Từ một trái dâu đến mô hình sản xuất thông minh

Khi nhắc đến AI, Digital Twin hay tự động hóa công nghiệp, chúng ta thường nghĩ đến những nhà máy sản xuất với dây chuyền robot, PLC, biến tần và hệ thống SCADA. Tuy nhiên, công nghệ công nghiệp ngày nay đang mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác, trong đó có nông nghiệp thông minh.

Một ví dụ tiêu biểu là Farma Ráječek tại Cộng hòa Séc, nơi Siemens kết hợp Siemens Xcelerator, Digital Twin, Industrial AI và Robotics để hỗ trợ quá trình giám sát và thu hoạch dâu tây trong nhà kính.

Case study này cho thấy một xu hướng quan trọng: dữ liệu và AI không chỉ giúp nhà máy sản xuất hiệu quả hơn mà còn có thể thay đổi cách chúng ta trồng và thu hoạch nông sản.

Bài toán: Làm sao để tự động hóa việc chăm sóc và thu hoạch dâu tây?

Trong một nhà kính quy mô lớn, việc theo dõi hàng nghìn cây trồng là một bài toán không đơn giản.

Người vận hành cần liên tục xác định:

• Cây trồng có đang phát triển khỏe mạnh hay không?
• Có dấu hiệu sâu bệnh hoặc bất thường nào không?
• Quả nào đã đạt độ chín?
• Quả nào cần tiếp tục phát triển?
• Khi nào là thời điểm phù hợp để thu hoạch?

Nếu toàn bộ quá trình phụ thuộc vào con người, việc kiểm tra sẽ tiêu tốn nhiều thời gian và khó đảm bảo tính nhất quán khi quy mô sản xuất tăng lên.

Đặc biệt, robot thu hoạch không thể đơn giản “đi vào nhà kính và tự biết” đâu là quả chín.

Robot cần dữ liệu.

Robot cần khả năng nhận diện.

Và quan trọng hơn, robot cần một hệ thống có thể giúp nó hiểu môi trường xung quanh.

Đây chính là bài toán mà Siemens cùng các đối tác đang giải quyết tại Farma Ráječek.

Giải pháp Siemens: Kết nối thế giới thực và thế giới số

Giải pháp được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa Siemens Xcelerator, Digital Twin và NVIDIA Omniverse, tạo ra một môi trường kỹ thuật số mô phỏng điều kiện trồng trọt trong nhà kính.

Digital Twin không chỉ đơn thuần là một mô hình 3D.

Đây là nền tảng giúp kết nối dữ liệu, mô hình kỹ thuật số và hệ thống thực tế, qua đó tạo điều kiện để AI được huấn luyện trước khi áp dụng vào môi trường thật.

Có thể hình dung quy trình theo chuỗi:

Nhà kính thực tế → Dữ liệu → Digital Twin → AI → Robot → Nhà kính thực tế

Thay vì để robot học trực tiếp trong môi trường sản xuất, các mô hình AI có thể được huấn luyện và kiểm thử trong môi trường kỹ thuật số.

Điều này mở ra khả năng phát triển các hệ thống tự động hóa linh hoạt và thông minh hơn.

AI nhận diện sức khỏe cây trồng và trái cây chín

Một trong những điểm đáng chú ý của mô hình là khả năng ứng dụng Industrial AI để phân tích hình ảnh và dữ liệu từ môi trường trồng trọt.

AI có thể được huấn luyện để hỗ trợ:

Giám sát sức khỏe cây trồng: nhận biết những dấu hiệu bất thường trong quá trình phát triển.

Phát hiện sâu bệnh: hỗ trợ xác định sớm những vấn đề có thể ảnh hưởng đến cây trồng.

Nhận diện trái cây chín: xác định những quả dâu đã đạt điều kiện phù hợp để thu hoạch.

Khi dữ liệu được đưa vào hệ thống, AI có thể chuyển đổi dữ liệu thành những thông tin có giá trị cho quá trình vận hành.

Đây chính là một trong những nguyên tắc quan trọng của chuyển đổi số:

Không chỉ thu thập dữ liệu – mà phải biến dữ liệu thành quyết định.

Từ Digital Twin đến robot thu hoạch

Sau khi AI có khả năng nhận diện và phân tích các đối tượng trong môi trường nhà kính, những thông tin này có thể được đưa vào các robot hoạt động ngoài thực tế.

Tại Farma Ráječek, Fravebot Scout và Fravebot Harvestor được trang bị công nghệ để ứng dụng những hiểu biết từ hệ thống kỹ thuật số vào môi trường nhà kính.

Robot có thể hỗ trợ quá trình:

1. Quan sát cây trồng.
2. Thu thập dữ liệu.
3. Nhận diện tình trạng cây và trái cây.
4. Xác định những quả phù hợp để thu hoạch.
5. Hỗ trợ quá trình thu hoạch tự động.

Như vậy, Digital Twin và AI không tồn tại độc lập.

Chúng trở thành một phần trong vòng lặp giữa thế giới số và thế giới vật lý.

Dữ liệu từ thực tế giúp hệ thống kỹ thuật số ngày càng chính xác hơn.

Ngược lại, những phân tích từ hệ thống số giúp robot và con người đưa ra quyết định tốt hơn trong thế giới thực.

Giá trị của giải pháp Siemens đối với nông nghiệp thông minh

Ứng dụng AI và Digital Twin vào nhà kính mang lại nhiều tiềm năng cho mô hình Smart Agriculture – nông nghiệp thông minh.

Tối ưu nguồn lực

Việc tự động hóa một phần quá trình giám sát và thu hoạch có thể giúp giảm khối lượng công việc thủ công và sử dụng nguồn lực hiệu quả hơn.

Phát hiện vấn đề sớm

AI có thể liên tục phân tích dữ liệu để hỗ trợ nhận diện những dấu hiệu bất thường trong quá trình phát triển của cây trồng.

Tăng khả năng tự động hóa

Khi robot có thể nhận diện đối tượng và đưa ra hành động phù hợp, nhiều công đoạn trong nhà kính có thể được tự động hóa.

Hướng tới sản xuất bền vững

Việc sử dụng dữ liệu để tối ưu quá trình sản xuất giúp doanh nghiệp hướng tới mô hình sử dụng tài nguyên hiệu quả và bền vững hơn.

Siemens và xu hướng Industrial AI

Case study Farma Ráječek là một ví dụ thú vị về cách Industrial AI đang vượt ra ngoài phạm vi nhà máy truyền thống.

AI có thể được kết hợp với:

• Digital Twin
• Robotics
• Industrial IoT
• Automation
• Computer Vision
• Data Analytics

để tạo thành một hệ sinh thái sản xuất thông minh.

Điểm quan trọng không nằm ở việc doanh nghiệp “có AI hay không”.

Mà là:

AI được kết nối với dữ liệu nào?
AI giải quyết bài toán gì?
Và AI tạo ra giá trị thực tế như thế nào?

Đó cũng là cách tiếp cận mà HTG hướng tới khi tư vấn các giải pháp tự động hóa và chuyển đổi số cho doanh nghiệp.

HTG – Tư vấn giải pháp Siemens cho doanh nghiệp

Từ tự động hóa dây chuyền sản xuất đến chuyển đổi số, Siemens cung cấp hệ sinh thái công nghệ giúp doanh nghiệp từng bước xây dựng nhà máy thông minh và hệ thống sản xuất kết nối.

HTG đồng hành cùng doanh nghiệp trong quá trình tư vấn và lựa chọn giải pháp Siemens Automation, phù hợp với nhu cầu thực tế của từng hệ thống.

Các nhóm giải pháp có thể bao gồm:

• PLC Siemens và hệ thống điều khiển
• HMI và SCADA
• Biến tần và động cơ Siemens
• Industrial Automation
• Industrial IoT
• Digitalization
• Digital Twin
• Smart Factory
• Giải pháp tối ưu và giám sát sản xuất

Bạn đang tìm kiếm giải pháp Siemens cho nhà máy hoặc hệ thống tự động hóa?

Hãy liên hệ HTG để được tư vấn giải pháp phù hợp với thiết bị, quy mô và mục tiêu đầu tư của doanh nghiệp.

📞 Hotline: 0777 818 292
🌐 Website: htg-group.com.vn

HTG – Lắng nghe sản phẩm – Thấu hiểu giải pháp – Đáp ứng dịch vụ.