חמישה שיקולים מכריעים להצלחת פרויקט תעשייה 4.0 

מאת אבישג אשר       פורסם: 3.11.2018
לתעשייה 4.0 יש פוטנציאל לשנות באופן מרחיק לכת את כל השלבים של הייצור התעשייתי, עם יכולות יעילות חדשות ודיוק שלא היכרנו בהעברת נתונים ויצירת שרשרת אספקה רזה יותר, מקושרת יותר ומגיבה יותר. מחקר חדש של Smithers Pira מזהה את הטכנולוגיות המתפתחות, שתומכות בקידומה של המהפכה התעשייתית הרביעית, ומדגיש חמישה שינויים משמעותיים להם נהיה עדים בחמש השנים הבאות בחמישה תחומים עיקריים: אוטומציה ורובוטיקה, אריזות חכמות, ביג דאטה ומחשוב ענן, התאמת המונים וסחר אלקטרוני.

תעשיית הייצור מגיבה להגדלת הדרישות של הלקוחות למחזורי חיים קצרים יותר של מוצרים ולשינויים במאפייני המוצר ובעלויות, מה שמוביל להרצות קצרות יותר, יותר שינויים בקווי הייצור ויותר עצירות בקווי ייצור הבנויים בצורה מסורתית. דור חדש של מערכות רובוטיות, ובמיוחד שיפורים בזרימת הנתונים, מביא לכך שהייצור יכול להשתלב ולהתחבר לתהליכים מרכזיים של תכנון, הפקה, הפצה ותחזוקה, ולהפוך למערכת הוליסטית שפועלת ומגיבה ביחד, במקום איי אוטומציה נפרדים.
כך למשל, חברת Bright Dairy, החברה השלישית בגודלה בסין בתחום מוצרי החלב, שיתפה פעולה עם חברת האריזות Tetra Pak בהקמת מתקן לייצור יוגורט בעיר טיאנג'ין בסין. כאשר יגיע להיקף ייצור מלא, המפעל יוכל לעבד 500 טונות של חלב גולמי מדי יום. כל פעולות העיבוד והאריזה של המפעל כולו וכן מערכות ניהול המשאבים הארגוניים שלהם (ERP) ינוהלו במשולב עם מערכת ה-MES של חברת PlantMaster השוויצרית. המערכת כוללת ציוד, ניהול איכות ושירות, מערכת ניהול מחסן ומערכת לניתוח מעקב ודווחי מסירת המוצרים למחסן באמצעות קודי QR.כל המערכת פועלת במשולב בסביבה דיגיטלית אחת, מה שמשפר משמעותית את יעילות הייצור, האריזה והמעקב אחר איכות המזון.
הדוגמה של ברייט דיירי מאפשרת להבין את רעיון התעשייה 4.0. ב-Smithers Pira מציינים כי הוא כולל חמישה רעיונות יסודיים, שהם מפתחות להצלחה:
  1. שיתוף פעולה בין אנשים לרובוטים - אינטראקציה אנושית-רובוטית היא עניין מסובך עדיין וקיים סיכון לפציעות של אנשים שעובדים בסביבת רובוטים. בעולם שקדם לתעשייה 4.0 עובדים ורובוטים לא חלקו את אותה סביבת עבודה. כל זה כבר משתנה, בין השאר בזכות בינה מלאכותית משתפרת שמאפשרת עבודה משותפת של אנשים ודור חדש של רובוטים שיתופיים, קובוטים (cobots). לא מדובר רק בבטיחות, אלא גם יותר גמישות ופרודוקטיביות, כשהשותפים הלא אנושיים תומכים בעובדים בהתאמה למשימות משתנות, ביכולות פיזיות חזקות יותר, ובשכבת מידע שמאפשרת להם לספק כל ידע שהעובד האנושי זקוק לו.
  2. למידת מכונה כלל מערכתית - מערכות אוטומטיות מסורתיות היו מוגבלות לרעיונות הבסיסיים שאיתם תוכננו ולמידע שהותקן בהן. הגישה הזו משתנה כעת, כאשר אלגוריתמים של למידה מכונה (בינה מלאכותית) מותקנים במערכות תעשייתיות אשר מאפשרים שימוש בשיטות חישוביות כדי לשפר את עצמם, או את דרך עבודת הציוד. מערכות בעלות יכולות למידת מכונה מיישמות מידע שקלטו ישירות מקווי הייצור כדי לשפר את תהליך הייצור, למנוע תקלות, להפחית את שיעור המוצרים הפגומים ולהגדיל את מהירות הייצור. כדי לממש את היכולת הזו, חברות תעשייתיות צריכות להטמיע מערכות אגירת נתונים ולמידת מכונה, שהולכות ומשתפרות בקתב מהיר.
  3. שפת מכונה משותפת – טכנולוגיות תעשייה 4.0 לא יכולות לפעול ללא ממשקים סטנדרטיים בין מכונות. יצרני ציוד אריזה למשל, יצרו שפת מכונת לאריזה (PackML), מה שפותח לראשונה לפני יותר מעשור, הופך כעת לתקן תקשורת דיגיטלית שמאפשרת ממשק משותף ורציפות ייצור לאורך כל קו אריזה. עד 2023 PackML תהפוך לתקן תעשייתי עולמי. גם תחומי ייצור תעשייתי אחרים צריכים לפתח שפה משותפת, לייעול העבודה והבטחת יכולת מתקדמת לאורך כל שרשרת הייצור. 
  4. כוח עבודה משתנה - עם היקף גבוה יותר של אוטומציה במפעל חכם, יהיה פחות צורך בעובדים. עובדים בעלי כישורים נמוכים כמו נהגים ואנשי ניקיון עלולים להפוך למיותרים. לעומת זה עשויים עובדי ידע להפוך לעובדי פרימיום – טאלנטים. מדובר למשל במהנדסי נתונים, מהנדסי תוכנה ומהנדסי רובוטיקה. ככל שישתלבו מערכות מתוחכמות יותר במפעלים, יגדל הצורך בעובדים בעלי יכולות גבוהות, מה שיוביל להעדפה גיאוגרפית שונה של התעשייה, קרוב יותר למקומות בהם מתגוררים עובדים כאלה. לשיקולים אלה יש כמובן משמעות תקציבית רבה, שצריכה להיות מאוזנת מול הפיריון הגבוה שמושג בזכות העבודה המתוחכמת.
  5. אבטחת סייבר משופרת – חדירתו של וירוס סטוקסנט למפעלי העשרת האורניום של איראן, הגם שהיתה בשורה טובה, מוכיחה עד כמה פגיע עלול להיות מפעל ייצור. ככל שיותר מערכות מחוברות למכשירים חכמים, למערכות ארגוניות ולאינטרנט, פעולות הייצור חשופות יותר להתקפות סייבר. האקרים עלולים היום לשתק קווי ייצור או לאיים בשיתוקם ולדרוש כופר תמורת הימנעות מכך. לא במקרה תחום הגנת הסייבר העולמי צומח במהירות, בתוכו חברות ישראליות רבות, ואין ספק שהתקנת מערכת להגנת הייצור התעשייתי והדיגיטלי היא כורח שאין להקל בו ראש.