Nhà máy thông minh (Smart Factory)
“Nhà máy thông minh”: cơ sở hạ tầng vật lý được cung cấp bởi công nghệ thông tin và truyền thông, giúp thu thập thông tin chi tiết từ dữ liệu trong bối cảnh.
Tự động hóa được cung cấp bởi thông tin chi tiết, cho phép thực hiện các quy trình kinh doanh và cung cấp đầu ra được lập trình với sự can thiệp tối thiểu của con người. Một môi trường vật lý mạng như vậy, được thành lập trên Mạng lưới Internet vạn vật công nghiệp (IIoT), là nền tảng của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư đang mang lại “trí thông minh” cho sản xuất.
Sản xuất tinh gọn (LEAN production)
Công nghiệp 4.0 thay đổi cách hoạt động của các nhà máy bằng cách tạo ra một môi trường thuận lợi cho các hoạt động đúng giờ Just-In-Time (JIT) cho sản xuất, quản lý đơn hàng và giao hàng. Nó không chỉ kết nối các hệ thống phụ khác nhau của một tầng cửa hàng mà còn thiết lập các liên kết kỹ thuật số giữa dây chuyền lắp ráp hoặc đơn vị chế biến và văn phòng thiết kế sản phẩm, dịch vụ hậu cần, chuỗi cung ứng và các bên liên quan.
Một nhà máy được kết nối sản xuất các sản phẩm chất lượng cao trong chu kỳ sản xuất ngắn hơn và đáp ứng nhu cầu của khách hàng về sự đa dạng của sản phẩm, cũng như giảm thiểu lãng phí trong quá trình hoạt động. Sự tương tác giữa các cảm biến, dữ liệu và phân tích là chất xúc tác cho cuộc cách mạng này.
Cảm biến (Sensors)
Các nhà máy được kết nối theo dõi vị trí của lao động, vật liệu, máy móc và các tài sản chuyển động theo thời gian thực. IIoT số hóa môi trường sản xuất bằng cách tích hợp Hệ thống Thực thi Sản xuất và Hệ thống Hoạch định Nguồn lực Doanh nghiệp với các thiết bị nhúng và công cụ quy trình để giao tiếp theo thời gian thực.
Cho ví dụ, các thẻ thông minh có thể được nhúng để chuyển đổi một thùng phụ tùng tại cơ sở sản xuất thành một thùng tự động, ghi lại vị trí và nội dung kỹ thuật số, đồng thời giao tiếp khi cần được bổ sung.
Các phương tiện tự lái, hệ thống hàng rào địa lý để vận chuyển và xử lý vật liệu, các giải pháp giám sát nguy hiểm cho an ninh và an toàn công nghiệp, và các công cụ kiểm soát chất lượng từ xa để quản lý chất lượng không khí, nước và sản phẩm phụ thuộc vào cảm biến và công nghệ truyền thông để hoạt động tối ưu. Mạng lưới các thành phần, cảm biến và bộ điều khiển được kết nối cung cấp khối lượng lớn dữ liệu hữu ích ở nhiều dạng và định dạng.
Dữ liệu (Data)
Luồng dữ liệu liền mạch giữa máy móc và hệ thống doanh nghiệp thống nhất toàn bộ quy trình sản xuất. Các công cụ dữ liệu lớn sử dụng dữ liệu ở bất cứ đâu – đôi khi ngay cả trong môi trường bên ngoài cơ sở sản xuất – và ở các định dạng có cấu trúc, phi cấu trúc và bán cấu trúc, để cung cấp khả năng hiển thị vào môi trường sản xuất.
Nó tạo điều kiện tăng cường hoạt động sản xuất năng động. Thiết bị thông minh và công nghệ của Công nghiệp 4.0 cho phép các nhà sản xuất bất chấp lợi thế quy mô và lắp ráp các sản phẩm tùy chỉnh hoặc xử lý các hoạt động sản xuất quy mô nhỏ, mang lại lợi nhuận.
Hoạt động linh hoạt và dữ liệu thời gian thực từ con người, hệ thống với hệ thống và giao thức giao tiếp giữa con người với con người cải thiện chất lượng và độ tin cậy thông qua các biện pháp can thiệp kịp thời trước và trong quá trình sản xuất.
IIoT tận dụng dữ liệu để thúc đẩy các dây chuyền sản xuất tự tổ chức. Trong trường hợp thùng tự động, khi các cảm biến kích hoạt yêu cầu bổ sung, dữ liệu trong hệ thống quản lý đơn đặt hàng sẽ đáp ứng yêu cầu. Việc đồng bộ hóa lịch trình sản xuất và các hoạt động của chuỗi cung ứng dựa trên dữ liệu thời gian thực từ các thiết bị IoT cho phép vật liệu vào thùng được chuyển đến ngay trong thời gian ngắn.
Điện toán đám mây cho phép các nhà máy thông minh tạo, xử lý và lưu trữ các tập dữ liệu lớn với chi phí hiệu quả. Kiến trúc đám mây có thể mở rộng và an toàn đáp ứng các yêu cầu của hệ sinh thái được kết nối. Tuy nhiên, dữ liệu thô cung cấp những lợi ích hạn chế. Cần có các mô hình phân tích tinh vi để kiếm tiền từ dữ liệu lớn và dự đoán các yêu cầu.
Phân tích (Analytics)
Giá trị của IIoT vượt qua việc đo lường, cảm nhận và kiểm soát tự động các hoạt động. Các công cụ phân tích tiên tiến và mô hình nhận thức áp dụng dữ liệu lớn một cách thông minh để tạo ra một môi trường đáp ứng và tự phục hồi cho nhà máy tương lai. Các công cụ phân tích dự đoán khai thác thông tin thông minh từ khách hàng, nhà cung cấp, thiết bị và dữ liệu sản xuất, sau đó có thể được sử dụng thực hiện.
Phân tích dự đoán giảm thiểu thời gian chết để trang bị lại thiết bị và bảo trì các tài sản. Mô phỏng ngăn chặn sự thất bại của sản phẩm mới. quan trọng hơn, phân tích giúp OEM tăng doanh thu từ các dịch vụ sau bán hàng bằng cách dự báo chính xác tuổi thọ và các yêu cầu bảo trì của thành phẩm.
Các dịch vụ bảo trì, đặt hàng, tiếp nhận, lắp ráp, vận chuyển và sau bán hàng tự động đảm bảo tính linh hoạt trong khi phân tích thúc đẩy quá trình tự tối ưu hóa. Quay trở lại ví dụ về thùng tự động, trong khi thông tin cảm biến và quản lý dữ liệu đơn đặt hàng tự động cho phép chiến lược kiểm kê JIT, các khuôn khổ phân tích có thể xác định các khu vực để tăng hiệu quả và giảm chi phí – thông qua việc sắp xếp lại trình tự trong dây chuyền sản xuất, định cấu hình lại sản phẩm sử dụng bộ phận hoặc thay thế bằng một bộ phận tiết kiệm hơn.
Công nghiệp 4.0 giúp hệ sinh thái sản xuất tự chủ cảm nhận bối cảnh, thích ứng với các ràng buộc và phản ứng / tổ chức hành động trước để đạt được mục tiêu kinh doanh. Ứng dụng công nghiệp của Internet of Things (IoT) và phân tích dữ liệu sẽ dẫn đến việc ra quyết định dựa trên thực tế, đến lượt, sẽ được thực hiện như một vấn đề thường xuyên bởi các máy móc tự hành.
Ngay cả với việc giám sát kỹ thuật số các quá trình vật lý thông qua các công nghệ dựa trên cảm biến, con người vẫn sẽ thúc đẩy tương lai của ngành sản xuất. Con người, được giải phóng khỏi thói quen của công nghệ, sẽ tìm cách hướng năng suất mới được tìm thấy của họ vào những nhiệm vụ chỉ có thể thực hiện bằng trí tưởng tượng và trí thông minh của con người – như việc tạo ra các sản phẩm mới hữu ích phải được sản xuất để giải quyết các vấn đề của thời đại chúng ta.
