Sản xuất thông minh: Tương lai của việc chế tạo là kỹ thuật số P1

• S?n xu?t thông minh ?? c?p ??n vi?c s? hóa s?n xu?t ? t?t c? các c?p ??: thi?t k? s?n ph?m, chu?i cung ?ng, s?n xu?t, phân ph?i và bán hàng.
• B?ng cách phân tích d? li?u t? t?t c? các b??c trong quy trình s?n xu?t thông qua h?c máy, trí tu? nhân t?o và robot ???c k?t n?i, các nhà s?n xu?t có th? duy trì s? linh ho?t và ?i?u ch?nh nhanh chóng các mô hình kinh doanh c?a mình.
• Quá trình chuy?n ??i sang s?n xu?t thông minh b?t ??u b?ng vi?c ??a d? li?u t??ng t? vào c? s? d? li?u k? thu?t s?.

Các công ngh? c?a cách m?ng công nghi?p l?n th? t? (Công nghi?p 4.0)—robot k?t n?i, in 3D, ?i?n toán ?ám mây, trí tu? nhân t?o (AI) và Internet v?n v?t (IoT)—?ã giúp s?n xu?t thông minh tr? nên kh? thi và ??y nhanh quá trình ??i m?i ??n chóng m?t.

Bu?i bình minh c?a ngành s?n xu?t c? khí x?y ra trong cu?c cách m?ng công nghi?p l?n th? nh?t vào kho?ng cu?i th? k? 18, s? d?ng n?ng l??ng b?ng n??c và h?i n??c. Hai th? k? dài sau ?ó, ?i?n ?ã t?o ?i?u ki?n cho các dây chuy?n l?p ráp và phân công lao ??ng s?n xu?t hàng lo?t trong cách m?ng công nghi?p l?n th? hai. S? ti?n b? nhanh chóng ?ã d?n t?i cu?c cách m?ng công nghi?p l?n III vào kho?ng n?m 1970, khi máy tính và công ngh? thông tin t? ??ng hóa m?t s? quy trình công nghi?p và d?n ??n truy?n thông ph?c t?p h?n.

K? t? khi thu?t ng? công nghi?p 4.0 ???c ??t ra vào n?m 2011, các công ngh? liên quan c?a nó ?ã phát tri?n ?? t?o ra m?t hình th?c s?n xu?t giàu d? li?u, k?t n?i và t? ??ng hóa cao ???c g?i là s?n xu?t thông minh.

S?n xu?t thông minh là gì?

Theo Paul Wellener, phó ch? t?ch kiêm lãnh ??o s?n ph?m công nghi?p và xây d?ng Hoa K? t?i Deloitte LLP , s?n xu?t thông minh ?? c?p ??n vi?c s? hóa r?ng rãi t?t c? các ho?t ??ng s?n xu?t, t? sàn nhà máy ??n m?i khía c?nh kinh doanh. ?i?u này bao g?m thi?t k? s?n ph?m, chu?i cung ?ng, s?n xu?t, phân ph?i và bán hàng.

S?n xu?t thông minh thúc ??y công nghi?p 4.0, ???c ??c tr?ng b?i các h? th?ng v?t lý không gian m?ng ???c k?t n?i v?i nhau nh? robot và máy móc thông minh có th? t? ch?n ?oán và c?nh báo các l?i có th? x?y ra. IoT ngày càng phát tri?n mang ??n nhi?u thi?t b? và máy móc m?nh m? h?n v?i c?m bi?n thông minh t?i các lu?ng d? li?u s? d?ng liên t?c lên ?ám mây ?? phân tích.

Các b? d? li?u l?n ?ó ???c x? lý b?ng AI v?i công ngh? h?c máy tr? nên chính xác và có kh? n?ng d? ?oán h?n khi nó h?p th? nhi?u d? li?u h?n. T? ??ng hóa và k?t n?i d? li?u t?o ra chu?i cung ?ng linh ho?t h?n, trong ?ó tàu và xe t?i “giao ti?p” v?i nhà kho, ph??ng ti?n t? hành ho?c bán t? ??ng và máy bay không ng??i lái. Robot di ??ng và cobots (robot c?ng tác) c?ng ???c ??a vào quy trình này, giúp vi?c v?n chuy?n và h?u c?n tr? nên t? ??ng hóa h?n. S?n xu?t thông minh giúp các nhà s?n xu?t ho?t ??ng hi?u qu? h?n, ?ón ??u xu h??ng c?nh tranh và khám phá các mô hình và th?c ti?n kinh doanh m?i.

L?i ích c?a vi?c áp d?ng s?n xu?t thông minh

Các doanh nghi?p có th? áp d?ng s?n xu?t thông minh ?? giúp h?p lý hóa các quy trình, t?ng n?ng su?t, duy trì tính c?nh tranh và chu?n b? cho t??ng lai, bao g?m c? nh?ng s? ki?n ch?a t?ng có, ch?ng h?n nh? ??i d?ch.

M?t cu?c th?m dò ?ang di?n ra t? hi?p h?i gi?i pháp doanh nghi?p s?n xu?t phi l?i nhu?n ( MESA ) h?i các công ty r?ng thách th?c chính ?ang làm ch?m ti?n ?? h??ng t?i s?n xu?t thông minh c?a h? là gì. Kho?ng 58% cho r?ng h? lo ng?i v? tài chính ho?c thi?u ki?n ??th?c v? các công ngh? liên quan. Ch?c ch?n, vi?c áp d?ng s?n xu?t thông minh ?òi h?i ph?i ??u t? ?áng k? v? tài chính và nhân l?c và ti?m ?n m?t s? r?i ro. Tuy nhiên, “nghiên c?u nhà máy thông minh” n?m 2019 c?a Deloitte và liên minh các nhà s?n xu?t  k?t lu?n r?ng b?t k? nhà s?n xu?t nào, dù ?ã b?t ??u các sáng ki?n ??v? nhà máy thông minh hay ch?a, ??u có th? thu ???c giá tr? cho ho?t ??ng kinh doanh c?a mình b?ng cách làm nh? v?y—và giá tr? c?a nh?ng sáng ki?n ???ó th??ng l?n h?n nh?ng r?i ro tài chính và ho?t ??ng.

Nghiên c?u chia ng??i tr? l?i thành hai nhóm: Nhóm A (49% công ty) không có sáng ki?n ??nhà máy thông minh nào ?ang di?n ra; Nhóm B (51%) có m?t s? sáng ki?n ??v? nhà máy thông minh ?ang di?n ra ? m?t m?c ?? nào ?ó. Nghiên c?u xác ??nh r?ng ch? s? n?ng su?t c?a nhóm A trong giai ?o?n 2015–2018 có th? gi?m 2,3% m?i n?m trong khi nhóm B ch?ng ki?n ??n?ng su?t trung bình hàng n?m t?ng 3,3% trong cùng kho?ng th?i gian. H?n n?a, các công ty thu?c Nhóm B có s?n l??ng s?n xu?t t?ng trung bình 10% và công su?t s? d?ng công su?t nhà máy t?ng trung bình 11%.

H?u h?t các công ty ch?a tri?n khai s?n xu?t thông minh v?n th?y ???c t?m quan tr?ng c?a nó. Wellener cho bi?t: “Trong nghiên c?u, 86% nhà s?n xu?t ???c kh?o sát tin r?ng trong vòng 5 n?m t?i, các gi?i pháp s?n xu?t thông minh s? là ??ng l?c chính cho kh? n?ng c?nh tranh”. “?i?u này nh?n m?nh t?m quan tr?ng c?a kh? n?ng s?n xu?t thông minh ?? giúp các nhà s?n xu?t có th? c?nh tranh trong nh?ng n?m t?i.”

B?t ch?p tình tr?ng suy thoái kinh t? và gián ?o?n chu?i cung ?ng do ??i d?ch COVID-19, gi? là lúc các doanh nghi?p ph?i xem xét các sáng ki?n ??s?n xu?t thông minh ?? duy trì tính c?nh tranh. Trên th?c t?, m?t báo cáo c?a Deloitte và liên minh các nhà s?n xu?t phát hành vào tháng 10 n?m 2020, “t?ng t?c s?n xu?t thông minh”, ?ã ti?t l? r?ng nhi?u nhà s?n xu?t ?ang m? r?ng công ngh? s?n xu?t thông minh vào n?m 2020 và có kh? n?ng s? ti?p t?c ?i?u ?ó ??n n?m 2021.

“Các nhà ?i?u hành ?ã chia s? các ví d? v? vi?c cài ??t h? th?ng th? giác máy tính ?? h? tr? khách hàng tham quan nhà máy ?o; b? sung thêm các thi?t b? ?eo ?? nhân viên tr?c tuy?n ra hi?u khi h? ?i vào không gian cá nhân 6 feet c?a ??ng nghi?p; và th?m chí nhanh chóng b? sung cobot ?? t?ng c??ng l?c l??ng lao ??ng, vì công nhân không th? k? vai sát cánh cùng làm vi?c n?a” Wellener nói.

Srinath Jonnalagadda, phó ch? t?ch chi?n l??c ti?p c?n th? tr??ng và ti?p th? c?a Autodesk cho b? ph?n thi?t k? và s?n xu?t, cho bi?t ch? là v?n ?? th?i gian tr??c khi t?t c? các nhà s?n xu?t ph?i áp d?ng các công ngh? s?n xu?t thông minh. “?ây th?c s? là m?t v?n ?? mang tính s?ng còn,” ông nói. “Quan ?i?m c?a tôi là không có con ???ng nào khác ngo?i tr? th? gi?i v?t ch?t và th? gi?i k? thu?t s? h?i t?.”

Cách b?t ??u hành trình s?n xu?t thông minh

??i v?i các doanh nghi?p quan tâm ??n s?n xu?t thông minh nh?ng b? ?e d?a b?i các rào c?n tài chính ho?c k? thu?t, tin t?t là h? không c?n ph?i chuy?n ??i nhà máy trong m?t b??c nh?y v?t. Trên th?c t?, “nghiên c?u nhà máy thông minh” cho th?y nh?ng b??c ?i nh? th??ng d?n ??n th?ng l?i l?n. Các công ty thành công trong nghiên c?u này th??ng b?t ??u b?ng vi?c nh?n ???c s? h? tr? t? các giám ??c ?i?u hành trong nhóm C—??c bi?t là giám ??c công ngh?—và tri?n khai nhi?u d? án nh? v?i m?c ??u t? ban ??u th?p. B?ng cách g?n các d? án ?ó v?i các s? li?u kinh doanh có th? ?o l??ng ???c, h? có th? s? d?ng b?t k? thành công ban ??u nào làm ??ng l?c ?? tìm ki?m các kho?n ??u t? gia t?ng b? sung.

Jonnalagadda khuy?n ngh? các nhà s?n xu?t khi b?t ??u hành trình s?n xu?t thông minh nên b?t ??u b?ng cách chuy?n ??i d? li?u t??ng t? thành k? thu?t s?: Lo?i b? các quy trình t??ng t? th? công và tìm m?t h? th?ng ghi l?i m?i th? trong m?t c? s? d? li?u k? thu?t s?. ?ó là d? li?u c? b?n ?? xây d?ng các vòng ph?n h?i b?ng cách nh?p thêm thông tin t? các quy trình t?i nhà máy. ??u vào b? sung này có th? ??n t? d? li?u c?m bi?n, nh?ng c?ng có th? là t? công nhân nh?p d? li?u t?i các ?i?m khác nhau trong quy trình.

Jonnalagadda cho bi?t: “Khi b?n thu th?p ngày càng nhi?u ?i?m d? li?u, b?n s? hi?u rõ h?n v? nh?ng gì ?ang x?y ra”. “Và nó mang ??n cho b?n c? h?i t?t h?n ?? th?c s? hi?u ???c hi?n tr?ng. Sau ?ó, b?n s? có ???c con ???ng d?n ??n giác ng?, có th? nói nh? v?y. M?t khi b?n nh?n th?c ???c nh?ng gì ?ang x?y ra trong nhà máy thì b?n có th? phát hi?n ra nh?ng ?i?m ngh?n.”

Sau khi d? li?u ti?t l? v?n ?? c?a nhà s?n xu?t, h? có th? b?t ??u ngh? ??n vi?c th?c hi?n các thay ??i trên nhi?u khía c?nh—?ó là lúc vi?c áp d?ng nhi?u tính toán và thu?t toán h?n có th? h?u ích. Jonnalagadda nói: “B?n ?? các thu?t toán cung c?p cho b?n nh?ng kh? n?ng khám phá khác nhau ?? b?n có th? tìm ra con ???ng t?t nh?t phía tr??c và ?ó là Chén Thánh”. “Bây gi?, b?n ?ã có x??ng s?ng k? thu?t s? . B?n có các vòng ??u vào và ph?n h?i cung c?p cho b?n thông tin chi ti?t c?ng nh? s? tr? giúp c?a các thu?t toán cung c?p cho b?n các tùy ch?n ?? ti?p t?c tinh ch?nh và t?i ?u hóa các ho?t ??ng t?i nhà máy.”

10 ví d? v? công ngh? s?n xu?t thông minh

Công ngh? thông minh không ng?ng phát tri?n. Ví d?: s?n xu?t thông minh không yêu c?u m?ng di ??ng 5G m?i , nh?ng k?t n?i 5G giúp gi?m s? ph? thu?c vào ph?n c?ng và Wi-Fi, có th? ??n gi?n hóa vi?c thi?t l?p và cung c?p b?ng thông l?n h?n 4G.

Các công ngh? sau ?ây t?o nên nguyên lý c?a s?n xu?t thông minh công ngh? cao, nh?ng chúng không r?i r?c; r?t th??ng xuyên, m?t thi?t b?, máy móc ho?c h? th?ng s? k?t h?p m?t vài trong s? chúng. Ví d?: m?t thi?t b? IoT có th? có các c?m bi?n ???c k?t n?i không dây v?i ?ám mây và có b? x? lý ???c nhúng AI có th? g?i c?nh báo ho?c ??a ra quy?t ??nh x? lý m?t cách ??c l?p.

Trí tu? nhân t?o/H?c máy (AI/ML)

Trí tu? nhân t?o và h?c máy ?óng vai trò quan tr?ng trong ng? c?nh s?n xu?t thông minh, b?i kh? n?ng c?a chúng x? lý và phân tích d? li?u nhanh chóng, c?ng nh? nh?n d?ng các m?u ?n trong d? li?u, v??t xa kh? n?ng c?a con ng??i. Các c?p ?? c?a trí tu? nhân t?o th??ng ???c tích h?p vào các “cobot” (robot h?p tác) trong các nhà máy thông minh và các h? th?ng robot khác. V?i vi?c giá thành c?a công ngh? AI gi?m ?i, nó c?ng ???c tích h?p vào các b? vi x? lý trên các thi?t b? IoT (Internet of Things) tính toán biên và các máy móc trong môi tr??ng nhà máy thông minh.

Công ngh? th? giác máy tính d?a trên trí tu? nhân t?o c?ng ?ang phát tri?n ?áng k?, cho phép nó trích xu?t hi?u bi?t sâu s?c t? hình ?nh và video liên quan ??n ho?t ??ng s?n xu?t trong nhà máy. Ví d?, h? th?ng phân tích dây chuy?n l?p ráp th? công ???c h? tr? b?i công ngh? AI, nh? h? th?ng c?a Drishti, có kh? n?ng cung c?p h??ng d?n ?ào t?o cho công nhân, gi?m l?i s?n ph?m, t?i ?u hóa quy trình s?n xu?t và nhi?u ?ng d?ng khác. ?i?u này ??i di?n cho s? ti?n b? ?áng k? trong vi?c ?ng d?ng trí tu? nhân t?o và h?c máy trong l?nh v?c s?n xu?t thông minh, t?o nên s? k?t h?p m?nh m? gi?a con ng??i và công ngh? ?? c?i thi?n hi?u su?t và ch?t l??ng s?n xu?t.

Th?c t? t?ng c??ng/Th?c t? ?o

Th?c t? t?ng c??ng (AR) và th?c t? ?o (VR) ?ang phát tri?n và phát tri?n ??i v?i ngành s?n xu?t thông minh v?i nhi?u tr??ng h?p s? d?ng ?a d?ng. Chúng ??c bi?t phù h?p và tr? nên ngày càng quan tr?ng, ??c bi?t trong b?i c?nh hi?n t?i, khi c?n ?ào t?o và giúp ng??i lao ??ng thu h?p kho?ng cách ngày càng l?n v? k? n?ng.

K? t? khi ??i d?ch bùng phát, ngành s?n xu?t thông minh ?ã t?n d?ng AR và VR ?? th?c hi?n ?ào t?o t? xa và s?a ch?a, h??ng d?n t? xa. M?t ví d? tiêu bi?u là vi?c s? d?ng kính th?c t? h?n h?p HoloLens 2 c?a Microsoft, trong ?ó m?t nhân viên t?i nhà máy có th? nh?n ???c h??ng d?n t? m?t chuyên gia ? xa. Chuyên gia này có th? nhìn th?y môi tr??ng làm vi?c c?a nhân viên nh? th? anh ta ?ang ? ?ó m?c dù v? trí th?c t? c?a h? khác nhau.

Nh? v?y, AR và VR ?óng vai trò quan tr?ng trong vi?c n?m b?t tri th?c chuyên môn và chia s? thông tin gi?a các công nhân và chuyên gia t? xa. ?i?u này giúp t?i ?u hóa quy trình ?ào t?o và c?i thi?n kh? n?ng s?a ch?a và h??ng d?n trong ngành s?n xu?t thông minh. Các ?ng d?ng này ?óng vai trò quan tr?ng trong vi?c gi?m thi?u s? gián ?o?n và nâng cao hi?u su?t lao ??ng, ??c bi?t trong b?i c?nh hi?n t?i c?a s? phát tri?n nhanh chóng c?a công ngh? và mô hình làm vi?c t? xa.

T? ??ng hóa/Robot

T? ??ng hóa và s? d?ng robot trong ngành s?n xu?t thông minh ngày càng ?a d?ng và h?p tác h?n, ??c bi?t khi các robot h?p tác (cobot) tr? nên ph? bi?n h?n ?? ?áp ?ng các yêu c?u v? giãn cách xã h?i. M?i lo?i robot và h? th?ng t? ??ng hóa có ??c ?i?m riêng v? m?c ?? trí tu? nhân t?o, kh? n?ng ra quy?t ??nh t? ??ng, kh? n?ng c?m nh?n, kh? n?ng giao ti?p và tính di ??ng. Tuy nhiên, chung quy, trong ngành s?n xu?t thông minh, các h? th?ng robot này th??ng thu th?p và x? lý m?t l??ng l?n d? li?u và ???c tích h?p ch?t ch? v?i các h? th?ng ?ám mây c?ng nh? môi tr??ng nhà máy thông minh nói chung.

S?n xu?t ph? gia/S?n xu?t lai

S?n xu?t ph? gia, hay còn g?i là in 3D, ?ã mang ??n m?t cu?c cách m?ng trong vi?c t?o m?u nhanh chóng và hi?n nó ?ã ti?n xa h?n, b? sung vào ngành s?n xu?t truy?n th?ng b?ng cách s?n xu?t các s?n ph?m hoàn ch?nh, th?m chí c? các c? s? h? t?ng nh? các tòa nhà và c?u quy mô nh?. Có d? ??nh r?ng nó s? d?n ???c áp d?ng r?ng rãi trong s?n xu?t hàng lo?t. Trong khi ?ó, s?n xu?t lai k?t h?p s? sáng t?o trong s?n xu?t kim lo?i d?ng l?p ráp và s?n xu?t tr? d?n trên cùng m?t máy móc ?? gi?m thi?u s? lãng phí v?t li?u và t?o ra các b? ph?n m?t cách nhanh chóng.

Phân tích d? li?u l?n

Phân tích d? li?u l?n ?ang có ?nh h??ng ??n m?i khía c?nh c?a s?n xu?t thông minh và trong m?t s? tr??ng h?p, d? li?u l?n ?óng vai trò quy?t ??nh trong vi?c t?o nên khía c?nh “thông minh” c?a công ngh?. S?n xu?t thông minh d?a vào vi?c s? d?ng d? li?u ?? h?c h?i và k?t n?i v?i ?ám mây ?? l?u tr? và x? lý thông tin. Tuy nhiên, phân tích d? li?u l?n c?ng chính là chìa khóa cho các l?nh v?c s?n xu?t thông minh ngoài nhà máy, cung c?p thông tin quan tr?ng ?? h? tr? quá trình ra quy?t ??nh liên quan ??n h?u c?n, ?ánh giá r?i ro, qu?n lý chi phí, xây d?ng chi?n l??c t?ng tr??ng, ki?m soát ch?t l??ng, th?c hi?n s?n xu?t theo ??n ??t hàng, và nhi?u mô hình kinh doanh khác, bao g?m c? d?ch v? sau bán hàng.

Th?c t? t?ng c??ng và th?c t? ?o, ho?c trong tr??ng h?p c?a s?n ph?m kính HoloLens 2 c?a Microsoft, th?c t? h?n h?p, mang l?i nh?ng công c? ??t phá cho vi?c ?ào t?o và nâng cao k? n?ng, cho c? nh?ng ng??i lao ??ng làm vi?c t?i ch? và t? xa. ?ây là nh?ng công ngh? cho phép cách m?ng hóa quá trình ?ào t?o và t?o hi?u qu? m?i cho nhân viên, v?i s? ?ng h? t? Microsoft.