המהפכה התעשייתית 4.0 - חלוקת עבודה חדשה בין מכונות לבני אדם

מאת אלי הדר*       פורסם: 12.1.2019
המהפכה התעשייתית מייצגת אינטליגנציה אינטנסיבית ותדרוש ללא ספק עובדים מיומנים לניהול טכנולוגי. תחום הרובוטיקה מתקדם במהירות שיא בתעשייה כששילוב רובוטים עם בני האדם יוביל לתיעוש מחדש של כלכלות מפותחות ואמורה להפוך את העבודה לקלה יותר, ולהוביל בסופו של דבר לחלוקה מחדש של משימות בין מכונות לבני אדם.

התשתיות המוקמות אמורות להתחשב בכל הקשור בסייבר בתחום התפעולי (OT). כמו כן  אחד המאפיינים של ייצור חכם הוא התאמה אישית, היכולת להגיב לשווקים מהר יותר ויותר. אנו נמצאים בעיצומה של מהפיכה תרבותית ותעשייתית, שבה מתחילות המכונות לדבר אחת עם השנייה, לקבל החלטות אינטליגנטיות ללא 'תיווך אנושי' ולמעשה עידן הרובוטים נמצא בפתח. בואו נקוה שלא יעברו לעידן הבא, שבו 'יחשבו' שאנחנו מיותרים...

'האינטרנט של הדברים'

בשנת 1981 הייתה זאת המכונה לממכר שתיה של חברת קוקה קולה שידעה לדווח באמצעות קו תקשורת על מצב המלאי, טמפרטורה וכמות הבקבוקים במכונה. תשע שנים מאוחר יותר (1990)  עלה האתר האינטרנט הראשון על גבי שרת במעבדה לפיסיקה בשוויץ. יכולות התקשורת הבלתי מוגבלות באינטרנט וכן בתקשורת הסלולארית, הירידה בעלויות שבבים והמיקרו בקרים, האפשרויות ויכולות הקישוריות בין מכשירים לבין עצמם בתהליך 'לומד' יוצרות מומנטום  למהפכה טכנולוגית חדשה. למעשה מערכות חכמות כבר קיימות: מקררים חכמים, מערכות תאורה חכמה, 'בית חכם', מצלמות וציוד תעשייתי. התקשורת הופכת לבלתי מוגבלת בין אם היא ממוחשבת, חזותית (תמונה , וידאו) ובין באמצעות הקול

כיצד מגדירים (ומאפיינים) "מערכת חכמה"?

כמות הנתונים העצומה מאלצת לפתח יכולות ניהול מידע וידע בזמן אמת כדי לאפשר קבלת החלטות וביצוען באופן שיתרמו ולא יפגעו בתהליכי החיים תוך הגשמת המטרות והיעדים. הקושי הוא במיון הנתונים וניתוחם ע"י גורם אנושי. פריצה טכנולוגית חשובה במשפחת מוצרי "בינה מלאכותית" היא יכולת המכונה ללמוד את החשיבה האנושית (Machine Learning), היכולת לשכפל את תהליך הלמידה כפי שהמוח האנושי עושה. השוני הוא שהמוח האנושי מורכב ממסלולי חשיבה אנושיים ורגשיים המותאמים לניסיון ולמשוב שהתקבל בעוד בלימוד המכונה האלגוריתמים מתעדכנים באופן עצמאי בהתבסס על הכוונה בסיסית, תוצאות ומשוב בשאיפה לעמידה במטרות המשימה והיעדים. לאחר זמן קצר המערכת יכולה לזהות חוסר עקביות, חריגות, אנומליה וחיזוי תקלות.
שוק ה-IoT

כאמור החלת טכנולוגית "לימוד מכונה" (ML) על נתוני חיישנים החכמים בשילוב נתונים הקיימים במערכת מיישומי העבר יכולה גם לשנות באופן יסודי את האופן שבו נפעל בהווה ובעתיד. אין ספק שצוות מערכות מידע מקבל תפקיד אסטרטגי בשינויים אלו בארגונים השונים ומקומם מהותי לניתוח עסקי תמידי בשוק מתפתח ובשוק תחרותי.

IoT מהווה את מיזוג העולמות הדיגיטליים והפיזיים, כמעט כל העסקים רוצים נתונים בזמן אמת מהעולם הפיזי כדי לעשות את הצעד הבא בחיפוש שלהם אחר תובנות המספקות יתרון תחרותי. על פי דו"ח של GrowthEnabler, שוק ה- IoT בא לידי ביטוי בעיקר בשלושה תת ענפים: ערים חכמות (26%), תעשייה (24%) ובריאות (20%). השוק הפרטי נוגס במכשירים הביתיים (14%), מכוניות אוטונומיות (7%), רשויות ושירותים (3%) שאר מערכות החיים (6%) מכיוון וציוד IOT מצריך אנרגיה וקיימות מגבלות באפליקציות מסוימות, מדענים עושים צעדים גדולים בפיתוח חיישנים אשר אינם דורשים חשמל או סוללות לתפקודן. במקום זאת, חיישנים אלה מופעלים על ידי אור, חום, תנודות ותדרי רדיו.

ערים חכמות

טכנולוגיה היא אחת האמצעים שבאמצעותם אנו בונים ערים חכמות למימוש ההגדרה של מועצת הערים החכמות הטוענת להגדרה "עיר חכמה כאחת שיש לה טכנולוגיה דיגיטלית המוטמעת בכל תפקידי העיר". מטרתה של עיר חכמה היא הקיימות הסביבתית, כלכלית ותרבותית בהווה מבלי לפגוע ולהתפשר על היכולת של הדורות הבאים לענות על הצרכים העתידיים ככל האפשר.


מרכז העצבים של העיר המודרנית דורש ניטור ומידע דיגיטלי בזמן אמת. למעשה רגשי IoT מהווים את כל החושים האפשריים, הטכנולוגיים והאנושיים- האוזניים, האף, העיניים כולל היכולות לחוש חום וקור, יובש ולחות.  חלק מהיכולות קיימים מזה שנים והיכולת לנהל בזמן אמת ובקורלציה מושלמת עם שאר המערכות היא משימה מרשימה.

לנבחרי הציבור תתאפשר ההבנה באופן קיצוני של הצרכים של העיר. הם יוכלו לשתף פעולה עם האזרחים העוסקים בעיצוב התערבויות חברתיות ופיזיות המתאימות יותר לצרכים של כולם. יתר על כן, מנהלים וטכנאים יכולים לתכנן מערכות תגובה שמתאימות באופן אוטומטי לצרכים הספציפיים של האזרחים ללא פיקוח מתמיד, תוך צמצום עלויות וטעויות אנוש.

תעשיה חכמה

ממשקי מכונה-אנוש (human-machine interface – HMI) מוכרים לנו כצרכנים פרטיים בחיי היום יום. השימוש במחשבים ליצירת מסמכים, הפעלת המכשירים החכמים, מכונות הקפה, המזגן, GPS ועוד הם בזכות היכולות שלנו לפקד ולהפעיל מכונות באמצעות ממשקים אנושיים אלו. בעולמות האוטומציה התעשייתית, האנרגיה וניהול מבנים חכם (BMS)- ממשק HMI תפקידו לשלוט ולפקח על מכונות בהיבט הוויזואלי והדמייתי. אותו ממשק  בקשר הדוק למערכת ה-SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), שתפקידה כמערכת מחשב תעשייתי לנטר ולשלוט על המערכות השונות בכלי ניהול המקובלים  בתחומים והטריטוריות המוגדרים.

 
אלי הדר                             צילום: יח"צ
ציוד IoT ויכולותיו הדיגיטאליות והתקשורתיות מאפשר לתעשייה יכולות ניטור כמעט ללא הגבלה ובהתאם שליטה ובקרה, יכולות חכמות, בינה מלאכותית ורובוטיקה במערכות היצור, מיזוג, קירור והתאורה. התקשורתיות מכל מקום בעולם היא כמעט ללא הגבלה והדור החמישי הסלולארי המוגדר כתקשורת בין מכונה למכונה יקפיץ את היכולות בכל היבט אפשרי.
 
תעשייה 4.0

המהפכה התעשייתית החלה עם הופעת המכונות וטיפסה שלב אחר שלב, כאשר בני אדם ניסו לרתום אותם כדי להשיג יותר תוצאות  במינימום משאבים. אנו מגיעים לשלב ה"מפעל החכם",  אוטומציה בה אנו מלמדים את המכונה לחשוב לאפשר למערכת לבצע אבחון עצמי, תצורה עצמית ואופטימיזציה עצמית. אנו מתייעלים בכמות הזמן, והמשאבים תוך אופטימיזציה  בפרודוקטיביות ובנית ערך גבוה. בתחילת העשור החלו להגיע כמויות אדירות של נתונים מהמכונה, הקישוריות באמצעות חיישנים, יכולות המחשבים לתקשר ולקבל החלטות ללא מעורבות 
אנושית, היכולות להעביר נתונים באמצעות ה"ענן", והכלים לניתוח נתונים יצרו "מפעל מקושר".

האינטראקציה בין מערכות הניהול מסייעת להפוך את קווי הייצור מדויקים יותר ולשפר את היכולות שלהם. כבר היום ניתן לזהות חמישה ערוצים מובילים בתעשייה: רובוטיקה, מפעלים חכמים, הדפסה תלת-ממדית, כלי רכב אוטונומיים ומזל"טים. ערים בעולם ובישראל מכינים תשתיות לרכב האוטונומי מתוך הבנה כי השימוש ברכב הפרטי משמש בממוצע 3% מהזמן לעומת הרכב האוטונומי שימלא משימות הסעה שגרתיות בזריזות וביעילות תוך שיפור האבטחה והפחתת זיהומים, בימים אלו חברת ST בוחנת עם עירית אשדוד פיילוט של אוטובוס ללא נהג וחברות נוספות מגיעות לבחינת פיילוטים מרכבים מסחריים ועד לרכבי מנהלים.

בתעשייה עצמה אלמנט מהותי במהפכה התעשייתית היא היכולת לחזות ולזהות תקלות וקריסת מערכת מראש. החשיבה הניהולית שהגיעה מיפן מזה שנים רבות וכן המערבית משקיעה מאמצים רבים ומדדים לכל הקשור להשבתת מכונה ומערכות. במקביל תחום הרובוטיקה מתקדם במהירות שיא בתעשייה כשהחשיבה של שילוב רובוטים עם בני האדם יוביל לתיעוש מחדש של כלכלות מפותחות ואמורה להפוך את העבודה לקלה יותר, תוביל בסופו של דבר לחלוקה מחדש של משימות בין מכונה לבני אדם.

- - -

* הכותב הינו יועץ אסטרטגי בתחום האנרגיה והתאורה בישראל ובחו"ל. מומחה ביישומים בתחומי ערים חכמות, רשתות קמעונאיות וניהול אנרגטי מיטבי בסביבות מורכבות.