Industry 4.0, הוא מונח שנטבע כדי לתאר את השילוב רחב ההיקף של טכנולוגיות מידע ותקשורת המאחדות את ההיבטים הפיזיים והדיגיטליים של ייצור תעשייתי והינו למעשה היעד המתמשך של חברות יצרניות בכל העולם.
ארגונים מצליחים משתמשים באוסף של טכנולוגיות כדי להשיג את היעדים של industry 4.0: יעילות, מהירות, גמישות, התרחבות והתמקדות בלקוחות. הגורמים המדרבנים את הארגונים האלה הם כוחות השוק כגון מחסור בעובדים, דרישות ספציפיות מלקוחות לצד תחרות גלובלית. היצרנים ממנפים את הטכנולוגיות לא רק בכדי לבדל את עצמם אלא גם כדי לאפשר הזדמנויות עסקיות חדשות.
תאומים דיגיטליים בתעשייה
אסטרטגיות טרנספורמציה דיגיטלית מתפתחות במהירות וחברות מנסות למצוא את דרכן בין מגוון טכנולוגיות יותר מאי פעם. הרבה ארגונים תעשייתיים “סובלים” מההשלכות של הטמעת אוסף פתרונות טכנולוגיים רבים באופן נפרד, לפעמים באתרי עבודה בודדים או בפונקציה עסקית ספציפית.
Industry 4.0 אינה יכולה להתקיים ללא נתונים ושימוש חכם בנתונים הינו חיוני להשגת המטרות הסופיות. עם הטכנולוגיות הנכונות, ארגונים יכולים לרתום את הנתונים לשירותם, להשתמש בהם בתוך ההקשר (Context), לספק מידע בדרכים ספציפיות ורלוונטיות ובכך לקדם את היעילות התפעולית.
אחת הטכנולוגיות האלו היא “תאום דיגיטלי” (Digital Twin). אנליסטים בתעשייה ויועצים מסכימים על כך שצירוף תאומים דיגיטליים למוצרים, מכונות ותהליכים ממשיך לתפוס תאוצה בארגונים. Deloitte צופה כי שוק טכנולוגיות התאומים הדיגיטליים העולמי יגיע ל-16 מיליארד דולר עד 2023. IDC מציעה ש-30% מחברות Global 2000 ישתמשו בנתונים של תאומים דיגיטליים למוצרים ונכסים מבוססי IoT לשיפור שיעורי ההצלחה של חדשנות המוצרים ופרודוקטיביות ארגונית, ולהשגת רווחים של עד 25%.
ללא ספק צפוי מהפך במגזר התעשייתי, אופי מכירת המוצרים ממשיך להשתנות מרצפת הייצור במפעל ועד לנקודת המכירה ותמיכת הלקוחות, תוך השפעה על הקורלציה של המודלים העסקיים של חברות תעשייתיות. היצרנים כבר מביאים אינטליגנציית תאומים דיגיטליים לרצפת הייצור במפעל; על פי תחזית ,IDC 70% מהיצרנים ישתמשו בתאומים דיגיטליים לביצוע סימולציות והערכות תרחיש, עם צמצום כשלים בציוד של 30%. מה שהיה בעבר בגדר חלום חסר סיכוי לכאורה, מתממש עכשיו במרחב התעשייתי. למעשה, הוא זוכה להכרה כחלק חשוב במפת הדרכים של Industry 4.0. מחקר שנערך לאחרונה חזה ש-30% מחברות ה-G2000 ישלימו יישום של תאומים דיגיטליים מתקדמים עד שנת 2020 בכדי לבצע אופטימיזציה תפעולית.
אחת הסיבות העיקריות שטכנולוגיית תאומים דיגיטליים זוכה לאימוץ כה מהיר היא תרחישי השימוש הרבים שיש עבורה בארגון התעשייתי: הנדסה, ייצור ותפעול, תחזוקה ושירותים. תאומים דיגיטליים מתאפשרים (ומשתפרים) באמצעות מספר רב של טכנולוגיות Industry 4.0 – האינטרנט של הדברים (IoT), מציאות רבודה (AR) תכנון בעזרת מחשב (CAD), ניהול מחזור חיי מוצר (PLM), בינה מלאכותית (AI) ומחשוב קצה ועוד, בכדי ליצור כלי רב עוצמה שיניע את הערך העסקי.
הבה נבחן לעומק את תפקידם של התאומים הדיגיטליים והמציאות הרבודה בהשגת היעדים של Industry 4.0:
תאומים דיגיטליים בתעשיית הרכב
המחשת נתונים ואנליטיקה
הטכנולוגיה הקשורה ל-Industry 4.0 מפיקה – או צורכת –כמות עצומה של נתונים. לדוגמה, האינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT) יכול ליצור פטה-בייט (PB) של נתונים בארגון גדול ולכן זקוקה לענן הן עבור אחסון והן עבור כוח המחשוב כדי לנתח את הנתונים, במקביל לבינה מלאכותית ולמידת מכונה שיספקו לנתונים הקשר ותובנות המאפשרות חיזוי.
ניצול הנתונים ושימוש בהם להשגת שיפורים והתייעלות לאורך שרשרת הערך הינם חיוניים להצלחת Industry 4.0. התאום הדיגיטלי הוא כלי אפקטיבי מאוד להנגשת נתונים ותובנות כחלק מההקשר ובפורמט שניתן לשימוש ומאפשר נקיטת פעולה.
לדוגמה, עד לאחרונה, ליצרני מוצרים לא הייתה דרך אפקטיבית למנף את המידע הנוצר במספר גדל והולך של מוצרים חכמים ומחוברים בכדי להשפיע על התכנון של מוצרים עתידיים. אך עם ארכיטקטורה של תאום דיגיטלי, צוותי תכנון והנדסה מנתחים נתוני אמת בקונטקסט של סימולציות הנדסיות ומפיקים תובנות לגבי אופן השימוש במוצר וחוויית המשתמש בו.
התאמה ייחודית לתפקיד ולמשימה
שילוב הנתונים בהקשר הינו מרכיב חיוני בהצעת הערך של התאום הדיגיטלי. התאומים מתפתחים מתוך מוצרים, תהליכים ואפילו מאנשים וניתן לספקם בדרך רלוונטית לתפקידו המסוים של המשתמש או למשימה שהוא נדרש לבצע. טכנאי שירות או מפעיל בקו הייצור, למשל, יזדקקו כל אחד למידע שונה לחלוטין מהמידע הדרוש למהנדס המוצר. בדרך זו הם ישיגו לא רק גמישות אלא גם מגוון של תרחישי שימוש ויישומים.
יעילות תפעולית
הארגונים הגלובליים של ימינו הם ישויות מסובכות. הרבה עסקים מתמודדים עם פעולות מבודדות (עיקרון ה”סילו”) בתוך הארגון ועם חוסר שקיפות לאורך שרשרת הערך. הפעילויות המבודדות האלו – הנגרמות לעתים קרובות בגלל מערכות מידע מנותקות ונפרדות זו מזו – מהוות הזדמנויות ליעילות גבוהה יותר ושיפורים תפעוליים.
יותר ויותר ארגונים מנסים להשיג נראות גבוהה יותר של הפעולות באמצעות הטמעה של Digital Thread (“חוט” דיגיטלי) מערך יחיד של נתונים קשורים לאורך מחזור החיים המלא של מוצר נתון, מהגיית התכנון שלו ועד לשירות הלקוחות. מקור האמת היחיד הזה מספק לתאום הדיגיטלי אינספור הזדמנויות לשקף את המוצר או התהליך.
עם “עמוד השדרה” של ה-Digital Thread, נתוני המוצרים/מכונות והתהליכים נשזרים ונארגים לתאומים דיגיטליים. באמצעות סימולציות ו/או ניתוח דפוסים בנתונים, ארגונים יכולים לחשוף דרכים לשיפור הפעולות לאורך כל שרשרת האספקה משלב חומרי הגלם ועד הפצת המוצרים.
טכנולוגיות מציאות מרובדת ותאומים דיגיטליים הן שילוב רב עוצמה
טכנולוגיית המציאות הרבודה (Augmented Reality) נמצאת עכשיו בנקודה של פריצת דרך ככל שגוברת ההכרה בהיותה גורם המאפשר שיפורי פריון העובדים בסביבות תעשייתיות. כמה מתרחישי השימוש המפיקים את הערך הגבוה ביותר משימוש במציאות רבודה הם מדריכי הפעלה, הוראות עבודה תחת הנחיה, תמיכה מרוחקת ואבטחת איכות המתבצעת בעזרת ראייה ממוחשבת.
למרות שפיילוטים שפותחו בהתאמה אישית הוכיחו את התשואה על ההשקעה, לא פשוט להבטיח שחוויות המציאות הרבודה האלו הינן מעודכנות וניתנות להרחבה. האתגר של המציאות הרבודה נעשה קשה עוד יותר לאור הגידול במספר המוצרים, התהליכים והקונפיגורציות המתבצעים במפעלים תעשייתיים לפי מידה ומצריכים זריזות וגמישות.
זהו המקום שבו שילובם של ה”חוט” הדיגיטלי ושל התאום הדיגיטלי למציאות הרבודה מביא ערך גדול יותר מסך חלקיו. לכל המוצרים והתהליכים החדשים האלה יש זהות דיגיטלית אשר לעתים קרובות מפוצלת בתוך כיסים ארגוניים.
החל מהגדרת התכן וניהול מחזור החיים של מוצרים וכלה בנהלי הפעלה סטנדרטיים המתועדים במערכות ייצור, דרך חיישני IoT המנטרים ומנתחים את חוויית השימוש האמיתית בשטח או בקווי הייצור, כל הנתונים זמינים בכדי לחולל מערכי נתונים דינמיים לפי דרישה. מיפוי הישויות הדיגיטליות הנפרדות האלו לאזור יחיד מאפשר לקבל תמונה כוללנית ומעודכנת של מוצרים, תהליכים ומטלות עובדים.
באמצעות יצירת חוט דיגיטלי מהמערכות ההנדסיות כל הדרך עד לטכנאי אבטחת האיכות בתהליך ההרכבה, ניתן ליצור ולעדכן חוויות מציאות רבודה בתוך דקות, לעומת שעות או שבועות שנדרשו על-ידי תיכנות מותאם שדרש מפתחי תוכנה ייעודיים. כאשר המציאות הרבודה היא העדשה שדרכה רואים את התוכן התלת-ממדי מהחוט הדיגיטלי או מהתאום הדיגיטלי, האיכות והפריון של העובדים משתפרת באופן דרמטי.
אריאל הדר, מנהל אזור ישראל
ודרום אפריקה ב PTC
לסיכום
מציאות רבודה ותיאום דיגיטלי הן טכנולוגיות מתעוררות המציבות אתגרים חדשים, אך השילוב ביניהן יכול להקל על ההתמודדות עם הבעיות המציקות הכרוכות בטרנספורמציה הדיגיטלית. בהתחשב בכך שמהירות, גמישות וצורך בהתרחבות הם המניעים העיקריים של הטרנספורמציה הדיגיטלית, מערכות מידע בעלות תאימות הדדית המתקשרות זו עם זו בזמן אמת הן כורח המציאות.
