המהפכה האוטונומית – ממפעלי ייצור מסורתיים למפעלים חכמים

"אנו עוסקים בהטמעת טכנולוגיה מתקדמת וחכמה בקווי הייצור של התעשייה המסורתית. תעשייה זו, מסיבות שונות, נמצאת בפיגור בהטמעת טכנולוגיות מתקדמות לעומת תעשיות אחרות. הפיתוחים שלנו כוללים מערכות טכנולוגיות מתקדמות, לחיסכון משמעותי בחומרי גלם, ופתרונות AI, המאפשרים שליטה אוטונומית של קווי הייצור", כך אמר חנוך מגיד, מנכ"ל סמארטק. 

לדבריו, "התעשייה המסורתית מתאפיינת ברווחיות מאוד נמוכה, בתהליכי ייצור לא יציבים ובתפוקה נמוכה. מטרתנו להאיץ את המהפכה הטכנולוגית הבאה, על ידי פיתוח פתרונות מתקדמים מותאמים לתעשייה הזו ולהצעיד אותה לעבר ייצור מתקדם, כדי לייעל תהליכי ייצור ולהגדיל את הרווחיות. הפתרון החדשני של סמארטק מבוסס בינה מלאכותית ונקרא Autonomous Manufacturing, והוא מקפיץ את המפעל המסורתי מעבר למה שמוכר היום כתעשייה 4.0".

בראיון לאנשים ומחשבים אמר מגיד כי "תעשייה מסורתית זו, כמו מפעלי מזון או מפעלי ייצור נייר, מתאפיינת כתעשייה תהליכית: מצד אחד נכנסים חומרי גלם לתהליך, עוברים דרך תהליכי ייצור שונים, המורכבים ממכונות שונות, שבדרך כלל מסופקות על ידי יצרנים שונים ולא תמיד בסינכרון אחת עם השנייה, ובקצה התהליך יוצא המוצר הסופי. את התהליכים האלו מנהלים מפעילים שונים מחדר בקרה עמוס במסכים שונים – כל זה מהווה מתכון לקשיים ואתגרים שהוזכרו קודם".

"מפעל מסורתי", הסביר מגיד, "מורכב בין היתר מכמה תהליכים קריטיים, כדוגמת מעברי חומרים העוברים תהליכי עיבוד שונים. המפעל התהליכי מורכב מפרמטרים משתנים במהותם: חומרי גלם, סביבה, טמפרטורה ומכונות. ברוב המקרים, המכונות אינן מסונכרנות באופן אופטימלי ובזמן אמת. בסופו של תהליך העובד בחדר הבקרה נדרש לווסת או לסנכרן את התהליך. ולכן בנייה של תהליך ייצור הינה משימה לא יציבה, קשה לשליטה, וביצועה מבוסס על החלטה של בן אנוש".

מה מספק פתרון Autonomous Manufacturing?

"במפעלי הייצור הללו", הסביר אורן יהב, דיירקטור AI ב-סמארטק, "מכונות מנוהלות ונשלטות על ידי בקרים לוגיים (Programmable Logic Controller). זהו תקן ממוחשב המיועד לאסוף מידע, לבקר ולשלוט בתהליכים בהתאם ליעדים מחושבים הנשלחים אליו, והוא מושפע מאירועים דינמיים המתרחשים תוך כדי תהליך הייצור לאורך קו הייצור (Inputs\Outputs). הפלטפורמה של סמארטק, Autonomous Manufacturing Platform, מתחברת לרשת ה-PLC, וכך אוספת מידע נלמד, מנטרת את התהליכים בזמן אמת וממליצה על השינוי או הכיוון המתאים כהמלצה, או לחלופין, בהתאם להחלטת המפעיל, המערכת לוקחת שליטה ומפעילה את התהליך באופן עצמאי בצורה האופטימלית ביותר".

המנכ"ל מגיד הוסיף והסביר כי "המערכת מנטרת את קו הייצור ושולטת בתהליך הקריטי המשמעותי לייצור, הכל בהתאם להחלטות העסקיות של המפעל. המערכת 'יודעת', לפי הגדרות שנבנו בה, איך לנהל את התהליך על פי משולש הווקטורים: מהירות ייצור, חיסכון בעלויות ובאיכות מוגדרת".

"המערכת שלנו אף לומדת את אופני הפעולה של המפעל, למשל כאשר בחדר הבקרה עובדים מחליפים משמרת, נצבר הידע לגבי האופן בו התהליכים פעלו, אף אם זה נעשה בדרך שונה מעט מזו שבוצעה במשמרת הקודמת. המערכת שלנו לומדת מה מבצעים המפעילים – ועל בסיס זה היא יוצרת 'פרופיל מפעילים', כדי לטייב את התהליך", המשיך וסיפר מגיד.

מגיד הוסיף ותיאר ש-"כשהטמענו את המערכת שלנו במערך של יצרנית מוצרי העץ האמריקנית RoyOMartin, שחררנו במפעל את 'צווארי הבקבוק' ברצפת הייצור, והבאנו לשיפור תפוקת הייצור בכ-10%. סמארטק נמצאת בתהליכים נוספים להטמעת המערכת בקרב מפעלי ייצור ותעשיות נוספות בעולם, יחד עם אחת הספקיות המובילות בתחום מכונות ה-PRESS, חברת Siempelkamp".

לפי הסבריו של יהב, "אנו מתרכזים בעולם המחשוב הקוגניטיבי, כאשר שמנו לנו ליעד לתרגם את הקוגניציה האנושית לידע דיגיטלי, שיניב שיפור תהליכים מבוסס מודלים של 'לימוד מאמץ', או 'למידת חיזוק' (Reinforcement learning). בדרך זו אנו מסייעים ללקוחות הארגוניים להפיק יותר מאותם תהליכים, על ידי הכנסת מודלים מבוססי בינה מלאכותית ולימוד מכונה (Machine Learning). בשל השוני הקיים בין עובדים בני אנוש, היכולת למדל ידע אנושי על מנת למצוא את אותם הבדלים, משולה לחיפוש מחט בערימת שחת. בעבודה האנושית ישנה הרבה אי ודאות, ולעתים גם פעולות שאינן רציונליות. המערכת שלנו 'לוקחת' את הטוב מכל מפעיל אנושי ומאחדת את הידע שנוצר במשותף, על מנת לטייב את פעילות מערכות הייצור ותהליכי העיבוד".

"אנו מביאים את התחום לשלב הבא שלו"

"מטרתנו", אמר מגיד, "היא לייצר בינה קוגניטיבית, אשר ממליצה בכל רגע נתון מהי ההחלטה הטובה ביותר: האם יש לצמצם בעלות, להעלות את התפוקה, לשפר את האיכות, ועוד, וכתוצאה מכך להוריד את הפקודה הנכונה לבקר המתאים לתהליך הרלוונטי.

בתחום התעשייה התהליכית ישנם פתרונות לא מעטים מבוססי בינה מלאכותית, אבל הם בעיקר מנתחים תהליכים כגון מה קרה-יקרה, או מה מומלץ לעשות. לעומת זאת סמארטק, בפיתוח פתרונות מבוססי בינה מלאכותית, ביחד עם הניסיון הרב שלה ברצפת הייצור המסורתי, לוקחת את הפתרון לרמה גבוהה יותר, וממליצה באופן אוטונומי על ידי לקיחת השליטה על התהליך ושינויו באופן שוטף ורציף לייצור אופטימלי".

"שליטה 'על ההגה' איננה תהליך פשוט כלל", הסביר מגיד. "צריך ידע וניסיון, זהירות וגם תעוזה. המכונות והתפעול של פס הייצור הינם תהליכים יקרים, ולכן נדרש להפעיל אותם באופן הנכון ומיטבי. אנו מביאים את התחום לשלב הבא שלו, עם מערכת מתקדמת המבשרת את הייצור האוטונומי. בעוד שחברות לא מעטות מנתחות את המכונה, על מנת לספק תובנות לבני אדם – אנו פועלים בגישה הוליסטית: לומדים ומנתחים גם את פעולות בני האנוש, כדי להפוך את המכונות ליותר חכמות. כך ניתן לייצר חיבורים מסובכים יותר בקו הייצור, ולהביא לחיבור חכם בין אדם ומכונה, עם פתרון שהוא אגנוסטי לתהליך הייצור או התעשייה, כדוגמת תעשיית הנייר, המזון, העץ, התרופות ועוד".

"אנו פועלים בשני עולמות ובחיבור שלהם", סיכם מגיד. "רגל אחת שלנו נטועה בעולם התעשייה המסורתית ברצפת הייצור והרגל השנייה בעולמות התוכנה וה-AI. כך אנו פועלים ל'תרגום' ולחיבור בין שני עולמות שונים אלה, תוך התגברות על מכשלות טכנולוגיות ואנושיות, כגון התנגדות ושמרנות. אנו מכירים את השפה התעשייתית וגורמים לתהליכים להחליק. סמארטק מאיצה את המהפכה התעשייתית לשלב הבא, בהפיכת תהליכי ייצור קריטיים לאוטונומיים ובכוונתה לשדרג את התעשיות המסורתיות לארגונים רווחיים יותר ותחרותיים יותר".