Industry 4.0

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg יש לשכתב ערך זה. ייתכן שהערך מכיל טעויות, או שהניסוח וצורת הכתיבה שלו אינם מתאימים.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.

Industry 4.0 היא תפיסה ארגונית חדשה לניהול מפעל באופן חכם ומודרני. מבוססת על יכולות התקשורת והממשקים, של רכיבים שמיוצרים בתעשייה, ומבוסס על יכולות הטמעת הגנה מפני לוחמת סייבר מובנות לכל רכיב שכזה. תפיסה זו, שפותחה בעשור השני למאה ה-21, דורשת מכל מרכיבי המפעל טכנולוגיה מתקדמת. התוצאות אמורות להשפיע בעיקר על הלקוחות הסופיים של המפעל המודרני, בכך שהמפעל יוכל להתאים את עצמו לדרישותיהם במהירות, יוכל לאפיין במדויק פריטי ייצור, ואף לשנותם תוך כדי עבודה, ובכלל יקצר את כל תהליכי העבודה ואת הזמן מהגיית "הרעיון" עד ל"מוצר במחסני היצרן" מוכן למשלוח ללקוח.

ה-Industry 4.0 מתאר את מכלול הטכנולוגיות במפעל התעשייתי ואת התרומה של כל מרכיב מתוכו לארגון כולו. ה-Industry 4.0 מתבסס ומפוקס על:

  • סייבר והגנה על המכונות והמתקנים, כלומר שמירה על המכונות במפעל ברמה של הרמה הפיזית.
  • האינטרנט של הדברים - מכלול הממשקים בין רכיב לרכיב בקווי הייצור ולמערכת הניהול המפעלית.
  • סך התוצאה מיועדת להוביל ל"מפעל החכם" או בשמו Smart Factory. במפעל החכם, כל מוצר בקווי הייצור, תחת ה-INDUSTRY 4.0, יכיל את כל המידע הדרוש כדי לתאר את דרישות וסביבת הייצור עבורו.

במפעל החכם, ניתן יהיה לקבל מידע רלוונטי לגבי שרשרת האספקה והמשאבים, ולפיכך ניתן יהיה תחת ה-INDUSTRY 4.0 להיות גמישים בהחלטות ביחס לקווי הייצור. המפעל החכם ימדד בכל רגע במדדי איכות רבים, יהיה מפעל ייצרני מתקדם שיודע לשנות את ייעודו מהר, ולהכיל חידושים בקווי הייצור בהתאם לדרישות השוק העולמי והצרכני.

מבוא[עריכת קוד מקור | עריכה]

דרישות התעשייה והייצור[עריכת קוד מקור | עריכה]

תחום הייצור בתעשייה משתנה מהר מבעבר. התחרות הגוברת בעולם והתפתחות הטכנולוגיה רק מחדדים את צורכי התעשייה לעתיד הקרוב והרחוק. מפעל תעשייתי המתכנן להצליח ולשרוד לאורך שנים רבות חייב לחשוב בפורמט דינאמי באפיקים המובילים הבאים:

  •   יישום תהליכי יצור חדשים בזמן קצר במיוחד, משלב ההחלטה במפעל ועד שלב הייצור השוטף. חייב שתהליכי ייצור חדשים יאפשרו ייצור מוצרים מורכבים יותר, יישום חדשנות ההנדסה בזמן קצר. בדרך כלל, היישומים החדשים ישלבו בסיסי נתונים גדולים במיוחד, הכוללים ארכיב / היסטוריה הדורש תהליכי אחסון ושליפת נתונים מהירה.
  • הגדלת היעילות המפעלית. חיסכון והתייעלות אנרגטית, ניהול רצפות הייצור, ממשקים ישירים ל-ERP, וניהול המשאבים וחומרי הגלם.
  • גמישות מפעלית מקסימלית. מאפשרת התאמה של המפעלים לייצור מסיבי במיוחד לפרקי זמן או תקופות, או שינוי תכולות הייצור עקב שווקים "שנעלמו".

תחום הייצור בתעשייה הוא תחום יציב, למעט משברים עולמיים כדוגמת המשבר שהתרחש ב-2008. מומחים מתחום הייצור בתעשייה צופים גידול מתמיד בעשור הקרוב בסדרי גודל בין 3%-5% בכל שנה. אפשר לבסס ולהבין צפי שכזה רק מהתבוננות קצרה בשתי נקודות מרכזיות בתעשייה העולמית:

סין – נראה שהשוק בסין יציב כעת, לאחר שסבל מירידה לפני כשלוש שנים. השוק בסין נשאר מנוף הצמיחה הגדול ביותר לחברות בעולם, והצפי כעת לגידול מהיר יותר. מעבר לכך, צפוי שבעתיד הרחוק, תתפתח מגמה לייצור ברמת איכות גבוהה יותר מאשר היום.

אירופה – כיום הדרישה יורדת אבל בגין חוזק המדינות באירופה, החדשנות שלהם, יכולות הייצור והיצוא לכל העולם, הצפי שתחום התעשייה ימשיך לגדול בעיקר על בסיס ההשקעות בטכנולוגיות חדשות ובחדשנות, כדוגמת ההשקעה העולמית בנושא מאמר זה, ה- INDUSTRY 4.0.

המהפכות התעשייתיות הקודמות[עריכת קוד מקור | עריכה]

המונח Industry 4.0 מתייחס למהפכות התעשייתיות שהתרחשו בעולם:

  • המהפיכה התעשייתית הראשונה, התרחשה בשנת 1784, כאשר הומצא הנול המכני הראשון לאריגה. המהפיכה התעשייתית הזו איפשרה הקמת בתי מלאכה שהתבססו על ייצור מכני, כאשר הכוח המניע את התעשייה היו כוח המיים והאדים. הנול המכני הראשון עבד כחמישים שנה, עד ששודרג לנול אוטומטי, ובשנת 1850 פעלו וייצרו באנגליה כ-260,000 יחידות יצור אוטומטיות.
  • המהפיכה התעשייתית השנייה, התרחשה בשנת 1870, כאשר הומצאה חגורת המסוע בתעשייה. המהפיכה התעשייתית הזו איפשרה הקמת מפעלים המסוגלים לייצר בקצב גבוה במיוחד, לאותם הזמנים ובהשוואה לייצור הידני או המכני, כאשר החשמל היה הכוח שהניע את המפעלים בתעשייה.
  • המהפיכה התעשייתית השלישית, התרחשה בשנת 1969, כאשר הומצא הבקר המתוכנת הראשון של חברת מודיקון, בקר Modicon 084. המהפיכה התבססה על שימוש ברכיבי אלקטרוניקה והתבססה על ראשיתו של תחום התקשורת, תקשורת RS232. המהפיכה התעשייתית הזו איפשרה העברת מפעלי הייצור בעולם לפעילות ייצור אוטומטית, מדויקת, חסכונית במשאבים עם יכולות ניטור ופתירת תקלות בזמן אמת. תוכנה ידידותית וחכמה החליפה את הבקר המתוכנת בכלל רכיבי החשמל שהותקנו לצורכי אוטומציה חלקית במפעלים.



התנאים שתמכו בהתפתחות ה- INDUSTRY 4.0 [עריכת קוד מקור | עריכה]

בתעשייה התהליכית וגם בדיסקרטית נעשית כל הזמן חשיבה מקצה לקצה. תהליכי ייצור מתחילים בשלב היגוי התהליך, אפיון, תכנון הנדסי, הקמה ושירות לאורך השנים.

תהליכים אלו מתפתחים ומתקדמים לאורך השנים, והחשוב מכל קרה: התהליכים מסוגלים בצורה זו או אחרת "לשוחח" האחד עם השני, להעביר מידע דו-כיווני. תהליכים תומכים הם: - כוח המחישוב הגדל בעוצמה

  • גדילה משמעותית ביכולות האיחסון באותם ממדים פיזיים
  • יכולות גבוהות לניתוח ואנליזה של המידע
  • חיישנים מתקדמים, מכל הסוגים, ועם יכולות חשיבה, ניתוח ועצמאות
  • יכולות מרשימות של עולם התקשורת

דוגמאות מוחשיות לכך ניתן לראות בממשקים שבין מערכות ERP ותהליכי יצור, ממשקים בין תוכנות CAD ומכונות הייצור ברצפת המפעלים, ממשקים בין תוכנות SCADA ותוכנות MES לניהול היעילות ותפעול שוטף של כל קווי הייצור במפעל ועוד דוגמאות רבות.

כל אלו הובילו להבשלת התנאים להתפתחות המיזם של INDUSTRY 4.0.

מיזם שדורש להפיק את המטב מהאינטגרציה לאורך ולרוחב של כל מרכיבי הייצור במפעל התעשייתי.

מיזם שדוגל בהנדסה אממשקים שקופים לאורך כל שרשרת הייצור, כל כל מכלולי הייצור ורכיבי המשנה שבו.

הבקר המתוכנת נוסק בכל השווקים בעולם[עריכת קוד מקור | עריכה]

עולם הבקרה התחלק בעבר לשלושה סגמנטים ברורים:

  • בקרת תהליכים DCS- עבור מפעלים רציפים כמו בתי זיקוק, תחנות ייצור חשמל ומפעלים שאי אפשר לעצור את פעולתם אף לא לדקה.
  • בקרה תעשייתית PLC- עבור מפעלי ייצור דיסקרטיים, מפעלים שניתן לעצור את המכונות, לתקן ולהמשיך את פעולת הייצור.
  • בקרת מבנה DDC

כיום התווספו סגמנטים נוספים, אך משניים או סגמנטי נישה.

המגמה העולמית והמציאות נכון לשנת 2015 היא שרוב רובם של הפרויקטים החדשים והשדרוגים מאופיינים ומבוססים על יכולות הבקרים המתוכנתים.

מגמה זו מתרחשת במפעלים רציפים, בהם הבקר המתוכנת מחליף את בקרת התהליכים, בקרי DCS.

יישום בקרי ה- DCS מבוצע על ידי בקרים מתוכנתים שמשלבים בתוכם תוכנות תהליך ייעודיות. כל חברה יצרנית בעולם פיתחה תוכנות שכאלה על-גבי הבקרים המתוכנתים. כיום, אחוזי השוק של בקרי התהליך הולך ופוחת משנה לשנה.

קל וחומר, מגמה זו מתרחשת בבקרת המבנים, בהם הבקר המתוכנת מחליף את בקרי המבנה הוותיקים, את בקרי ה-DDC.

יישום בקרי ה- DDC מבוצע על ידי בקרים מתוכנתים רגילים. אין צורך בשום תוסף תוכנתי והבקר המתוכנת, PLC, מהווה דה-פקטו, את הפתרון האולטימטיבי כיום לבקרת מבנים חכמים.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא Industry 4.0 בוויקישיתוף