מאת: גיל בר יואב, סימנס ישראל
חברות מעולם התעשייה על גווניה השונים מתמודדות היום, יותר מתמיד, עם אתגרים עצומים. אתגרים אלו אינם מסתכמים רק בתחרות קשה יותר מאי פעם ולחץ הולך וגובר על עלויות: בה בעת, המורכבות של מוצרים, תהליכים וטכנולוגיות הולכת ועולה במהירות, ומחזורי החדשנות הולכים ומתקצרים, מוצרים הופכים להיות מותאמים יותר לצרכי הלקוח ומשאבים כמו אנרגיה או חומרי גלם – לנדירים יותר. החזון של Industry 4.0 משלב דיגיטציה של התהליכים היסודיים בתעשייה ביחד עם רישות (networking) של כל השלבים בשרשרת הערך. חזון זה ממזג לעולם אחד את העולם הווירטואלי (עולם תוכנות התכנון, סימולציה והאופטימיזציה) ביחד עם העולם הפיזי של מערכות התעשייה.
החזון של Industry 4.0, מיזם המהווה נושא לדיון נרחב, הופך לרלוונטי. הפוטנציאל הוא עצום: ב-Industry 4.0, מוצרים, אמצעי תעבורה או כלים עושים שימוש בחיישנים ובשבבי RFID כדי לשוחח זה עם זה – שבבים יכולים לתקשר ביניהם, לארגן את עצמם ולבצע אופטימיזציה של הייצור – אפילו מעבר לגבולות של חברה נתונה. בעולם הייצור הזה, אפילו המוצר עצמו הוא רכיב פעיל בתוך תהליך הייצור שבו העולמות הווירטואליים והפיזיים מתחברים ביניהם בקלות, שכן כל רכיב קיים גם במודל פיזי וגם במודל דיגיטלי.
ב-Industry 4.0, המוצרים נושאים את כל המידע הדרוש כדי לייצר אותם. ניתן לזהות אותם ולערוך להם לוקליזציה ברשת של מערכות סייבר פיזיות (CPS) והם עצמם יודעים את ההיסטוריה שלהם, את הסטטוס העדכני שלהם בהליך הייצור וכן את התחנות הבאות בהליך הייצור. בנוסף, המוצרים המיוצרים בכל רגע נתון יודעים לספק נתונים לשרשרת הערך כולה ובמקרה של שינויים לעדכן את המסלולים החליפיים הרלוונטיים.
תוך שימוש בטכניקות סימולציה של מידול דיגיטלי, מערכות CPS קובעות תרחישים מותרים ומעריכות אותם בהתאם לקריטריונים של אופטימיזציה התקפים לאותו זמן ומחליטות על השילובים האפשריים הטובים ביותר. ייצור מסוג זה מספק יתרונות של ממש. ראשית, אינטגרציה ורטיקלית של תהליכים ותהליכי ייצור מאפשרת, למשל, חיבור הדוק יותר בין מערכות ERP ומערכות ייצור, דבר המאפשר ניהול תאגידי הוליסטי. שנית, אינטגרציה אופקית בין רשתות היוצרות ערך גלובלי מספקת שקיפות כוללת ותגובות גמישות לשינויים בשוק או השבתות, ומאפשרת אופטימיזציה של כל שלב ושלב בשרשרת הערך.
Industry 4.0 הוא פרויקט שלא נקבע לו מועד סיום. מבחינתם של מומחים רבים, הוא מהווה לא פחות מאשר מהפיכה תעשייתית רביעית, זאת לאחר מיכון הייצור במאה ה-18, הייצור ההמוני שהתאפשר בעקבות השקת פס הייצור במאה ה-19 והשימוש באלקטרוניקה ובטכנולוגיית מידע לצורכי אוטומציה בשנות השישים של המאה ה-20. Industry 4.0 הוא מונח המשמש לתיאור תהליך אבולוציוני שיימשך שנים רבות.
מרכיבים רבים בחזון הזה זמינים כבר היום, לרבות נושאי התקשורת והרישות של הרכיבים השונים, והאינטגרציה של עולמות וירטואליים ואמיתיים. כך, למשל, סימנס כבר מציעה יסודות של Industry 4.0 בצורת מערכת הפעלה TIA המשלבת תכנון, תיכנות ובקרת טווח רחב של
רכיבי אוטומציה והינע (Automation and Drives) באינטגרציה מלאה ועם ה-, (Product Lifecycle Mmanagement) מה שמכונה בסימנס בשם Digital Enterprise Forum. אינטגרציה מלאה זו מאפשרת כבר היום לבצע תכנון, בחינה, בדיקה וכן שיפור מוצרים ותהליכי ייצור בצורה וירטואלית על פלטפורמות ה-PLM השונות. עם סיום תהליך הפיתוח וההעברה להנדסה ניתן להעביר ישירות את הנתונים לתוך פלטפורמת ה-TIA ומשם לתכנת ישירות את מערכי האוטומציה וההינע. בשיטה זו ניתן לחסוך עד 30% מזמני ההנדסה המקובלים כיום.
הצעדים הראשונים כבר נעשו, שכן הטכנולוגיות למיזוג בין עולמות הייצור הווירטואליים והמעשיים קיימות כבר היום ונמצאות בשימוש. תכנון, סימולציה ואופטימיזציה של כל הצעדים ליצירת ערך מתבצעים קודם בעולם וירטואלי משותף על גבי המערכת הזאת, עוד לפני שמתחילים להפעיל את המכונה הראשונה. לא רק שהמוצר עצמו מתוכנן על המחשב, גם הייצור מתוכנן עליו. מידע זורם במקביל מתהליך הייצור הפיזי לעולם הווירטואלי כדי להבטיח אופטימיזציה מתמשכת, כשהתוצאה היא יתרונות עצומים בייצור וקיצור זמן ההגעה לשוק.
ישנן שאלות רבות שיש להבהיר לפני יישום מלא של ה-Industry 4.0. אין ספק שהדבר כולל תקנים ונורמות שיש לנסח. במקביל, יש ליצור תפיסות אבטחה חדשות, שכן לכל הענפים יש אינטרס מובהק להגן על הידע הקנייני שלהן ועל רשתות יצירת הערך שלהם. יהיה צורך בשיפורים בחומרה ותוכנה.
המבקרים של Industry 4.0 חוששים שהפרויקט יוביל למפעלים ללא בני אדם ולהוצאת המימד האנושי מתהליך הייצור. אך ההיפך הוא הנכון: חשיבותם של בני האדם תעלה. בתחומים היצירתיים של הייצור, כמו תכנון מוצרים ותכנון ייצור, האינטליגנציה האנושית תישאר בגדר הכרח. וברמה האופרטיבית, עובדים ימשיכו למלא תפקיד מרכזי – אבל כמתכננים יצירתיים, בקרים ומפקחים, במקום לבצע פעולות ידניות. ולבסוף, והחשוב ביותר – יש ליישם ולהכניס חיים למודלים עסקיים רבים, תהליכים פנימיים ורשתות ליצירת ערך – משימות ששום מכונה לא תוכל לקחת מבני אדם אי פעם. האתגרים הנובעים מכך מבחינת הכשרה ולמידה מתמשכת ימשיכו גם הם לדרוש תשומת לב מיוחדת.
הכותב הינו מנהל מכירות אוטומציה והינע לתעשיה בסימנס ישראל
המאמר מבוסס על מאמרו של פרופ’ זיגפריד רוסוורם – חבר בחבר המנהלים של Siemens AG ומנכ”ל ה-Industry Sector של סימנס
