Những ứng dụng của công nghệ 4.0 vào sản xuất thông minh

Sản xuất thông minh được coi là động lực mạnh mẽ cho lĩnh vực công nghiệp tái cấu trúc theo hướng hiện đại, phù hợp xu thế chuyển đổi số nhằm dẫn đầu thị trường mới. 

Hiểu hơn về sản xuất thông minh

Sản xuất thông mình hay còn được gọi Smart Manufacturing, chính là việc áp dụng sự tiên tiến của công nghệ thông tin tới mọi khía cạnh trong chu trình sản xuất hiện đại để nâng cao năng suất, tiết kiệm thời gian cũng như chi phí và bảo vệ môi trường. Đây là môi trường dựa trên sự tích hợp máy móc thông minh và robot thế hệ mới, kết nối vạn vật công nghiệp IIoT và các phần mềm, hệ thống tích hợp đang trở thành xu thế tất yếu. Nhân tố cốt lõi của sản xuất thông minh là nhà máy thông minh, là hệ thống sản xuất tự động hóa được kết nối và xử lý dữ liệu liên tục từ hoạt động sản xuất kinh doanh mang tính tự học và thích nghi (nhà máy sản xuất đáp ứng, thích nghi và kết nối).

Với xu hướng tất yếu của việc ứng dụng sản xuất thông minh vào sản xuất, doanh nghiệp cần hiểu được tầm quan trọng của sản xuất thông minh và quyết tâm đầu tư, làm mới mình. Sau đó là tìm tòi, nghiên cứu các mô hình sản xuất thông minh phù hợp với doanh nghiệp của mình, chú trọng tích hợp công nghệ số hóa và nâng cao trình độ cho người lao động.

Đọc thêm: Khái niệm Smart Factory – Nhà máy thông minh

Công nghệ nổi bật trong nền sản xuất thông minh

• Triển khai hệ thống Internet vạn vật trong công nghiệp IIoT

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) là hệ sinh thái nơi mọi thiết bị, máy móc và quy trình trong nhà máy được kết nối thông qua các hệ thống truyền thông dữ liệu. Mỗi máy móc và thiết bị công nghiệp đều được nhúng hoặc kết nối với các cảm biến để có thể thu thập và chuyển dữ liệu đến các hệ thống đám mây. Lượng dữ liệu khổng lồ là nguồn tài nguyên khổng lồ để doanh nghiệp có thể phân tích, sử dụng cho hoạt động quản trị. Có thể thấy, IIoT giúp tối ưu hóa quy trình, quản lý thông tin dữ liệu của hoạt động sản xuất, kinh doanh dễ dàng và bảo mật thông tin hơn.

Thống kê từ IoT analytics cho thấy, năm 2020 có khoảng 11,7 tỷ kết nối thiết bị IoT, con số này cao hơn nhiều so với 9,5 tỷ vào năm 2019. Đến năm 2025, ước tính có khoảng 30 tỷ kết nối IoT, tức là trung bình gần 4 thiết bị IoT trên mỗi người trên toàn cầu. Đây được coi là động lực chính thúc đẩy IoT trong thị trường sản xuất thông minh: đưa IIoT trong giám sát tập trung và bảo trì dự đoán của cơ sở hạ tầng sản xuất, phục vụ nhu cầu ngày càng tăng về sản xuất nhanh chóng, hiệu quả và kiểm soát toàn diện.

• Sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo trong sản xuất

Khái niệm trí tuệ nhân tạo đã cũ, nhưng hiện nay nó đang ngày càng phủ sóng trong các hệ sinh thái sản xuất. Trong những năm qua, đã có sự gia tăng đáng kể sự quan tâm và đầu tư liên quan đến AI trong sản xuất, với những khả năng nổi bật sau:

• Phát hiện lỗi trong suốt quá trình sản xuất.
• Triển khai bảo trì dự đoán để giảm thời gian chết.
• Đáp ứng với những thay đổi thời gian thực về nhu cầu trên toàn chuỗi cung ứng.
• Xác nhận các loại sản phẩm phức tạp như vi mạch đã được sản xuất hoàn hảo hay chưa.
• Giảm chi phí của hàng hóa lô nhỏ hoặc đơn hàng một lần, cho phép tùy biến lớn hơn.
• Cải thiện sự an toàn của nhân viên bằng cách chuyển các công việc đơn giản, lặp lại sang cho máy móc.

• Blockchain trong sản xuất

Blockchain (chuỗi khối) là cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian. Vì vậy Blockchain phù hợp để ghi lại những sự kiện, hồ sơ y tế, xử lý giao dịch, công chứng, danh tính và chứng minh nguồn gốc. Công nghệ mới này được giới thiệu trên thế giới vào năm 2008 và đã mang lại cuộc cách mạng mới thay đổi hệ thống giao dịch tài chính hiệu quả, minh bạch và đơn giản. Qua 1 thập kỷ phát triển, Blockchain được xem là một trong những công nghệ hiệu quả nhất để xây dựng nền tảng truyền thông an toàn cho sản xuất thông minh qua việc cung cấp các dịch vụ quản trị nhà máy tốt hơn và sử dụng tối ưu các nguồn lực sẵn có bao gồm: cơ sở hạ tầng nhà xưởng và máy móc.

Ý định ban đầu của việc tạo ra Blockchain không nhằm nâng cao và phát triển trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất, bởi mục tiêu ban đầu của blockchain được thiết kế như một sổ cái công khai, an toàn. Bởi vậy, sẽ có một số thách thức xuất hiện với những ứng dụng ban đầu trong sản xuất, do nó chưa được tối ưu hóa, phát triển cho các hệ thống doanh nghiệp sản xuất. Việc thiết lập các hợp đồng thông minh, tích hợp công nghệ blockchain trong ứng dụng dây chuyền, chuỗi cung ứng là điều đáng mong đợi, song còn khó để thực hiện với sự hạn chế trong ứng dụng blockchain ngày nay.

• Robot công nghiệp

Robot công nghiệp không phải là một khái niệm mới, nó đã có trong các nhà máy từ 40-50 năm qua. Điều duy nhất đã thay đổi đối với robot công nghiệp là giờ đây chúng đã trở nên thông minh. Trước đó, các robot đã được lập trình để thực hiện một nhiệm vụ duy nhất tại một thời điểm và đòi hỏi phải thay đổi mã khi muốn chuyển đổi nhiệm vụ khác.

Giờ đây, robot được kết nối với mạng cảm biến được triển khai trong xưởng sản xuất và lấy dữ liệu từ các cảm biến để điều chỉnh hành vi phù hợp tình hình sản xuất dựa trên cơ sở thời gian thực. Trí tuệ nhân tạo cũng đang được triển khai trong các hệ thống robot, và do đó nó cũng đang ngày càng trở nên thông minh hơn, đáp ứng được nhiều yêu cầu khắt khe trong nhà máy.

Các động lực chính cho thị trường robot công nghiệp là tăng cường đầu tư cho tự động hóa trong các ngành khác nhau và nhu cầu ngày càng tăng từ các doanh nghiệp quy mô vừa và nhỏ (SME) ở các nước đang phát triển.

• Bản sao số – Digtal Twins

Bản sao số là một yếu tố hỗ trợ nổi bật khác trong hệ sinh thái của sản xuất thông minh. Đây là bản sao kỹ thuật số ảo (thường là 3D) của một vật thể hay hệ thống thực tế. Giữa bản sao và vật thể thực tế có một luồng dữ liệu (dataflow) và thông qua các cảm biến trên hệ thống thực tế, bản sao được cập nhật để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống theo thời gian thực.     Bản sao số cung cấp rất nhiều thông tin như chẩn đoán hoặc tiên lượng, có thể dùng để giảm thời gian chết (down time) và tăng lợi tức đầu tư. Thậm chí, công nghệ này còn có thể tái hiện vòng đời sản phẩm khép kín, đưa sản phẩm về giai đoạn pháp triển để tối ưu hóa liên tục các sản phẩm trong tương lai. Sự áp dụng ngày càng tăng của IoT và các nền tảng đám mây cũng như phần mềm in 3D và mô phỏng 3D đang thúc đẩy việc áp dụng phương thức Digital Twins.

Công nghệ bản sao kỹ thuật số đem lại lợi ích cho mọi bộ phận, từ quản lý phân xưởng, quản lý sản xuất, kỹ sư, cho đến quản lý chuỗi cung ứng, chuyên gia dữ liệu. Kết quả cuối cùng là quá trình thiết kế sản phẩm nhanh hơn, sản phẩm có nhiều cải tiến hơn, và được đưa ra thị trường sớm hơn.

Lựa chọn giải pháp phần mềm trong nền sản xuất thông minh

Giải pháp nhà máy thông minh 3S iFACTORY cung cấp cho doanh nghiệp một chiến lược chuyển đổi số toàn diện với 4 hệ thống lõi. Đó là 3S IIoT Platform (Hệ thống kết nối – tự động hóa sản xuất, 3S MES (Hệ thống điều hành – thực thi sản xuất), 3S ERP (Hệ thống hoạch định nguồn lực tổng thể), và 3S Business Hub (Hệ thống báo cáo thông minh).

Kiến trúc giải pháp nhà máy thông minh 3S iFACTORY.

“Giải pháp sẽ giúp doanh nghiệp kiểm soát mọi nguồn lực từ tầng xưởng sản xuất (shopfloor) đến tầng chiến lược (top floor)”, đại diện ITG cho hay.

Ứng dụng giải pháp 3S iFACTORY sẽ góp phần chuyển đổi số toàn diện ở các tầng của doanh nghiệp bao gồm: hoạch định, quản trị, vận hành sản xuất.

Đối với hoạt động sản xuất giải pháp giúp nâng cao quy trình quản lý chất lượng đầu – cuối (IQC – PQC – OQC). Cùng với đó là tính năng cảnh báo sự cố bất thường phát sinh trong quá trình sản xuất, giúp giảm thiểu tỷ lệ sản phẩm không đạt chuẩn, đáp ứng các yêu cầu chất lượng của đối tác trong – ngoài nước.

Phần mềm cũng hỗ trợ việc truy xuất nguồn gốc lỗi hỏng của sản phẩm xuyên suốt từ quá trình sản xuất đến khâu phân phối, từ đó giúp khoanh vùng lỗi và hỗ trợ ra các quyết định giúp cải tiến chất lượng. Hệ thống báo cáo thông minh giúp minh bạch toàn bộ quy trình quản trị và hoạt động vận hành của nhà máy. Từ đó, nhà quản trị chủ động hơn trong việc cân đối nguồn lực và định hướng kế hoạch sản xuất để có thể rút ngắn tiến độ giao hàng. Ngoài ra, giải pháp cũng hỗ trợ tính toán chi phí thực tế và xác định những yếu tố gây hao phí để tối ưu hóa giá thành sản xuất.

Đọc thêm: Case Study tiêu biểu về sản xuất thông minh trên thế giới

Trên đây là các yếu tố hỗ trợ nổi bật để cấu thành mô hình sản xuất thông minh, dựa trên các gợi ý này, doanh nghiệp Việt Nam hoàn toàn có thể chủ động để lựa chọn một cách có hiệu quả chiến lược ứng dụng công nghệ thông minh vào hoạt động sản xuất của mình. Để được tư vấn chuyển đổi số trong sản xuất thông minh hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi: 092.6886.855