Moderator
Công cuộc chuyển đổi số đang diễn ra mạnh mẽ góp phần thúc đẩy phát triển mô hình nhà máy thông minh trên toàn cầu. Cùng với sự giúp sức của các công nghệ tân tiến nhất, nhà máy thông minh sẽ phát triển theo những xu hướng nào trong năm 2022 cũng như trong những năm tiếp theo. Hãy cùng tham khảo một vài dự đoán của chuyên gia Keith Higgins về xu hướng phát triển của sản xuất thông minh trong bài viết dưới dây.
Sự kết hợp của IT và OT
Hệ thống IIoT (Internet vạn vật trong công nghiệp) đang bùng nổ trên toàn thế giới. Giá trị của hệ thống này trên thị trường toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 77,3 tỷ USD năm 2020 lên 110,6 tỷ USD vào năm 2025. Ngành sản xuất dự kiến sẽ chiếm tỷ trọng lớn nhất trong sự phát triển của IIoT này là nông nghiệp.
Theo chuyên gia Higgins, sự bùng nổ này nhờ vào cảm biến IIoT khi chúng giúp chuyển đổi ra 1,44 tỷ điểm dữ liệu mỗi nhà máy, mỗi ngày. Tuy nhiên để thúc đẩy hiệu quả và tăng cường tác động của chuyển đổi kỹ thuật số, các nhà máy một khi đã đầu tư IIoT còn cần đến sự hỗ trợ tích hợp Công nghệ thông tin (IT) và Công nghệ vận hành (OT) (công nghệ hoạt động giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp).
Nếu không làm như vậy, nhà máy rất khó có thể biến các dữ liệu thu nhận được hệ thống cảm biến trong nhà máy thành những hiểu biết về hoạt động sản xuất, để chuyển dữ liệu đó thành giá trị kinh doanh.
Việc cung cấp các thông tin chi tiết có ý nghĩa là tự động tổng hợp dữ liệu mà không làm mất tính thực tế. Tính thực tế ở đây bao gồm thời gian, trạng thái máy hoặc điều kiện quy trình theo thời gian thực tại các cơ sở sản xuất. Bằng cách thu thập dữ liệu OT theo tình trạng thật từ máy móc, các doanh nghiệp có thể có quyền truy cập vào thông tin chi tiết mang tính dự đoán và thúc đẩy đưa ra các quyết định thông minh.
Các bạn có thể xem thêm bài viết : Hội tụ OT và IT trong nhà máy -Nền tảng lí tưởng đưa ngành công nghiệp phát triển tầm cao mới
Xử lý dữ liệu nhờ vào điện toán biên (Edge Computing)
Điện toán biên (Edge Computing) được xây dựng nhằm tối ưu hoá hệ thống điện toán đám mây, bằng cách cho phép xử lý, tính toán dữ liệu tại nơi gần (vùng biên) với nguồn phát sinh dữ liệu và nhận yêu cầu xử lý nhất (các thiết bị IoT). Các dữ liệu được xử lý thông qua máy chủ cục bộ, máy tính hoặc bởi chính máy móc trong nhà máy (chẳng hạn như máy phát điện hoặc động cơ) thay vì được xử lý bên ngoài tại một trung tâm dữ liệu tập trung. Cách tiếp cận cục bộ hóa này mang lại cho doanh nghiệp khả năng xử lý và truyền dữ liệu trong thời gian thực, trong thời gian nhanh nhất và độ tin cậy cao nhất khi các công ty tăng cường đầu tư vào mô hình nhà máy thông minh vào năm 2021.
Một nghiên cứu của Frost & Sullivan (Công ty tư vấn kinh doanh của Hoa Kỳ) cho thấy 90% các doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp sẽ sử dụng công nghệ điện toán biên vào năm 2022 khi xu hướng phân quyền tăng nhanh. Thị trường điện toán biên dự kiến sẽ đạt 7,23 tỷ đô la vào năm 2024.
Công nghệ bản sao số (Digital Twins)
Gartner (Công ty công nghệ và tư vấn công nghệ thông tin hàng đầu thế giới) dự đoán rằng các doanh nghiệp có thể tiết kiệm 1,000 USD mỗi năm dành cho chi phí bảo trì bằng cách sử dụng công nghệ Digital Twins.
IDC (Công ty dữ liệu quốc tế) cũng gợi ý rằng gần một phần ba trong số 200 Tập đoàn toàn cầu sẽ sử dụng dữ liệu từ các bản sao kỹ thuật số của trang thiết bị máy móc trong nhà máy thông minh được kết nối IoT để thúc đẩy sự đổi mới và năng suất.
Vậy Digital Twins là gì? Digital twins là bản sao kỹ thuật số ảo (3D) của một vật thể hay hệ thống thực tế. Giữa bản sao và vật thể thực tế có một luồng dữ liệu (data flow) và thông qua các cảm biến trên hệ thống thực tế, bản sao được cập nhật để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống theo thời gian thực.
Theo các chuyên gia về công nghệ, các nhà sản xuất có thể tận dụng các bản sao này để:
Thực tế ảo tăng cường (AR- Augmented Reality)
Thực tế ảo tăng cường (AR) sử dụng các thiết bị như kính thông minh, điện thoại thông minh hoặc iPad để hiển thị nội dung kỹ thuật số trong thế giới thực, thể hiện nội dung văn bản, số liệu thống kê và các thông tin khác có liên quan đến nhiệm vụ hiện tại của người lao động trong nhà máy.
Theo các chuyên gia phân tích, ước tính sẽ có hơn 19 triệu đơn vị kính AR được sử dụng vào năm 2022. Sự phổ biến của AR tăng nhanh như vậy nhờ vào các lợi ích của AR bao gồm phân tích hiệu suất theo thời gian thực, khắc phục sự cố nhanh hơn, cải thiện năng suất, tăng cường bộ kỹ năng của nhân viên, giảm thời gian chết và đào tạo nhân viên an toàn với COVID.
Đào tạo nhân viên song hành với tăng cường tự động hóa trong nhà máy thông minh
Mặc dù hệ thống tự động hóa trong các nhà máy thông minh sẽ thay thế các công việc mang tính chất lặp đi lặp lại. Đồng thời, giải phóng người lao động khỏi các công việc tay chân, nhằm tập trung vào các hoạt động sáng tạo và giải quyết vấn đề trong sản xuất. Tuy nhiên sản xuất trong công nghiệp 4.0 không thay thế nhu cầu và các hoạt động đào tạo nhân viên trong doanh nghiệp. Khi công việc phát triển, nhân viên sản xuất sẽ cần được đào tạo để tận dụng giá trị tối đa từ việc đầu tư vào công nghệ của doanh nghiệp.
Nhân viên được đào tạo có thể sử dụng thông tin chi tiết giàu dữ liệu từ các thiết bị được kết nối để đổi mới và tìm cách nâng cao hiệu quả sản xuất. Bởi con người đóng vai trò quan trọng để máy móc phát huy hết tiềm năng của chúng.
Kết luận
Rõ ràng, công nghệ vẫn đóng vai trò thiết yếu và quyết định đến việc phát triển mô hình nhà máy thông minh trên toàn cầu ngày nay. Với sự biến động không ngừng từ điều kiện kinh tế, sản xuất, đặc biệt trong giai đoạn đại dịch còn diễn biến phức tạp, các xu hướng trên trong nhà máy thông minh sẽ không chỉ được triển khai trong năm 2022 mà còn cả những năm sau đó
Sự kết hợp của IT và OT
Hệ thống IIoT (Internet vạn vật trong công nghiệp) đang bùng nổ trên toàn thế giới. Giá trị của hệ thống này trên thị trường toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 77,3 tỷ USD năm 2020 lên 110,6 tỷ USD vào năm 2025. Ngành sản xuất dự kiến sẽ chiếm tỷ trọng lớn nhất trong sự phát triển của IIoT này là nông nghiệp.
Theo chuyên gia Higgins, sự bùng nổ này nhờ vào cảm biến IIoT khi chúng giúp chuyển đổi ra 1,44 tỷ điểm dữ liệu mỗi nhà máy, mỗi ngày. Tuy nhiên để thúc đẩy hiệu quả và tăng cường tác động của chuyển đổi kỹ thuật số, các nhà máy một khi đã đầu tư IIoT còn cần đến sự hỗ trợ tích hợp Công nghệ thông tin (IT) và Công nghệ vận hành (OT) (công nghệ hoạt động giám sát và điều khiển thiết bị công nghiệp).
Nếu không làm như vậy, nhà máy rất khó có thể biến các dữ liệu thu nhận được hệ thống cảm biến trong nhà máy thành những hiểu biết về hoạt động sản xuất, để chuyển dữ liệu đó thành giá trị kinh doanh.
Việc cung cấp các thông tin chi tiết có ý nghĩa là tự động tổng hợp dữ liệu mà không làm mất tính thực tế. Tính thực tế ở đây bao gồm thời gian, trạng thái máy hoặc điều kiện quy trình theo thời gian thực tại các cơ sở sản xuất. Bằng cách thu thập dữ liệu OT theo tình trạng thật từ máy móc, các doanh nghiệp có thể có quyền truy cập vào thông tin chi tiết mang tính dự đoán và thúc đẩy đưa ra các quyết định thông minh.
Các bạn có thể xem thêm bài viết : Hội tụ OT và IT trong nhà máy -Nền tảng lí tưởng đưa ngành công nghiệp phát triển tầm cao mới
Xử lý dữ liệu nhờ vào điện toán biên (Edge Computing)
Điện toán biên (Edge Computing) được xây dựng nhằm tối ưu hoá hệ thống điện toán đám mây, bằng cách cho phép xử lý, tính toán dữ liệu tại nơi gần (vùng biên) với nguồn phát sinh dữ liệu và nhận yêu cầu xử lý nhất (các thiết bị IoT). Các dữ liệu được xử lý thông qua máy chủ cục bộ, máy tính hoặc bởi chính máy móc trong nhà máy (chẳng hạn như máy phát điện hoặc động cơ) thay vì được xử lý bên ngoài tại một trung tâm dữ liệu tập trung. Cách tiếp cận cục bộ hóa này mang lại cho doanh nghiệp khả năng xử lý và truyền dữ liệu trong thời gian thực, trong thời gian nhanh nhất và độ tin cậy cao nhất khi các công ty tăng cường đầu tư vào mô hình nhà máy thông minh vào năm 2021.
Một nghiên cứu của Frost & Sullivan (Công ty tư vấn kinh doanh của Hoa Kỳ) cho thấy 90% các doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp sẽ sử dụng công nghệ điện toán biên vào năm 2022 khi xu hướng phân quyền tăng nhanh. Thị trường điện toán biên dự kiến sẽ đạt 7,23 tỷ đô la vào năm 2024.
Công nghệ bản sao số (Digital Twins)
Gartner (Công ty công nghệ và tư vấn công nghệ thông tin hàng đầu thế giới) dự đoán rằng các doanh nghiệp có thể tiết kiệm 1,000 USD mỗi năm dành cho chi phí bảo trì bằng cách sử dụng công nghệ Digital Twins.
IDC (Công ty dữ liệu quốc tế) cũng gợi ý rằng gần một phần ba trong số 200 Tập đoàn toàn cầu sẽ sử dụng dữ liệu từ các bản sao kỹ thuật số của trang thiết bị máy móc trong nhà máy thông minh được kết nối IoT để thúc đẩy sự đổi mới và năng suất.
Vậy Digital Twins là gì? Digital twins là bản sao kỹ thuật số ảo (3D) của một vật thể hay hệ thống thực tế. Giữa bản sao và vật thể thực tế có một luồng dữ liệu (data flow) và thông qua các cảm biến trên hệ thống thực tế, bản sao được cập nhật để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống theo thời gian thực.
Theo các chuyên gia về công nghệ, các nhà sản xuất có thể tận dụng các bản sao này để:
- Giảm chi phí và tăng năng suất khi hoạt động bảo trì máy móc được diễn ra kịp thời nhờ các phát hiện của Digital twins thông qua dòng dữ liệu;
- Bản sao của các thiết bị đắt tiền chuẩn bị được đặt hàng cho các nhà máy sẽ làm cơ sở để doanh nghiệp xác nhận thiết bị đó có thể hoạt độn tốt trong hệ thống máy móc;
- Tiết kiệm chi phí nhân viên hỗ trợ;
Thực tế ảo tăng cường (AR- Augmented Reality)
Thực tế ảo tăng cường (AR) sử dụng các thiết bị như kính thông minh, điện thoại thông minh hoặc iPad để hiển thị nội dung kỹ thuật số trong thế giới thực, thể hiện nội dung văn bản, số liệu thống kê và các thông tin khác có liên quan đến nhiệm vụ hiện tại của người lao động trong nhà máy.
Theo các chuyên gia phân tích, ước tính sẽ có hơn 19 triệu đơn vị kính AR được sử dụng vào năm 2022. Sự phổ biến của AR tăng nhanh như vậy nhờ vào các lợi ích của AR bao gồm phân tích hiệu suất theo thời gian thực, khắc phục sự cố nhanh hơn, cải thiện năng suất, tăng cường bộ kỹ năng của nhân viên, giảm thời gian chết và đào tạo nhân viên an toàn với COVID.
Đào tạo nhân viên song hành với tăng cường tự động hóa trong nhà máy thông minh
Mặc dù hệ thống tự động hóa trong các nhà máy thông minh sẽ thay thế các công việc mang tính chất lặp đi lặp lại. Đồng thời, giải phóng người lao động khỏi các công việc tay chân, nhằm tập trung vào các hoạt động sáng tạo và giải quyết vấn đề trong sản xuất. Tuy nhiên sản xuất trong công nghiệp 4.0 không thay thế nhu cầu và các hoạt động đào tạo nhân viên trong doanh nghiệp. Khi công việc phát triển, nhân viên sản xuất sẽ cần được đào tạo để tận dụng giá trị tối đa từ việc đầu tư vào công nghệ của doanh nghiệp.
Nhân viên được đào tạo có thể sử dụng thông tin chi tiết giàu dữ liệu từ các thiết bị được kết nối để đổi mới và tìm cách nâng cao hiệu quả sản xuất. Bởi con người đóng vai trò quan trọng để máy móc phát huy hết tiềm năng của chúng.
Kết luận
Rõ ràng, công nghệ vẫn đóng vai trò thiết yếu và quyết định đến việc phát triển mô hình nhà máy thông minh trên toàn cầu ngày nay. Với sự biến động không ngừng từ điều kiện kinh tế, sản xuất, đặc biệt trong giai đoạn đại dịch còn diễn biến phức tạp, các xu hướng trên trong nhà máy thông minh sẽ không chỉ được triển khai trong năm 2022 mà còn cả những năm sau đó