למהפיכה התעשייתית הרביעית קוראים Industry 4.0

15 ינואר, 2015

יוזמת Industry 4.0 של ממשלת גרמניה נחשבת למהלך מרכזי המוליד מהפיכה תעשייתית בלתי נתפשת בהיקפה. זהו שוק חדש ומבטיח ליצרניות שבבים, וכנראה גם הסיכוי האחרון של אירופה להציל את כלכלתה

יוזמת Industry 4.0 של ממשלת גרמניה מתחילה להיתפש כרעיון החשוב ביותר של השנים האחרונות, אשר מוליד מהפיכה תעשייתית בלתי נתפשת בהיקפה. זהו שוק חדש ומבטיח ליצרניות שבבים, וכנראה גם הסיכוי האחרון של אירופה להציל את כלכלתה

בעוד העיניים של הציבור ממוקדות בכלכלת הסמארטפון והטאבלט ובשוק המתגבש של האינטרנט של הדברים (IoT), ברקע מתחילה להתגבש מהפיכה תעשייתית אחרת. מתחיל להיווצר רעיון שהוא כל-כך גדול, שאפילו קשה להעריך כיצד הוא ישפיע על המאה ה-21.

לרעיון הזה יש כבר מספר שמות: בארצות הברית הוא קיבל את הכינוי Smart Manufacturing Leadership, חברת GE מכנה אותו בשם The Industrial Internet, חברת הייעוץ הבינלאומית מכנה אותו בשם "המהפיכה התעשייתית הרביעית, וממשלת גרמניה מובילה יוזמה לאומית בשיתוף התעשייה וכל האיגודים המקצועיים המובילים, בשם הפשוט והקליט, Industry 4.0.

מהקיטור ועד לשבב

לא במקרה הגרמנים בחרו את השם Industry 4.0: גם הם מאמינים שמדובר במהפיכה תעשייתית רביעית: התרבות המערבית חוותה עד היום שלוש מהפיכות תעשייתיות, שכל אחת מהן הביאה לשינוי דרמטי בתהליכי הייצור, התפוקה ואורח החיים. המהפיכה התעשייתית הראשונה התבססה על השימוש באנרגיית הקיטור לייצור מכונות וכלי ייצור.

המהפיכה התעשיתית השנייה התבססה אל אנרגיית החשמל והביאה להמצאת הייצור ההמוני. המהפיכה השלישית (והאחרונה בינתיים) היתה מהפיכת האוטומטציה שהתבססה על אלקטרוניקה וטכנולוגיות מידע (IT).

המהפיכה התעשייתית הרביעית, זו המתחוללת כעת, מתבססת על שילוב מושלם בין אובייקטים פיסיים לבין רשתות המידע. העולם האמיתי משתנה והופך בעצמו למערכת מידע אדירת מימדים. יוזמת Industry 4.0 שאותה מובילה ממשלת גרמניה, מיועדת להעביר את התעשייה הגרמנית לעולם המהפיכה התעשייתית הרביעית.

צריך להבין שמדובר ברעיון גדול יותר מרעיונות "מקומיים" כמו למשל האינטרנט של הדברים. היא מבוססת על דיגיטציה וקישור בין כל המרכיבים הפרודוקטיביים של הכלכלה. הנה כמה דוגמאות: מערכות הייצור והמידע יהיו מקושרות בממשקים אחידים בכל רמות שרשרת האספקה. פירוש הדבר שניתן יהיה להחליף מכונות בצורה גמישה, ולקבל תהליכי ייצור יעילים הניתנים לשינוי בהתראה קצרה ביותר. התופעה הזו קיבלה את הכינוי cyber-physical systems.

חוכמה בכל שרשרת הייצור

המרכיב השני יהיה רובוטיקה. כבר עכשיו מתרחב השימוש ברובוטים המתאימים למשימות שונות (multipurpose industrial robots), אולם השלב הבא הוא שימוש ברובוטים בעלי בינה, מקושרים, אשר יכולים להתאים את עצמם לדרישות משתנות. הרובוטים כבר לא ישמשו כתחליך לעובד אנושי לביצוע מטלות פשוטות, אלא יעבדו בקו הייצור לצד עובדים אנושיים, ויתאמו עימם את הפעילות באמצעות שימוש בחיישנים וממשקי אדם-מכונה חכמים.

במקביל, הם ישולבו בתחומים רבים: ייצור, לוגיסטיקה, פעילות משרדית כמו למשל הפצת מסמכים, וניתן יהיה לנהל אותם מרחוק באמצעות הרשת. התוצאה תהיה שקווי הייצור יעבדו 24 שעות ביממה, למרות שהעובדים האנושיים ישהו בהם רק בשעות היוםץ. משמרת הלילה תיעלם.

גם המרכיב השלישי הוא כבר מוכר: Big Data. לעתים מגדירים את הנתונים כחומר הגלם של המאה ה-21. קו הייצור העתידי ייצר כמויות עצומות של מידע שאותו יהיה צורך לשמור, לעבד ולנתח. כעת צריך לפתח מתודות חדשות לטפל בביג-דטה ולנצל את הפוטנציאל של הענן.

היעילות של הביזור

מהפיכת הקישוריות: בתחילת המאה ה-21 הקישוריות היתה תכונה רק של העולם הדיגיטלי. במסגרת מהפיכת Industry 4.0, העולם הדיגיטלי מקושר הדוקות אל העולם הממשי. מכונות, מוצרים, חלקים ובני-אדם יחליפו ביניהם מידע באופן שוטף באמצעות פרוטוקולי אינטרנט.

המרכיב הרביעי במהפיכת Industry 4.0, הוא יעילות אנגרטית וביזור. אספקת האנרגיה תתבסס יותר ויותר על מקורות אלטרנטיביים ומתקני היצור יספקו את רוב צורכי האנרגיה של עצמם. במקביל, תחנות הכוח הגדולות והמרכזיות יפנו מקום לתחנות כוח מרובות, קטנות ובעלות יעילות ייצור אנרגיה גבוהה.

המרכיב האחרון של המהפיכה, ובעצם התוצר הכולל של כל מרכיביה, הוא מעבר לייצור וירטואלי. אין כמעט מבצע קשה יותר מאשר הקמת מפעל ייצור חדש, והפעלתו כרוכה בהפסדים עצומים כתוצאה מכל תקלה או השבתת יום עבודה. במציאות החדשה, קווי הייצור יתוכננו במלואם באמצעות הדמיות תלת-מימדיות, ומערכות הייצור המקושרות יאפשרו העברת הייצור במהירות בין מכונות ואתרים, בלא להפסיד ימי עבודה ולחסוך עלויות שינוע ותיפעול.

מדוע דווקא אירופה דוחפת את המהפיכה?

כ-40% מהייצור העולמי מצוי כיום בכלכלות הצומחות, אשר הכפילו את חלקן בשני העשורים האחרונים. בתקופה זו ירד חלקה של אירופה בייצור העולמי מ-36% ל-25%. בעוד שבסין צמחו המשרות בתעשייה ב-39% ובברזיל ב-23%, התמונה באירופה הפוכה: ב-20 השנים אחרונות הצטמצם מספר העובדים בתעשייה בגרמניה ב-8%, בצרפת ב-20% ובבריטניה ב-29%.

להערכת חברת המחקר Roland Berger, המהלך הזה הסתיים. "מגמת העברת הייצור למיקןר-חוץ במדינות זרות מיצתה את עצמה. מעתה, פרודוקטיביות ותחרותיות בשוק העולמי יקבעו את מעמדן של התעשיות".

בשנת 2012 החליט האיחוד האירופי להגדיל ב-25% את תרומת התעשייה לתוצר הכולל של אירופה. המטרה היא להגיע למצב שבו התעשייה אחראית לכ-20% מהתמ"ג. מדובר ביעד מאוד שאפתי: בסין התעשייה תורמת ל-30% מהתמ"ג, ובבריטניה וצרפת היא אחראית רק ל-10% מהתמ"ג.

להערכת חברת הייעוץ Roland Berger, לא ניתן להשיג את היעד הזה. הוא דורש ייצור 6 מיליון מקומות עבודה חדשים – כמו הכפלת כל התעשייה הצרפתית. "אולם בהנחה שאירופה מאמצת את Industry 4.0, היא תוכל להשיג את היעד בשנת 2030. אלא שכדי לעשות זאת, החברות התעשייתיות באירופה צריכות להשקיע 90 מיליארד אירו בשנה, כלומר 1,350 מיליארד אירו ב-15 שנה (עד 2030)".

ענקי התעשייה באירופה מתחילים להסתגל

האם הדבר אפשרי? כבר היום יש מספר חברות תעשייתיות אשר נמצאות בשלבים שונים של אימוץ אסטרטגיית Industry 4.0.

יצרנית הלייזרים והמיכשור הגרמנית Trumpf, עברה לשיטת ייצור המבוססת על מה שהיא מכנה בשם social machines: מכונות ייצור המקושרות אחת לשנייה ויודעות מה התפקיד של כל אחת מהן בשרשרת היצור המלאה. הלקוחות יכולים לעקוב אחר תהליך הייצור של המכונות שהם מזמינים, לקבל תמונות שלהן מקו הייצור, ולספק משוב חוזר עוד לפני סיום הייצור.

חברת סימנס הגרמנית החלה באימוץ גישת Industry 4.0 בתחום ההנדסה הרפואית. במשך שני, הייצור של שתלי מפרקים היה אחיד, ונדרשו מספר ימים להתאים כל אחד מהם ללקוח. כיום היא עברה לשיטת ייצור אישית, שבה קבצי 3D ומכונות יצור ממוחשבות, מייצרות שתל מותאים אישית לכל פציינט, בתוך 3-4 שעות.

חברת רולס-רויס הבריטית, המייצרת מנועי סילון, נמצאת במהלכו של תהליך אימוץ טכנולוגיות ייצור המבוססות על הדפסה תלת-מימדית של חלקים במנועי סילון. בשיטת הייצור הנוכחית, חלק מהרכיבים דורשים ייצור מכשירי ייצור ייעודיים, וזמן המסירת מרגע ההזמנה מגיע עד ל-18 חודשים. הגישה החדשה מיועדת לאפשר לה לקצר את זמני האספקה, לחסוך הוצאות בפיתוח מכונות ייצור ולייצר חלקים קלים יותר במשקל.

אולי החברה המתקדמת ביותר בתחום הזה היא Dassault Systemes הצרפתית. בשנים האחרונות היא מקדמת בעוצמה את הרעיון של מיזוג בין פיתוח המוצר לייצורו. באמצעות פלטפורמת תוכנה תלת-מימדית וכלי פיתוח והדמייה, היא בונה סביבת פיתוח וייצור משולבת, המאפשרת למתכננים ולמהנדסי הייצור לעבוד ביחד ולשפר את המוצר בזמן אמת. הסביבה הזו, מתאימה גם לתיפעול באמצעות הענן ומעניקה אפשרות לייצור מבוזר מלא.

הזדמנות אדירה לתעשיית ההייטק

מי שמסתכל כיום בעניין רב על המגמה הזו הן חברות ההייטק, אשר מטבע הדברים צריכות לספק את הכלים והתשתיות למהפיכה התעשייתית הרביעית. משום שעיקר ההשקעה צפוי להיות בתחום ההייטק: רשתות תקשורת, פרוטוקולי תקשורת, בקרים מתוחכמים וזולים, חיישנים חכמים, מרכזי מידע עתירי ביצועים ועוד.

אם במהפיכה התעשייתית השלישית נבחנו חברות ההייטק בעיקר במחיר ובביצועים, הדגש במהפיכה התעשייתית הרביעית צפוי לעבור לאמינות ובטיחות, לצד המחיר והביצועים. גם כאן הסיליקון יהיה אבן הבניין המרכזית. לא לחינם איגוד יצרני האלקטרוניקה הגרמני ZVEI, הוא חבר מרכזי ביוזמת Industry 4.0 הגרמנית.

כך למשל, כבר היום עוסקת יצרנית השבבים Texas Instruments בבדיקה מעמיקה של השלכות הרעיון על אסטרטגיית פיתוח הרכיבים התעשייתיים שלה. חלק מההשלכות של הגל החדש הזה יוצגו בארץ בסמינר מקצועי לתחום הפתרונות התעשייתיים שהיא תקיים ביום ג' הבא, 20.1.2015, באולמי אבניו בקרית-שדה התעופה. בסמינר יינתנו שתי הרצאות מרכזיות על תעשיית השבבים ומגמת Industry 4.0: אחת על-ידי אבנר גורן, הנחשב לאחד מהאנשים המובילים בהגדרת אסטרטגיית המיחשוב המשובץ (Embedded) בחברת TI, והשנייה על-ידי הטכנולוג הראשי של TI לתחום מעבדי DSP ומעבדי Sitara, פקה ואריס.

הכניסה להרצאות ולסמינר היא חינם, אולם דורשת רישום מוקדם.

בסמינר פתרונות תעשייתיים יוגרלו פרסים יקרי ערך:

טאבלט Asus, טאבלט Galaxy ומצלמת Go Pro.

פורסם בקטגוריות: חדשות , ייצור וקבלנות משנה , מחקרים ונתוני שוק , תעשייה וניהול

פורסם בתגיות: featured

כתבות נוספות העשויות לעניין אותך

דבול מונתה לנציגה רשמית בישראל של Universal Robots

מירב גרוסמן מונתה למנכ"לית המכון ליצור מתקדם

ישראל נערכת לרגולציה בתחום הבינה המלאכותית