Chuyển đổi số | Cấu trúc của sản xuất thông minh
Chuyển đổi số:
Cấu trúc của Sản Xuất Thông Minh
Sản xuất thông minh, hay còn gọi là Công nghiệp 4.0, là một giải pháp dựa trên Big Data (dữ liệu lớn), AI (trí thông minh nhân tạo) và IoT (Internet vạn vật). Công nghệ sản xuất thông minh giúp ngành sản xuất đối mặt với những thách thức về nhu cầu thị trường luôn thay đổi, ví dụ như yêu cầu tùy chỉnh cao, hoặc số lượng ít nhưng mẫu mã đa dạng, thời gian giao hàng ngắn… Qua đó có thể sản xuất với chi phí thấp và hiệu quả cao.
Sản xuất thông minh/Công nghiệp 4.0 sử dụng công nghệ IoT để hình thành liên kết mạng lưới thiết bị với IIoT (Internet vạn vật công nghiệp), thu thập dữ liệu theo thời gian thực trong quá trình sản xuất và tích hợp dữ liệu IT + OT (Công nghệ thông tin + Công nghệ vận hành) trong các quy trình khác nhau thông qua nền tảng đám mây, các công cụ hệ thống phần mềm, nhằm hợp nhất dữ liệu toàn diện, xây dựng mạng lưới sản xuất thông minh và mô hình dữ liệu lớn.
Ngoài ra, sản xuất thông minh còn hỗ trợ các nhà quản lý và nhân viên tuyến đầu nắm vững các dữ liệu một cách hoàn chỉnh và khoa học. Từ đó nhanh chóng tìm ra các nút thắt trong vấn đề và phán đoán, ra quyết định chính xác. Đồng thời nâng cao sự hiệu quả trong phối hợp giữa người và máy.
Với dữ liệu chính xác tức thì và hệ thống sản xuất trang bị trí tuệ nhân tạo, Chuyển Đổi Số trong ngành sản xuất chính là sản xuất thông minh dựa trên dữ liệu.
Sản xuất thông minh/Công nghiệp 4.0 cho phép hệ thống sản xuất phản ứng một cách linh hoạt, đồng thời cải thiện OEE (hiệu quả tổng thể thiết bị), tỷ lệ vận hành và công suất.
Sử dụng dữ liệu lớn để lên kế hoạch bảo trì – không gây ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất; giảm thời gian ngừng hoạt động bất thường của thiết bị – cải thiện tính ổn định của dây chuyền và đảm bảo tỷ lệ hoàn thành giao hàng; tận dụng dữ liệu theo thời gian thực từ hiện trường sản xuất để xây dựng các mô hình dự đoán và tối ưu chất lượng sản phẩm; đảm bảo nguyên vật liệu sẵn sàng đúng hạn, giảm thời gian đình trệ và chờ đợi tại nơi sản xuất.
Tích hợp IT + OT để xây dựng môi trường sản xuất thông minh toàn diện
Ở góc độ từ trên xuống, các công cụ hệ thống phần mềm và nền tảng đám mây cần được áp dụng toàn diện để thu thập thông tin của từng quy trình sản xuất trong nhà máy, nhằm xây dựng nên nhà máy thông minh.
1. Tận dụng sản xuất thông minh và máy móc thông minh để đẩy nhanh quá trình Chuyển Đổi Số doanh nghiệp
Việc tối ưu kỹ thuật số cho hiện trường sản xuất có thể bắt đầu từ việc tích hợp sản xuất thông minh tổng thể và máy móc thông minh theo một quy trình nhất quán.
▌Sản xuất thông minh
Quản lý toàn diện quy trình sản xuất từ 5 phương diện gồm: nhân viên, máy móc, vật liệu, phương pháp và môi trường.
▌Máy móc thông minh
Kết nối các thiết bị với Internet thông qua IoT (tích hợp kết nối mạng máy); sử dụng dữ liệu theo thời gian thực để tiến hành thông minh hóa thiết bị; cải thiện hiệu quả hoạt động và năng lực sản xuất của từng thiết bị; giảm thiểu nguy cơ ngừng hoạt động ngoài ý muốn, từ đó hình thành quá trình quản lý nhất quán.
2. Tích hợp toàn diện dữ liệu nhà máy để thực hiện sản xuất thông minh
Thu thập dữ liệu số toàn diện và chính xác theo thời gian thực tại hiện trường sản xuất thông qua IoT. Tiếp đến, sử dụng nền tảng đám mây và các phần mềm hệ thống để tích hợp dữ liệu IT + OT, kiểm soát toàn diện việc quy hoạch các loại máy móc. Và dựa vào tình hình thực tế để linh hoạt xây dựng nền tảng cho hiện trường sản xuất. Thông qua tính toán và phân tích dữ liệu tích hợp, các mô hình dữ liệu và thuật toán sẽ được sử dụng để giảm thiểu sơ suất nhân công và điểm nghẽn, nhờ đó tạo nên giá trị cho cơ sở dữ liệu.
▌Dữ liệu IT (Công nghệ thông tin)
Thường là dữ liệu liên quan đến quy trình. Ví dụ: đơn đặt hàng, số sản phẩm, loại quy trình, khuôn, tỷ lệ thành phẩm của vật liệu và chất lượng…
▌Dữ liệu OT (Công nghệ vận hành)
Những dữ liệu liên quan đến sản xuất như dữ liệu từ thiết bị/máy móc thu thập được thông qua IoT và cảm biến. Ví dụ: số lượng sản xuất, các tham số quy trình, dữ liệu công nghiệp và dữ liệu môi trường thu được từ cảm biến.
3. Tích hợp dữ liệu IT + OT, thúc đẩy bốn giai đoạn trong sản xuất thông minh
Các nhà máy sản xuất thực hiện Chuyển Đổi Số thông qua xây dựng cấu trúc sản xuất thông minh. IT + OT tích hợp sâu rộng các dữ liệu tổng thể nhà máy, xây dựng cơ chế dự đoán sự cố và tối ưu tự động hóa. Điều này giúp đáp ứng những thay đổi nội ngoại bộ, cho phép doanh nghiệp không ngừng tự điều chỉnh, vận hành hiệu quả nhất tại mọi thời điểm, xây dựng năng lực cạnh tranh và đẩy nhanh quá trình Chuyển Đổi Số.
Ứng dụng dữ liệu IT + OT trong 4 giai đoạn sản xuất thông minh:
▌Trực quan hóa: biết chuyện gì đang xảy ra
▌Minh bạch hóa: biết vì sao phát sinh
▌Kế hoạch hóa: bình tĩnh đối phó xử lý với mức tổn thất tối thiểu
▌Thích nghi hóa: tự động sắp xếp phù hợp nhất, đảm bảo sự tối ưu
4. Những dữ liệu quan trọng nào phải nắm vững để xây dựng hiện trườngsản xuất thông minh linh hoạt?
Với dữ liệu chính xác theo thời gian thực, kết hợp với các quy tắc logic, chúng ta có thể đưa ra quyết định chính xác tức thì khi đối mặt với các vấn đề, đảm bảo nhà máy và dây chuyền sản xuất vận hành trơn tru.
Những dữ liệu quan trọng nào cần thiết để tạo nên một hiện trường sản xuất thông minh linh hoạt?
▌Trạng thái hiện trường sản xuất theo thời gian thực
▌Giờ làm việc tiêu chuẩn phản ánh được tình hình thực tại
▌Thiết bị hiện tại đang ở tình trạng tốt
Nền tảng sản xuất thông minh bắt đầu từ IoT
Ở góc độ từ dưới lên, chúng ta có thể xây dựng cơ sở hạ tầng nền tảng cho sản xuất thông minh/Công nghiệp 4.0 thông qua IoT, nền tảng đám mây và công cụ hệ thống phần mềm kỹ thuật số.
1. Làm thế nào để xây dựng một hiện trường sản xuất thông minh nhanh chóng và linh hoạt?
Với dữ liệu tức thì, các nhà máy sản xuất có thể đạt được mục tiêu minh bạch hóa, giám sát thông tin và phản hồi theo thời gian thực. Vì vậy, việc đồng bộ hóa thông tin liên quan đến sản xuất chính là nền tảng quan trọng để xây dựng sản xuất thông minh/Công nghiệp 4.0. Áp dụng công nghệ trong ngành sản xuất thật sự không quá khó và rất thuận tiện cho nhân sự tuyến đầu để tự động lấy được những dữ liệu quan trọng trong nhà máy.
Làm cách nào để chuyển đổi dữ liệu thành thông tin tham khảo thông qua IoT/IIoT?
▌Báo cáo hiệu quả và nhanh chóng
▌Giờ làm việc tiêu chuẩn được điều chỉnh theo động thái
▌Tình trạng thiết bị có thể được kiểm soát
2. Chất lượng dữ liệu IoT quyết định hiệu quả cho sản xuất thông minh
Máy móc và thiết bị tích hợp IoT là thành phần cấu thành nên mạng lưới thiết bị và cấu trúc IIoT.
Dữ liệu được thu thập cần có những yếu tố chất lượng nào để có thể phân tích hiệu quả?
Ba yếu tố quyết định chất lượng dữ liệu:
▌Nguồn dữ liệu phải đủ chi tiết: phạm vi bao phủ phải đủ nhỏ.
▌Nguồn dữ liệu phải đủ tinh gọn: tần suất lấy mẫu phải đủ nhanh.
▌Nguồn dữ liệu phải đủ chính xác: tỷ lệ sai lệch đủ thấp.
Cải thiện hiệu quả OEE rất quan trọng cho IoT
Sử dụng dữ liệu chất lượng, tính toán tỷ lệ vận hành theo thời gian (A), tỷ lệ sử dụng theo hiệu suất (P) và tỷ lệ sử dụng theo chất lượng (Q) của OEE, sau đó mở rộng và phân tích 6 điểm thất thoát chính: lỗi thiết bị, thất thoát trong quy trình, thời gian nhàn rỗi hoặc tạm dừng, giảm tốc thiết bị, sản phẩm lỗi và tỷ lệ thành phẩm thấp. Nếu muốn tìm hiểu vấn đề sâu hơn, bạn có thể sử dụng MTBF (Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc) để xác nhận nguyên nhân gốc rễ của hiệu quả thấp, sau đó tập trung cải thiện để tăng tỷ lệ OEE.
3. Sử dụng IoT xây dựng mạng lưới thiết bị cho hiện trường sản xuất, cải thiện tính linh hoạt và “làm đúng việc”
Làm thế nào để hiện trường sản xuất có thể ứng dụng kết quả phân tích dữ liệu theo thời gian thực của IoT, điều chỉnh linh hoạt và phản ứng nhanh chóng trước các sự cố bất ngờ, đảm bảo hiện trường sản xuất luôn ở trạng thái tốt nhất?
▌Quy hoạch bài bản và kỹ lưỡng
Lập kế hoạch sản xuất phù hợp, thông qua phân tích, thiết kế và kiểm soát các dữ liệu lịch sử. Cũng giống như nguyên tắc “Robust control” (tạm dịch là “kiểm soát bền vững”), chúng ta cần thiết kế một hệ thống kiểm soát mạnh mẽ, cho dù mục tiêu có thay đổi ra sao thì cũng có thể đáp ứng được.
▌Sử dụng dữ liệu khách quan làm cơ sở kế hoạch
Số liệu báo cáo thủ công không chỉ thiếu tính chính xác, mà còn không đủ tính chi tiết và kịp thời. Do đó, chỉ có dữ liệu thu thập được từ IoT mới phù hợp để xây dựng lên một kế hoạch kỹ lưỡng.
Việc thu thập, tích hợp và áp dụng dữ liệu IoT với nền tảng đám mây và các công cụ hệ thống phần mềm cũng giống như việc xây dựng mạng lưới thiết bị cho nhà máy sản xuất, nhằm kết nối dữ liệu liên quan đến từng quy trình và tìm ra điểm nghẽn một cách nhanh chóng, hiệu quả.
4. Đăng ký theo mô hình thuê bao: hiện thực hóa sản xuất thông minh không gánh nặng và thúc đẩy đổi mới bằng dữ liệu
Sản xuất thông minh hay Công nghiệp 4.0 thực ra không quá xa vời. Chúng ta có thể sử dụng các dịch vụ với quy mô nhỏ, phần mềm quy mô lớn cũng có thể được mô đun hóa, đơn giản và linh hoạt hóa. Kết hợp với công nghệ IoT, các doanh nghiệp vừa và nhỏ hiện nay có thể sử dụng mô hình thuê bao mà không cần đầu tư ban đầu quá lớn. Doanh nghiệp chỉ cần lựa chọn các chức năng cần thiết theo từng giai đoạn, phương pháp cài đặt và sử dụng cũng đơn giản. Đó là bước đi đầu tiên quan trọng trên chặng đường tiến đến sản xuất thông minh.
Digiwin Software ASEAN
Official Youtube channel
Digiwin Software Việt Nam
Official Facebook fanpge
Digiwin Software Việt Nam
Zalo Official Account
