Trở thành nhà máy của tương lai: Cách chuẩn bị ngay bây giờ cho Internet vạn vật công nghiệp

Tính ??n th?i ?i?m hi?n t?i, Internet ?ã tr? thành m?t ph??ng ti?n truy?n thông k? thu?t s? vô cùng ph? bi?n và phát tri?n trên toàn th? gi?i. Tuy nhiên, vi?c t?n d?ng d? li?u t?c th?i thông qua k?t n?i toàn c?u qua Internet ?? ?ng d?ng vào l?nh v?c s?n xu?t công nghi?p v?n ?ang ? giai ?o?n khá tr? so v?i ti?m n?ng mà nó mang l?i. ??n nay, v?n ch?a có nhi?u công ngh? công nghi?p thân thi?n v?i Internet có kh? n?ng ??a khái ni?m này vào th?c t? m?t cách hi?u qu? hay còn g?i là Internet v?n v?t công nghi?p.

Tuy nhiên, d? ?oán cho th?y r?ng trong kho?ng th?i gian ng?n h?n, ch?a ??y 10 n?m, các nhà máy hi?n ??i s? ti?n xa h?n trong vi?c t?n d?ng s?c m?nh c?a Internet. H? s? s? d?ng Internet không ch? ?? k?t n?i và qu?n lý các thi?t b? trong nhà máy mà còn ?? truy c?p và qu?n lý d? li?u có ý ngh?a thông qua World Wide Web, t?o ra m?t s? k?t n?i li?n m?ch gi?a th? gi?i s? và s?n xu?t v?t lý.

World Wide Web là gì? World Wide Web (vi?t t?t là WWW ho?c Web) là m?t h? th?ng thông tin toàn c?u trên Internet, ???c sáng t?o b?i Sir Tim Berners-Lee vào n?m 1989. Nó là m?t ph?n quan tr?ng c?a Internet, cho phép ng??i dùng truy c?p và duy?t thông tin, tài li?u, ?nh, video, và nhi?u lo?i d? li?u khác thông qua các trang web và trình duy?t web. World Wide Web ho?t ??ng b?ng cách s? d?ng siêu v?n b?n (hypertext) ?? liên k?t các trang web v?i nhau thông qua các liên k?t (hyperlinks). Ng??i dùng có th? ?i?u h??ng qua các trang web b?ng cách nh?p chu?t vào các liên k?t này. M?i trang web có m?t ??a ch? duy nh?t ???c g?i là URL (Uniform Resource Locator) ?? d? dàng truy c?p.

Cách chu?n b? ngay bây gi? cho Internet v?n v?t công nghi?p

V?i s? c?nh tranh ngày càng kh?c li?t trong n?n kinh t? t??ng lai, kh? n?ng tích h?p v?i Internet of Things (IoT) và Internet công nghi?p (IIoT) tr? thành y?u t? quy?t ??nh cho s? thành công c?a các nhà máy hi?n nay. Cu?n sách tr?ng này không ch? cung c?p m?t cái nhìn sâu s?c và chi ti?t v? cu?c cách m?ng c?a nhà máy trong t??ng lai mà còn trình bày m?t lo?t các b??c c? b?n mà m?i nhà s?n xu?t c?n th?c hi?n ngay bây gi? ?? chu?n b? cho quá trình tích h?p li?n m?ch khi Internet of Things và Internet công nghi?p tr? thành m?t ph?n không th? thi?u trong ngành công nghi?p.

Các b??c này bao g?m:

  • Thu th?p d? li?u k? thu?t s? m?t cách t? ??ng và liên t?c t? các thi?t b? và quy trình s?n xu?t.
  • T? ??ng hóa các quy trình s?n xu?t và qu?n lý thông tin m?t cách hi?u qu?, t? l?p k? ho?ch ??n ki?m soát ch?t l??ng.
  • K?t n?i toàn b? h? th?ng s?n xu?t v?i m?ng Internet và v?i nhau ?? t?o m?t môi tr??ng s?n xu?t thông minh và t??ng tác.
  • Cho phép truy c?p t? xa và qu?n lý d? li?u trong th?i gian th?c qua m?ng, giúp theo dõi hi?u su?t và th?c hi?n ?i?u ch?nh t? xa.
  • S? d?ng các công c? thân thi?n v?i Internet ?? t?i ?u hóa quy trình s?n xu?t, qu?n lý d? li?u và phát tri?n các ?ng d?ng m?i d?a trên d? li?u ?? c?i thi?n hi?u qu? s?n xu?t và ch?t l??ng s?n ph?m.

?i?u này ?ánh d?u m?t b??c quan tr?ng trong s? ti?n b? c?a ngành s?n xu?t, và nó c?ng là m?t ph?n không th? thi?u c?a vi?c ti?p t?c phát tri?n và t?i ?u hóa quy trình s?n xu?t trong môi tr??ng công nghi?p ngày nay.

Nhà máy c?a t??ng lai

Trong th?p k? t?i, quang c?nh c?a nhà máy s? thay ??i ?áng k?. Các nhà máy trong t??ng lai s? không ???c ?o l??ng b?ng kh? n?ng s?n xu?t mà b?ng cách s?n xu?t linh ho?t nh?t. L?i th? c?nh tranh c?a vi?c thu th?p d? li?u theo th?i gian th?c và kh? n?ng ?áp ?ng k?p th?i và thích ?ng v?i nhu c?u th? tr??ng s? thúc ??y các doanh nghi?p áp d?ng các công ngh? d?a trên web ph? bi?n h?n. Hãy t??ng t??ng m?t k?ch b?n trong ?ó t?t c? các thi?t b? trong nhà máy (b?t k? nhà s?n xu?t) liên l?c li?n m?ch và ngay l?p t?c v?i nhau v? s? l??ng nguyên li?u ?i vào dây chuy?n, c?ng nh? s? l??ng b? lo?i kh?i dây chuy?n và có th? c?nh báo cho ERP c?a nhà máy (l?p k? ho?ch ngu?n l?c doanh nghi?p) ho?c MES (h? th?ng th?c hi?n s?n xu?t) v? hàng t?n kho theo yêu c?u và b?t ??u ??t hàng l?i khi ngu?n cung tr? nên th?p. Hãy t??ng t??ng xa h?n r?ng “d? li?u l?n” có th? xâm nh?p vào nhà máy này t? th? gi?i bên ngoài, cung c?p cho h? th?ng s? li?u th?ng kê v? thói quen mua hàng c?a ng??i tiêu dùng và t? ??ng t?ng s?n l??ng vào nh?ng th?i ?i?m trong n?m khi xu h??ng d? li?u cho th?y nhu c?u v? m?t s?n ph?m ?ang ? m?c cao nh?t. Khai thác lu?ng d? li?u toàn c?u, nhà máy trong t??ng lai không ch? có th? t? ??ng hóa các quy trình thông minh ?? ?áp ?ng các m?c tiêu n?i b? c?a mình mà còn có th? d? ?oán các c? h?i và th?t b?i d?a trên các s? ki?n bên ngoài tr??c khi chúng x?y ra.

Nhà máy c?a t??ng lai

Tr?ng tâm c?a nhà máy t??ng lai này là kh? n?ng k?t n?i c?a các thi?t b? trên m?t ph??ng ti?n th?ng nh?t, c? trong và ngoài nhà máy. Nhi?u nhà máy ngày nay t?n d?ng các giao th?c công nghi?p c? th? (nh? EtherNet/IP™ ho?c PROFINET I/O ®) yêu c?u h?u h?t các thi?t b? t? ??ng hóa ph?i nói cùng m?t ngôn ng? c?ng nh? k? n?ng chuyên môn ?? l?p trình và cài ??t thi?t b? trên dây chuy?n. ?i?u gì s? x?y ra n?u c?u trúc liên k?t c?a nhà máy trông gi?ng Internet h?n, ???c xây d?ng trên các tiêu chu?n m?, n?i các thi?t b? – b?t k? nhà s?n xu?t hay lo?i nào – có th? giao ti?p v?i nhau mà không b? h?n ch?? Th? gi?i tiêu dùng ?ã t?p trung vào m?t ph??ng ti?n liên l?c duy nh?t; m?t h? th?ng toàn c?u cung c?p quy?n truy c?p vào nhi?u thông tin h?n, nhanh h?n và t? m?i n?i. M?ng này d?a trên ph??ng ti?n truy?n thông ph? bi?n nh?t: các giao th?c Internet. World Wide Web và các thi?t b? s? d?ng nó ?ang m? r?ng sang m?i th? tr??ng nh? các tiêu chu?n m?, ??n gi?n, giúp ph?n l?n d? li?u ???c thu th?p có s?n trên Internet.

EtherNet/IP™ là gì? EtherNet/IP™ là m?t giao th?c m?ng công nghi?p và m?t d? án c?a Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) ?? phát tri?n và thúc ??y s? phát tri?n c?a m?ng Ethernet trong các ?ng d?ng công nghi?p. Nó là m?t ph?n c?a h? các giao th?c Ethernet công nghi?p và ???c phát tri?n d?a trên chu?n Ethernet thông th??ng, nh?ng ???c t?i ?u hóa cho các m?c tiêu và yêu c?u riêng c?a môi tr??ng công nghi?p.

PROFINET I/O ® là gì? PROFINET I/O (PROcess FIeld NETwork Input/Output) là m?t giao th?c m?ng công nghi?p dùng ?? k?t n?i và truy?n thông gi?a các thi?t b? t? ??ng hóa trong môi tr??ng công nghi?p. Nó là m?t ph?n c?a h? th?ng PROFIBUS & PROFINET International (PI), m?t t? ch?c qu?c t? chuyên v? giao th?c m?ng công nghi?p. PROFINET I/O ???c phát tri?n d?a trên công ngh? Ethernet và TCP/IP, cho phép nhanh chóng và hi?u qu? truy?n thông gi?a các thi?t b? t? ??ng hóa nh? c?m bi?n, b? ?i?u khi?n, motor, và các thành ph?n khác trong quy trình s?n xu?t công nghi?p. Nó h? tr? truy?n thông th?i gian th?c và ???c s? d?ng r?ng rãi trong các ?ng d?ng công nghi?p ?? ki?m soát và giám sát quy trình s?n xu?t.

Internet v?n v?t công nghi?p

Vì các nhà máy trong quá kh? ?ã t?n d?ng nh?ng ti?n b? v? n?ng l??ng h?i n??c, ?i?n, công ngh? thông tin và t? ??ng hóa ?? ??t ???c l?i th? c?nh tranh trên th? tr??ng c?a mình, nên các nhà máy trong t??ng lai s? t?n d?ng Internet ?? thúc ??y cu?c cách m?ng công nghi?p ti?p theo c?a th? gi?i – Cu?c cách m?ng Internet công nghi?p. Các doanh nghi?p mu?n tích h?p li?n m?ch h?n v?i m?ng toàn c?u thông qua World Wide Web s? thay th? các n?n t?ng công nghi?p truy?n th?ng nh? ph?n m?m và b? ?i?u khi?n logic l?p trình (PLC) b?ng các công ngh? không ph? thu?c vào thi?t b?, h? ?i?u hành ho?c giao th?c. ?i?n toán ?ám mây an toàn s? thay th? các m?ng c?c b?, các d?ch v? web s? thay th? ph?n m?m và các thi?t b? có giao th?c Internet s? thay th? các thi?t b? s? d?ng l?i th? ??c quy?n ?? ràng bu?c các nhà máy v?i các giao th?c công nghi?p h?n ch? c?a quá kh?. B?ng cách th?c hi?n nh?ng thay ??i này ??i v?i c? s? h? t?ng Internet, các doanh nghi?p s? có th? – theo m?t ngh?a nào ?ó – v??t qua nh?ng gi?i h?n v? không gian và th?i gian. Thông tin ???c các thi?t b? trên sàn nhà máy thu th?p s? có th? truy c?p ???c t? b?t k? v? trí nào trong th?i gian th?c, m? c?ng liên l?c theo c? chi?u d?c (k?t n?i các máy trong nhà máy và cho phép cung c?p d? li?u ngay l?p t?c cho các bên liên quan trong các silo v?n hành) và theo chi?u ngang (m?t khung cho toàn b? chu?i cung ?ng, gi?a các phòng ban, ??n v? kinh doanh, ??a ?i?m nhà máy trên toàn c?u và th?m chí vào các th? tr??ng khác).

Internet v?n v?t công nghi?p

Chìa khóa ?? m? cánh c?ng này là công ngh? có th? truy c?p Internet. B?t k? thi?t b? nào có ??a ch? IP ??u có th? ???c ??nh v? và truy c?p b?i các d?ch v? web thi?t l?p m?t m?ng m?, chung cho t?t c? các thi?t b? trên khuôn kh? Internet. Internet of Things (IoT) này bao g?m t?t c?, xác ??nh m?t m?ng thu th?p d? li?u trên m?i “v?t” có th? có trên th? gi?i – t? máy theo dõi th? d?c cá nhân, theo dõi th?i ti?t, ??n nhà thông minh, ??n nhà máy. Khi th?o lu?n c? th? v? nhà máy (trong ?ó các thi?t b? công nghi?p nh? c?m bi?n, công t?c, robot, máy t? ??ng hóa và c? ?i?n t? là nh?ng “v?t th?” ???c k?t n?i), t?p h?p con này c?a Internet v?n v?t ???c g?i là Internet v?n v?t công nghi?p ( IIoT). Internet v?n v?t công nghi?p k?t h?p ng??i tiêu dùng và doanh nghi?p trên m?t ph??ng ti?n Internet duy nh?t, n?i d? li?u l?n ???c thu th?p b?i t?t c? các thành ph?n trong m?ng có th? ???c t?n d?ng ?? ??a ra các quy?t ??nh kinh doanh nhanh h?n, quan tr?ng h?n và t? ??ng h?n.

?? ??a ra m?t ví d?, hãy t??ng t??ng tác ??ng c?a vi?c ??a ngành s?n xu?t d??c ph?m ti?p xúc v?i d? li?u l?n t? các l?nh v?c khác. Ngành ch?m sóc s?c kh?e có th? thu th?p d? li?u v? s? l??ng b?nh nhân ??n các c? s? y t? ?? gi?i quy?t m?t b?nh nhi?m trùng thông th??ng. V?i d? li?u này ???c chia s? trên Internet toàn c?u, các công ty ???c k?t n?i trong ngành d??c ph?m có th? t?n d?ng s? li?u này ?? t?ng ??u t? vào các lo?i thu?c gi?i quy?t tình tr?ng lây nhi?m ho?c t?ng s?n xu?t thu?c ? m?t s? khu v?c nh?t ??nh n?i lây nhi?m ph? bi?n nh?t. Vi?c s? d?ng IoT cho m?c ?ích này mang l?i l?i ích to l?n cho c? ng??i tiêu dùng và doanh nghi?p – các v?n ?? v? s?c kh?e ng??i tiêu dùng ???c gi?i quy?t nhanh chóng và các nhà s?n xu?t ph?n ?ng nhanh nh?t s? có l?i nhu?n cao nh?t.

Quan ni?m sai l?m ph? bi?n

M?t sai l?m ph? bi?n và thi?u hi?u bi?t v? Internet of Things (IoT) mà nhi?u ng??i v?n m?c ph?i là ??i di?n v?i m?t s? ??n gi?n hóa v? IoT, trong ?ó nó ch? ??n gi?n là k?t n?i các thi?t b? thông minh và cho phép chúng t??ng tác v?i nhau. Tuy nhiên, ?? hi?u ?úng b?n ch?t c?a IoT, chúng ta c?n xem xét nó qua ba khía c?nh quan tr?ng:

Quan ni?m sai l?m ph? bi?n
  • Thi?t b? thông minh và trí thông minh c?c b?: IoT không ch? ??n thu?n là vi?c n?i k?t các thi?t b? thông minh v?i nhau. ?i?u quan tr?ng là chúng ph?i có kh? n?ng nh?n d? li?u, x? lý thông tin, và ??a ra ph?n h?i thông minh. Các thi?t b? này ???c trang b? trí tu? c?c b?, cho phép h? th?c hi?n các tác v? thông minh và t? ??ng.
  • Chia s? d?ch v? và giao ti?p thông qua API: IoT cung c?p c? h?i cho các thi?t b? này ?? t??ng tác và chia s? d? li?u thông qua các d?ch v? chung ho?c giao di?n ch??ng trình ?ng d?ng (API). ?i?u này có ngh?a r?ng chúng không ch? t??ng tác m?t cách ng?u nhiên mà còn ph?i hoàn thành các nhi?m v? c? th? và h?u ích thông qua các giao th?c tiêu chu?n, ??m b?o tính liên k?t và hi?u su?t.
  • K?t n?i toàn c?u v?i Internet: IoT không gi?i h?n trong m?t m?ng c?c b?. Thay vào ?ó, các thi?t b? IoT ???c k?t n?i v?i Internet toàn c?u thông qua các ph??ng ti?n k?t n?i. ?i?u này cho phép h? truy?n và nh?n thông tin không ch? trong ph?m vi m?ng c?c b? mà còn t? kh?p n?i trên th? gi?i. ?i?u này t?o ra m?t kh? n?ng k?t n?i m?ng l??i toàn c?u, m? ra kh? n?ng phân tích và ph?n h?i trên m?t kh?i l??ng d? li?u l?n ???c t?o ra trong quá trình giao ti?p gi?a các thi?t b?.

Nh?m l?n v? IoT th??ng xu?t phát t? vi?c ?ánh giá nó ch? qua góc nhìn c?a các công ngh? m?ng hi?n t?i, nh? M2M (máy v?i máy) và m?ng công nghi?p. M?c dù nh?ng y?u t? này ?óng m?t vai trò quan tr?ng trong vi?c phát tri?n c?a nhà máy và ngành công nghi?p, nh?ng chúng không ??i di?n cho khía c?nh toàn c?u và m?ng l??i các thi?t b? thông minh ???c k?t n?i v?i Internet toàn c?u ?? th?c hi?n chia s?, phân tích và ph?n h?i trên kh?i l??ng d? li?u kh?ng l? ???c t?o ra trong quá trình giao ti?p gi?a các thi?t b?, ?i?u quan tr?ng nh?t ?? hi?u và khai thác giá tr? c?a IoT.

K?t n?i thi?t b? qua giao th?c công nghi?p

Môi tr??ng s?n xu?t và nhà máy hi?n ?ang ch?ng ki?n m?t s? bùng n? v? s? ph? bi?n c?a m?ng “máy v?i máy” (M2M) công nghi?p, m?t h? th?ng giúp k?t n?i và t? ??ng hóa các thi?t b? trên kh?p sàn nhà máy. T? th?p k? 1980, các h? th?ng PLC (Programmable Logic Controller) ?ã s? d?ng các giao th?c công nghi?p nh? EtherNet/IP, PROFINET I/O và các giao th?c t??ng t? ?? thi?t l?p các k?t n?i gi?a các máy, b?ng cách thu th?p và truy?n d? li?u t? m?t trung tâm ?i?u khi?n t?i các thi?t b? khác trên sàn.

M?t trong nh?ng thách th?c quan tr?ng ??i di?n M2M công nghi?p là vi?c m?i thi?t b? trong h? th?ng này th??ng s? d?ng m?t ho?c m?t b? giao th?c ??c quy?n. ?i?u này ??ng ngh?a r?ng m?i thi?t b? ph?i s? d?ng ngôn ng? riêng c?a nó ?? giao ti?p v?i các thi?t b? khác. Ch?ng h?n, ?? tham gia vào m?ng EtherNet/IP, m?t thi?t b? nh? ??u ??c mã v?ch, robot ho?c PLC ph?i h? tr? giao th?c EtherNet/IP. Mã ngu?n th??ng ???c phát tri?n riêng cho m?i h? th?ng này, d?n ??n vi?c d? li?u thu th?p và giao di?n truy c?p ??u ??c nh?t vô nh? cho t?ng h? th?ng c? th?.

K?t n?i thi?t b? qua giao th?c công nghi?p

Hai khía c?nh chính c?a thách th?c này ?áng l?u ý:

  • Th? nh?t, vi?c chia s? d? li?u tr? nên ph?c t?p trong môi tr??ng nhà máy, vì m?i thi?t b? ???c thi?t k? cho m?c ?ích c? th? và không ph?i lúc nào c?ng s? d?ng cùng m?t ngôn ng? giao ti?p.
  • Th? hai, các thi?t b? công nghi?p không s? d?ng ngôn ng? chung c?a Internet nh? HTTP (HyperText Transfer Protocol), mà thay vào ?ó, các giao th?c công nghi?p chi?m ?u th?, gây khó kh?n khi c? g?ng k?t n?i toàn c?u và tri?n khai Công Nghi?p Internet of Things (IIoT).

K?t qu? c?a nh?ng thách th?c này là ràng bu?c chúng ta trong ph?m vi m?ng c?c b? và gây khó kh?n khi c? g?ng m? r?ng quy?n truy c?p d? li?u và tri?n khai IIoT trên quy mô toàn c?u. ?i?u này ??t ra câu h?i v? cách chúng ta có th? th?c hi?n vi?c k?t n?i toàn c?u cho các thi?t b? công nghi?p và chia s? thông tin m?t cách hi?u qu? trong b?i c?nh ngày nay, n?i tích h?p m?ng l??i và k?t n?i toàn c?u ?ang tr? thành m?t y?u t? quan tr?ng trong vi?c phát tri?n công ngh? IIoT th?c s?.

Tags: , , , , , , , ,