Mô hình nhà máy thông minh (Smart Factory)

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 (Industry 4.0) cùng sự ra đời của mô hình nhà máy thông minh (Smart Factory) tạo ra sự thay đổi & phát triển vượt bậc ở hầu hết các doanh nghiệp Sản xuất. Vậy nhà máy thông minh (Smart Factory) là gì? Cần lưu ý những gì khi quyết định triển khai áp dụng?

Cùng FastWork tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Nhà máy thông minh là gì?

Nhà máy thông minh là một cơ sở sản xuất được số hóa & kết nối cao dựa trên phương thức sản xuất, thiết bị & máy móc thông minh nhằm thu thập – chia sẻ dữ liệu liên tục. Dữ liệu đó sử dụng để thông báo các quyết định cải tiến quy trình cũng như giải quyết nhanh chóng mọi phát sinh có thể xảy ra.

Nhà máy thông minh ứng dụng công nghệ tự động hóa & tối ưu hóa nhằm cải thiện quy trình sản xuất
Nhà máy thông minh ứng dụng công nghệ tự động hóa & tối ưu hóa nhằm cải thiện quy trình sản xuất

Các phương pháp sản xuất thông minh được kích hoạt bởi nhiều công nghệ bao gồm trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn (Big Data), điện toán đám mây (Cloud) và Internet vạn vật (IoT).

Các nhà máy thông minh kết nối với thế giới kỹ thuật số và vật chất để giám sát toàn bộ quy trình sản xuất, từ quản lý chuỗi cung ứng đến các công cụ sản xuất, thậm chí là công việc của từng nhân sự vận hành trên sàn cửa hàng.

Các hệ thống sản xuất tích hợp mang lại nhiều lợi ích cho người vận hành, bao gồm cả việc cho phép các hoạt động có thể thích ứng và sẵn sàng tối ưu hóa.

Lợi ích của mô hình nhà máy thông minh 4.0  

  • Các nhà máy thông minh sử dụng thiết bị công nghệ có tính kết nối cho phép ra quyết định dựa trên số liệu nhằm tối ưu hóa hiệu quả và năng suất trong suốt quá trình sản xuất.
  • Tự động hóa quy trình sản xuất lặp đi lặp lại giúp tối ưu chi phí, giảm thiểu thời gian “chờ” của các hoạt động và ít lãng phí hơn.
  • Xác định và loại bỏ các khả năng sản xuất sử dụng không đúng chỗ hoặc sai mục đích, từ đó tăng hiệu quả & sản lượng mà không cần đầu tư vào nguồn lực mới.
  • Lợi ích của việc số hóa nhà máy bao gồm những lợi ích liên quan đến lập kế hoạch, kiểm soát chất lượng, phát triển sản phẩm và hậu cần vì mỗi hoạt động đều được đánh giá và tối ưu hóa dựa trên phản hồi thực tế.
  • Ngoài ra còn có những lợi ích lâu dài thu được thông qua việc đưa công nghệ vào quy trình sản xuất. Bằng cách thu thập và phân tích dữ liệu, nhà máy thông minh có thể lên lịch bảo trì dự phòng và dự đoán – dựa trên thông tin chính xác đã xác thực – tránh gây gián đoạn hoạt động của dây chuyền sản xuất.

Bốn cấp độ của mô hình nhà máy thông minh

Có bốn cấp độ có thể được sử dụng để đánh giá quy trình của bạn thông qua quá trình cải tiến trở thành nhà sản xuất thông minh:

1. Cấp độ một: Tính sẵn có của dữ liệu cơ bản

Ở cấp độ này, một nhà máy hoặc cơ sở không thực sự ‘thông minh’ chút nào. Dữ liệu sẵn có nhưng không dễ truy cập, phân tích hoặc có thể phân tích nhưng tốn thời gian, thậm chí là gây ra sự kém hiệu quả cho quy trình sản xuất.

2. Cấp độ hai: Phân tích dữ liệu chủ động

Ở cấp độ này, dữ liệu có thể truy cập dưới dạng có cấu trúc và dễ hiểu hơn. Nó được quản lý tập trung và hiển thị trực quan hỗ trợ quá trình xử lý, phân tích dữ liệu một cách nhanh chóng – chủ động với sự nỗ lực của đội ngũ & người vận hành.

3. Cấp độ ba: Dữ liệu hoạt động

Ở cấp độ này, dữ liệu đã có thể được phân tích nhờ sự hỗ trợ của máy học và trí tuệ nhân tạo mà không cần nhiều sự giám sát của con người. Hệ thống tự động hơn ở cấp độ hai và có thể dự đoán các vấn đề chính hoặc “bất thường” để người vận hành chủ động dự đoán các lỗi tiềm ẩn, từ đó có kế hoạch giải quyết kịp thời.

4. Cấp độ bốn: Dữ liệu hướng hành động

Cấp độ thứ tư được xây dựng dựa trên bản chất tích cực của cấp độ ba nhằm tạo ra các giải pháp giảm bớt một vấn đề hoặc cải thiện một quy trình mà không có sự can thiệp của con người. 

Có 4 cấp độ phát triển để trở thành nhà máy thông minh
Có 4 cấp độ phát triển để trở thành nhà máy thông minh

Những công nghệ được sử dụng trong Nhà máy thông minh

Nhà máy thông minh sử dụng công nghệ của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (Công nghiệp 4.0) để tối ưu hóa quy trình sản xuất thông minh.

Những công nghệ này bao gồm:

Cảm biến

Cảm biến trên các thiết bị và máy móc được sử dụng ở các giai đoạn cụ thể của quy trình sản xuất để thu thập dữ liệu hỗ trợ giám sát các quy trình. Ví dụ, cảm biến có thể theo dõi nhiệt độ, các biến khác, tự khắc phục mọi sự cố hoặc cảnh báo cho nhân viên. Các cảm biến này có thể được liên kết với một mạng để cung cấp khả năng giám sát kết hợp trên một số máy.

Đề xuất tìm hiểu thêm: Case Study Tự động hóa quy trình ISO trong Sản xuất (kèm mô hình cụ thể)

Điện toán đám mây

Việc lưu trữ và xử lý dữ liệu thu thập từ các cảm biến được thực hiện thông qua điện toán đám mây. Phương thức này linh hoạt & tiết kiệm hơn so với lưu trữ tại chỗ truyền thống, cho phép một lượng lớn dữ liệu được tải lên, lưu trữ và đánh giá để cung cấp phản hồi cho việc ra quyết định theo thời gian thực.

Phân tích dữ liệu lớn

Khi thu thập được nhiều dữ liệu hơn, bạn có thể sử dụng dữ liệu đó để cung cấp thông tin chi tiết về quá trình sản xuất đang hoạt động như thế nào? Dữ liệu lớn cho phép phát hiện các mẫu lỗi và đảm bảo chất lượng dự đoán với mức độ chính xác cao hơn. Dữ liệu này có thể được chia sẻ giữa các nhà máy khác nhau hoặc thậm chí các tổ chức để giải quyết các vấn đề chung và tối ưu hóa các quy trình.

Thực tế ảo và thực tế tăng cường

Thực tế tăng cường là một công nghệ kỹ thuật số cho phép kết hợp thế giới thực và thế giới ảo, trong khi thực tế ảo mang đến một môi trường hoàn toàn nhân tạo được mô phỏng và tạo ra bởi phần mềm máy tính. Cả hai công nghệ này đều có thể giúp các nhà vận hành nhà máy thông minh tổ chức sản phẩm, nhiệm vụ sản xuất và bảo trì, sửa chữa thiết bị.

Bản sao kỹ thuật số 

Một bản sao kỹ thuật số có thể được sử dụng để đại diện cho một quá trình hoặc đối tượng vật lý và mô phỏng hiệu suất trong thế giới thực. Điều này giúp cải thiện hiệu quả đồng thời hỗ trợ việc lập kế hoạch & kiểm soát chặt chẽ hoạt động.

Mô hình nhà máy thông minh ứng dụng công nghệ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0
Mô hình nhà máy thông minh ứng dụng công nghệ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0

Mô hình nhà máy thông minh trong IoT là gì?

Internet of Things (IoT) là nơi các thiết bị, máy móc và / hoặc quy trình được kết nối thông qua hệ thống truyền thông dữ liệu Internet để chúng có thể chia sẻ thông tin với các máy móc và con người khác.

Thông thường sử dụng công nghệ cảm biến và điện toán đám mây, IoT công nghiệp (IIoT) tự động hóa rất nhiều công việc cần thiết để theo dõi và xác định các cải tiến trong quy trình sản xuất.

IoT là một phần của cái được gọi là ‘Công nghiệp 4.0’ và liên quan đến việc máy tính hóa nhiều ngành công nghiệp truyền thống, bao gồm cả sản xuất. Mô hình nhà máy thông minh kết hợp các hệ thống kỹ thuật số và vật lý với Internet vạn vật, bao gồm kết nối không dây, cảm biến và các chương trình thu thập dữ liệu.

Việc giám sát liên tục nhờ sự hỗ trợ của IoT không chỉ giúp giảm chi phí và thời gian cho các quy trình sản xuất, mà còn có thể cải thiện sự an toàn của môi trường sản xuất bằng cách giám sát các hư hỏng tiềm ẩn và cho phép bảo trì dự đoán, cũng như giảm thiểu nhu cầu thủ công đối với người lao động. 

Sử dụng máy học để tối ưu hóa quy trình sản xuất cũng góp phần giảm tiêu thụ năng lượng, mang lại lợi ích môi trường rộng lớn hơn.

Nguyên tắc hoạt động chính của Nhà máy thông minh (Smart Factory)

Các nguyên tắc chính đằng sau nhà máy của tương lai là kết nối cùng với phân tích và đánh giá dữ liệu; giúp cải thiện quy trình và tối ưu hóa cơ sở vật chất.

Sử dụng các công nghệ như IoT và trí tuệ nhân tạo cho phép tạo ra một đường truyền nhanh hơn, mang tính dự đoán cao hơn; tận dụng tối đa các nguồn lực sẵn có để sản xuất tiết kiệm chi phí và hiệu quả.

Tạo nhà máy thông minh

Nâng cấp thành nhà máy ‘thông minh’ nghe có vẻ tốn kém nhưng bạn có thể thực hiện những thay đổi nhanh chóng và hiệu quả mà không cần phải thay thế mọi máy móc trong dây chuyền sản xuất của mình.

Trước hết bạn cần đánh giá dây chuyền sản xuất của mình & chọn ra những bộ phận quan trọng nhất. Việc phân tích chúng sẽ giúp bạn xác định được những gì cần được cải thiện tiếp theo. Phân tích này cần được thực hiện bởi nhiều chuyên gia trong các lĩnh vực khác nhau của doanh nghiệp, nếu có thể lôi kéo sự tham gia của các lực lượng lao động các cải tiến sẽ càng hiệu quả.

Nhân viên cũng cần được đào tạo để đảm bảo họ có thể sử dụng bất kỳ thiết bị mới nào. Thay vì cần ít lao động hơn, các kỹ năng của nhân sự đòi hỏi cao hơn bao gồm việc giám sát hệ thống, đối chiếu dữ liệu và cải tiến hành động, kiểm tra hoặc sửa chữa.

Các kỹ sư sẽ cần phải làm việc với ban quản lý và các chuyên gia hệ thống để tìm ra các khu vực cần nâng cấp và nên lập một kế hoạch tối ưu hóa các quy trình, tăng doanh số bán hàng, giảm chi phí và tiết kiệm thời gian sản xuất.

3 nguyên tắc chính của nhà máy thông minh: kết nối, phân tích & đánh giá dữ liệu
3 nguyên tắc chính của nhà máy thông minh: kết nối, phân tích & đánh giá dữ liệu

Hệ thống thông minh và an ninh mạng

Vì các nhà máy thông minh phụ thuộc vào hệ thống máy tính và kỹ thuật số, nên an ninh mạng cần đặc biệt chú ý.

Bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư là vô cùng quan trọng đối với bất kỳ doanh nghiệp nào. Trong một số trường hợp, doanh nghiệp sẽ chia sẻ một số dữ liệu với các công ty khác vì lợi ích của tất cả mọi người, tuy nhiên, các thành phần, quy trình và dữ liệu khác của bạn cần được bảo vệ tối ưu tránh sự cố bị hack.

Các biện pháp bảo mật, các vấn đề về an ninh mạng khá tốn kém chi phí do đó bạn cần cân nhắc & đưa ra quyết định xem lợi ích nhà máy thông minh mang lại có xứng đáng với chi phí thiết lập nó hay không?

Kết luận

Các nhà máy thông minh sử dụng một loạt các công nghệ khác nhau có tính kết nối để thu thập dữ liệu & đánh giá quy trình, đồng thời cung cấp các cải tiến về hiệu quả, an toàn và hơn thế nữa.

Việc tối ưu hóa này có thể bao gồm các cải tiến về thủ tục, giám sát và bảo trì, hậu cần, thời gian và thậm chí cả việc sử dụng nhân viên.

Tuy nhiên, với chi phí nâng cấp thiết bị, thiết lập hệ thống an toàn và đào tạo lại nhân viên, người sử dụng lao động cần đánh giá lợi ích có thể nhận được để đưa ra quyết định nên chuyển sang mô hình nhà máy thông mình hay không? 

FastWork – Nền tảng quản trị và điều hành doanh nghiệp thống nhất đồng hành cùng hơn 3500+ khách hàng ở mọi quy mô, lĩnh vực trên chặng đường số hóa.

Để được tư vấn giải pháp quản trị phù hợp từ đội ngũ chuyên gia, quý doanh nghiệp vui lòng liên hệ Hotline 0983-089-715 hoặc điền thông tin đăng ký vào Form bên dưới!

Đăng ký tư vấn

Leave a Reply