صناعات إلكترونية وكهربائية

تلعب الآلات والمعدات دورًا هامًا في الهندسة الصناعية. فهي تستخدم لتسهيل العمليات الصناعية وتحسين كفاءتها ودقتها. كما تستخدم الآلات والمعدات لتحسين سلامة العاملين وتقليل خطر الحوادث في بيئة العمل. ويشمل ذلك العديد من الأنواع المختلفة من الآلات والمعدات مثل الروبوتات والماكينات والأدوات اليدوية والمركبات الصناعية والمعدات الكهربائية والإلكترونية والمعدات الهيدروليكية والنفطية والمعدات الزراعية والبناء والتعدين والخشب وغيرها. وتستخدم هذه الآلات والمعدات في العديد من الصناعات مثل الصناعات الكيميائية وصناعات الأغذية والمشروبات وصناعات السيارات والتعدين والبترول والغاز والصناعات الإلكترونية والكهربائية.

تقنية الثني في صناعة الحديد والصلب تعتمد على تطبيق قوة للحديد أو الصلب من جهة واحدة بشكل دائري أو زاوي حول محور معين لتغيير شكلها. يتم استخدام هذه العملية لإنتاج أسطح منحنية، مقاطع أنابيب، وأشكال أخرى من الحديد والصلب للاستخدام في العديد من التطبيقات الصناعية. تتطلب هذه العملية تقنيات متقدمة، أدوات متخصصة، ومهارات فنية خاصة. وتعد تقنية الثني أحد العمليات الرئيسية في صناعة الحديد والصلب ويمكن استخدامها لإنتاج العديد من المنتجات في مجالات مثل السيارات، والمباني، والأشغال العامة، والصناعات الإلكترونية والكهربائية.

تتضمن مشاكل النفايات الإلكترونية المترتبة على صناعة الإلكترونيات والكهربائية ما يلي:

1- التلوث البيئي: يسبب الإلكترونيات والكهربائية النفايات السامة مثل الرصاص والزئبق والكادميوم والباريوم والكلور والفلور والبولي برومينات، والذي قد يتسبب في ضرر البيئي وتلوث المياه الجو والأرض.

2- المساهمة في تدهور الطبقة الجوية: إنتاج الإلكترونيات يتطلب الكثير من الطاقة الكهربائية، والتي تسبب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتساهم بتدهور الطبقة الجوية.

3- الإنتاج الضخم للنفايات: تتضاعف كمية النفايات الإلكترونية كل عام بسبب الإنتاج الضخم للأجهزة الإلكترونية والكهربائية.

4- الصحة العامة: تسبب الإلكترونيات والكهربائية النفايات السامة، والتي يمكن أن تتسبب في الأمراض والأضرار بالصحة العامة.

5- نقص في الموارد الطبيعية والمواد الخام: يتطلب إنتاج الإلكترونيات الكثير من المعادن الثمينة والمواد الخام النادرة وغير المتجددة، والتي يؤدي استخدامها الكثير من الموارد الطبيعية بسرعة، ورئيسية منها الفضة والنحاس والذهب.

هناك العديد من الفيروسات التي يمكن أن تؤثر على صناعة الإلكترونيات والكهربائية ، بما في ذلك:

1- فيروسات الأحصنة الطروادة (Trojan Horse Virus): وهي فيروسات تأخذ شكل برامج أخرى فغالبًا ما يكون الكمبيوتر الذي يتضرر من هذا الفيروس الذي يستخدم لاختراق واحتيال المستخدمين في الرفع العشوائي للملفات والمواد الضارة وهذا قد يُعرض صناعة الكمبيوتر والإلكترونيات للخطر.

2- فيروسات البريد الإلكتروني (Email viruses): وهي فيروسات تنتشر عادة في رسائل البريد الإلكتروني والتي تحتوي على ملفات ضارة وتهدف إلى تلف ملفات النظام وهي قد تخترق نظم معالجة البيانات التي تستخدم في صناعة الإلكترونيات والكهربائية.

3- فيروسات الانتشار الذاتي (Worm Viruses): وهي فيروسات تقوم بالانتشار عبر الشبكات وتسبب تلفًا للكمبيوتر، وتؤثر على مختلف الأجهزة الإلكترونية في الشركات والمؤسسات والمصانع وتجعلها أقل كفاءة.

4- فيروسات التجسس الإلكتروني (Spyware): وهي فيروسات تستخدم لتجسس على البيانات الحساسة والمعلومات الخاصة ، ويمكن لهذه الفيروسات أن تتضمن ملفات تجسس تنتشر عبر الانترنت وتتسبب في تعطيل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى.

5- فيروسات الفدية (Ransomware): وهي فيروسات تقوم بتشفير ملفات الضحية وتعطيلها، ويطلب المهاجمون فدية لاستعادة الوصول إلى هذه الملفات، وهذا قد يتسبب في خسائر مادية كبيرة في صناعة الإلكترونيات والكهربائية.

تطبيقات المجال المغناطيسي في الصناعة الإلكترونية والكهربائية تشمل:

1- المحركات الكهربائية: التي تستخدم المجال المغناطيسي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة دائرية.

2- المولّدات الكهربائية: التي تستخدم المجال المغناطيسي لتحويل الحركة إلى طاقة كهربائية.

3- أجهزة القياس: التي تستخدم أجهزة الكشف عن المجال المغناطيسي لقياس التيار الكهربائي و المغناطيسية.

4- التكنولوجيا اللاسلكية: حيث يستخدم المجال المغناطيسي في انتقال الإشارات اللاسلكية بين الأجهزة.

5- التقنيات الطبية: حيث يستخدم المجال المغناطيسي في الصور الشمية المغناطيسية (MRI) لتشخيص الأمراض.

6- الأقراص الصلبة: حيث تستخدم المجالات المغناطيسية في قراءة وكتابة البيانات على أقراص الصلبة.

7- الحساسات المغناطيسية: حيث يتم استخدامها للكشف عن الحركة والتوجيه والتحكم في الأجهزة الإلكترونية.

تلعب البرمجيات دورًا حيويًا في صناعة الإلكترونيات والكهربائية. فقد تم تصميم الأنظمة الالكترونية معظمها باستخدام البرمجيات. تعمل البرمجيات كوسيط لنقل البيانات الإلكترونية من الأجهزة المختلفة وتساعد في التحكم في الأنظمة. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم البرمجيات لتصميم وتكوين وتحليل الدوائر الإلكترونية، وتحدد كيفية تفاعل الأجهزة مع بعضها البعض. وبما أنه من الممكن أن تعمل جميع الأجهزة على نفس البرمجيات، فهذا يجعل من الممكن تحسين التكامل والمرونة والكفاءة في صناعة الإلكترونيات والكهربائية. علاوة على ذلك، تساعد البرمجيات في تقديم حلول بموجب الطلب والتخصيص للعملاء وتهيئة الأجهزة لتلبية الاحتياجات الخاصة.

توجد العديد من الاختراعات الحديثة في صناعة الإلكترونيات والكهربائية، ومن بينها:

1- تقنية الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي.

2- تطوير الأجهزة القابلة للارتداء مثل الساعات الذكية ونظارات الواقع الافتراضي.

3- الروبوتات المتطورة والتي تستخدم في الكثير من المجالات مثل الطب والتصنيع والزراعة.

4- الطاقة الشمسية وتطوير الخلايا الشمسية لتوفير الطاقة المتجددة.

5- تقنية الشحن السريع واللاسلكي للأجهزة المحمولة.

6- تقنية الاتصالات الجيل الخامس 5G.

7- تطوير الروبوتات الطائرة والتي تستخدم في الرصد الجوي وتحسين الطقس.

8- تطوير الروبوتات البحرية والتي تستخدم في الاستكشاف البحري والتحكم في الصناعات البحرية.

9- تقنية البلوتوث الجديدة والتي تسمح بنقل البيانات بسرعات عالية.

10- تطوير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والتي تستخدم في صناعات مختلفة مثل الطب والتصنيع.

يمكن تحسين سلسلة التوريد في صناعة الإلكترونيات والكهربائية من خلال الاتباع الإجراءات التالية:

1. تحسين التخطيط والتنسيق بين الموردين والمصنعين: يجب أن يكون هناك تخطيط وتنسيق دقيق بين كل من الموردين والمصنعين لتحسين جودة وثقة التوريد.

2. تحسين إدارة المخزون: يجب أن يتم إدارة المخزون بفعالية وفاعلية من أجل ضمان التوريد المستمر للمكونات الأساسية.

3. تطوير تقنيات الإنتاج الجديدة: يجب على الشركات تطوير تقنيات الإنتاج الجديدة والمبتكرة وتبادل المعرفة والخبرات بين الشركات لتحسين فعالية الإنتاج.

4. تحسين الجودة والمعايير: يجب على الشركات تحسين مستوى جودة المنتجات وفقًا للمعايير العالمية وذلك باستخدام المواد الخام ذات الجودة العالية.

5. تحسين الاتصالات: يجب على الشركات تحسين الاتصالات بين الموردين والمصنعين وتبادل المعلومات المهمة بشأن طلبيات الشراء ومستويات المخزون والتسليم.

6. تحسين الاستدامة: يجب على الشركات التحول إلى التصميم والإنتاج المستدامين بالإضافة إلى استخدام المواد الخام الصديقة للبيئة. هذا سوف يساهم في تحسين سلسلة التوريد وتحسين الأداء البيئي للمنتجات.

تستخدم تقنية الليزر في صناعة الإلكترونيات والكهربائية بعدة طرق، منها:

1- قطع المواد: يمكن استخدام الليزر لقطع المواد المستخدمة في صناعة الإلكترونيات مثل الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والزجاج.

2- حفر الثقوب: يمكن استخدام الليزر لحفر الثقوب في المواد المتينة مثل الألومنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدا.

3- تنعيم السطح: يمكن استخدام الليزر لتنعيم سطح القطع الدقيقة في تركيبات الإلكترونيات.

4- النقش: يمكن استخدام الليزر لنقش الأشكال والرموز الهامة على الأقراص الصلبة وجهاز ذاكرة الرقمية والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والبرامج الإلكترونية.

5- التبريد: يمكن استخدام الليزر لتبريد بعض الأنظمة الإلكترونيّة من خلال جعل حركة الإلكترونات في المادة تصبح أبطأ مما يخفض درجة حرارة النظام.

6- التحديد و القياس: يمكن استخدام الليزر في المستشعرات الضوئية -مثل الحساسات المستخدمة في الطائرات بدون طيار لتصور المناطق الغير متوافرة للإنسان- وكذلك في أجهزة القياس الخاصة بالسرعة والوقت والقياسات المسافية وغيرها من التطبيقات التي تحتاج إلى قياسات دقيقة.

يمكن تطبيق مبادئ السلامة الصناعية في صناعة الإلكترونيات والكهرباء في عدة مجالات، ومنها:

1- السلامة الكهربائية: وهي حماية العاملين من الصدمات الكهربائية والتأكد من سلامة التوصيلات الكهربائية والتأكد من سلامة الأدوات الكهربائية والمعدات.

2- السلامة في التخزين والتعبئة: وهو ضمان سلامة منتجات الكهرباء المخزنة والمعبأة، وضمان عدم وجود مخاطر للعاملين أثناء عملية التخزين والتعبئة.

3- السلامة في عمليات الصيانة والإصلاح: وهو ضمان سلامة العاملين أثناء عمليات الصيانة والإصلاح للمعدات والأدوات الكهربائية، وتحديد إجراءات الطوارئ في حالة وجود أي مشكلة كهربائية.

4- السلامة في استخدام الآلات الكهربائية: وهو التأكد من سلامة العاملين أثناء استخدام الآلات الكهربائية، وضمان عدم وجود مخاطر للعاملين أثناء عمليات التشغيل والصيانة.

5- السلامة في عملية التصنيع: وهو ضمان سلامة العاملين أثناء عملية التصنيع للمنتجات الكهربائية، وضمان عدم وجود مخاطر في العملية الإنتاجية.