Top các công nghệ nổi bật sẽ góp mặt vào ngành sản xuất 4.0

Từ ô tô đến máy tính, máy pha cà phê cho đến đồ chơi trẻ em, hầu hết mọi thứ chúng ta sử dụng hàng ngày đều được sản xuất bởi các nhà sản xuất. Ngành sản xuất đã phát triển qua nhiều thế kỷ, từ các phương pháp chủ yếu sử dụng sức lao động con người, đến các dây chuyền lắp ráp bán tự động và ngày nay là sự xuất hiện phổ biến của các nhà máy tự động hóa cao. Trong tương lai những công nghệ nào sẽ góp mặt trong nền sản xuất 4.0. Hãy cùng Ifactory tìm hiểu nhé.

The Industrial Internet of Things (IIoT)

Bạn hẳn đã nghe nói nhiều về Internet of Things. Trong nền sản xuất 4.0 chúng ta có Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) –  nơi các thiết bị được kết nối và “giao tiếp” với nhau thông qua Internet.

Cảm biến là một ví dụ điển hình của các thiết bị IIoT ứng dụng trong sản xuất. Dữ liệu thu thập từ các cảm biến trên máy móc của nhà máy có thể giúp các nhà sản xuất hiểu cách máy móc đang hoạt động từ đó có biện pháp tối ưu hóa quy trình bảo trì, giảm thời gian ngừng hoạt động của máy và thậm chí dự đoán khi nào sự cố sẽ xảy ra. Điều này đưa chúng ta đến xu hướng lớn tiếp theo trong sản xuất.

5G 

Việc các nhà máy ứng dụng IoT vào sản xuất đòi hỏi sử dụng các máy cảm biến (sensors), đồng nghĩa với việc các nhà máy này đang ngày càng tạo ra một lượng dữ liệu lớn. Việc kết nối những dữ liệu này thông qua mạng dây là rất tốn kém khi quy mô ngày càng tăng, trong khi kết nối qua Wifi lại dễ dàng dẫn đến tình trạng tắc nghẽn. Đây là khi ứng dụng 5G trong sản xuất giải quyết được vấn đề, với khả năng hỗ trợ kết nối mật độ cao với hàng chục nghìn endpoints, cho phép ứng dụng kết nối dữ liệu dễ dàng hơn với quy mô lớn hơn.

Điện toán biên 

Hệ thống điện toán biên là một kiến trúc máy tính theo kiểu phân tán, có khả năng cung cấp các tài nguyên tính toán cho người dùng, hệ dữ liệu, và các thiết bị có nhu cầu, nhằm rút ngắn thời gian phản hồi và tiết kiệm chi phí băng thông cho hệ thống. Lĩnh vực công nghiệp, như các nhà máy sản xuất, thường xuyên cần thông tin có độ trễ thấp. Hệ thống điện toán biên công nghiệp sẽ là giải pháp hoàn hảo cho nhu cầu này, chuyên gia phân tích Alex West tại Omdia cho biết.

Digital Twin

Digital Twin – Cặp song sinh kỹ thuật số có thể được sử dụng để mô phỏng bất kỳ quá trình hoặc đối tượng vật lý nào. Ví dụ: trong môi trường sản xuất, một bộ đôi kỹ thuật số có thể được sử dụng để mô phỏng kích thước của sản phẩm mới hoặc tạo bản sao kỹ thuật số của thiết bị trên sàn nhà máy để xem cách máy móc hoạt động trong những điều kiện nhất định. Công nghệ kép kỹ thuật số thậm chí có thể được sử dụng để hình dung và mô phỏng toàn bộ chuỗi cung ứng. Đến năm 2022, có tới 70% các nhà sản xuất có thể đang sử dụng các cặp song sinh kỹ thuật số để tiến hành mô phỏng và đánh giá – điều này cho bạn ý tưởng về xu hướng này có thể biến đổi như thế nào.

Sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số, Boeing đã có thể đạt được tỷ lệ cải thiện 40% về chất lượng các bộ phận lần đầu tiên. Vào năm 2018, CEO của Boeing lúc đó là Dennis Muilenburg cho biết cặp song sinh kỹ thuật số sẽ là động lực lớn nhất trong việc cải thiện hiệu quả sản xuất trong thập kỷ tới.

AI

Nhờ có AI, máy móc hiện nay có khả năng thực hiện ngày càng nhiều nhiệm vụ mà trước đây chỉ dành cho con người. Vì vậy, nó có ý nghĩa khi máy móc có thể đảm nhận ngày càng nhiều nhiệm vụ sản xuất.

Tự động hóa có thể mang lại nhiều lợi thế cho các nhà sản xuất, bao gồm năng suất cao hơn (máy móc không bị mỏi), độ chính xác cao hơn và chi phí thấp hơn. Chúng ta thậm chí có thể thấy nhiều nhà máy hoàn toàn tự động hoặc cái gọi là nhà máy tối – các trang web hoàn toàn tự động, nơi sản xuất diễn ra mà không có sự can thiệp trực tiếp của con người tại chỗ.

 Robot và cobots

Một trong những yếu tố thúc đẩy tự động hóa chính là việc sử dụng rô bốt. Robot và cobots có thể giúp các nhà sản xuất đạt được hiệu quả cao hơn. Nhưng điều đáng chú ý là không phải tất cả rô bốt đều có mặt để thay thế con người – nhiều rô bốt ở đó để hỗ trợ nâng cao hiệu suất làm việc của nhân công. Ví dụ: robot giúp những người trong dây chuyền sản xuất nâng các bộ phận nặng hơn mà không ảnh hưởng đến sự an toàn của họ. Nissan đã triển khai cánh tay robot của Universal Robots tại các cơ sở sản xuất động cơ của mình ở Nhật Bản để giúp khắc phục các vấn đề thiếu lao động. Nissan cũng triển khai cobots để giúp nhân viên cài đặt cửa hút động cơ. 

In 3D

In 3D với ưu thế tiết kiệm, hiệu quả và khả năng mở rộng sẽ giúp các nhà sản xuất sử dụng ít vật liệu hơn và tạo ra ít chất thải hơn so với các phương pháp sản xuất truyền thống. In 3D trong tương lai cũng sẽ thúc đẩy một kỷ nguyên cá nhân hóa mới vì các sản phẩm được cá nhân hóa riêng lẻ có thể được tạo ra mà không cần lo lắng về tính kinh tế theo quy mô. Ngoài ra, in 3D có thể giúp thúc đẩy sự đổi mới bằng cách cho phép tạo mẫu nhanh. Một điển hình là Airbus, khi hãng này đã sử dụng công nghệ in 3D trong hơn 15 năm, trở thành thành công ty tiên phong về in 3D trong ngành sản xuất. Công ty sử dụng rộng rãi in 3D để sản xuất theo yêu cầu bản địa hóa các dụng cụ

Công nghệ Blockchain

Ứng dụng công nghệ Blockchain trong ngành công nghiệp sản xuất giúp doanh nghiệp có được sự minh bạch trong lịch sử giao dịch hàng hoá, dễ dàng theo dõi các khâu trong quy trình hoạt động, đồng thời, bảo vệ những tài sản trí tuệ quan trọng và đơn giản hoá thủ tục bảo vệ, kiểm tra chất lượng sản phẩm.

Chính sự minh bạch trong dữ liệu mà hoạt động sản xuất có thê ̉được theo dõi một cách dễ dàng khi sử dụng Blockchain. Công nghệ này cho phép công ty trao đổi dữ liệu, hiển thị nguồn thông tin gốc chính xác và tiến trình hoạt động của các chuỗi cung ứng phức tạp, gồm nhiều bên tham gia. Công nghệ Blockchain sẽ đặc biệt có lợi đối với những bên tham gia khi có quá nhiều hệ thống thông tin độc lập, hoặc có ít sự tin tưởng với đối tác làm việc.

Sự xuất hiện của các công nghệ mới không chỉ thay đổi cách sản xuất sản phẩm mà còn tạo ra nhiều sản phẩm mới. Xu hướng sử dụng các sản phẩm thông minh không có dấu hiệu chậm lại. Do đó, các nhà sản xuất sẽ ngày càng phải khám phá nhiều cách để mang đến cho khách hàng những sản phẩm thông minh mà họ mong đợi.