NHÀ MÁY KỸ THUẬT SỐ: SẢN XUẤT THÔNG MINH ĐANG THÚC ĐẨY NGÀNH CÔNG NGHIỆP 4.0 NHƯ THẾ NÀO ?
Digital Factory là gì?
Một nhà máy kỹ thuật số (Digital Factory) sử dụng công nghệ để tự động chia sẻ thông tin trong suốt quá trình hoạt động, bao gồm dữ liệu từ vật liệu, con người và máy móc. Sản xuất kỹ thuật số (Digital Manufacturing) dựa trên một hệ thống tích hợp bao gồm các công nghệ mô phỏng, thiết bị được kết nối và các công cụ hỗ trợ.
Không một công nghệ nào có thể biến một nhà máy bình thường, cổ điển thành một nhà máy kỹ thuật số ngay lập tức. Thay vào đó, có nhiều điểm chung về công nghệ, tính chất giữa các nhà máy số thường , nhà máy sản xuất nào kết hợp được nhiều công nghệ sẽ có thể được coi là “nhà máy kỹ thuật số“.
Các công nghệ bạn có thể tìm thấy trong một nhà máy số gồm:
Industrial Internet of Things (IIoT) (Internet vạn vật cho công nghiệp)
IIoT bao gồm các cảm biến nhỏ và phần cứng khác nhau được kết nối và liên hệ trực tiếp với nhau. Chúng có thể được sử dụng để quản lý tài sản, giảm tiêu thụ năng lượng thông qua HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning – Hệ thống điều hòa không khí) và chiếu sáng thông minh, hoặc thu thập dữ liệu máy móc, và số lượng các khả năng sử dụng gần như không giới hạn đối với IIoT trong sản xuất.
Big Data
Khi các thiết bị IIoT thu thập dữ liệu, chúng sẽ phải đến đâu đó. Tương tự các dữ liệu mà các nhà sản xuất thường thu thập như dữ liệu khách hàng, dữ liệu sản xuất, dữ liệu nhà cung cấp, v.v. Big data chỉ đơn giản đề cập đến những kho thông tin khổng lồ mà các nhà sản xuất có thể rút ra cũng như sắp xếp và quản lý những thông tin này bằng các công cụ và phần mềm phân tích khác.
Phân tích dự đoán và Học máy (Predictive Analytics and Machine Learning)
Liên quan đến sản xuất, cũng như các ngành công nghiệp khác, Học máy và Phân tích dự đoán từ dữ liệu là một trong những mảng sử dụng các dữ liệu thu thập được đề cập ở phần trên. Dữ liệu có thể được kết hợp và sử dụng để thúc đẩy các mô hình học máy cung cấp thông tin chi tiết về việc ra quyết định từ các bộ thông tin, khi mà việc đó có thể quá phức tạp đối với con người. Học máy và phân tích dự đoán có thể được sử dụng để dự báo nhu cầu, bảo trì máy móc, chỉ ra cơ hội trên thị trường, và nhiều hơn nữa. Đây là một khía cạnh rất mạnh của một nhà máy kỹ thuật số.
Tự động hóa (Automation)
Với các cỗ máy thông minh, tự động, được kết nối để thay thế con người trong vòng sản xuất. Trong nhiều trường hợp, máy móc có khả năng xử lý nhiệm vụ nhanh hơn và chính xác hơn so với con người. Tự động hóa công nghiệp giải phóng con người, nhằm tập trung hơn vào các nhiệm vụ nhận thức phức tạp khác phù hợp hơn với trí não con người (ít nhất là cho ngày nay.)
Một số nhà máy kỹ thuật số đưa tự động hóa lên một tầm cao mới bằng cách sử dụng các kỹ thuật sản xuất lights-out, đưa con người ra khỏi quy trình sản xuất. Thuật ngữ này xuất phát từ khả năng khởi động nhà máy, tắt đèn và bước ra ngoài và chắc chắn rằng nhà máy vẫn sẽ tiếp tục sản xuất, thậm chí 24 giờ một ngày, mà không cần sự can thiệp của con người (điển hình như nhà máy của Tesla)
Công nghệ điện toán đám mây và Điện toán biên ( Cloud and Edge Computing Technology)
Công nghệ đám mây cho các nhà máy số khả năng lưu trữ và phân tích những vùng dữ liệu rộng lớn bằng cách sử dụng thiết bị có bảo mật khi mà chia sẻ với người khác, truy cập thông qua web. Công nghệ đám mây mang đến các nhà sản xuất máy móc nhanh hơn và mạnh hơn cùng với khả năng lưu trữ lớn hơn (bảo mật cao hơn) so với những thiết bị, máy tính nội bộ.
Điện toán biên lấy dữ liệu đến từ nhà máy và xử lý nó ngay tại đó, loại bỏ thời gian chờ đợi cần có để tải lên đám mây, phân tích và phân phối lại thông tin đến nhà máy. Điện toán biên cho phép phân tích thời gian thực và ra quyết định cực nhanh bằng cách sử dụng dữ liệu và có các cơ chế cực kỳ an toàn, dự đoán lúc bảo trì và các tác vụ tương tự, tính toán liên quan đến thời gian.
Các nhà máy số có điểm gì chung?
Không giấy: Bởi vì các quy trình được số hóa, không cần giấy trong một nhà máy kỹ thuật số. Mọi thứ được lưu trữ trên đám mây hoặc cục bộ, ở định dạng số.
Connected Stack: Như đã đề cập, không phải về việc có công nghệ này hay công nghệ khác, mà là có một hệ thống các công nghệ tích hợp. Bao gồm thông tin PLC (Programmable Logic Controller) từ nhà máy, hợp nhất với dữ liệu ERP (Enterprise Resort Planning), hợp nhất với dữ liệu MES (Manufacturing Excution System) và SCADA (Supervisori Control And Data Acquisition) , v.v. Việc trao đổi thông tin giữa các máy móc cho phép ra quyết định nhanh chóng, dựa trên dữ liệu, máy móc định hướng ở bất kỳ giai đoạn nào của quy trình sản xuất.
Số liệu thời gian thực: Để vận hành hiệu quả một nhà máy kỹ thuật số, các nhà sản xuất phải có quyền truy cập vào các số liệu thời gian thực cho phép họ điều chỉnh trực tiếp kế hoạch để đảm bảo mục tiêu sản xuất và các sáng kiến khác của công ty.
Phân tích Big data: Có hàng tấn dữ liệu không tốt, dữ liệu thừa, rác trừ khi nó được xử lý và phân tích. Loại phân tích này giúp các nhà máy số đưa ra quyết định sáng suốt hơn dựa trên thông kê, phân tích, cho phép họ phát hiện xu hướng, cơ hội, vấn đề và lĩnh vực để tăng hiệu quả.
Lợi ích của một nhà máy số là gì?
Một trong những lợi ích rõ ràng nhất của một nhà máy số thúc đẩy tính hiệu quả. Bằng cách loại bỏ các giai đoạn do con người đảm nhiệm không chỉ chậm, có thể bị sai lệch hoặc đơn giản là không chính xác, các nhà máy sẽ sản xuất nhiều hơn với ít thời gian, ít tài nguyên vật liệu , ít trục trặc hơn và ít phế liệu, v.v.
Mặc dù nhiều nhân viên ngành sản xuất lo lắng rằng dòng chảy tự động hóa và các công nghệ kỹ thuật số khác sẽ khiến họ mất việc, sản xuất kỹ thuật số mở ra cơ hội cho nhiều công việc mới, được trả lương cao hơn khiến người ta thấy hấp dẫn và hoàn thành công việc tốt hơn. Những công việc được trả lương cao hơn này cũng thu hút các tài năng trẻ, mới vào lĩnh vực này với những hiểu biết và khái niệm mới để cải tiến hơn cơ sở sản xuất.
Tương tự như vậy, các nhà máy kỹ thuật số là nơi cho ra đời những sự đổi mới. Do sự nhanh nhạy của hệ thống thông qua phân tích thời gian thực, sẽ có nhiều các thử nghiệm, sáng tạo, tìm giải pháp cho các vấn đề mới trên thị trường và kiểm tra ý tưởng ở quy mô lớn mà không tốn quá nhiều nguồn lực.
Các nhà máy số thậm chí còn gia tăng sự hài lòng của khách hàng, bởi vì chi phí có thể giảm, thời gian vận chuyển có thể giảm, trong khi chất lượng và tính nhất quán tăng lên.
Phần mềm nhà máy kỹ thuật số
Pyriot M2C hỗ trợ các ý tưởng cho nhà máy số ở mọi cấp độ thực hiện. Từ các đầu nối dữ liệu tốc độ cao của chúng tôi, thu thập dữ liệu máy trực tiếp từ nguồn ở 1kHz (nhanh hơn 1000 lần so với 1hZ có sẵn trên hầu hết các cảm biến công nghiệp) đến phần mềm tiêu chuẩn hóa dữ liệu của chúng tôi đảm bảo thông tin bạn thu thập hòa hợp với nhau và giúp bạn có kết quả hiển ngay lập tức.
Khả năng điện toán đám mây (Cloud computing) và biên (Edge) của chúng tôi hỗ trợ cả phân tích chuyên sâu và lưu trữ lâu dài hạn trên đám mây cũng như phân tích thời gian thực gần như ngay lập tức để thúc đẩy việc ra quyết định nhanh chóng.
Và trên vùng hiển thị, dashboard tùy chỉnh của Pyriot M2C cung cấp nhiều chế độ xem khác nhau cho dữ liệu của bạn, cho dù đó là tổng quan hàng quý cho các giám đốc hoặc số liệu thống kê sản xuất theo thời gian thực trên sàn cửa hàng, mọi người đều có thể truy cập thông tin họ cần khi họ cần nó ở định dạng đơn giản để hiểu.
Và đối với nhân viên vận khu sản xuất, chúng tôi cung cấp những bảng tính trực tiếp tại máy móc để họ có thể nắm được bối cảnh của con người với dữ liệu thu thập – thúc đẩy con người chứ không loại bỏ họ khỏi vòng sản xuất.
Tất cả điều này cộng với bảo mật cấp công nghiệp sẽ cho phép khách hàng nhìn thấy ROI (Return On Invesment – Lợi nhuận ròng) trong ít nhất là năm ngày.
