هيكلية المصنع المتصل An Architecture for the Connected Factory - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 هيكلية المصنع المتصل وتحدياته

المفاهيم الأساسية

هيكلية المصنع المتصل: دمج أنظمة الأتمتة والتحكم الصناعية (IACS) مع تطبيقات تقنية المعلومات وأدوات التحليلات لتحسين الجودة والكفاءة في الإنتاج مع الحفاظ على التكامل والموثوقية.

بروتوكول مودبس (Modbus): بروتوكول معياري مفتوح يُستخدم بشكل شائع في القطاع الصناعي لإدارة الأجهزة الرئيسية والفرعية، وتم تحويله للعمل على بروتوكولات مثل Ethernet و TCP/IP.

خريطة المفاهيم

```markmap

تأثير إنترنت الأشياء على الصناعة

مقدمة

تأثير كبير على جميع مجالات الحياة

هدف الصناعة: تقليل التكلفة الإجمالية

تحدي: تأثير خفض التكلفة السلبي على خدمة العملاء والجودة

الصناعة الذكية

استخدام البيانات الضخمة

#### المراقبة الفورية للجودة

#### تحسين كفاءة الآلات الكلية (OEE)

#### تقليل وقت الإنتاج

الاستجابة لتحولات السوق وحاجات المستهلكين

التصنيع القائم على البيانات

تقارب التقنية التشغيلية (OT) والمعلوماتية (IT)

تكامل أعمق بين الآلات وعمليات التصنيع

إزالة الفجوة بين شبكات الصناعة والأعمال

دمج العمليات في بنية تحتية موحدة

تقارب التقنية التشغيلية والمعلوماتية

اتصال ومراقبة وتحسين الأجهزة القابلة للتطوير

اعتبار الآلات جزءاً من نظام شبكة متصل متكامل

تقليل تكلفة توصيل الأجهزة في النظام المتكامل

تقنية أفضل وتكلفة أقل

ظهور تقنيات جديدة

تحسين بيئات التشغيل

تعزيز الكفاءة والسلامة

التحكم الآلي والأتمتة (خاصة في الأغذية والمشروبات)

استخدام الروبوتات ومعالجة الصور

تحسين الكفاءة والسلامة في المصانع الحديثة

هيكلية المصنع المتصل

الدمج بين (IACS) وتقنية المعلومات

#### التحكم في العمليات الأساسية

#### مراقبة الاستخدام

#### سير السلامة عند الطوارئ

#### الهدف: الجودة والكفاءة مع التكامل والموثوقية

بروتوكول مودبس (Modbus)

#### بروتوكول معياري مفتوح للقطاع الصناعي

#### يعمل على بروتوكولات Ethernet و TCP/IP

#### آلية إدارة الأجهزة الرئيسة والتابعة

تحديات المصنع المتصل

هدف للقرصنة الإلكترونية

التقارب بين الشبكات يخلق ثغرات أمنية

الحل التقليدي: فصل شبكة المصنع عن شبكة تقنية المعلومات

#### عيوب الحل: يمنع التواصل مع عمليات الطبقة العليا ويحد من إمكانيات تحسين الأعمال

مخاطر إضافية من الأجهزة المحمولة والوصول غير المقيد

```

نقاط مهمة

• يهدف دمج الأتمتة الصناعية (IACS) مع تقنية المعلومات إلى توفير تحكم وتحليلات تشغيلية مفيدة للأعمال.
• يُستخدم بروتوكول مودبس لإدارة الأجهزة في أنظمة التحكم الصناعية وهو متوافق مع بروتوكول TCP.
• أصبح القطاع الصناعي هدفاً بارزاً للهجمات الإلكترونية بسبب تقارب الشبكات.
• الفصل بين شبكة المصنع وشبكة تقنية المعلومات حل بسيط ولكنه يحد من إمكانات التحسين المدعومة بتقنيات مثل إنترنت الأشياء.
• تشكل الأجهزة المحمولة والوصول غير المقيد في المصانع مصدراً إضافياً للمخاطر الأمنية.

هيكلية المصنع المتصل An Architecture for the Connected Factory

بدأت الشركات بالدمج بين الأتمتة الصناعية وأنظمة التحكم (Industrial Automation and Control Systems – IACS) مع تطبيقات تقنية المعلومات وأدوات التحليلات لتوفير إمكانات تحكم وتحليلات تشغيلية مفيدة للأعمال. يُستخدم هذا الدمج للتحكم في العمليات الأساسية، أو مراقبة استخدامها، أو سير السلامة عند حدوث أي طارئ. يهدف دمج الأتمتة الصناعية وأنظمة التحكم (IACS) إلى تحقيق الجودة والكفاءة في الإنتاج مع الحفاظ على مستوى عالٍ من التكامل والموثوقية.

بروتوكول التحكم في الإرسال وبروتوكول مودبس Modbus / Transmission Control Protocol – TCP

يُستخدم بروتوكول مودبس (Modbus) في القطاع الصناعي بشكل شائع لإدارة الأجهزة الرئيسية والفرعية. تم تحويل مودبس (Modbus) إلى بروتوكولات الاتصالات المستخدمة على نطاق واسع مثل Ethernet و TCP/IP. وعلى غرار تقنيات التحكم الأخرى في الأتمتة، يُستخدم مودبس كبروتوكول معياري مفتوح وموثق في جميع أنحاء العالم. تُعد آلية بروتوكول مودبس في إدارة الأجهزة الرئيسة والتابعة مناسبة تمامًا لطبيعة بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) الخاص بالاتصالات، ولكن بشكل أقل تنوعًا.

شكل 8.1: بروتوكول الشبكة مودبس (Modbus)

تحديات المصنع المتصل Connected Factory Challenges

أصبح القطاع الصناعي أحد أبرز أهداف القرصنة الإلكترونية ومهاجمي الإنترنت. تسبب التقارب الحاصل بين الشبكات في المصانع والأعمال التجارية بظهور ثغرات أمنية لعمليات التصنيع، والتي كانت تجري تقليديًا بمعزل عن العمليات الأخرى. يُعد الفصل بين شبكة المصنع الأساسية وشبكة تقنية المعلومات أبسط حل للتغلب على هذه الهجمات في الكثير من الأحيان. رغم أن هذا الحل يُعد فعالاً وعمليًا، إلا أنه سيمنع التواصل مع عمليات الطبقة العليا وسيحد من القدرات الممكنة لتحسين الأعمال المدعمة بإنترنت الأشياء. وقد تظهر المزيد من المخاطر المحتملة من أجهزة الحاسب المحمولة والأجهزة الحاسوبية الأخرى المتاحة في المصانع للعاملين الذين يتمتعون بوصول غير مقيد للأجهزة.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 310

--- SECTION: هيكلية المصنع المتصل An Architecture for the Connected Factory --- هيكلية المصنع المتصل An Architecture for the Connected Factory بدأت الشركات بالدمج بين الأتمتة الصناعية وأنظمة التحكم (Industrial Automation and Control Systems – IACS) مع تطبيقات تقنية المعلومات وأدوات التحليلات لتوفير إمكانات تحكم وتحليلات تشغيلية مفيدة للأعمال. يُستخدم هذا الدمج للتحكم في العمليات الأساسية، أو مراقبة استخدامها، أو سير السلامة عند حدوث أي طارئ. يهدف دمج الأتمتة الصناعية وأنظمة التحكم (IACS) إلى تحقيق الجودة والكفاءة في الإنتاج مع الحفاظ على مستوى عالٍ من التكامل والموثوقية. --- SECTION: بروتوكول التحكم في الإرسال وبروتوكول مودبس Modbus / Transmission Control Protocol – TCP --- بروتوكول التحكم في الإرسال وبروتوكول مودبس Modbus / Transmission Control Protocol – TCP يُستخدم بروتوكول مودبس (Modbus) في القطاع الصناعي بشكل شائع لإدارة الأجهزة الرئيسية والفرعية. تم تحويل مودبس (Modbus) إلى بروتوكولات الاتصالات المستخدمة على نطاق واسع مثل Ethernet و TCP/IP. وعلى غرار تقنيات التحكم الأخرى في الأتمتة، يُستخدم مودبس كبروتوكول معياري مفتوح وموثق في جميع أنحاء العالم. تُعد آلية بروتوكول مودبس في إدارة الأجهزة الرئيسة والتابعة مناسبة تمامًا لطبيعة بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) الخاص بالاتصالات، ولكن بشكل أقل تنوعًا. شكل 8.1: بروتوكول الشبكة مودبس (Modbus) --- SECTION: تحديات المصنع المتصل Connected Factory Challenges --- تحديات المصنع المتصل Connected Factory Challenges أصبح القطاع الصناعي أحد أبرز أهداف القرصنة الإلكترونية ومهاجمي الإنترنت. تسبب التقارب الحاصل بين الشبكات في المصانع والأعمال التجارية بظهور ثغرات أمنية لعمليات التصنيع، والتي كانت تجري تقليديًا بمعزل عن العمليات الأخرى. يُعد الفصل بين شبكة المصنع الأساسية وشبكة تقنية المعلومات أبسط حل للتغلب على هذه الهجمات في الكثير من الأحيان. رغم أن هذا الحل يُعد فعالاً وعمليًا، إلا أنه سيمنع التواصل مع عمليات الطبقة العليا وسيحد من القدرات الممكنة لتحسين الأعمال المدعمة بإنترنت الأشياء. وقد تظهر المزيد من المخاطر المحتملة من أجهزة الحاسب المحمولة والأجهزة الحاسوبية الأخرى المتاحة في المصانع للعاملين الذين يتمتعون بوصول غير مقيد للأجهزة. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 310 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: بروتوكول الشبكة مودبس (Modbus) Description: A diagram illustrating a Modbus network architecture for a connected factory. It shows a central 'خادم' (server) connected to a 'شبكة' (network) which then connects to a 'جهاز رئيس' (main device). The main device is wirelessly connected to a 'جهاز تابع' (slave device) and also wired to another 'جهاز تابع' (slave device). Below the main network, there are three 'جهاز تابع' (slave devices) connected in a circular fashion, representing different types of control. The first slave device is labeled 'مستشعر التحكم بالتكرار' (repetition control sensor), the second is 'مستشعر التحكم بالطاقة' (power control sensor), and the third is 'مستشعر التحكم بالتدفق' (flow control sensor). Arrows indicate data flow between components. Context: This diagram illustrates the components and connections in a Modbus-based industrial control system, showing a server, network, main device, and various slave sensors for different control functions. It visually represents the concepts discussed in the accompanying text about Modbus and connected factories.