Giải pháp nhà máy thông minh – Sự sáng suốt của chính phủ Mỹ

Ngày nay, ngành công nghiệp sản xuất đang hướng tới cải thiện khả năng cạnh tranh thông qua sự hội tụ của các công nghệ tiên tiến nhằm gia tăng khả năng và chất lượng của doanh nghiệp mình. Giải pháp nhà máy thông minh là thành quả của cuộc cách mạng thứ tư trong ngành sản xuất và cũng được coi là một mô hình hiện đại, tập hợp các kỹ thuật công nghệ tiên tiến phục vụ cho việc hỗ trợ ra quyết định hiệu quả và chính xác của các chủ doanh nghiệp. Giải pháp nhà máy thông minh đã trở thành xu thế của toàn thế giới, với những ngòi nổ táo bạo tại Hoa Kỳ, Đức, Hàn Quốc,… từ những năm 2015, 2016. Vậy hãy cùng xem, nền công nghiệp số một toàn cầu của chính phủ Hoa Kỳ đã bắt đầu xu hướng ngày như thế nào?

Thứ nhất,  Hoa Kỳ rất tích cực trong nghiên cứu và phát triển ngân sách, cũng như thực hiện các chương trình cho sản xuất. Đây còn được gọi là giải pháp sản xuất tiên tiến hoặc giải pháp nhà máy thông minh, một nỗ lực để mở rộng sự quay vòng và “hồi sinh” của sản xuất. Các nghiên cứu và các chương trình phát triển liên quan đến giải pháp thông minh trong sản xuất tại Hoa Kỳ tập trung vào sự chuyển giao công nghệ, bao gồm IoT, dữ liệu lớn, phân tích dữ liệu, CPS, tích hợp hệ thống, sản xuất bền vững và phụ gia sản xuất để đáp ứng mạnh mẽ cho sự thay đổi tiến bộ của môi trường sản xuất (hay còn được gọi là cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư).

Với giải pháp nhà máy sản xuất thông minh, mỗi một công nghệ sản xuất lại mang những ý nghĩa quan trọng khác nhau:

• Internet of Things: Nhúng cảm biến và liên lạc

thiết bị trong sản xuất máy móc và dây chuyền.

• Phân tích dữ liệu và dữ liệu lớn: Phát triển phần mềm và hệ thống

có thể giải thích và phân tích dữ liệu đến hàng loạt.

• Tích hợp hệ thống và hệ thống vật lý mạng: Phát triển hàng loạt

hệ thống sản xuất có khả năng hiệu quả cao và linh hoạt

kiểm soát thời gian thực và tùy biến.

• Sản xuất bền vững: Phát triển các hệ thống sản xuất có thể

tăng hiệu quả tài nguyên và giảm phát thải môi trường

các chất độc hại thông qua thiết kế xanh, sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường và tối ưu hóa các quy trình sản xuất.

• Sản xuất phụ gia: Phương pháp áp dụng in 3D công nghệ sản xuất linh kiện và sản phẩm, có thể giảm thời gian và chi phí cho việc phát triển và sản xuất sản phẩm.

Thứ hai, Chính phủ Hoa Kỳ còn mở rộng nghiên cứu giải pháp nhà máy thông minh trong phạm vi toàn quốc.  Với nỗ lực để đảm bảo khả năng sản xuất tiên tiến, Chính phủ Nhà Trắng đã ra mắt SMLC – một nghiên cứu hướng tới các tập đoàn, liên đoàn kinh tế trên phạm vi toàn quốc để thảo luận giữa các bộ phận về giải pháp nhà máy thông minh. Ngay từ những ngày đầu ra mắt, nghiên cứu này đã thu hút sự tham gia của  25 công ty, 7 trường đại học, 8 tập đoàn và 1 Viện nghiên cứu chính phủ – tất cả đã gợi ý và thực hiệnkế hoạch hành động cụ thể, chẳng hạn như thiết lập khái niệm, công nghệ mục tiêu, lộ trình và phân công vai trò.

Các công nghệ chính của một giải pháp nhà máy thông minh đã hiện thực hóa thông qua lộ trình được tóm tắt như sau.

• Cảm biến nối mạng: Dữ liệu để liên lạc, tự động

kiểm soát, lập kế hoạch và mô hình dự đoán, tối ưu hóa nhà máy, sức khỏe và quản lý an toàn và các chức năng khác sẽ được cung cấp lớn

số lượng các lĩnh vực mạng.

• Khả năng tương tác dữ liệu: Trao đổi liền mạch sản phẩm điện tử,

xử lý và dữ liệu dự án được kích hoạt thông qua các hệ thống dữ liệu có thể tương tác được sử dụng bằng cách hợp tác các bộ phận hoặc công ty và trên toàn thiết kế, xây dựng, bảo trì và hệ thống kinh doanh.

• Mô hình và mô phỏng động đa quy mô: Lập kế hoạch kinh doanh

và lập kế hoạch có thể được tích hợp đầy đủ với các hoạt động thông qua đa cấp các mô hình hỗ trợ điều phối toàn doanh nghiệp và cho phép tối ưu hóa quy mô lớn giữa các công ty và chuỗi cung ứng.

• Tự động hóa thông minh: Hệ thống học tập tự động rất quan trọng đối với SM nhưng chúng phải được tích hợp hiệu quả với việc học của con người và môi trường quyết định.
• Bảo mật không gian mạng có thể mở rộng và đa cấp: Bảo vệ hệ thống khỏi lỗ hổng mạng (không ảnh hưởng đến chức năng) là cần thiết trong toàn doanh nghiệp sản xuất.

Thứ ba, Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật quốc gia – đã tham gia tích cực vào việc nghiên cứu này. Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật quốc gia hay gọi tắt là NIST (National Institute of Standards and Technology), là cơ quan của Bộ Thương mại Hoa Kỳ, thực hiện vai trò thiết yếu trong việc phát triển Sản xuất thông minh

công nghệ với tư cách là cơ quan chính phủ duy nhất tương ứng với nghiên cứu giải pháp nhà máy thông minh nêu trên.

NIST thiết lập các chiến lược của hệ thống sản xuất năng động và

thiết kế nhanh chóng sản phẩm thông qua nghiên cứu sản xuất thông minh các chương trình. Để đạt được mục tiêu cho các chiến lược, cơ quan này đã đề xuất 3 công nghệ chính cho giải pháp nhà máy thông minh là phi tập trung mạng điều khiển, sản xuất kỹ thuật số và máy phi tập trung thông minh. NIST cũng đề nghị 3 chỉ số hiệu suất chính là sự nhanh nhẹn, sử dụng tài sản và bền vững, và hiệu quả.

Có thể thấy rằng giải pháp nhà máy thông minh có tuổi đời còn nhỏ, nhưng hiệu quả sử dụng và sức ảnh hưởng của nó là vô cùng lớn khi mà ngày nay, mỗi nền công nghiệp, mỗi quốc gia đều hướng tới việc hiện đại hóa quy trình sản xuất của mình. Giải pháp nhà máy thông minh cũng đang đặt những bước chân đầu tiên vào thị trường Việt Nam. Nếu bạn cần tư vấn về giải pháp nhà máy thông minh  phù hợp nhất dành cho doanh nghiệp của mình, hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi để được tư vấn ngay hôm nay: 0986.196.838