7 nguyên tắc cần biết trong sản xuất thông minh

Sự phát triển của các công nghệ sản xuất hiện đại ngày nay đang trở thành những yếu tố không thể thiếu, giúp doanh nghiệp ngày càng gần hơn tới xu hướng tương lai của ngành sản xuất – hay còn gọi là sản xuất thông minh.

 

Cách mạng 4.0 ngày nay trong thế giới chúng ta đang sống hiện nay đã tạo ra nhiều bước tiến đột phá, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất. Quá trình chuyển đổi số từ đơn giản đến phức tạp đang được diễn ra ở mọi khía cạnh trong lĩnh vực đã và đang hình thành nên quy trình và những nhà máy sản xuất thông minh.

Cùng với đó, sự phát triển của các công nghệ sản xuất hiện đại ngày nay đang trở thành những yếu tố không thể thiếu, giúp doanh nghiệp ngày càng gần hơn tới xu hướng tương lai của ngành sản xuất – hay còn gọi là sản xuất thông minh.

 

Smart Manufacturing – Sản xuất thông minh là gì?

Sản xuất thông minh (Smart Manufacturing) là một phương pháp tiếp cận sản xuất dựa trên công nghệ sử dụng máy móc được kết nối Internet để giảm sát quá trình sản xuất. Mục tiêu của SM là xác định cơ hội nhằm tự động hóa và sử dụng phân tích dữ liệu trong việc cải thiện hiệu suất sản xuất. Những hoạt động sản xuất này được thực hiện dựa trên sự tích hợp Tự động hóa công nghiệp (RPA), Kết nối vạn vật (IIoT) và Công nghệ thông tin (IT) với các phần mềm quản lý doanh nghiệp ERP, phần mềm quản lý bảo trì CMMS Cloud, phần mềm quản lý vòng đời PLM) cùng với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 như Điện toán đám mây, công nghệ sản xuất in 3D, Trí tuệ nhân tạo (AI), Big Data,…

Bằng việc ứng dụng công nghệ hiện đại như vậy, các doanh nghiệp trong lĩnh vực sản xuất hiện nay có thể giảm 50% thời gian hàng hóa ra thị trường, giảm 25% chi phí phát triển và cho phép các doanh nghiệp, đặc biệt là những nhà máy sản xuất linh kiện điện tử cung cấp chất lượng sản phẩm chất lượng hoàn hảo.

Smart Manufacturing cũng được coi là một ứng dụng cụ thể của Internet vạn vật Công nghiệp (IoT). Trong đó, mọi hoạt động sản xuất sẽ được triển khai liên quan đến việc nhúng các cảm biến vào máy móc sản xuất để thu thập dữ liệu về trạng thái hoạt động và hiệu suất. Khác với trước đây, mọi thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu tập trung trên các thiết bị riêng lẻ, phân tán và chỉ được sử dụng để đánh giá nguyên nhân gây ra lỗi thiết bị sau khi phát sinh sự cố.

Hiện nay, bằng cách phân tích dữ liệu trực tuyến được truyền từ nhà máy (hoặc nhiều cơ sở khác nhau), các kỹ sư sản xuất và nhà phân tích dữ liệu có thể tìm ra các dấu hiệu cho thấy bộ phận cụ thể nào gặp lỗi, đưa ra kế hoạch bảo trì phòng ngừa để tránh thời gian ngừng hoạt động nằm ngoài dự kiến trên các thiết bị đó.

Mặt khác, các nhà sản xuất cũng có thể phân tích các xu hướng trong dữ liệu để cố gắng phát hiện các bước gây ảnh hưởng trong quy trình sản xuất. Ngoài ra, các nhà khoa học dữ liệu và phân tích khác có thể sử dụng dữ liệu để chạy mô phỏng các quy trình khác nhau nhằm nỗ lực xác định cách thức hoạt động hiệu quả nhất.

Ngày nay, khi sản xuất thông minh trở nên phổ biến hơn và nhiều máy móc được kết nối mạng thông qua Internet of Things, các thiết bị có khả năng giao tiếp với nhau tốt hơn, khả năng tự động hóa được hỗ trợ ở mức cao hơn.

Lịch sử phát triển của định nghĩa nhà máy thông minh

Định nghĩa về sản xuất và nhà máy thông minh được bắt đầu kể từ khi cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ nhất từ năm 1760 tại Mỹ. Sau đó, cho tới cuộc cách mạng Công nghiệp lần thứ 4, được gọi là “sản xuất thông minh” như hiện nay và tại Châu Âu với tên gọi “Công nghiệp 4.0”.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần đầu tiên mang đặc trưng của năng lượng hơi nước và máy dệt diện, dây chuyền lắp ráp được giới thiệu trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2. Tại cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 vào những năm 1970, tự động hóa và tự động hóa nâng cao dữ liệu được ra đời.

Nối tiếp đó, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư này mang đặc trưng bởi một loạt các hệ thống tự động được kết nối với nhau đang hợp nhất từ thế giới vật lý, kỹ thuật số và sinh học.

Các công nghệ hiện đại có thể ứng dụng trong sản xuất thông minh

Ngoài Internet of Things, một số công nghệ tiên tiến ngày nay đã và đang giúp sức kích hoạt sản xuất thông minh bao gồm:

Trí tuệ nhân tạo (AI) / máy học

Cho phép ra quyết định tự động dựa trên hàng loạt dữ liệu mà các công ty sản xuất thu thập. Trong đó, AI / máy học có thể phân tích tất cả dữ liệu này và đưa ra quyết định thông minh dựa trên thông tin đã nhập.

Máy bay không người lái và phương tiện không người lái

Công nghệ này có thể giúp tăng năng suất sản xuất bằng cách giảm số lượng nhân công không cần thiết để làm các công việc mang tính lặp đi lặp lại

Blockchain

Các lợi ích của blockchain bao gồm tính bất biến, khả năng truy xuất nguồn gốc và khả năng phân hủy trung gian có thể cung cấp một cách nhanh chóng và hiệu quả trong việc ghi lại và lưu trữ dữ liệu.

Điện toán biên

Điện toán biên giúp các nhà sản xuất biến lượng lớn dữ liệu do máy tính tạo ra thành dữ liệu có thể hành động để có được thông tin chi tiết nhằm cải thiện việc ra quyết định. Để thực hiện điều này, cần sử dụng các tài nguyên được kết nối với mạng chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ, cho phép phân tích dữ liệu diễn ra tại nguồn dữ liệu.

Phân tích dự đoán

Doanh nghiệp sản xuất có thể phân tích việc sử dụng dữ liệu khổng lồ thu thập được từ tất cả các nguồn dữ liệu để dự đoán các vấn đề và cải thiện dự báo.

7 nguyên tắc trong sản xuất thông minh

Theo Viện nghiên cứu đổi mới sản xuất thông minh Mỹ (CESMII), các nhà máy thông minh muốn triển khai công nghệ sản xuất hiện đại cần tuân thủ 7 nguyên tắc như sau:

Tính an toàn

Sản xuất thông minh cung cấp khả năng kết nối rộng rãi và an toàn giữa các thiết bị, quy trình, con người và doanh nghiệp trong hệ sinh thái, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, bảo vệ tài sản trí tuệ, chống lại các cuộc tấn công mạng và duy trì tính liên tục hoạt động kinh doanh.

Tính chủ động và bán tự động

Ưu điểm vượt trội so với những bảng báo cáo số liệu (dashboard) thông thường, sản xuất thông minh giúp nhà sản xuất tạo ra một quy trình chủ động, mang tính chất dự báo dựa trên các dữ liệu chuyên sâu. Trong hoạt động lặp đi lặp lại thường ngày, sản xuất trong các nhà máy thông minh sẽ kích hoạt những hoạt động hoặc quyết định xử lý sự cố một cách tự động. Ngoài ra đối với những tình huống bất thường, vẫn cần có sự tham gia kịp thời của con người.

Thực hiện theo thời gian thực

Các tài nguyên và quy trình được tích hợp kỹ thuật số, theo dõi và đánh giá liên tục trong thời gian gần thực cần hiểu biết sâu sắc về cấu trúc tổ chức phẳng và chuỗi giá trị với nhiều quyền tự chủ hơn và các quyết định phi tập trung và nhanh hơn.

Tính sắp xếp và phục hồi

Sự thích ứng với những thay đổi về lịch trình và sản phẩm với sự can thiệp tối thiểu sẽ dễ dàng cấu hình và tối ưu hóa quy trình và dòng nguyên liệu. Điều này giúp nhà sản xuất nhanh chóng phản ứng với những thay đổi của nhu cầu, khả năng chống lại sự gián đoạn và có khả năng duy trì tính liên tục của hoạt động kinh doanh thông qua khả năng thích ứng, mô-đun và dự phòng tối thiểu.

Tính mở rộng và tương tác

Sản xuất thông minh tạo ra một hệ sinh thái các thiết bị, hệ thống, con người, dịch vụ và các đối tác được kết nối với nhau theo một cấu trúc giao tiếp tự nhiên. Việc sản xuất trong những nhà máy thông minh sẽ được thực hiện xuyên suốt trên nền tảng từ việc lưu trữ tại chỗ (on-premise) hay điện toán biên (edge) hoặc điện toán đám mây (cloud). Cho phép trao đổi thông tin diện rộng dựa trên các chuẩn tích hợp và API kết nối các giải pháp từ nhiều nhà cung cấp.

Khả năng mở rộng về chức năng, cơ sở vật chất và toàn bộ chuỗi giá trị

Điều này có nghĩa khi khối lượng và mức độ phức tạp tăng lên, chi phí và hiệu suất sẽ tăng theo tuyến tính – không theo cấp số nhân. Các hệ thống và tài nguyên sẽ được thêm, sửa hoặc loại bỏ một cách dễ dàng để đáp ứng với các nhu cầu thay đổi.

Tính bền vững và tiết kiệm năng lượng

Điều này xảy ra khi các quy trình và hệ thống tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường và tối đa hóa các kết quả tích cực.

Khi tất cả các nguyên tắc xây dựng được xem xét, doanh nghiệp sẽ đạt được các lợi ích về cải tiến hiệu suất truyền thống, cũng như các lợi ích mang tính chất chiến lược bao gồm tính minh bạch, tốc độ, tính cộng tác, linh hoạt tinh gọn, đổi mới và khả năng phục hồi.

KẾT LUẬN

Qua bài viết trên, chúng ta có thể thấy rằng: “Sản xuất thông minh trở thành trụ cột quan trọng của cách mạng công nghiệp 4.0”. Đây có thể coi là một cuộc cách mạng về sản xuất.

Sản xuất thông minh sẽ là giải pháp giúp doanh nghiệp “chuyển mình” thành công trong cách mạng công nghiệp 4.0, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động, nâng cao sản xuất, đổi mới công nghệ, tiết kiệm chi phí, thời gian và tạo ra sự kết nối giữa con người và máy móc sản xuất,….