Nhà máy thông minh là gì?

Khái ni?m ‘nhà máy thông minh‘ là m?t mô hình s?n xu?t hi?n ??i, ???c g?i là ‘nhà máy s? hóa’ ho?c ‘nhà máy k? thu?t s?’ xu?t hi?n l?n ??u t?i H?i ch? Hanover vào n?m 2011. Tuy nhiên, ý t??ng và th?c ti?n c?a s?n xu?t thông minh ?ã phát tri?n và ti?n hóa trong nhi?u th?p k? tr??c ?ó.

Các thành ph?n c? b?n, mà tr??c ?ây th??ng xu?t hi?n trong m?t nhà máy s?n xu?t truy?n th?ng, v?n ???c áp d?ng trong m?t nhà máy thông minh. Nh?ng ?i?u ??c bi?t làm cho m?t nhà máy tr? nên ‘thông minh’ là s? s? hóa cao c?p trong vi?c ki?m soát c? máy móc và quy trình s?n xu?t. ?i?u này bao g?m s? d?ng c?m bi?n, trí tu? nhân t?o (AI), h?c máy (ML), ?i?n toán ?ám mây và các công ngh? Internet v?n v?t trong ngành công nghi?p (IIoT) ?? thu th?p, truy?n t?i và phân tích d? li?u theo th?i gian th?c.

Khi ngh? v? m?t nhà máy thông minh, h?u h?t m?i ng??i hình dung m?t môi tr??ng s?n xu?t s?ch s? và hi?u qu?, trong ?ó m?i ho?t ??ng ho?t ??ng ??ng b?, gi?ng nh? m?t b? máy ??ng h? ho?t ??ng chính xác, v?i ít th?i gian ng?ng ho?t ??ng, ít l?i, và gi?m thi?u các y?u t? gây gián ?o?n s?n xu?t. ?ây là m?t môi tr??ng s?n xu?t mà lãnh ??o c?a nhà máy và b? ph?n công ngh? thông tin (CNTT) hoàn toàn hài hòa và t??ng tác.

Tuy nhiên, trong th?c t?, ??i v?i h?u h?t các nhà s?n xu?t, không có gì nh? m?t s? hài hòa hoàn h?o. Thay vào ?ó, xu?t hi?n các câu h?i nh?: ‘Có gì có th? x?y ra?’ và ‘Th?c t? s? ra sao?’

Nh?ng nhà lãnh ??o trong ngành s?n xu?t ?ã nh?n ra r?ng vi?c b? l? c? h?i chuy?n ??i thành mô hình nhà máy thông minh (ho?c duy trì tr?ng thái hi?n t?i) ch? khi?n h? t?t l?i so v?i các ??i th? c?nh tranh. Ng??c l?i, vi?c c? g?ng th?c hi?n s? chuy?n ??i hoàn toàn c?a nhà máy thông qua m?t s? ??t phá công ngh? có th? khi?n h?u h?t các nhà s?n xu?t tiên phong ph?i ??i m?t v?i nh?ng thách th?c l?n.

S? phát tri?n c?a nhà máy thông minh m? ra nh?ng c? h?i ?áng k? ?? nâng cao hi?u su?t và n?ng su?t s?n xu?t, nh?ng c?n ph?i ti?p c?n m?t cách th?c t? và chi ti?t h?n v? ?i?u này s? ???c trình bày d??i ?ây.

S? khác bi?t gi?a nhà máy thông minh và s?n xu?t thông minh n?m ? vi?c chúng ?? c?p ??n các khía c?nh khác nhau c?a mô hình s?n xu?t hi?n ??i. S?n xu?t thông minh liên quan ??n vi?c áp d?ng công ngh? k? thu?t s? trong ho?t ??ng c?a nhà máy, n?i mà máy móc, con ng??i và quy trình s?n xu?t ???c k?t n?i v?i nhau thông qua công ngh? s? hóa ?? t?o ra s?n ph?m m?t cách hi?u qu? h?n. S? k?t h?p c?a ph?n c?ng, máy tính ?ám mây và d? li?u l?n này t?o nên m?t b?c tranh chi ti?t h?n v? các c? h?i có s?n ?? t?i ?u hóa quá trình s?n xu?t. S?n xu?t thông minh t?p trung vào vi?c c?i thi?n quá trình s?n xu?t b?ng cách t?i ?u hóa quy trình và t?n d?ng các công ngh? tiên ti?n.

Trong khi ?ó, nhà máy thông minh là m?t thu?t ng? ??n gi?n ch? mô t? m?t c? s? s?n xu?t có kh? n?ng v?n hành trong môi tr??ng s?n xu?t thông minh. Nó bao g?m s? k?t h?p c?a ph?n c?ng và ph?n m?m trong m?t không gian v?t lý có m?ng l??i. M?t nhà máy thông minh có th? ???c xây d?ng b?ng vi?c áp d?ng các y?u t? công ngh? ?? c?i thi?n qu?n lý s?n xu?t và t?i ?u hóa ho?t ??ng trong nhà máy, nh?ng nó t?p trung vào môi tr??ng t?ng th? c?a nhà máy. C? nhà máy thông minh và s?n xu?t thông minh ??u n?m trong t?m t?m nhìn c?a Công nghi?p 4.0, là nh?ng ví d? tiêu bi?u v? s? chuy?n ??i k? thu?t s? trong l?nh v?c s?n xu?t, nh?m c?i thi?n hi?u su?t, n?ng su?t và qu?n lý toàn b? quá trình s?n xu?t.

Nh?ng l?i ích mà m?t nhà s?n xu?t c? th? ?ang mong mu?n ??t ???c s? thúc ??y các quy?t ??nh v? vi?c có nên tri?n khai hay không và tri?n khai công ngh? nhà máy thông minh ? ?âu. Nh? Steven R. Covey ?ã d?y, “hãy b?t ??u t? m?c tiêu cu?i cùng”.

Nói r?ng ra, l?i ích dành cho nhà s?n xu?t bao g?m c?i ti?n v? hi?u qu?, ch?t l??ng, an toàn và gi?m chi phí theo nhi?u cách khác nhau. Cu?i cùng, nh?ng l?i ích này s? d?n ??n t?ng kh? n?ng c?nh tranh và l?i nhu?n trên th? tr??ng.

Hi?u qu? s? d?ng tài s?n

B?ng vi?c k?t n?i các tài s?n, nh? máy móc và c? s? v?t ch?t, thông qua Internet of Things công nghi?p (IIoT), chúng ta có kh? n?ng thu th?p và phân tích d? li?u m?t cách toàn di?n. ?i?u này cho phép chúng ta xác ??nh nh?ng v?n ?? liên quan ??n hi?u su?t c?a tài s?n m?t cách chi ti?t và khám phá nh?ng khía c?nh mà tr??c ?ây có th? ?ã t?n t?i mà không ???c chú ý b?i lãnh ??o nhà máy.

Khi chúng ta có kh? n?ng xác ??nh và gi?i quy?t nh?ng v?n ?? tài s?n c?n tr? nh?t, chúng ta có th? làm gi?m th?i gian máy móc ng?ng ho?t ??ng không c?n thi?t và t?i ?u hóa n?ng l?c s?n xu?t c?a mình. Tuy nhiên, ?i?u quan tr?ng c?n nh? là vi?c có nhi?u d? li?u h?n không nh?t thi?t mang l?i cái nhìn rõ ràng h?n v? n?i c?n t?p trung ngu?n l?c ?? ??t ???c nh?ng c?i ti?n ?áng k? nh?t. D? li?u ph?i ???c tích h?p vào h? th?ng s?n xu?t thông minh, nh? n?n t?ng s?n xu?t và ?? tin c?y k? thu?t s? c?a L2L, ?? có kh? n?ng xem xét và nghiên c?u sâu h?n v? nh?ng v?n ?? ?ang ?nh h??ng nhi?u nh?t ??n hi?u su?t c?a công ty. ?i?u này là r?t quan tr?ng ?? ??m b?o chúng ta t?p trung vào nh?ng khía c?nh quan tr?ng nh?t và th?c hi?n nh?ng c?i ti?n ?áng k? mà chúng ta h?ng mong mu?n.

Ch?t l??ng

Ch?t l??ng s?n ph?m là m?t y?u t? quan tr?ng trong m?i ngành công nghi?p, và nó có th? b? ?nh h??ng b?i nhi?u nguyên nhân khác nhau, bao g?m các sai sót liên quan ??n môi tr??ng, thi?t b? máy móc và con ng??i. M?t ph?n quan tr?ng c?a vi?c ??m b?o ch?t l??ng là kh? n?ng xác ??nh nh?ng v?n ?? này m?t cách s?m và th??ng xuyên, ?? có th? gi?i quy?t chúng tr??c khi chúng phát tri?n thành nh?ng v?n ?? l?n và ti?m ?n.

Vi?c n?m b?t và gi?i quy?t nh?ng v?n ?? này t? ??u th??ng d?n ??n c?i thi?n ?áng k? v? t? l? s?n ph?m b? lo?i b?, th?i gian s?n xu?t và n?ng su?t t?ng th?. Ch?t l??ng s?n ph?m t?t h?n ??ng ngh?a v?i vi?c gi?m s? l??ng l?i s?n ph?m. Trong các l?nh v?c nh? công nghi?p ô tô, ?i?u này có th? có ý ngh?a l?n h?n n?a, b?i vì nó có th? giúp tránh ???c vi?c thu h?i hàng lo?t s?n ph?m ho?c nguy c? th?m k?ch ti?m ?n ??i v?i khách hàng.

C?i ti?n quy trình

Khi chúng ta th?c hi?n t?i ?u hóa các quy trình s?n xu?t, hi?u su?t t?i ?u ??t ???c s? có tác ??ng tích c?c ??n l?i nhu?n c?a nhà máy. D?a trên s? hi?u bi?t t? khách hàng c?a chúng tôi t?i L2L, chúng tôi ?ã nh?n th?y r?ng g?n 90% các v?n ?? ho?c quy trình không ph? thu?c vào thi?t b? máy móc, nh?ng v?n có kh? n?ng gây gián ?o?n trong quá trình s?n xu?t khi g?p s? c?.

Công ngh? hi?n ??i cung c?p kh? n?ng xác ??nh và ?u tiên các v?n ?? này. Công nhân trong nhà máy có th? t?p trung vào vi?c xác ??nh và gi?i quy?t nh?ng v?n ?? có tác ??ng tiêu c?c l?n nh?t ??i v?i quy trình s?n xu?t. S? rõ ràng và t?p trung này không ch? t?o ra h??ng d?n mà còn khi k?t h?p v?i các bi?n pháp hành ??ng, nó s? d?n ??n nh?ng c?i ti?n ?áng k? và gi?m chi phí trong ho?t ??ng s?n xu?t.

?óng góp ? m?c ?? cao h?n t? m?i ng??i

Kh? n?ng c?a m?t nhà máy thông minh m? ra c? h?i ?? l?c l??ng lao ??ng ?óng góp ? m?c ?? cao h?n. Trong khi t? ??ng hóa và trí tu? nhân t?o ngày càng ?óng vai trò quan tr?ng h?n trong quá trình s?n xu?t, chúng gi?m b?t nhu c?u cho nhân công con ng??i th?c hi?n các công vi?c t?m th??ng và l?p ?i l?p l?i, nh?ng công vi?c mà có th? gây m?t m?i và bu?n ng?. ??ng th?i, chúng c?ng t?o ra nhu c?u m?i v? phân tích d? li?u ? m?c ?? cao h?n và ra quy?t ??nh, ngay c? ? c?p ?? qu?n lý th?p h?n.

Công ngh? trong mô hình nhà máy thông minh cung c?p kh? n?ng truy c?p vào d? li?u th?i gian th?c m?t cách t?t h?n và toàn di?n h?n t?i x??ng s?n xu?t. ?i?u này trao quy?n cho ng??i v?n hành máy ?? xác ??nh, ?u tiên, và gi?i quy?t các v?n ?? có th? gây gián ?o?n cho hi?u su?t s?n xu?t, ??ng th?i ??m b?o s? t??ng tác thông minh gi?a con ng??i và công ngh?.

Con ???ng tr? thành nhà s?n xu?t thông minh g?n li?n v?i kh? n?ng thu th?p và phân tích d? li?u c?a c? s?. Các c?p ?? sau ?ây có th? giúp b?n ?ánh giá ti?n ?? c? s? c?a b?n h??ng t?i vi?c tr? thành m?t nhà máy thông minh.

C?p ?? 1: D? li?u tích h?p

Yêu c?u c? b?n nh?t trong quá trình tri?n khai công vi?c thông minh là kh? n?ng h?p nh?t và tích h?p d? li?u vào m?t kho l?u tr? trung tâm. Vi?c này cho phép các k? s?, ng??i qu?n lý và nh?ng ng??i v?n hành h? th?ng theo dõi c? s? h? t?ng theo th?i gian th?c và t?o ?i?u ki?n thu?n l?i cho vi?c ra quy?t ??nh nhanh chóng và linh ho?t h?n. ?i?u này cung c?p m?t n?n t?ng c?t lõi ?? ??m b?o tích h?p thông tin và qu?n lý d? li?u m?t cách hi?u qu? trong môi tr??ng làm vi?c thông minh.

C?p ?? 2: Phân tích d? ?oán

B??c ti?n ti?p theo ?òi h?i m?t s? ti?p c?n tích c?c và chi ti?t h?n. Thay vì ch? ??n gi?n là thu th?p d? li?u và ph?n ?ng ??i v?i thông tin b?n tìm th?y, ? c?p ?? này, b?n ?ã có kh? n?ng d? ?oán tình hu?ng. Ví d?, m?t nhà máy ? c?p ?? này có th? s? d?ng các công ngh? máy h?c và Trí tu? Nhân t?o ?? k?t h?p d? li?u l?ch s? v?i d? li?u th?i gian th?c và d? ?oán các s? c? ti?m ?n trong tài s?n ??u vào. Th?c hi?n ?i?u này t?o ra m?t c? h?i ?? qu?n lý tình hu?ng m?t cách tích c?c, giúp c?i thi?n hi?u su?t và t?ng tính linh ho?t c?a h? th?ng. ?ây là m?t giai ?o?n quan tr?ng tr??c khi ti?n t?i c?p ?? ti?p theo.

C?p ?? 3: Phân tích theo quy ??nh

M?t b??c ti?n quan tr?ng trong quá trình phát tri?n là kh? n?ng phân tích d? li?u tr? nên m?nh m? h?n, cho phép t? ??ng hóa quy?t ??nh theo cách h?p lý và theo quy ??nh. V?i s? tích l?y ?áng k? c?a d? li?u l?ch s?, chúng ta có th? xây d?ng và tri?n khai các h? th?ng phân tích d?a trên quy t?c, v??t xa khái ni?m c?a thu?t toán d? ?oán.

Các thu?t toán d?a trên quy ??nh t?o kh? n?ng t?i ?u hóa vi?c s? d?ng tài nguyên s?n xu?t b?ng cách thi?t k? và th? nghi?m các “k?ch b?n gi? ??nh”. ??ng th?i, chúng ?? xu?t các gi?i pháp ?? qu?n lý thi?t b? và quy trình s?n xu?t m?t cách hi?u qu? h?n. Quá trình này không ch? giúp t?i ?u hóa hi?u su?t, mà còn c?i thi?n kh? n?ng t??ng tác và qu?n lý d?a trên thông tin chính xác.

H? th?ng phân tích theo quy ??nh này giúp d? ?oán các tình hu?ng ph?c t?p và ??a ra quy?t ??nh trong th?i gian th?c, ??m b?o s? linh ho?t và hi?u qu? trong quá trình s?n xu?t. Chúng cung c?p kh? n?ng áp d?ng quy ??nh, tiêu chu?n và chính sách vào các quy?t ??nh hàng ngày, giúp ??m b?o tuân th? và tuân th? quy trình công vi?c. M?t nhà máy ? c?p ?? này có th? t?n d?ng toàn b? ti?m n?ng c?a d? li?u và Trí tu? Nhân t?o ?? thúc ??y s? phát tri?n và t?i ?u hóa quá trình s?n xu?t.

C?p ?? 4: T? ??ng hóa d?a trên AI

T?m nhìn t??ng lai c?a nhà máy thông minh ??t ra m?c tiêu t? ??ng hóa t?t c? các ho?t ??ng ngay l?p t?c khi h? th?ng xác ??nh nhu c?u. ?? ??t ???c s? thành công trong vi?c xây d?ng m?t nhà máy hoàn toàn t? ??ng, ?i?u này ?òi h?i tích l?y m?t l??ng d? li?u l?ch s? và các tình hu?ng s? d?ng ?áng k?, cùng v?i vi?c áp d?ng các thu?t toán Trí tu? Nhân t?o ?? ??a ra các quy?t ??nh chính xác và thông minh.

Tuy nhiên, không th? tránh kh?i vi?c t?n t?i các r?i ro kèm theo các h? th?ng t? ??ng hóa cao c?p. Do ?ó, m?t s? nhà máy có th? v?n mu?n duy trì vai trò c?a con ng??i trong vi?c xem xét và ch?p nh?n các ?? xu?t c?a h? th?ng t? ??ng, và ?i?u này có th? kéo dài h?n g?p ba l?n so v?i quá trình t? ??ng hóa ban ??u.

Ví d? v? nhà máy thông minh

Sáng ki?n ??nhà máy thông minh ô tô ADAC

ADAC Automotive là nhà cung c?p các s?n ph?m k? thu?t cho ngành công nghi?p ô tô. Trong l?ch s?, c? ch? ghi l?i quy trình c?a h? ???c th?c hi?n th? công m?t cách t? m?, d?a vào các h? th?ng trên gi?y, gây lãng phí th?i gian và h?n ch? kh? n?ng hi?n th? th?i gian th?c ??i v?i các ho?t ??ng t?i nhà máy c?a h?. H? có m?t b?c tranh rõ ràng h?n v? cách th?c ho?t ??ng c?a nhà máy c?a h? so v?i cách th?c ho?t ??ng c?a nhà máy t?i b?t k? th?i ?i?m nào. Và khi có s? c? x?y ra, không có cách k?t n?i nào ?? thông báo, phân lo?i và kh?c ph?c s? c?.

“Th?i gian ng?ng ho?t ??ng c?a máy có tác ??ng l?n ??n s? bi?n ??ng lao ??ng tr?c ti?p và gián ti?p c?ng nh? t?n th?t thông l??ng s?n xu?t, do ?ó, ADAC c?n ph?i chuy?n sang khái ni?m Nhà máy thông minh ?? t?i ?a hóa kh? n?ng s?n sàng c?a máy.” – Brent Warren Giám ??c ?i?u hành l?p ráp

ADAC ?ã ch?n n?n t?ng s?n xu?t thông minh c?a L2L ?? th?ng nh?t d? li?u c?a h?, trao quy?n cho l?c l??ng lao ??ng và t?ng hi?u qu?. H? b?t ??u v?i nh?ng d? án nh?, có kh? n?ng ?o l??ng cao và m? r?ng quy mô khi ??t ???c thành công. Ngày nay, 287 tài s?n l?p ráp và 58 máy ?úc khuôn ???c tích h?p ??y ?? và t? ??ng báo cáo các s? ki?n mô t? th?i gian ng?ng ho?t ??ng c?a máy vào L2L, ??ng th?i ADAC có quy trình th?i gian th?c tiêu chu?n ?? theo dõi và ?ng phó nhanh chóng v?i các v?n ?? này trên h?n 200 dây chuy?n s?n xu?t t?i b?n dây chuy?n có tr? s? t?i Michigan c?a h?. c? s?. N?n t?ng nhà máy thông minh này ?ã cho phép ADAC th?c hi?n b?o trì phòng ng?a theo chu k? và t?ng c??ng s? d?ng máy móc.

Công ty ?i?n t? Siemens Amberg (EWA)

Nhà máy ?i?n t? Amberg (EWA) là m?t c? s? c?a Siemens s?n xu?t b?ng m?ch, b? ?i?u khi?n và các thi?t b? ?i?n khác. V?i 17 tri?u linh ki?n ???c s?n xu?t m?i n?m, EWA s? d?ng trình ?? công ngh? ?n t??ng không kém.

Ví d?: thi?t b? s?n xu?t c?a c? s? s? d?ng trí tu? nhân t?o ?? phân tích d? li?u ???c thu th?p b?i các c?m bi?n. H? th?ng này s? d?ng thu?t toán d?a trên AI ?? t? ??ng ?ánh giá ch?t l??ng c?a các ph?n ???c hàn trên b?ng m?ch.

Các ?ng d?ng khác c?a s?n xu?t thông minh ???c th? hi?n rõ trong h? th?ng c?nh báo c?a c? s?. Nh?ng b?t th??ng trong ?i?u ki?n v?n hành c?a các máy c? th? có th? d? ?oán th?i gian ng?ng ho?t ??ng và các s? ki?n h?ng hóc. Thông qua ?ám mây, thông tin này d? dàng ???c ph? bi?n ??n nh?ng ng??i v?n hành nhà máy có liên quan, cho phép h? ph?n h?i k?p th?i.