מייצור מסורתי לדיגיטלי דרך האקדמיה

ד”ר אורי בן חנן, מרצה במכללה וסמנכ”ל טכנולוגיות במכון לייצור מתקדם

מאת: ד”ר אורי בן-חנן וד”ר נירית גביש

השימוש בצירוף המילים “מהפיכה תעשייתית רביעית” נהפך למטבע לשון שגורה בתקשורת. אך במה בעצם מדובר? הכול מתחיל במה שנקרא “תעשייה 4.0”, מונח שטבעו  בגרמניה ב-2011 כחלק מפרויקט לאומי לדיגיטציה של תהליכי הייצור. פרויקט לאומי זה צמח כתוצאה מהמחסור בידיים עובדות והמאמץ למנוע זליגה של תעשיות למזרח. הפרויקט התפתח לשורת המלצות ליישום טכנולוגיות בתהליכי ייצור ולהשבחה דרמטית של הפריון התעשייתי. בשנת 2016 קלאוס שוואב, ראש הפורום הכלכלי העולמי בדאבוס, קישר את המונח למצגותיו ולכתביו על המהפכה התעשייתית הרביעית. המונח התרחב מאז ומשמש כיום לתיאור מהפכת הייצור, המשנה בקצב מהיר את פני התעשייה, החברה והכלכלה בעולם כולו. המהפכה מתאפיינת בשימוש משולב של טכנולוגיות משלימות ובהטמעת מערכות דיגיטליות מתקדמות במערך הייצור, באופן המשביח דרמטית את פריון התעשייה.

כיצד ניתן להשביח את הפריון ולגרום לכך שהתעשיות יהיו יותר תחרותיות? מתברר, שמעבר לכך שהתעשיות חייבות לשלב יותר אוטומציה ורובוטיקה במערכי הייצור, הן נדרשות להשלים את המהלך בפיתוח חיבוריות דיגיטלית. החיבוריות הדרושה היא  בין כל מערכות המפעל, שכוללות, בנוסף למערך הייצור, גם את שרשרת האספקה, את מערך הפיתוח ושימור לקוחות, ועוד.

המהלך של הדיגיטציה מאפשר גם מענה למגמה הולכת ומתפתחת של מעבר התעשייה מייצור המוני לייצור של מגוון מוצרים בכמויות קטנות, מעבר שמחייב מערך ייצור גמיש. חברה, שמערכת קבלת ההחלטות בה מבוססת על נתונים בזמן אמת, יכולה לעמוד הן בדרישות הגמישות והן בדרישות ההולכות וגדלות של הלקוחות לאיכות המוצרים ואיכות השרות. קבלת החלטות מבוססות נתונים מתאפשרות עקב הפיתוח של טכנולוגיות שימוש בענן, בענן ניתן לאגור מידע רב בזמן אמת, ועיבוד המידע בעזרת מערכות אינטליגנציה מלאכותית (AI) מספק מידע למקבלי ההחלטות ברמות השונות בארגון כך שיוכלו להגיב במהירות וביעילות לכל שינוי בהזמנות, לתקלות במערך הייצור, לשינוי בשינוע חומרי הגלם והמוצרים ולתלונות לקוחות.

כאשר מתבוננים על המתרחש במדינת ישראל, נראה שהמהפכה התעשייתית הרביעית עדיין לא הכתה שורשים, וזה בעוכרינו. התוצר לשעת עבודה בישראל (פריון העבודה) נמוך ב-24% בהשוואה לתוצר במדינות ה-OECD. התעשייה הישראלית, בפרט זו הקלאסית והמסורתית, שרויה בבעיה. מרבית המפעלים הקטנים והבינוניים, שמחזורם השנתי נע בין מיליונים בודדים ל-400 מיליון ₪, מתקשים לבצע את המעבר לדיגיטציה של כל מערכות החברה, ביניהן מערכות לניהול ולאספקת חומרי הגלם, ניהול מערך הייצור, ניהול מערך התוצרת המוגמרת ועוד. מעבר מפעלים מעבודה בשיטות האתמול לתהליכי ייצור מתקדם עתיר טכנולוגיה אינו פשוט, אך הכרחי להישרדות בסביבה תחרותית.

ד”ר נירית גביש, ראשת המרכז לחינוך הנדסי וליזמות

לא בכדי זיהה משרד הכלכלה את המגמה העולמית, ובצד תמריצים המוענקים למפעלים הנמצאים מתאימים לעבור את התהליך, הוקם לפני כשנתיים – על ידי  גורמי אקדמיה ותעשייה שזכו במכרז משרד הכלכלה – המכון לייצור מתקדם בכרמיאל. המכון מפעיל תהליכי אבחון בקרב מפעלים יצרניים במדינת ישראל, ובשם ההכרח להגדיל את פריונם, ממליץ על ‘מפת דרכים’ לשילוב טכנולוגיה מתקדמת בתהליכי הייצור. מתברר כי המודעות למהפכה הרביעית התעוררה, והביקוש להטמעת תהליכי תעשייה 4.0 בקרב מפעלי היצור גבוה מהצפי אשר הוגדר למכון בתחילת דרכו.

צירוף תעשיות מקומיות נוספות למעגל התחרות בזירה הגלובלית תלוי בהתגייסות האקדמיה להכשיר דור מהנדסים חדש להובלת התעשייה הישראלית אל המהפכה התעשייתית הרביעית. כדי לעמוד בהתפתחות התעשייה וההטמעה של טכנולוגיות שונות, שיביאו לשיפור הפריון וכושר התחרות של התעשיות בארץ, יש להכשיר מהנדסים שיוכלו להתמודד עם האתגרים האלו. תחומי הידע הנדרשים ממהנדס צעיר חייבים, אפוא, להיות מגוונים ואף משולבים אלה באלה; ברם, במרבית המוסדות להשכלה גבוהה, מתקיימת עדיין הפרדה ברורה בין תחומי הידע השונים. אנו סבורים שיש לשנות זאת. לתפיסתנו, המהנדס העתידי צריך להיות רב-תחומי הרבה יותר. מהנדס התוכנה צריך להכיר היבטים של הנדסת התעשייה, המכונות, הדפסת תלת-מימד, הייצור, הרובוטיקה, וכמובן גם נושאי תקשורת נתונים וחומרה. לא עוד לימודי הנדסה לפי התחומים המסורתיים: אלקטרוניקה, מכונות, תוכנה, תעשייה וניהול, אלא גם הפנמת היכולת להתעמק בתחומי ההנדסה השונים, להרחיב את הדעת, ולהכיר כבר בלימודי התואר הראשון תחומי הנדסה נוספים על המקצוע העיקרי שנ בחר.  כמו כן, לאור קצב ההתקדמות יש לייחס משקל רב בתוכניות הלימודים להקניית יכולות לימוד עצמאי ויזמות – כל אלה ביחד יהיו גורם מפתח בהצלחתם, או בכישלונם, של בוגרי מקצועות ההנדסה בשנים הקרובות.   

סיעור מוחות בקמפוס: הסטודנטים במכללה זוכים להכשרה שמעמיקה את היכרותם עם הטכנולוגיות המתקדמות ולרב-תחומיות

המכללה, שהיא הגוף האקדמי המוביל את המכון לייצור מתקדם, חרתה על דגלה את קידום הפריון בתעשייה הישראלית בכלל, ובתעשייה המסורתית בפרט. היא שואפת להכשיר את ‘”מהנדסי המחר”, שיובילו את מדינת ישראל לעבר המהפכה התעשייתית הרביעית. כדי להגשים את חזונה ולהכשיר בוגרים שיהוו את חוד החנית בתעשייה המתקדמת היא שינתה את תוכניות הלימודים ואת הכשרת המרצים כך שיינתן דגש על תעשייה 4.0, מיומנויות עולם התעסוקה החדש, בינתחומיות, יזמות והובלת שינוי.

המחלקה להנדסת מכונות פתחה בשנת לימודים זאת מסלול התמחות ייעודי הנקרא “תעשייה מתקדמת בעידן המידע”, שבמסגרתו ילמדו הסטודנטים קורסים העוסקים בתעשייה 4.0 על כל היבטיה: הטכנולוגיים, הניהוליים, ההנדסיים והאנושיים. בסיום המסלול ישתלבו הסטודנטים בפרויקט מעשי במכון לייצור מתקדם. קורסים בתחומי אלגוריתמיקה ומדעי הנתונים נמצאים בשלבי פיתוח, ויוצעו לכלל הסטודנטים במכללה בקבוצות רב-תחומיות. מרצים המעוניינים להשתלב בתחומי תעשייה 4.0 יקבלו הכשרות מתאימות והיכרות עם הטכנולוגיות המתקדמות.

הכשרת הסטודנטים למיומנויות עולם התעסוקה החדש נעשית באמצעות שילוב תכנים אלו בתוך התוכנית האקדמית. כל הסטודנטים בסמסטר הראשון ללימודיהם משתתפים בקורס החושף אותם למיומנויות החיוניות במהפכה התעשייתית הרביעית, כגון עבודה בצוות רב-תחומי, לימוד לאורך החיים, ניהול זמן ומשימות ופתרון בעיות. הסטודנטים נחשפים שוב למיומנויות אלו בקורסים ההנדסיים, כאשר הן מהוות חלק מחומרי הלימוד והמטלות. בנוסף, כל סטודנט מקבל תהליך אבחון אישי, המאפשר לו לקבל פרופיל מוכנות לעולם העבודה החדש ואפשרות לבנות תהליך שיפור כישורים בהתאם לחזון האישי והמקצועי שלו. המרצים גם הם מקבלים הכשרה ייעודית המאפשרת להם לשנות את תפקידם ממרצה, המעביר תוכן, למנטור, המשמש מודל השראה, מעודד מוטיבציה, תחושת מסוגלות אישית, חשיבה חיובית ופיתוח חזון אישי ומקצועי.

הסטודנטים במכללה מקבלים הכשרה נרחבת ליזמות ורב-תחומיות. ההכשרה כוללת מגוון עשיר, המוצע לכלל המחלקות, של קורסי יזמות בקבוצות רב-תחומיות ובאופי של למידה מבוססת פרוייקטים, מספר פעמים בשנה מתקיימים במכללה האקתונים, חלקם בשיתוף עם המכון לייצור מתקדם, העוסקים בתחומי תעשייה 4.0: מחשוב רצפת הייצור, שימושי מציאות מדומה ורבודה בתעשייה, האינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT) ועוד (קיראו על ההאקתונים בהרחבה בקטגוריה “חינוך הנדסי ויזמות”). בהאקתונים אלו מוקמים צוותים של סטודנטים בשילוב מהנדסים ויזמים העובדים בצורה מואצת כדי לפתח אבי-טיפוס לאתגרים שהועלו. פרויקטים מתאימים של סטודנטים ממשיכים הלאה לקורס  “פרוייקט בין-תחומי”, המיועד לפיתוח מיזמים שמתבצעים בצוות בין-תחומי בהנחיית מנחה מהמכללה ומנטור חיצוני – לקוח. צוות המנחים מהמכללה עובד בשיתוף פעולה ומשמש כבוחנים וכמנחים נוספים לעת הצורך לקבוצות אחרות. פיתוח הפתרון בצוות רב-תחומי תוך מתן מענה לדרישות הלקוח והנחייה של מנטורים מקצועיים ואקדמיים מדמה את תהליך העבודה בתעשייה המתקדמת, ונותן לסטודנטים אפשרות להתנסות באתגרים אמיתיים. לצוותים שעברו את המסלול הזה מוצע להמשיך הלאה במסגרת של מיזם סטודנטים, המלווה על ידי סגל המכללה וממומן בחלקו על ידי המכללה ובחלקו על ידי המועצה להשכלה גבוהה.