Những lợi ích của việc số hóa hoạt động sản xuất
Số hóa trong sản xuất là sự thay đổi trong cách thức sản phẩm được thiết kế, chế tạo, vận hành và bảo dưỡng. Nó không chỉ là sự biến đổi về vận hành, quy trình mà còn là dòng chảy năng lượng và vật chất trong các nhà máy và chuỗi cung ứng
Số hóa trong nền sản xuất hiện đại
Các công nghệ thúc đẩy
Kể từ khi thuật ngữ “Công nghiệp 4.0” xuất hiện ở Châu Âu, “Internet Vạn Vật Công nghiệp” ở Mỹ, hay gọi một cách ngắn gọn là “Sản xuất thông minh”, ứng dụng của công nghệ thông tin (ICT) đã tác động đến mọi khía cạnh của sản xuất và định hình lại sản xuất hiện đại.
Sản xuất thông minh đang được thúc đẩy bởi sự ra đời và hoàn thiện của nhiều công nghệ, bao gồm: Máy tính hiệu năng cao (HPC)-hỗ trợ thiết kế số (CAD) và phần mềm kỹ thuật(CAE); điện toán đám mây; Internet vạn vật (IoT);cảm biến công nghệ cao; In 3d; người máy công nghiệp; phân tích dữ liệu; máy học; và kết nối không dây cho phép giao tiếp giữa máy với máy (M2M) tốt hơn. Trong số những điều quan trọng nhất trong số này là sự kết hợp của cảm biến và phần mềm vào Internet vạn vật (IoT).
Cảm biến tích hợp trong thiết bị
Trong môi trường nhà máy, IoT đề cập đến việc sử dụng các cảm biến trong thiết bị sản xuất (chẳng hạn như rô bốt, máy dập, thiết bị truyền động, máy in 3D, máy tính máy điều khiển số (CNC), v.v.) và các sản phẩm mà chúng tạo ra (chẳng hạn như động cơ phản lực, tuabin khí, thiết bị phóng xạ, xe cộ, v.v.) để cho phép dòng chảy thông tin trong thời gian thực về tình trạng hoạt động và tình trạng của thiết bị hoặc sản phẩm.
Với IoT, các thiết bị về cơ bản được hỗ trợ bởi “điện toán nhúng” cho phép chúng tương tác và giao tiếp với nhau. Bằng cách này, nhiều “Things” trong IoT là các cảm biến thực sự được nhúng trong các thiết bị, máy móc và sản phẩm đo lường mọi thứ từ sản lượng, tiêu thụ, hao mòn, tải, vị trí và công suất đến hoạt động nổi bật các điều kiện như nhiệt độ, độ ẩm và dòng điện.
Sử dụng hiệu quả thông tin
IoT sẽ hỗ trợ hệ thống thực thi sản xuất, hệ thống quản lý kho, kiểm soát kho hàng hệ thống và hệ thống quản lý vận chuyển được triển khai tại các tầng cửa hàng và nhà kho.
Tích hợp thông tin này từ nhiều máy trên nền tảng nhà máy — và sau đó với thông tin từ các nhà máy khác trong chuỗi sản xuất, bao gồm cả những nhà máy của nhà cung cấp — có thể trang bị cho các doanh nghiệp sản xuất thông tin chi tiết theo thời gian thực về quy trình sản xuất và cung cấp cho họ thông tin cần thiết để cải tiến quyết định hoạt động và sản xuất. Những cảm biến này đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các luồng thông tin mà các kỹ thuật sản xuất thông minh dựa vào đó.
Việc ứng dụng IoT được dự đoán sẽ tạo ra giá trị từ 1,2 đến 3,7 nghìn tỷ đô la trên toàn cầu vào năm 2025, theo bốn hình thức chính:
- Tăng cường hiệu quả vận hành
- Dự đoán và bảo trì phòng ngừa
- Quản lý chuỗi cung ứng
- Quản lý hàng tồn kho và hậu cần.
Trở ngại khi thực hiện số hóa nhà máy
Trên thưc tế, các nhà sản xuất lớn cũng như nhỏ đều phải đối mặt với một số những trở ngại trong việc tiến tới hiện thực hóa sản xuất thông minh. Nguyên nhân chính đến từ sự thiếu nhận thức, chuyên môn nội bộ và điều kiện cần thiết như kỹ năng của lực lượng lao động nội bộ để hỗ trợ công nghệ kỹ thuật số là lý do chính để họ tỷ lệ đầu tư IIoT thấp.
Nói rộng hơn, IoT vẫn phải đối mặt với khả năng tương tác và những thách thức về tiêu chuẩn hóa và bản thân một số phần mềm và công nghệ vẫn có lỗi và các vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết. Cuối cùng, nhiều nhà sản xuất (đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ) chỉ đơn giản không biết bắt đầu từ đâu hoặc cách triển khai công nghệ kỹ thuật số để giải quyết công việc kinh doanh cụ thể vấn đề theo cách tạo ra lợi tức đầu tư dương.
Số hóa sản xuất tác động đến năng suất
Số hóa bằng cách áp dụng kỹ thuật mới và nâng cấp máy cũ
Việc áp dụng các công nghệ sản xuất kỹ thuật số mới có thể tạo ra tác động đến năng suất đối với các công ty tích hợp thành công các công nghệ này vào hoạt động của họ. Cần lưu ý là phần lớn giá trị (80 đến 90 phần trăm theo một số ước tính) được tạo ra trước đó là các cuộc cách mạng công nghiệp bắt nguồn từ việc thay thế máy cũ bằng máy mới.
Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, sẽ không nhất thiết cần thay thế các máy hiện có mà ta có thể trang bị cho chúng các cảm biến thu thập và giao tiếp dữ liệu để những máy đó có thể được sử dụng hiệu quả và năng suất hơn, và do đó các doanh nghiệp sẽ được trang bị thông tin cần thiết để tạo điều kiện thuận lợi trong việc đưa ra quyết định. Do đó, ngay cả khi không liên quan đến việc thay thế máy móc, công nghệ kỹ thuật số sẽ cho phép tăng năng suất và tạo ra mô hình kinh doanh mới.
Năng suất tăng lên ở mọi mặt
Phân tích sâu hơn về nguồn gốc của những mức tăng năng suất đó, có thể nhận thấy rằng giá trị từ việc áp dụng Internet of Things trong sản xuất sẽ chủ yếu phát sinh từ cải tiến năng suất, bao gồm cải tiến 10 đến 25 phần trăm hiệu quả lao động và tiết kiệm năng lượng từ 10 đến 20 phần trăm.
Tác động của IoT để tạo điều kiện cho việc bảo trì thiết bị nhà máy dự đoán và phòng ngừa sẽ là một động lực quan trọng rất có giá trị. Người ta ước tính rằng IoT sẽ làm giảm chi phí bảo trì thiết bị nhà máy lên đến 40 phần trăm, giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị lên đến 50 phần trăm, kéo dài tuổi thọ máy từ 20 đến 40 phần trăm và giảm chi phí đầu tư thiết bị cần thiết (để thay thế thiết bị bị lỗi) đến 5%, tạo ra 630 tỷ đô la hàng năm vào năm 2025.
Tăng hiệu quả quản lý kho và giảm tai nạn lao động
Bằng cách sử dụng thiết bị tự động, cảm biến để loại bỏ nhiều lỗi do con người và máy móc gây ra giảm năng suất. Báo cáo ước tính thêm rằng các biện pháp tối ưu hóa hàng tồn kho có hỗ trợ IoT, có thể tiết kiệm 20 đến 50% chi phí vận chuyển hàng hóa tại nhà máy và các công nghệ cảm biến hỗ trợ IoT có thể được áp dụng để cảnh báo hoặc tạm dừng thiết bị hoặc các cá nhân nếu họ đến quá gần nhau; điều này có thể làm giảm thương tích cho công nhân môi trường nhà máy từ 10 đến 25 phần trăm, tạo ra khoản tiết kiệm tới 225 tỷ đô la mỗi năm trên toàn cầu vào năm 2025.
Những ước tính đó đến từ nghiên cứu dựa trên khảo sát trong báo cáo năm 2015 của McKinsey “Công nghiệp 4.0: Industry 4.0: How to Navigate Digitization of the Manufacturing Sector. ”
Nguồn tham khảo:
Stephen J. Ezell, “A Policymaker’s Guide to Smart Manufacturing,” (Information Technology and Innovation Foundation, November 2016), 1, http://www2.itif.org/2016-policymakers-guide-smartmanufacturing.pdf.
Daniel Castro and Jordan Misra, “The Internet of Things” (Center for Date Innovation, November 2013), http://www2.datainnovation.org/2013-internet-of-things.pdf.
Michael Rüßmann et al. “Industry 4.0: The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries” (Boston Consulting Group, April 2015), 6, https://www.zvw.de/media.media.72e472fb1698-4a15-8858-344351c8902f.original.pdf.
Scott A. Nelson and Paul Metaxatos, “The Internet of Things Needs Design, Not Just Technology,” Harvard Business Review, April 29, 2016, https://hbr.org/2016/04/the-internet-of-things-needs-designnot-just-technology.
McKinsey and Company, “Industry 4.0: How to Navigate Digitization of the Manufacturing Sector,”
