Nhà máy thông minh là gì và vai trò của nó trong sản xuất?

Nhà máy thông minh là gì?

Nhà máy thông minh là một khái niệm chỉ nhà máy có khả năng kết hợp các quy trình và hoạt động sản xuất vật lý với các giải pháp công nghệ kỹ thuật số tiên tiến, như điện toán thông minh, dữ liệu lớn, cảm biến nhúng, kết nối mạng và học máy. Nhà máy thông minh tạo ra một hệ thống linh hoạt và hiệu quả hơn, cho phép các công ty tối ưu hóa sản xuất và quản lý chuỗi cung ứng một cách thông minh. Nhà máy thông minh là một phần của công nghiệp 4.0, một giai đoạn mới trong cách mạng công nghiệp, trong đó dữ liệu thời gian thực được sử dụng để điều khiển và cải thiện các quy trình sản xuất.

Để phát triển theo hướng nhà máy thông minh, các nhà máy cần thay đổi cách tiếp cận của họ với mọi khía cạnh của hoạt động sản xuất, từ chiến lược tự động hóa cho đến chiến thuật phát triển lực lượng lao động. Trong quá trình này, các nhà sản xuất cần được trang bị các công cụ hiện đại hóa, trong đó có các hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) linh hoạt và mạnh mẽ, có thể làm nền tảng cho việc thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu, cũng như hỗ trợ các giao dịch kinh doanh. Các hệ thống ERP giúp các nhà sản xuất có thể thích ứng nhanh chóng với các thay đổi trong thị trường và công nghệ, đồng thời xây dựng tầm nhìn chiến lược cho tương lai nhà máy thông minh.

Một nhà máy thông minh trông như thế nào?

Nhà máy thông minh là một mô hình sản xuất mới, trong đó các quy trình và hoạt động sản xuất vật lý được tích hợp chặt chẽ với các công nghệ kỹ thuật số hiện đại, như điện toán thông minh, dữ liệu lớn, cảm biến nhúng, kết nối mạng và học máy. Nhà máy thông minh tận dụng sức mạnh của dữ liệu để tạo ra một hệ thống linh hoạt và hiệu quả hơn, giúp các công ty tối ưu hóa sản xuất và quản lý chuỗi cung ứng một cách thông minh. Nhà máy thông minh là một phần của công nghiệp 4.0, một giai đoạn mới trong cách mạng công nghiệp, trong đó dữ liệu thời gian thực được sử dụng để điều khiển và cải thiện các quy trình sản xuất.

Để hiểu rõ hơn về nhà máy thông minh, chúng ta có thể so sánh với một môi trường sản xuất truyền thống hơn nhưng vẫn hiện đại hóa. Trong nhiều năm qua, các nhà sản xuất đã áp dụng tự động hóa trong nhiều lĩnh vực khác nhau của hoạt động sản xuất. Họ có thể có các công cụ để tự động hóa các yếu tố của chuỗi cung ứng, chẳng hạn như máy sản xuất trực tuyến, máy quét mã vạch, máy bay không người lái giúp lấy hàng hoặc các công cụ tương tự. Đồng thời, dây chuyền sản xuất có thể được tự động hóa để một mặt hàng có thể trải qua nhiều giai đoạn sản xuất khác nhau mà không cần sự can thiệp của con người bằng cách sử dụng robot. Việc kiểm tra và kiểm soát chất lượng cũng có thể được trang bị camera và cảm biến để tự động hóa phần lớn công việc ở đó.

Tuy nhiên, ở nhiều nhà máy, các quy trình tự động này không được kết nối với nhau một cách liền mạch, mà cần phải có sự can thiệp thường xuyên của con người để xử lý quá trình chuyển đổi giữa các giai đoạn hoạt động khác nhau. Hơn nữa, việc thiếu kết nối giữa máy móc và giữa các ngành nghề kinh doanh có nghĩa là con người phải liên tục phân tích các bộ dữ liệu và báo cáo khác nhau để xác định các vấn đề và các lĩnh vực tiềm năng nhằm tăng hiệu quả. Điều này làm tốn thời gian và công sức, cũng như làm giảm khả năng phản ứng nhanh chóng của nhà máy trước các thay đổi trong thị trường và công nghệ.

Nhà máy thông minh khắc phục những hạn chế này bằng cách tạo ra một hệ sinh thái được kết nối duy nhất, trong đó các quy trình xử lý và dữ liệu được tối ưu hóa trên nhiều lĩnh vực kinh doanh, từ nhà kho đến phân xưởng và văn phòng bán hàng. Nhà máy thông minh sử dụng các công nghệ kỹ thuật số tiên tiến để thu thập, xử lý, phân tích và truyền tải dữ liệu thời gian thực từ các thiết bị và cảm biến trên toàn nhà máy. Nhà máy thông minh cũng sử dụng học máy để tự động hóa quy trình phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định thông minh dựa trên dữ liệu. Nhà máy thông minh cũng tận dụng các giải pháp robot ở cấp độ sâu hơn, chẳng hạn như máy bay không người lái để xử lý các nhiệm vụ lặp đi lặp lại mà trước đây cần có sự can thiệp của con người.

Nhà máy thông minh mang lại nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất. Ví dụ như tăng hiệu quả sản xuất bằng cách giảm thiểu lãng phí, tăng năng suất, tối ưu hóa quy trình và giảm chi phí. Tăng chất lượng sản phẩm bằng cách giảm thiểu lỗi, tăng cường kiểm soát chất lượng và nâng cao khả năng tuân thủ tiêu chuẩn. Tăng khả năng cạnh tranh bằng cách tạo ra các sản phẩm đáp ứng nhu cầu của khách hàng, tăng cường khả năng đổi mới và thích ứng với các thay đổi trong thị trường và công nghệ. Tăng an toàn lao động bằng cách giảm thiểu rủi ro tai nạn, tăng cường giám sát và bảo vệ thiết bị và nhân viên.

Đây chỉ là một số ví dụ về cách nhà máy thông minh có thể hoạt động và mang lại lợi ích. Tuy nhiên, ý tưởng chung của nhà máy thông minh là một sự thay đổi căn bản trong cách sản xuất được thực hiện. Thay vì tự động hóa biệt lập với sự can thiệp thường xuyên của con người, nhà máy thông minh loại bỏ các rào cản giữa tất cả các giai đoạn vận hành để tự động hóa quy trình phân tích dữ liệu và vận hành sâu hơn trong một hệ sinh thái được kết nối duy nhất.

Phong trào nhà máy thông minh đứng ở đâu?

Phong trào nhà máy thông minh là một xu hướng đang diễn ra trong lĩnh vực sản xuất, trong đó các nhà máy sử dụng các công nghệ kỹ thuật số tiên tiến để tối ưu hóa các quy trình và hoạt động sản xuất. Phong trào nhà máy thông minh nhằm mục tiêu tạo ra một hệ thống linh hoạt và hiệu quả hơn, giúp các công ty tăng hiệu quả, chất lượng, an toàn và khả năng cạnh tranh. Phong trào nhà máy thông minh là một phần của công nghiệp 4.0, một giai đoạn mới trong cách mạng công nghiệp, trong đó dữ liệu thời gian thực được sử dụng để điều khiển và cải thiện các quy trình sản xuất.

Phong trào nhà máy thông minh trú trọng vào điều gì?

Phong trào nhà máy thông minh đang được các doanh nghiệp đón nhận nhanh chóng, bởi vì nó mang lại nhiều lợi ích cho họ. Theo một nghiên cứu của MarketsandMarkets, lĩnh vực nhà máy thông minh sẽ đạt giá trị 153,7 tỷ USD vào năm 2019. Thị trường sẽ tăng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 9,76% từ năm 2019 đến năm 2024, leo lên giá trị 244,8 tỷ USD vào thời điểm đó. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường nhà máy thông minh có liên quan trực tiếp đến một loạt công nghệ và xu hướng đang kết hợp với nhau để thúc đẩy sự gián đoạn trong sản xuất.

Một số công nghệ và xu hướng quan trọng bao gồm:

• Việc sử dụng ngày càng nhiều các giải pháp internet vạn vật (IoT) và robot công nghiệp. Các giải pháp IoT cho phép các thiết bị và cảm biến được kết nối với nhau và với internet, thu thập và truyền tải dữ liệu thời gian thực từ các quy trình sản xuất. Các giải pháp robot công nghiệp cho phép các máy móc được điều khiển bởi phần mềm hoặc học máy, thực hiện các nhiệm vụ sản xuất một cách tự động và chính xác.
• Sự nhấn mạnh cao hơn vào việc tuân thủ quy định trong lĩnh vực này. Các nhà sản xuất phải đối mặt với nhiều yêu cầu và tiêu chuẩn khác nhau từ các cơ quan quản lý và khách hàng, liên quan đến chất lượng sản phẩm, an toàn lao động, bảo vệ môi trường và bảo mật dữ liệu. Nhà máy thông minh giúp các nhà sản xuất tuân thủ quy định một cách dễ dàng hơn, bằng cách sử dụng dữ liệu để kiểm soát chất lượng, giám sát an toàn, theo dõi khí thải và bảo vệ dữ liệu.
• Triển khai sâu hơn các giải pháp tự động hóa. Các giải pháp tự động hóa cho phép các nhà sản xuất giảm thiểu sự can thiệp của con người trong các quy trình sản xuất, giảm thiểu lỗi, tăng năng suất, giảm chi phí và tăng an toàn. Nhà máy thông minh không chỉ tự động hóa các quy trình vật lý, mà còn tự động hóa các quy trình phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định thông minh dựa trên dữ liệu.

Những điều cần chuẩn bị

Trong thời đại công nghiệp 4.0, phong trào nhà máy thông minh đang trở thành xu hướng không thể bỏ qua đối với các nhà sản xuất. Nhà máy thông minh là một mô hình sản xuất sử dụng các công nghệ kỹ thuật số tiên tiến để tối ưu hóa hiệu quả, chất lượng và linh hoạt của quy trình sản xuất. Phong trào nhà máy thông minh đang ở một giai đoạn phát triển mạnh mẽ, và có thể sẽ trở thành bình thường mới trong tương lai gần. Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu này, các nhà sản xuất cần phải có sự chuẩn bị kỹ lưỡng, bao gồm:

• Đầu tư vào các công nghệ kỹ thuật số tiên tiến, như IoT, robot công nghiệp, học máy và dữ liệu lớn. Các công nghệ này cho phép các nhà sản xuất thu thập, phân tích và sử dụng dữ liệu từ các thiết bị và máy móc trong nhà máy để theo dõi, điều khiển và cải thiện quy trình sản xuất. Các công nghệ này cũng giúp các nhà sản xuất kết nối với các đối tác, khách hàng và nhà cung cấp trong chuỗi cung ứng để tăng cường khả năng phản hồi và thích ứng với thị trường.
• Đào tạo và phát triển lực lượng lao động để có thể làm việc với các công nghệ mới và thích ứng với các thay đổi trong quy trình sản xuất. Các nhân viên trong nhà máy thông minh cần có kỹ năng kỹ thuật, kỹ năng mềm và kỹ năng học tập suốt đời để có thể sử dụng các công cụ số hóa, làm việc trong các đội nhóm liên ngành và liên tục nâng cao năng lực của mình. Các nhà sản xuất cần phải đầu tư vào việc tuyển dụng, đào tạo và giữ chân các nhân viên có chất lượng cao để xây dựng một đội ngũ lao động có khả năng cạnh tranh trong thời đại số hóa.
• Thay đổi văn hóa doanh nghiệp để khuyến khích sự đổi mới, hợp tác và liên tục cải thiện. Các nhà sản xuất cần phải tạo ra một môi trường làm việc thân thiện, sáng tạo và linh hoạt để khơi dậy tiềm năng của các nhân viên và khuyến khích họ góp ý kiến, chia sẻ kiến thức và giải quyết vấn đề. Các nhà sản xuất cũng cần phải xây dựng một chiến lược rõ ràng, một tầm nhìn chung và một cam kết cao để hướng dẫn toàn bộ tổ chức theo đuổi mục tiêu nhà máy thông minh.

Phong trào nhà máy thông minh là một cơ hội lớn cho các nhà sản xuất để nâng cao năng lực sản xuất của họ và duy trì sự cạnh tranh trong thị trường ngày càng khắc nghiệt. Các nhà sản xuất cần phải nắm bắt cơ hội này và chuẩn bị cho tương lai nhà máy thông minh. Nhà máy thông minh không chỉ là một mục tiêu kỹ thuật, mà còn là một sự chuyển đổi toàn diện về con người, văn hóa và chiến lược. Chỉ có những nhà sản xuất có tầm nhìn xa, có sự sẵn sàng đổi mới và có khả năng thực hiện có thể thành công trong phong trào nhà máy thông minh.

Con đường dẫn đến sự trưởng thành

Con đường dẫn đến sự trưởng thành của nhà máy thông minh là một quá trình dài và phức tạp, mà không có một công thức cố định cho tất cả các doanh nghiệp. Mỗi doanh nghiệp có một điểm xuất phát, mục tiêu và thách thức khác nhau khi hướng tới đổi mới nhà máy thông minh. Tuy nhiên, có thể có một số giai đoạn chung mà các doanh nghiệp có thể tham khảo để định hướng nỗ lực xây dựng nhà máy thông minh của mình. Một trong những mô hình trưởng thành nhà máy thông minh được Forbes đề xuất gồm bốn giai đoạn sau:

• Giai đoạn 1: Số hóa và tự động hóa. Đây là giai đoạn mà nhiều doanh nghiệp hiện nay đã đạt được, khi họ đã áp dụng các công nghệ kỹ thuật số và tự động hóa để số hóa và tự động hóa các hoạt động sản xuất. Tuy nhiên, ở giai đoạn này, các hoạt động vẫn còn tách biệt và không được kết nối với nhau. Dữ liệu được thu thập từ các quy trình sản xuất rất nhiều, nhưng thông tin đó thường bị kẹt trong các kho lưu trữ và khó thực hiện. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này cần phải có một chiến lược dữ liệu rõ ràng, để có thể lưu trữ, quản lý và sử dụng dữ liệu một cách hiệu quả.
• Giai đoạn 2: Truy cập và trực quan hóa. Đây là giai đoạn mà các doanh nghiệp bắt đầu tiến triển từ việc có sẵn dữ liệu đến làm cho thông tin đó có thể truy cập được. Trong giai đoạn này, các doanh nghiệp sử dụng các công cụ kỹ thuật số, như bảng thông tin và công cụ trực quan hóa, để giúp truy cập dữ liệu từ các hệ thống khác nhau dễ dàng hơn. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này có thể xem được dữ liệu theo thời gian thực hoặc lịch sử, theo từng quy trình hoặc toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên, ở giai đoạn này, việc chủ động xử lý dữ liệu vẫn cần phải vượt qua nhiều vòng thử thách. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này cần phải có một chiến lược phân tích rõ ràng, để có thể khai thác giá trị từ dữ liệu.
• Giai đoạn 3: Phòng ngừa và thông minh. Đây là giai đoạn mà các doanh nghiệp chủ động thực hiện các hoạt động, bằng cách sử dụng các phương pháp phòng ngừa để giải quyết vấn đề. Trong giai đoạn này, các doanh nghiệp sử dụng các công nghệ kỹ thuật số tiên tiến, như trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML), để tự động phân tích dữ liệu được thu thập bởi các cảm biến và thiết bị giám sát trên thiết bị và nhận ra các cơ hội để tăng hiệu quả. Từ đó, phần mềm thực sự có thể thay đổi các tham số mà máy sử dụng để hoạt động, tự động đưa các cải tiến quy trình vào đúng vị trí. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này có thể dự báo và phòng ngừa các vấn đề, như hỏng hóc, lỗi, lãng phí và khí thải. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này cần phải có một chiến lược AI và ML rõ ràng, để có thể áp dụng các thuật toán và mô hình phù hợp với từng quy trình sản xuất.
• Giai đoạn 4: Tự động hóa và tối ưu hóa. Đây là giai đoạn cao nhất của mô hình trưởng thành nhà máy thông minh, trong đó các hoạt động được điều khiển bằng máy. Điều này có nghĩa là sử dụng AI và ML để không chỉ xác định các mẫu mà chúng còn tương tác với phần mềm và thiết bị để tự động điều chỉnh. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này có thể tự động hóa và tối ưu hóa toàn bộ quy trình sản xuất, từ chuỗi cung ứng, dây chuyền sản xuất, kiểm soát chất lượng cho đến bán hàng và dịch vụ. Các doanh nghiệp ở giai đoạn này cần phải có một chiến lược AI và ML toàn diện, để có thể tích hợp AI và ML vào tất cả các hoạt động sản xuất.

Con đường dẫn đến sự trưởng thành của nhà máy thông minh là một con đường không ngừng phát triển và cải tiến. Các doanh nghiệp cần phải luôn theo dõi các công nghệ và xu hướng mới trong lĩnh vực sản xuất, để có thể áp dụng chúng vào nhà máy của mình. Các doanh nghiệp cũng cần phải có một tầm nhìn chiến lược và rõ ràng cho tương lai nhà máy thông minh của mình, để có thể xác định được các mục tiêu, kế hoạch và nguồn lực cần thiết. Con đường dẫn đến sự trưởng thành của nhà máy thông minh là một con đường không dễ đi, nhưng nó là một con đường mang lại nhiều giá trị cho các doanh nghiệp.