المرحلات التكيفية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي والتوسع في الأسواق الناشئة يدفعان نمو الصناعة إلى آفاق جديدة في عام 2025
2025,12,13
يتمثل الاتجاه التحويلي الذي يعيد تشكيل الصناعة في دمج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في أنظمة الترحيل، مما يتيح الحماية التكيفية التي تستجيب في الوقت الفعلي لظروف الأعطال الديناميكية. طور الباحثون مخططًا رائدًا للحماية التكيفية باستخدام الشبكات العصبية العميقة (DNNs) وإطار البرمجة التربيعية التسلسلية الخوارزمية الهجينة (GA-SQP)، مما يعالج تحديًا طويل الأمد في أنظمة التوزيع: تقلب تيارات الدائرة القصيرة الناتجة عن اختلاف مواقع الأعطال. على عكس المرحلات التقليدية ذات الإعدادات الثابتة، يستخدم هذا الحل المعتمد على الذكاء الاصطناعي شبكات DNN للكشف عن موقع الخطأ عبر الإنترنت، ونقل معلمات التنسيق المثالية إلى المرحلات بشكل فوري للحفاظ على موثوقية النظام. يوضح فرج البهادلي، المؤلف الرئيسي للدراسة: "تضمن هذه التقنية بقاء قيود الحماية سليمة عبر الإعدادات التكيفية، بالاعتماد على التحديد الدقيق للأخطاء من خلال التعلم الآلي". أظهرت الاختبارات الميدانية التي أجريت على شبكات توزيع IEEE ذات 14 ناقلًا و15 ناقلًا و30 ناقلًا تحسنًا كبيرًا في سرعة نظام الحماية مقارنة بالطرق التقليدية، مما يجعلها تغير قواعد اللعبة بالنسبة للشبكات الذكية وأنظمة الطاقة الصناعية. وتقوم كبرى الشركات المصنعة، بما في ذلك ABB وSiemens، بدمج هذه التكنولوجيا التكيفية بالفعل في خطوط إنتاجها، مع عمليات نشر تجريبية في المنشآت الصناعية الأوروبية مما يؤدي إلى تقليل وقت التوقف عن العمل بسبب الأعطال الكهربائية بنسبة 40% .
يعد إطلاق مرحلات الحالة الصلبة المتقدمة (SSRs) محركًا رئيسيًا آخر لنمو السوق، حيث يوفر أداءً محسنًا ومتانة وكفاءة في استخدام الطاقة للتطبيقات الصناعية والتجارية. كشفت شنايدر إلكتريك النقاب عن نظام SSR المعياري Harmony SSM2A16BD، وهو حل مثبت على سكة DIN أحادي الطور مصمم لتبديل الجهد الصفري في أنظمة التدفئة والإضاءة والتحكم في المحركات. يوفر هذا المرحل المدمج (عرض 18 مم، ارتفاع 90.3 مم) نطاق تيار حمل يبلغ 0.15-6 أمبير، ويعمل عند جهد إدخال 4-32 فولت تيار مستمر وجهد إخراج 24-280 فولت تيار متردد، ويتميز بمقاومة عزل تبلغ 1000 ميجا أوم عند 500 فولت تيار مستمر - يلبي معايير IEC 61000 وUL 94 V0 الصارمة. بفضل تحمل الجهد الزائد العابر بمقدار 600 فولت ومعالجة التيار الزائد بمقدار 715 أمبير لمدة 16.6 مللي ثانية، تم تصميم SSM2A16BD لتحمل البيئات الصناعية القاسية، مما يجعله مثاليًا لأتمتة العمليات وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ومنشآت الطاقة المتجددة. يعكس توفر المنتج في مرافق التوزيع العالمية الطلب القوي في السوق على أجهزة SSR، التي تحل بسرعة محل المرحلات الكهروميكانيكية في التطبيقات التي تتطلب ترددات تحويل عالية وعمر تشغيلي طويل .
تبرز الأسواق الناشئة في الشرق الأوسط، وأفريقيا، وأميركا الجنوبية كمحركات نمو بالغة الأهمية، مدفوعة بتطوير البنية التحتية على نطاق واسع، والتوسع الحضري، والاستثمارات في الطاقة المتجددة. من المتوقع أن ينمو سوق التتابع في الشرق الأوسط وأفريقيا بمعدل نمو سنوي مركب قدره 8.7% حتى عام 2030، حيث تقود المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة وجنوب أفريقيا الطلب بسبب مشاريع المدن الذكية المستمرة ومبادرات الطاقة الشمسية. وفي المملكة العربية السعودية، يخلق تطوير مدينة نيوم المستقبلية طلبًا كبيرًا على المرحلات عالية الموثوقية لتوزيع الطاقة، وأتمتة المباني، وأنظمة النقل. وتشهد أمريكا الجنوبية أيضًا نموًا قويًا، حيث تستثمر البرازيل والأرجنتين وكولومبيا في تحديث الشبكات الكهربائية والتوسع الصناعي، مما يدفع سوق المرحلات الإقليمية إلى ما يقدر بنحو 1.2 مليار دولار بحلول عام 2025. ويعقد المصنعون المحليون شراكات مع شركات دولية لتلبية هذا الطلب: تعاونت WEG البرازيلية مع TE Connectivity لإنتاج مرحلات مخصصة لقطاع تصنيع السيارات الكهربائية المتنامي في البلاد، في حين حصلت شركة Reutech Electronics في جنوب إفريقيا على عقود لتوريد المرحلات لمشاريع الطاقة المتجددة عبر مجموعة تنمية الجنوب الأفريقي. (السادك) .
يتم تحديد ديناميكيات السوق الإقليمية بشكل متزايد من خلال التخصص ودعم السياسات. وفي منطقة آسيا والمحيط الهادئ، تظل الصين المستهلك الأكبر، لكن الهند وجنوب شرق آسيا تعملان على سد الفجوة بمعدلات نمو تتجاوز 10%، مدفوعة بمبادرات حكومية لتوسيع البنية التحتية للطاقة وتشجيع التصنيع. تحافظ أوروبا على ريادتها في حلول الترحيل عالية التقنية، حيث تركز ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا على المرحلات المتكاملة والمستدامة للذكاء الاصطناعي لتتماشى مع أهداف الصفقة الخضراء للاتحاد الأوروبي. تستفيد أمريكا الشمالية من قوتها في مجال إنترنت الأشياء الصناعي، حيث تعمل شركة Rockwell Automation ومقرها الولايات المتحدة على تطوير مرحلات معززة بالذكاء الاصطناعي لتطبيقات التصنيع الذكية. ومن الجدير بالذكر أن تقارب نقاط القوة الإقليمية يعمل على خلق فرص جديدة للتعاون عبر الحدود: حيث يقوم المصنعون اليابانيون بتوريد مرحلات دقيقة دقيقة لشركات الإلكترونيات في جنوب شرق آسيا، في حين تقوم الشركات الأوروبية بتصدير أنظمة مرحلات تكيفية لمشاريع الشبكات الذكية في الشرق الأوسط .
على الرغم من مسار النمو القوي لهذه الصناعة، لا تزال التحديات قائمة، بما في ذلك التكلفة العالية للمرحلات المدمجة بالذكاء الاصطناعي والحاجة إلى موظفين ماهرين لتثبيت الأنظمة المتقدمة وصيانتها. ويؤثر تقلب أسعار المواد الخام - خاصة النحاس والسيراميك المتخصص - أيضًا على تكاليف التصنيع، مما يدفع الشركات المصنعة إلى الاستثمار في تنويع سلسلة التوريد والمواد البديلة. ومع ذلك، تتم معالجة هذه التحديات من خلال الاستثمارات المستمرة في البحث والتطوير ودعم السياسات: تقدم الحكومات في الأسواق الناشئة إعانات الدعم لاعتماد تقنيات إدارة الطاقة الذكية، في حين تعمل الشركات المصنعة على تطوير إصدارات فعالة من حيث التكلفة من المرحلات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي والمصممة خصيصًا للأسواق الحساسة للسعر. بالإضافة إلى ذلك، تعمل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) على وضع معايير عالمية للمرحلات التكيفية واللاسلكية، مما يضمن إمكانية التشغيل البيني وتقليل حواجز الدخول أمام اللاعبين الجدد في السوق .
وبالنظر إلى المستقبل، فإن صناعة الترحيل مهيأة لتحقيق نمو مستدام، مع بقاء تكامل الذكاء الاصطناعي، وتكنولوجيا الحالة الصلبة، والتوسع في الأسواق الناشئة هي المحركات الرئيسية. يتوقع الخبراء أن يتجاوز حجم السوق العالمية 28 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، حيث تمثل المرحلات التكيفية 25% من إجمالي المبيعات وتساهم الأسواق الناشئة بأكثر من 40% من نمو الإيرادات. ومن المرجح أن تركز الابتكارات المستقبلية على تكامل الذكاء الاصطناعي مع الحوسبة الطرفية لاتخاذ القرار في الوقت الفعلي، وتطوير مواد الترحيل القابلة للتحلل الحيوي والموفرة للطاقة، وتوسيع تطبيقات الترحيل في خلايا وقود الهيدروجين والمركبات المستقلة. مع استمرار الشركات المصنعة في دفع حدود التكنولوجيا وتوسيع بصمتها العالمية، ستظل المرحلات مكونات لا غنى عنها في الانتقال إلى نظام بيئي للطاقة أكثر اتصالاً وكفاءة واستدامة - مما يعزز التقدم عبر الصناعات والقارات.
