazi zinaweza kuunda sehemu na prototipu zilizo bora moja kwa moja. Makampuni ya anga na magari tayari yanatumia hii kwa sehemu nyepesi na zenye nguvu. Kwa ujumla, AI husaidia ubinafsishaji wa wingi kwa kubadilisha miundo haraka kulingana na mapendeleo ya wateja bila kusitisha uzalishaji.

Kwa ujumla, AI katika uzalishaji haizuiliwi tu kwa uendeshaji wa kiotomatiki rahisi. IBM inaeleza kuwa mifumo hii ya "kiwanda chenye akili" hutumia vifaa vilivyounganishwa na uchambuzi wa data ili uzalishaji uweze kujirekebisha kwa wakati halisi. Matokeo ni kiwanda chenye ufanisi mkubwa, ambacho AI inafuatilia shughuli kila wakati, kuongeza uzalishaji, na kupunguza taka bila kuingilia kati kwa binadamu.

Manufaa ya AI katika Uzalishaji

AI inaleta faida nyingi katika shughuli za uzalishaji. Manufaa muhimu ni:

• Kuongeza ufanisi na uzalishaji: Udhibiti wa michakato unaoendeshwa na AI na uboreshaji hutoa pato zaidi kwa rasilimali zile zile. Kwa mfano, ufuatiliaji wa AI kwa wakati halisi unaweza kuongeza kasi ya mashine wakati wa kilele au kuzidisha wakati wa mapumziko, hivyo kuongeza matumizi bora ya rasilimali. Kulingana na IBM, "viwanda vyenye akili" vinavyotumia AI vinaweza kujirekebisha kiotomatiki ili kubaki katika hali bora, na hivyo kuongeza uzalishaji kwa kiasi kikubwa.
• Kupunguza muda wa kusimama na gharama za matengenezo: Kwa kutabiri hitilafu, AI hupunguza kusimamishwa kwa ghafla. Makadirio moja yanaonyesha matengenezo ya utabiri yanaweza kupunguza gharama za matengenezo kwa hadi asilimia 25 na muda wa kusimama kwa asilimia 30. Akiba hizi huruhusu viwanda kuendelea kufanya kazi bila matatizo saa 24 kwa siku na matengenezo machache ya dharura.
• Ubora wa juu na taka kidogo: Uchunguzi na udhibiti wa AI huleta ubora bora na taka kidogo. Kuona kwa kompyuta hugundua kasoro ambazo binadamu wanaweza kupuuzia, na michakato iliyoboreshwa na AI hupunguza tofauti. Matokeo ni bidhaa zenye ubora thabiti na athari ndogo kwa mazingira. Kwa kweli, IBM inabainisha kuwa uwezo wa AI kuboresha matumizi ya nishati na kupunguza taka "huchangia katika mazoea ya uzalishaji rafiki kwa mazingira", na hivyo kupunguza athari za mazingira.
• Ubunifu wa haraka na mizunguko ya muundo: AI huongeza kasi ya utafiti na maendeleo. Mbinu kama muundo wa kizazi pamoja na utengenezaji wa prototipu haraka huruhusu kampuni kuendeleza bidhaa mpya kwa haraka. Kulingana na IBM, mijadala ya digital twin na mifano ya kizazi inayotumia AI huruhusu watengenezaji "kubuni kwa haraka na kwa ufanisi," na hivyo kupunguza muda wa kuingia sokoni kwa miundo ya hali ya juu. Hii huwafanya kampuni kuwa na uwezo wa kubadilika katika soko linalobadilika kwa kasi.
• Uboreshaji wa mnyororo wa usambazaji na upangaji wa mahitaji: AI ya kizazi na kujifunza mashine husaidia kampuni kutabiri mahitaji na kuboresha hesabu za bidhaa. Kwa mfano, majaribio ya AI na uigaji wa hali mbalimbali huongeza unyumbufu na uimara wa mnyororo wa usambazaji. Kulingana na IBM, AI ya kizazi inaweza kuboresha mawasiliano na upangaji wa hali katika usimamizi wa mnyororo wa usambazaji, na kusaidia kampuni kujibu haraka kwa matatizo.
• Usalama na kuridhika kwa wafanyakazi ulioboreshwa: Kwa kuondoa kazi hatari au za kurudia kwa roboti, AI inaweza kufanya viwanda kuwa salama zaidi. Mifumo ya AI (mara nyingine ikisaidiwa na AR/VR) inaweza kuwaongoza wafanyakazi kupitia kazi ngumu kwa usahihi. Ushirikiano huu kati ya binadamu na mashine pia unamaanisha wafanyakazi hutumia muda zaidi kwenye kazi za kuvutia na zenye thamani kubwa, na hivyo kuongeza kuridhika kazini.

Kwa kifupi, AI hufanya viwanda kuwa "venye akili." Inaunda shirika linaloendeshwa na data ambapo maamuzi yanatokana na ushahidi na michakato hujiendeleza kila wakati. Wakati AI itakapowekwa kwa wingi, uwezo huu unaashiria hatua kubwa kutoka mstari wa mkusanyiko wa jadi hadi shughuli za Viwanda 4.0 zilizojaa akili na kiotomatiki kikamilifu.

Changamoto na Hatari

Kutumia AI katika sekta kuna changamoto zake. Changamoto kubwa ni:

• Ubora wa data na muunganisho: AI inahitaji data nyingi safi na zinazofaa. Watengenezaji mara nyingi wana vifaa vya zamani ambavyo havikuundwa kwa ajili ya ukusanyaji wa data, na data za kihistoria zinaweza kuwa zimegawanyika au zisizo na muafaka. Bila data bora, mifano ya AI inaweza kuwa na makosa. IBM inabainisha kuwa mimea mingi "hakuna data safi, iliyopangwa na maalum kwa matumizi inayohitajika kwa maarifa ya kuaminika," hasa katika udhibiti wa ubora.
• Usalama wa mtandao na hatari za kiutendaji: Kuwaunganisha mashine na kutumia AI huongeza hatari za mashambulizi ya mtandao. Kila sensa mpya au mfumo wa programu unaweza kuwa sehemu ya mashambulizi. Watengenezaji lazima wawekeze katika usalama thabiti; vinginevyo, uvunjaji wa usalama au programu hasidi vinaweza kuathiri uzalishaji. Pia kuna hatari kwamba mifano ya AI ya majaribio (hasa AI ya kizazi inayojitokeza) bado haijathibitishwa kabisa katika mazingira muhimu ya kazi.
• Upungufu wa ujuzi na mafunzo: Kuna uhaba wa wahandisi na wanasayansi wa data wanaoelewa AI na shughuli za kiwanda. Kama IBM inavyosisitiza, "upungufu wa ujuzi" unafanya iwe vigumu kutekeleza AI bila mafunzo upya. Kampuni nyingi zinahitaji kuwekeza sana katika maendeleo ya wafanyakazi na kuongeza ujuzi ili kuziba pengo hili.
• Usimamizi wa mabadiliko na athari kwa wafanyakazi: Wafanyakazi wanaweza kupinga zana mpya za AI kwa hofu ya usalama wa ajira. Matumizi ya busara yanahitaji mawasiliano wazi na mafunzo upya. IBM inaripoti kuwa karibu mashirika yote yanaona athari fulani kutoka kwa AI na kiotomatiki, hivyo kusimamia mabadiliko haya ni muhimu. Kwa upande mzuri, wataalamu wengi wanasisitiza kuwa AI ni zaidi ya kusaidia wafanyakazi badala ya kuwat替代, ikiruhusu mashine kuchukua kazi za kurudia wakati binadamu wanashughulikia ubunifu na usimamizi.
• Gharama kubwa za awali: Kutekeleza AI – ikiwa ni pamoja na sensa mpya, programu na miundombinu ya kompyuta – inaweza kuwa ghali. Hii ni changamoto hasa kwa watengenezaji wadogo. Uchambuzi wa marketsandmarkets ulionyesha kuwa gharama kubwa za utekelezaji ni kizuizi kikuu hata wakati mahitaji ya AI yanazidi kuongezeka. Kampuni lazima zipange kwa makini faida za uwekezaji, mara nyingi kuanza na miradi ya majaribio kabla ya kueneza kikamilifu.
• Kukosekana kwa viwango na mifumo ya usalama: Kuna viwango vichache vya sekta kwa kuthibitisha mifumo ya AI katika viwanda. Kuhakikisha algorithmi za AI ni wazi, za haki, na salama (kwa mfano, kuepuka upendeleo au hitilafu zisizotarajiwa) huongeza ugumu. Makampuni kama TÜV SÜD na Jukwaa la Uchumi Duniani wanatengeneza mifumo ya kuthibitisha ubora wa AI katika mazingira ya viwanda, lakini mbinu bora za viwango bado zinaendelea kuibuka.

Licha ya changamoto hizi, viongozi wanasisitiza kuwa kuzizidi kunafungua fursa kubwa. Kwa mfano, kuunganisha AI na vifaa vya zamani – kizuizi cha kawaida – ni eneo la kipaumbele kwa suluhisho za kizazi kijacho.

Mwelekeo wa Baadaye na Mtazamo

Mwelekeo wa AI katika sekta ni wa kuongezeka kwa kasi. Wataalamu wanatabiri kuwa kuunganisha AI na teknolojia nyingine kutabadilisha viwanda katika muongo ujao.

• AI ya kizazi + Digital Twins: Wataalamu wanaona kuwa kuunganisha AI ya kizazi na mifano ya digital twin kutakuwa mapinduzi katika uzalishaji. Mchanganyiko huu hauwezi tu kuboresha michakato iliyopo, bali pia "kuanzisha enzi mpya ya muundo, majaribio na uchambuzi wa utabiri wa wakati halisi". Watengenezaji wanaowekeza katika maeneo haya wanaweza kutoka kwenye matengenezo ya majibu hadi uboreshaji wa mapema, na hivyo kuboresha ufanisi, uendelevu na uimara kwa kiasi kikubwa.
• Viwanda 5.0 – Uzalishaji unaomzingatia Binadamu: Kujenga juu ya Viwanda 4.0, dhana ya EU ya Viwanda 5.0 inasisitiza uendelevu na ustawi wa wafanyakazi pamoja na uzalishaji. Katika maono haya, roboti na AI huchukua kazi nzito na hatari wakati ubunifu wa binadamu uko katikati. Viwanda vitachukua mazoea ya mzunguko, matumizi bora ya rasilimali, na programu za kujifunza maisha yote zitawaandaa wafanyakazi kwa ujuzi wa kidijitali. Miradi ya Viwanda 5.0 inalenga kufanya uzalishaji kuwa wa kijani na jumuishi zaidi.
• AI ya Edge na uchambuzi wa wakati halisi: Kadri 5G na kompyuta za Edge zinavyokomaa, usindikaji zaidi wa AI utafanyika kwenye sakafu ya kiwanda (kwenye vifaa au seva za karibu) badala ya wingu. Hii itaruhusu mifumo ya udhibiti yenye ucheleweshaji mdogo sana na mrejesho wa ubora wa wakati halisi. Kwa mfano, sensa zinazotumia AI zinaweza kurekebisha mashine mara moja bila hitaji la kuwasiliana na wingu.
• Matumizi mapana ya cobots na roboti: Tunatarajia ukuaji wa haraka wa roboti shirikishi katika sekta zaidi – si tu magari na elektroniki. Viwanda vidogo na sekta mpya (kama usindikaji wa chakula au dawa) vinaangalia cobots kwa ajili ya uendeshaji wa kiotomatiki unaobadilika. Kila mwaka, akili ya cobots itazidi kuongezeka, ikiruhusu kazi za hali ya juu zaidi.
• Vifaa vya hali ya juu na uchapishaji wa 3D: AI itasaidia kubuni vifaa vipya na kuboresha utengenezaji wa kuongeza (uchapishaji wa 3D) kwa sehemu ngumu. Pamoja, teknolojia hizi zinaweza kuwezesha uzalishaji wa ndani na uzalishaji wa mahitaji, kupunguza mzigo wa mnyororo wa usambazaji.
• Msisitizo mkubwa juu ya ufafanuzi na maadili: Kadri matumizi ya AI yanavyoongezeka, watengenezaji watawekeza katika mifumo ya AI inayoweza kueleweka ili wahandisi waweze kuamini na kuthibitisha maamuzi ya mashine. Katika vitendo, hii inamaanisha zana zaidi za kuona jinsi AI ilivyofikia hitimisho, na miongozo zaidi ya sekta kuhakikisha usalama na haki katika michakato inayotumia AI.

>>> Jifunze zaidi:

AI katika Tiba na Huduma za Afya

Matumizi ya AI katika Biashara na Masoko

Kwa muhtasari, AI inatarajiwa kuingizwa zaidi katika shughuli za viwanda. Tafiti zinaonyesha kuwa kampuni zinazowekeza mapema katika AI zina nafasi kubwa ya kuongeza sehemu ya soko, mapato na kuridhika kwa wateja. Ingawa mabadiliko kamili yatachukua muda na mipango makini, mwelekeo ni wazi: AI itakuwa nguvu ya kizazi kijacho cha uzalishaji wenye akili, endelevu na wenye ushindani.