Sản xuất thông minh, nhà máy kỹ thuật số hay nhà máy thông minh là những khái niệm được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất gần đây. Những khái niệm này đều chỉ đến việc nâng cấp các nhà máy hay doanh nghiệp sản xuất bằng cách áp dụng công nghệ, để hoạt động và vận hành một cách thông minh hơn. Hãy cùng https://vr360.com.vn/nha-may-thong-minh tìm hiểu ngay bài viết này! I. Tổng quan về nhà máy thông minh Nhà máy thông minh là sự chuyển đổi từ một hệ thống sản xuất truyền thống sang một hệ thống sản xuất thông minh dựa trên dữ liệu - hệ thống có thể liên kết và xử lý dữ liệu liên tục, thu thập từ các máy móc thiết bị sản xuất, đến các quy trình sản xuất và kinh doanh, với khả năng hỗ trợ nhân công ra quyết định hoặc tự động hoàn thành công việc. Thời đại số mang đến những cơ hội lớn, thúc đẩy sự phát triển của các nhà máy thông minh như sự phát triển nhanh chóng của công nghệ như Industrial IoT (Industrial Internet of Thing), phân tích dữ liệu lớn, công nghệ điện toán đám mây, ứng dụng robotics hay trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence) và học máy (Machine Learning). Đặc biệt, sự phát triển về số lượng các thiết bị ứng dụng công nghệ cảm biến với mức giá hợp lý cũng là cơ sở để thúc đẩy xây dựng và phát triển nhà máy thông minh. Với những tiềm năng mang lại, thị trường nhà máy thông minh trên toàn cầu ước đạt 153,7 tỷ USD vào năm 2019 và con số này được dự báo sẽ tăng đạt mức 244,8 tỷ USD vào năm 2024. II. Lợi ích từ phát triển nhà máy thông minh cho các doanh nghiệp sản xuất Vận hành dựa trên dữ liệu, trong các quy trình và tại các khu vực của nhà máy thông minh, các máy móc, thiết bị và tài sản được gắn các thiết bị cảm biến thông minh. Với những cảm biến này, các máy móc, thiết bị và tài sản được liên kết và giao tiếp với nhau qua hệ thống mạng và chia sẻ dữ liệu, thông tin theo thời gian thực hoặc gần thực. Nhờ đó, hệ thống quản trị có thể truy cập dữ liệu ngay lập tức, đồng thời, các dữ liệu đảm bảo được cập nhật liên tục và đầy đủ nhất. Dựa trên những dữ liệu thu thập, nhân viên thực thi hoặc quản lý luôn nắm bắt được tình trạng hoạt động của máy móc nhằm tối ưu hóa năng suất hay giám sát điều khiển chúng từ xa. Đặc biệt, với khả năng liên kết, đồng bộ dữ liệu các hệ thống công nghệ hay với các hệ thống thông minh khác, doanh nghiệp sẽ khai thác được tối đa khả năng của các hệ thống, thiết bị nhằm đạt được năng suất sản xuất cũng như hiệu quả kinh doanh cao nhất. Không chỉ dừng lại ở khả năng hỗ trợ con người trong việc theo dõi, điều khiển các thiết bị máy móc một cách hiệu quả trong nhà máy, trong nhà máy thông minh còn có sự ứng dụng tích hợp của các công nghệ chuyển đổi số. Tùy thuộc vào đặc thù sản phẩm doanh nghiệp, các công nghệ sẽ được lựa chọn và tùy chỉnh một cách linh hoạt. Có thể kể đến những ứng dụng của trí tuệ nhân tạo hay công nghệ robot. Dựa trên những dữ liệu được thu thập và xử lý, trí tuệ nhân tạo sẽ giúp phân tích thông tin, đưa ra các nhận định hay dự báo, hỗ trợ người quản lý lập kế hoạch công việc, đưa ra những quyết định chính xác và kịp thời, đảm bảo các thay đổi hay sự cố được xử lý một cách nhanh chóng. Ngoài ra, công nghệ robot cũng có thể hỗ trợ thực hiện các công việc lặp đi lặp lại trong quy trình sản xuất, các công việc đòi hỏi kỹ năng cao hay các công việc trong môi trường nguy hiểm, giúp tiết kiệm nguồn lực và giảm thiểu các rủi ro lao động, bảo đảm sức khỏe người lao động. Do đó, nhà máy thông minh giúp các hoạt động sản xuất – kinh doanh được thực hiện một cách hiệu quả và linh hoạt hơn, tránh được những lỗi sai và hạn chế về mặt địa lý, tối ưu hóa chi phí hoạt động và nguyên liệu, giúp nâng cao hoạt động hiệu quả của các thiết bị máy móc cũng như của nguồn lực lao động. Ngoài ra, quá trình lập kế hoạch dựa trên dữ liệu và dự báo cũng được cải thiện và phù hợp với thực tế hơn, tăng cường hiệu quả hoạt động của chuỗi cung ứng, từ nhà cung cấp đến doanh nghiệp đến khách hàng. Sở hữu những năng lực này, doanh nghiệp hay nhà máy sản xuất có thể ứng biến nhanh chóng trước các thay đổi về nhu cầu sản xuất và thị trường. III. Một số rào cản trong việc phát triển nhà máy thông minh Trên thực tế, có một số vấn đề có thể gây cản trở cho sự phát triển của các giải pháp nhà máy thông minh như các quy định khắt khe về yêu cầu sử dụng năng lượng hay sự khan hiếm nguồn lực lao động về cả số lượng và chất lượng do sự già hóa của lực lượng lao động có tay nghề hiện tại khiến các nhà lãnh đạo doanh nghiệp cần chú ý nhiều hơn đến các vấn đề tự động hóa các quy trình hoạt động trong nhà máy nhằm giải quyết các vấn đề về nguồn lực. Ngoài ra, các nhà máy thông minh cũng thường xuyên phải chịu đựng các cuộc tấn công mạng. Theo một cuộc khảo sát với sự tham gia của 500 chuyên gia CNTT tại Hoa Kỳ, Đức và Nhật Bản đã cho thấy khoảng 78% cho rằng công nghệ là thách thức bảo mật lớn nhất, 68% là từ con người và 67% từ quy trình thực hiện. Tuy nhiên chỉ có dưới 50% số người tham gia khảo sát cho biết họ đang áp dụng các biện pháp kỹ thuật để nâng cao an ninh mạng tại nhà máy của mình. IV. Những ứng dụng thực tiễn của nhà máy thông minh và lợi ích mang lại Nhà máy Siemens tại Amberg, Đức là một trong những nhà máy tiên tiến nhất thế giới. Được thành lập vào năm 1989, Siemens là công ty hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất thiết bị công nghiệp của Đức, đã xây dựng các ứng dụng cho phép kết nối dữ liệu ngành trên nền tảng Cloud (điện toán đám mây) do chính họ nghiên cứu và phát triển để theo dõi trực tuyến các máy móc công cụ, rô bốt công nghiệp… Siemens đặt mục tiêu chuyển đổi các quy trình bằng kỹ thuật số hóa, cho toàn bộ doanh nghiệp công nghiệp và hoạt động sản xuất của mình. Quá trình sản xuất sẽ được lưu trữ, giám sát, phân tích và cải thiện hoàn toàn bằng các thiết bị kỹ thuật số. Nhờ việc áp dụng các cải tiến, Siemens đã đạt được năng suất cao gấp 10 lần và chất lượng sản xuất lên tới 99,9%. Một ví dụ khác về nhà máy thông minh là Hirotec – một nhà sản xuất phụ tùng ô tô quốc tế với doanh thu hàng năm trên 1 tỷ đô. Một vấn đề lớn mà công ty gặp phải là thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch có thể làm mất đến 361 đô/giây. Để giải quyết vấn đề này, Hirotec đã áp dụng sự kết hợp của công nghệ IoT (Internet vạn vật) và Cloud (điện toán đám mây) cùng các máy chủ nhỏ nhưng mạnh trên các sàn nhà máy của mình để tạo ra dữ liệu phân tích mà không chiếm diện tích vật lý. Sau đó, công nghệ học máy sẽ được sử dụng để dự báo và ngăn ngừa các lỗi hệ thống, dựa trên những dữ liệu thu thập. Sau quá trình thử nghiệm, nhờ các công nghệ, nền tảng, hệ thống được sử dụng, Hirotec có thể giảm 100% thời gian kiểm tra thủ công cho các hệ thống, loại bỏ thời gian chết trong vận hành, cho phép các kỹ thuật viên dành thời gian đó vào các công việc có giá trị hơn cho quy trình sản xuất. Nhà máy thông minh là yếu tố then chốt, là trọng tâm của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, kết hợp cải tiến các hoạt động sản xuất truyền thống với công nghệ kỹ thuật số giúp các nhà sản xuất nâng cao hiệu suất, đóng góp vào việc tăng doanh thu và giảm chi phí vận hành cho doanh nghiệp. Nhà máy số là xu hướng tiềm năng và sẽ tiếp tục phát triển vượt bậc trong tương lai.
