Sản xuất thông minh là gì? Những khó khăn khi chuyển đổi mô hình

Sản xuất thông minh là gì? Bước vào thời kỳ của nền công nghệ 4.0, làn sóng công nghệ đang dần tiếp cận đến mọi lĩnh vực trong đời sống, trong đó sản xuất cũng không ngoại lệ. Nhờ vào những giải pháp thông minh mà ngày ngay sản xuất ngày càng phát triển, đạt được nhiều thành công hơn.

1. Sản xuất thông minh là gì?

Sản xuất thông minh hay còn được gọi là smart manufacturing đây được xem là xu hướng mới trong sản xuất tương lai. Là sử dụng các ứng dụng và thiết bị tiên tiến của công nghệ thông tin đến mọi quy trình trong sản xuất. Việc áp dụng quy trình sản xuất thông minh giúp các doanh nghiệp gia tăng năng suất, tiết kiệm được thời gian và chi phí. Đây là sự kết hợp giữa công nghệ thông tin và công nghệ sản xuất tự động, tối ưu hóa để đáp ứng được sự thay đổi và chuyển biến trên thị trường.

Qúa trình sản xuất thông minh được dựa trên các ứng dụng và thiết bị được tích hợp từ tự động hóa công nghiệp automation, kết nối vạn vật công nghiệp IIoT, IT, dịch vụ đám mây, mô hình 3D,…

Đây được xem là bước đi thay đổi toàn bộ cục diện trong sản xuất. Sản xuất thông minh  gồm có sự phát triển thông minh của hệ thống quản lý, điều hành số hóa trên 3 yếu tố:

• Vòng đời sản phẩm ( Product life cycle management)
• Hoạt động sản xuất ( Manufacturing operation managenment )
• Tự động hóa ( Automation ).

2. Các tính năng nổi bật của sản xuất thông minh

Các tính năng nổi bật của sản xuất thông minh:

• Tự động hóa ở mức cao: Sản xuất thông minh sử dụng các máy móc, robot công nghiệp và thiết bị tự hành để giảm thiểu sự can thiệp của con người vào quá trình sản xuất. Các thiết bị này có khả năng hoạt động độc lập, linh hoạt và chính xác.
• Kết nối và hướng dữ liệu: Sản xuất thông minh sử dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) để kết nối các thiết bị, máy móc, hệ thống và con người trong cùng một hệ thống sản xuất. Các dữ liệu được thu thập và chia sẻ trong thời gian thực để hỗ trợ các quyết định và hành động.
• Quản lý tự động: Sản xuất thông minh sử dụng các phần mềm và chính sách kỹ thuật số để quản lý các quy trình sản xuất, từ lập kế hoạch, điều phối, kiểm soát, đến báo cáo. Các phần mềm này có khả năng phân tích dữ liệu, dự báo xu hướng và đề xuất các giải pháp cải tiến.
• Tự chủ và tự thích nghi: Sản xuất thông minh có khả năng tự điều chỉnh và thích nghi với các yêu cầu của khách hàng và thị trường. Các công nghệ như in 3D, trí tuệ nhân tạo (AI) và thực tế ảo (VR) giúp sản xuất thông minh có thể tạo ra các sản phẩm cá nhân hóa, sáng tạo và kiểm tra các quy trình và sản phẩm mới một cách nhanh chóng và hiệu quả.

3. Lợi ích của sản xuất thông minh cho doanh nghiệp

Việc áp dụng sản xuất thông minh có thể mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp, như:

• Tiết kiệm nguồn lực: Sản xuất thông minh giúp giảm thiểu sự lãng phí trong sản xuất, loại bỏ việc làm sai làm lại sản phẩm, giảm đi lượng phế liệu được thải ra. Ngoài ra, sản xuất thông minh cũng giúp tiết kiệm được các nguồn lực như nhân sự, kinh tế và thời gian.
• Hỗ trợ quản lý: Sản xuất thông minh giúp các doanh nghiệp có thể trực tiếp giám sát tình trạng sản xuất mà không cần thông qua những báo cáo, tập trung hơn vào công việc. Các phần mềm và chính sách kỹ thuật số cũng giúp quản lý các quy trình sản xuất, từ lập kế hoạch, điều phối, kiểm soát, đến báo cáo.
• Kiểm soát chi phí: Giảm đi được lượng nhân công ở nhiều giai đoạn không cần thiết, robot và các thiết bị tự động sẽ hoạt động phối hợp cùng con người mang lại hiệu quả tốt nhất. Chi phí đầu tư cũng thấp hơn do với dự tính lâu dài.
• An toàn cho công nhân: Sản xuất thông minh giúp con người hạn chế được những công việc, những giai đoạn nguy hiểm. Đảm bảo được an toàn cho người lao động vì hạn chế được những tác động trực tiếp.
• Tối ưu hóa năng suất: Giúp các máy móc có thể hoạt động ở thời gian dài, hoạt động liên tục mà không cần nghỉ ngơi. Đảm bảo được quy trình làm việc mà hoạt động sản xuất ổn định. Các công nghệ như in 3D, trí tuệ nhân tạo (AI) và thực tế ảo (VR) cũng giúp sản xuất thông minh có thể tạo ra các sản phẩm cá nhân hóa, sáng tạo và kiểm tra các quy trình và sản phẩm mới một cách nhanh chóng và hiệu quả.

4. Một số khó khăn khi chuyển sang sản xuất thông minh?

Chuyển sang sản xuất thông minh là một quá trình không đơn giản và gặp nhiều khó khăn, như:

• Chi phí đầu tư cao: Để áp dụng các công nghệ hiện đại và quy trình sản xuất tối ưu, các doanh nghiệp cần phải bỏ ra một khoản chi phí lớn để mua sắm, lắp đặt và bảo trì các thiết bị, máy móc, robot công nghiệp và thiết bị tự hành. Các doanh nghiệp cũng cần phải đầu tư vào việc xây dựng hạ tầng kỹ thuật số, kết nối vạn vật (IoT) và bảo mật dữ liệu.
• Thiếu nguồn nhân lực có tay nghề: Để vận hành và quản lý các nhà máy thông minh, các doanh nghiệp cần có nguồn nhân lực có kiến thức và kỹ năng về công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo (AI), điện toán đám mây, in 3D, thực tế ảo (VR) và các công nghệ mới khác. Tuy nhiên, nguồn nhân lực này hiện nay còn thiếu hụt và chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường.
• Thay đổi tư duy và văn hóa doanh nghiệp: Để chuyển sang sản xuất thông minh, các doanh nghiệp cần phải thay đổi tư duy và văn hóa doanh nghiệp, từ truyền thống sang hiện đại, từ đóng sang mở, từ bảo thủ sang sáng tạo. Các doanh nghiệp cũng cần phải có chiến lược chuyển đổi số rõ ràng và triển khai thực hiện một cách quyết liệt.

5. Doanh nghiệp đã áp dụng 4.0 như thế nào vào trong sản xuất thông minh? 

Công nghệ cảm biến: Các thiết bị trong sản xuất ngày nay cần sử dụng đến công nghệ cảm biến rất nhiều. Có thể giúp đo lường sản phẩm, mức tiêu thụ, phát hiện sự cố, điều kiện hoạt động,…

Mạng không dây: giúp liên kết các cảm biến, máy móc, robot, các hệ thống điều khiển, giám sát, quản lý và phân tích dữ liệu,…

Robot tiên tiến: Các robot ngày nay giá thành đã giảm mà khả năng lập trình cũng cao, có nhiều chức năng và linh hoạt hơn.

Các nhà máy thông minh cũng được xây dựng tho mô hình theo chuẩn công nghiệp IEC theo 5 cấp bậc từ 0-4:

Cấp độ 0 và cấp độ 1: Là các thiết bị cảm biến, thiết bị điều khiển, các thiết bị tham gia trực tiếp vào quá trình sản xuất.

Cấp độ 2: Hệ thống theo dõi và điều khiển tự động hóa

• SCADA: hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu.
• DCS: hệ thống điều khiển thiết bị phân tán.
• PLC: hệ thống điều khiển cho phép lập trình.

Cấp độ 3: Các hệ thống cao cấp hơn dùng để theo dõi và điều khiển bao quát các hoạt động

• MES: Hệ thống điều khiển quy trình và dây chuyền sản xuất, điều phối nguồn lực và các công cụ sản xuất, theo dõi phân tích lô hàng, kiểm soát chất lượng.
• LIMS: hệ thống quản lý thông tin thí nghiệm sản xuất sản phẩm.

Cấp độ 4: Đây là các hệ thống dùng để quản trị doanh nghiệp

• ERP: hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp
• CRM: hệ thống quản lý quan hệ khách hàng.
• SCM: hệ thống quản lý chuỗi cung ứng.
• PLM: hệ thống quản lý vòng đời sản phẩm.

>>> QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG TRONG SẢN XUẤT ĐỐI VỚI CÁC DOANH NGHIỆP