Nhà Máy Thông Minh 4.0

Author
Smart Factory (Nhà máy thông minh)

Smart Factory là một hệ thống máy móc, thiết bị được kết nối Internet với phần mềm ứng dụng để con người kiểm soát, số hóa mọi hoạt động, xử lý dữ liệu liên tục từ hoạt động sản xuất cùng với kinh doanh để có thể tự học và thích nghi theo nhu cầu mới của thị trường.

1685430881525.png

Nguồn: https://uniduc.com/vi/blog/smart-factory-la-gi-tim-hieu-ve-loi-ich-smart-factory-dem-lai

Tổng quan về nhà máy thông minh

Nhà máy thông minh là nhà máy áp dụng những thành tựu về công nghệ, giúp giải quyết những vấn đề của sản xuất, nhằm nâng cao năng xuất, tối ưu hóa chi phí, giảm mạnh giá thành và nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo đó, cùng với sự phát triển của công nghệ mà mô hình của nhà máy thông minh của mỗi kỳ sẽ khác nhau.

Tiến trình lịch sử có thể thấy nhà máy thông minh đã trải qua các giai đoạn:

1/ Nhà máy thông minh thời cách mạng công nghiệp 1.0

Sử dụng máy móc dụng cụ cơ khí giúp nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời sử dụng các loại động cơ hơi nước để thay sức của người hoặc động vật. Việc áp dụng những thành tựu này đã nâng hiệu suất sản xuất lên gâp 4-8 lần.

2/ Nhà máy thông minh thời cách mạng công nghiệp 2.0

Sự phát minh của điện và động cơ điện. Nhà máy áp dụng những công nghệ này trong nhiều ứng dụng như:

Chiếu sáng, máy móc sử dụng động cơ điện như máy công cụ, dây chuyền sản xuất, các thiết bị gia nhiệt điện,…

Từ đó tạo ra bước đột phá về phương thức sản xuất, thời kì này các dây chuyền sản xuất hàng loạt xuất hiện.

3/ Nhà máy thông minh thời cách mạng công nghiệp 3.0

Sự ra đời của chip điện tử bán dẫn, giúp tạo ra các cỗ máy tính thông minh. Mở ra một kỷ nguyên về công nghệ thông tin. Làm nền tảng cho tất cả các nền sản xuất hiện đại ngày nay. Máy tính và phần mềm ứng dụng đang là công cụ không thể thiếu trong mỗi nhà máy. Từ khâu thiết kế, tổ chức sản xuất, lưu trữ dữ liệu xử lý thông tin cho đến thanh toán, giao tiếp kết nối…

Song song với máy tính, sự phát triển các bộ điều khiển logic, vi điều khiển được tích hợp trong máy móc để tạo ra những máy, hệ thống tự động hóa tinh vi và hiện đại để thay thế con người trong nhiều công đoạn cũng như lĩnh vực. Giúp sản xuất nâng cao hiệu quả, chất lượng, tạo ra được những sản phẩm phức tạp, tinh xảo hơn.

4/ Nhà máy thông minh trong thời kỳ 4.0

Kế thừa những đặc điểm của nhà máy thông minh 3.0 với máy tính, số hóa dữ liệu, các máy tự động, các hệ thống camera và cảm biến. Là một cuộc cách mạng thay đổi sâu rộng các phương thức sản xuất. Mặc dù đã đưa sản xuất nên một tầm cao mới, tuy nhiên cùng với đó vẫn còn một số tồn tại. Các hệ thống tự động đảm nhiệm những công đoạn tách biệt trong sản xuất. Vai trò vận hành giám sát, bảo trì bảo dưỡng và quản lý cũng như cung cấp những thông tin đầu vào vẫn cần vai trò con người. Máy móc càng hiện đại năng xuất càng cao đồng nghĩa với nó là những dự liệu đầu vào càng phải xử lý phức tạp. Chỉ cần thông tin không kịp thời có thể một lượng hàng lớn được coi là phế phẩm có thể sản xuất dẫn đến tổn thất là rất lớn.

VD: Để lên kế hoạch sản xuất cho máy cắt laser, bộ phận kế hoạch phải xác nhận đơn hàng, dữ liệu tồn kho, năng lực sản xuất thực tế của máy, kế hoạch hiện tại của máy, kế hoạch bảo trì bảo dưỡng của máy… Rất nhiều thông tin cần phải xác nhận xử lý mới đưa ra được kế hoạch sản xuất.

1685430894535.png

Nguồn: https://sbiz.vn/blog/tin-tuc-4/gioi-thieu-ve-mo-hinh-nha-may-thong-minh-31

Bên cạnh đó các thông tin có thể rất khó kiểm soát ví dụ như, thông tin đánh giá hiệu suất thực tế của máy. Hoặc thông tin tồn kho, chỉ có thể đánh giá được thông tin hàng còn trong kho, còn các hàng đang trong tiến trình sản xuất, vận chuyển, hàng lỗi...

Qua đó chúng ta có thể thấy vấn đề tồn tại của sản xuất là:

Mất thời gian ở khâu trung gian xử lý dữ liệu. -> thời gian sản xuất kéo dài

Tính chính xác của thông tin: Có thể gây rủi ro trong sản xuất.

Mất nhân công xử lý khâu trung gian.

Không tận dụng hết hiệu suất của máy móc…


Nhà máy thông minh 4.0

Áp dụng những thành tựu của của nền công nghiệp 4.0 với các nền tảng IOT, AI, BIG Data…Các đối tượng trong nhà máy được kết nối với nhau (IOT). Với sự phát triển của các cảm biến hiện tại, gần như các thông tin cần thiết để mô tả hệ thống đều có thể thu thập và số hóa (Digitalization), toàn bộ các thông tin, dữ liệu của các thành phần(Things)được cập nhật tức thời lên hệ thống dữ liệu chung (Big Data). Các dữ liệu được tự động xử lý đồng bộ từ khâu đầu vào tới khâu đầu ra, đảm bảo tính liên tục, và thích ứng trong chuỗi sản xuất của nhà máy. Đồng thời qua đó con người gần như có thể kiểm soát hoàn toàn và tức thời toàn bộ chuỗi sản xuất của nhà máy.



Nguồn: https://fastwork.vn/mo-hinh-nha-may-thong-minh/
 
Author
Lợi ích nhà máy thông minh 4.0

1/ Năng suất hoạt động của doanh nghiệp cao hơn
Làm thế nào là một nhà máy thông minh hiệu quả hơn? Nó dựa vào tự động hóa để hoàn thành các quy trình, việc sản xuất trở nên tự động hơn, đòi hỏi ít sự can thiệp của con người hơn. Khi sản xuất phụ thuộc nhiều vào con người thực hiện công việc, có rất nhiều cách sản xuất có thể bị đình trệ như:
Thiếu lao động, ngày nghỉ, kỳ nghỉ, ngày ốm, nghỉ cần thiết,.. Ngoài ra còn có rủi ro tăng lên do những lo ngại về an toàn.
Máy móc thì khác, nó không cần nghỉ ngơi. Nó có thể làm việc trong nhiều giờ hoặc nhiều ngày. Trên thực tế, máy móc tự động có thể được lập trình để hoạt động 24/24. Điều đó làm cho quá trình nhanh hơn và rẻ hơn. Thay vì thực hiện thường xuyên, các tác vụ sản xuất thủ công – nhân viên có thể được giải phóng để phân tích dữ liệu, tạo ra trải nghiệm khách hàng có giá trị cao hơn và đổi mới.

1685433505810.png

Nguồn: https://thaibinh.gov.vn/attt/tin-tu...ac-to-chuc-doanh-nghiep-phat-trien-trong.html

2/ Mức độ hài lòng của khách hàng cao hơn

Một lợi ích khác của một nhà máy thông minh là mức độ hài lòng của khách hàng cao hơn. Tại sao lại như vậy?
Sản xuất thông minh dựa trên dữ liệu. Dữ liệu đó đến từ nhiều nguồn khác nhau: khách hàng, dữ liệu nội bộ, dữ liệu được tạo bởi các sản phẩm được kết nối, … Với thông tin đó, bạn có thể dự đoán nhu cầu cho sản phẩm của mình. Bạn có thể thấy nếu một mặt hàng cụ thể đang bán tốt và tăng sản lượng trong thời gian thực. Với cùng một mã thông báo, bạn có thể thu nhỏ quy mô sản xuất của một mặt hàng không bán chạy.
Bạn cũng có thể đảm bảo tính linh hoạt bằng cách tạo cấu hình nhanh của thiết bị. Nó có thể dễ dàng thích nghi để sản xuất các sản phẩm khác nhau. Khi cấu hình nhanh nhẹn, bạn tiết kiệm thời gian và tiền bạc vì việc thích nghi với lịch trình sản xuất mới sẽ ít gây gián đoạn hơn.

1685433518293.png

Nguồn: https://intech-group.vn/smart-factory.htm

3/ Kiểm soát chất lượng sản phẩm tốt hơn

Vấn đề kể trên sẽ được giải quyết với giải pháp nhà máy thông minh, khi mà nhà sản xuất có thể kiểm soát chất lượng một cách chủ động. Ở mô hình này, thậm chí sẽ không còn tồn tại bộ phận QC, bởi người ta đã áp dụng IoT để theo dõi và kiểm soát quá trình tạo ra sản phẩm.

Trong mô hình nhà máy thông minh, các thiết bị như nhiệt độ, áp suất, tốc độ, lưu lượng không khí và độ ẩm sẽ được giám sát trong thời gian thực để xác định khi nào các thông số có xu hướng vượt quá hiệu chuẩn quy định. Khi đó, hệ thống sẽ sớm đưa ra cảnh báo về việc Sản phẩm hoặc linh kiện có thể không đạt tiêu chuẩn. Không chỉ vậy, việc đo đạc và cảnh báo này còn giúp nhà quản lý nhanh chóng xác định chính xác nguồn và thời gian xảy ra điểm nút, nơi xảy ra sự cố lần đầu

Không dừng lại ở đó, các thiết bị đo đạc và phân tích trong mô hình nhà máy thông minh có thể theo dõi kết quả của các bước sản xuất quan trọng, bằng cách đo hoặc kiểm tra các thành phần hoặc sản phẩm đã hoàn thành để đảm bảo chúng phù hợp với thông số kỹ thuật. Việc phát hiện sớm lỗi hỏng trong quá trình sản xuất sẽ giúp doanh nghiệp giảm thiểu thời gian chạy máy cho các thành tố tiếp theo, từ đó giảm mạnh chi phí sản xuất.

4/ Bảo trì dự đoán

Mô hình nhà máy thông minh với khả năng hiển thị trạng thái tốt hơn có thể dự đoán và giúp nhà sản xuất giải quyết các vấn đề bảo trì trước khi chúng dẫn đến các vấn đề về thời gian chết hoặc chất lượng sản phẩm.
VD: Các cảm biến được gắn vào máy hoặc thiết bị có thể gửi dữ liệu theo dõi tình trạng hoạt động trong thời gian thực và tự động đưa ra kế hoạch sửa chữa, từ đó doanh nghiệp có thể xây dựng kế hoạch sản xuất một cách tối ưu.

5/ Nâng cao hiệu suất sử dụng máy móc

Khi các máy móc được mô hình hóa, các dữ liệu được thu thập kịp thời và đầy đủ, con người có thể dễ dàng kiểm soát được hiệu suất của máy móc. Các nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất từ đó có thể đưa ra giải pháp để nâng cao hiệu suất của máy.
Ngoài ra khi cả chuỗi sản xuất được mô hình hóa và kiểm soát, Con người có thể dễ dàng phát hiện những nút thắt của sản xuất từ đó đưa ra được những điều chỉnh cũng như cải tiến phù hợp để nâng cao không chỉ năng suất cục bộ của máy nói riêng, mà hiệu suất toàn hệ thống nói chung.

1685433530280.png

Nguồn: https://smespeed.vn/wp-content/uploads/2021/04/cach-mang-cong-nghiep-4-0.jpeg

6/ Chất lượng sản phẩm và trải nghiệm của khách hàng
Trong nhà máy thông minh, kết nối đám mây và khả năng hiển thị từ đầu đến cuối trong các nhà máy thông minh mang đến những hiểu biết và hoạt động sản xuất theo thời gian thực cho tất cả các cấp của quy trình sản xuất. Các sản phẩm được cập nhật chặt chẽ với mong muốn của khách hàng dựa theo khả năng tùy chỉnh nhanh chóng và đáp ứng các xu hướng thay đổi của thị trường.

7/ Tính bền vững và an toàn
Người tiêu dùng thông minh sẵn sàng chi trả, lựa chọn dòng sản phẩm có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, được sản xuất bằng các phương pháp có trách nhiệm với xã hội và môi trường. Các công nghệ nhà máy thông minh hiện đại giúp các doanh nghiệp dễ dàng xác định và triển khai các cơ hội thực hành sản xuất xanh hơn, an toàn hơn và có trách nhiệm với xã hội hơn. Các nhà quản lý nhà máy thông minh có thể sử dụng các cải tiến kỹ thuật số như chuỗi khối và cảm biến RFID để đảm bảo nguồn gốc rõ ràng và kiểm soát chất lượng của tất cả các vật liệu và vật tư, kể cả những liên kết xa nhất trong chuỗi cung ứng. Hiệp hội tự động hóa Quốc tế báo cáo rằng robot và các thiết bị tự động có thể giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ ba trong số năm nguyên nhân hàng đầu gây thương tích tại nơi làm việc.

1685433541625.png

Nguồn: https://sfd-jsc.com/
 
Mình thấy bạn nói nhiều tới lợi ích của nhà máy thông minh như vậy. Vậy nó đã được ứng dụng ở Việt Nam hay chưa?
 

Nova

MES LAB Founder
Việt Nam giờ nhiều Nhà máy thông minh rồi bạn.
Có cả các hãng Việt Nam cung cấp giải pháp cho NM thông minh nữa. Rất thực tế rồi chứ không còn là viễn cảnh nữa.
 
Top