מנעד האתגרים העומדים בימינו לפיתוח סביבת העבודה וייעול תהליכים הולך ומתרחב. אחד מהם, פיתוח מערכת אוטומציה למפעל ישראלי העוסק בתחום הביו רפואי יושם לאחרונה בפרויקט חדשני (TURNKEY) עליו חתומה חברת נגה מערכות בקרה. התהליך החדשני, משלב הניסוי המעבדתי לשלב הקמת מפעל ייצור, נועד כולו ליישום במערכת אוטומציה ובקרה שתענה על הצרכים ותאפשר גמישות תפעולית רחבה. ברוח זו תוכננה מערכת המאפשרת תיעוד כל פעולות המפעילים, רישום היסטורי של נתוני התהליך והפקת דוחות ייצור. טרם השקת המערכת גובשה תפיסת האוטומציה והבקרה של התהליכים השונים המבוססת על צרכי המפעל והחזון העתידי להתרחבותו.
מקרה זה מהווה דוגמה כיצד מתבצע מעבר ממתקן פיילוט תהליכי למתקן ייצור בתפוקה מקסימלית. תהליך, המתבצע לרוב בשלבים, שבתחילתו מוקם מתקן ייצור בהיקף מצומצם, ובו מתבצעות, לעיתים, פעולות לניצול תפעולי אופטימלי ויעיל, התאמת המוצרים לדרישות לקוחות והוספת מוצרים חדשים.
הצלחת התהליך הראשוני והבשלת התנאים מאפשרת מעבר לשלבים הבאים: הרחבת המפעל והגדלת היקף הייצור. על מנת להבטיח שהמעברים בין שלבי התפתחות המפעל יבוצעו ביעילות ובהתאמה למערכות האוטומציה של המפעל, דרוש תכנון מקצועי כבר בשלב הפיילוט.
שלב זה מאתגר במיוחד: המפעל ממוקד ברצון להתקדם טכנולוגית, אבל אנשיו אינם בקיאים בתחום האוטומציה ובהשלכות הנובעות מבסיס התכנון של מערכת האוטומציה על תהליך הייצור של המפעל. תכנון לא נכון עלול לגרום להשקעת משאבים מיותרים בעתיד ולבזבוז זמן ייצור יקר לביצוע השינויים וההתאמות.
מסיבה זו, חשוב לקחת בחשבון מספר נקודות כבר בשלב תכנון האוטומציה המפעלית ולפני גיבוש ההחלטה על מבנה מערכת האוטומציה למפעל העתידי. בשלב הראשון מומלץ כמובן להגדיר את דרישות האוטומציה של המפעל בתפוקת העבודה המלאה, גם אם מדובר במספר שנים קדימה. באותה מידה ראוי לבצע סקר סיכונים ראשוני, שתוצאותיו יגדירו דרישות בטיחות, רמת אמינות של חוגי בקרה ומערכות בקרה ונזקים כלכליים וסביבתיים כתוצאה מכשלים שונים. בהמשך לכך נדרשת ההתאמה לאופי הייצור במפעל: האם מדובר בייצור רציף, מנתי או ייצור משולב, והאם מייצרים חומרים שונים באותם כלים, בתצורה זהה או משתנה? תכנון האוטומציה מחייב ירידה לרזולוציות נוספות, שלכל אחת מהן משקל חשוב. כך לדוגמה השאלה האם המפעל יידרש לעמוד בדרישות רגולטוריות ע"פ GAMP, או אחרות, כולל ביצוע ולידציה למערכות אוטומציה? בנוסף יש לקחת בחשבון שאלות כמו: באילו כלים ושיטות תפותח תוכנת האוטומציה, האם יידרשו בקרות תהליכיות מיוחדות לחלקים מהתהליך, כגון בקרה אדפטיבית, מה מספר הדוחות שידרשו ומורכבותם והאם תידרש הפקה אוטומטית של דוחות ע"פ אירועים שונים. אחת הנקודות הקריטיות היא רישום נכון של המידע ההיסטורי. רישום לא נכון עלול ליצור ניפוח כמות המידע ההיסטורי ללא צורך ולהכביד על ביצוע ניתוחים בעתיד, כשמנגד רישום חסר עלול לגרום לאיבוד מידע חשוב. אגירת כל המידע הדרוש היא קריטית כדי לאפשר בעתיד הפעלת שיטות של Machine Learning ו- AI על מידע היסטורי אמיתי, שיאפשר שיפור מתמיד בייעול ובאיכות המוצר.
בנוסף לכל הנקודות שהוזכרו אנשים רבים נוטים לשכוח שמערכת האוטומציה היא מכלול חיישנים, ברזים מפוקדים, חומרת מחשבים, תקשורת, ארכיטקטורת ופילוסופיית הבקרה וגם תוכנה – ולא רק תוכנה. בחירה לא נכונה או התקנה לא נכונה של חיישני קצה וברזים שלא מאובחנת, עלולה לגרום לפגיעה באיכות הבקרה וההדירות בייצור.
לעיתים, קשה מאוד ללקוח שאינו מומחה בתחום, להבחין בבעיית בקרה לא אופטימלית כתוצאה מאפיון לא מתאים של רגשים, אפיון לא מתאים של ברזים מפוקדים ו/או התקנה לא תקינה של אלמנטים אלה, או אפיון לא אופטימלי של פילוסופית האוטומציה והבקרה.
מסיבות אלה, חשוב מאוד להיעזר, כבר בהתחלה בשלב אפיון מערכת הבקרה של המפעל, בייעוץ הנותן מענה מקצועי בראייה גלובלית ואינטגרטיבית לכל הנושאים שהוזכרו כאן.
הכותב הוא מנכ"ל נגה מערכות בקרה. לפרטים: www.noga-cs.com
