Mô hình nhà máy thông minh: Giúp doanh nghiệp Việt “lột xác”

Theo báo cáo đăng trên Accenture, ứng dụng công nghệ thông minh có thể giúp tăng trưởng lợi nhuận tới 38% cho ngành sản xuất vào năm 2035.  

Nhu cầu chuyển đổi trở thành nhà máy thông minh đang trở thành xu hướng tất yếu với nhiều doanh nghiệp Việt. Trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghệ 4.0, sự chuyển đổi từ hệ thống nhà máy truyền thống sang mô hình nhà máy thông minh đã và đang triển khai rộng rãi áp dụng trong ngành công nghiệp và sản xuất.  

1. Tổng quan về mô hình nhà máy thông minh  

Việc ứng dụng mô hình nhà máy thông minh này không chỉ giúp doanh nghiệp nâng cao ứng dụng chuyển đổi số mà còn góp phần thay đổi quy trình làm việc để nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh… 

Samsung Việt Nam phối hợp với Bộ Công Thương và các địa phương tổ chức Dự án “Hợp tác phát triển nhà máy thông minh” tại 12 doanh nghiệp phía Bắc (đợt 1) đã đạt được những kết quả cải tiến khả quan. 

Tổng Giám đốc CTCP Sản xuất và Xuất nhập khẩu bao bì Thăng Long cho biết “Nếu như trước đây, doanh nghiệp quản lý dữ liệu hoàn toàn bằng phương pháp thủ công sử dụng nguồn lực con người, thì dự án này đã giúp các doanh nghiệp số hóa và quản lý các dữ liệu trên phần mềm và hệ thống”. 

Mô hình nhà máy thông minh ứng dụng các công nghệ mới vào trong quy trình sản xuất của doanh nghiệp, giúp khả năng vận hành của hệ thống máy móc tự động hơn, ít có sự can thiệp của con người. Mô hình hoạt động dựa trên sự kết nối, vì vậy còn được gọi là mô hình nhà máy kết nối (Connected Factory).  

Mô hình nhà máy thông minh có thể được hình thành nên từ sự kết hợp của các công nghệ như phân tích dữ liệu, khai thác dữ liệu lớn, IoT, hệ thống quản lý sản xuất và quản lý doanh nghiệp tự động,  

2. Cấu trúc hoạt động của mô hình nhà máy thông minh 

Nhà máy thông minh là một bước tiến xa hơn so với mô hình truyền thống trong việc phát triển và tối ưu hóa hoạt động. Dễ dàng nhận thấy sự thay đổi so với trước đây, trong quá trình sản xuất gia công hoặc đóng gói, nhà máy cần đến nhiều nhân công để ghi chép, đánh giá dữ liệu và thực hiện các công việc một cách thủ công. Nhưng ngày nay, cùng với sự tiến bộ trong công nghệ đã thay đổi điều này. 

Tùy vào từng thời kỳ, từng giai đoạn mà mô hình nhà máy thông minh sẽ có những thay đổi khác nhau. Nhưng về cớ bản cấu trúc của nhà máy máy thông minh có thể kể đến: Tự động hóa, Big Data, AI, IoT. 

     - Máy móc và hệ thống tự động hóa: Nhà máy thông minh sử dụng công nghệ cảm biến để có thể mô phỏng các trạng thái của các đối tượng như: màu sắc, đối tượng… Công nghệ cảm biến hiện đại giúp ghi lại những thông số nhiệt độ, độ ẩm, các camera có thể nhận biết hình dáng, số liệu cũng như dị tật sản phẩm. Hầu hết các trạng thái của đối tượng, các tiến trình của sản xuất đều được mô tả bằng các tín hiệu số nhờ vào các cảm biến một cách tự động. 

     - Dữ liệu lớn (Big Data) đóng một vai trò quan trọng trong mô hình nhà máy thông minh. Là các tập dữ liệu rất lớn và phức tạp, rất khó để quản lý, lưu trữ và phân tích bằng các công cụ xử lý dữ liệu truyền thống. Dữ liệu từ cảm biến liên tục được cập nhật và truyền đi nhờ vào khả năng phân tích và tìm hiểu thông tin từ những tập dữ liệu mẫu.  

Vậy nên những thông tin và dữ liệu của các nhà máy, doanh nghiệp truyền thống sẽ gặp khó khăn trong việc xử lý một lượng dữ liệu khổng lồ, không có đủ khoảng không gian để lưu trữ tất cả các thông tin.     

Sử dụng khả năng của công nghệ Big Data, con người có thể theo dõi và kiểm soát mọi quá trình trong từng giai đoạn sản xuất. Hơn nữa, công nghệ này còn cung cấp cơ sở cho việc đánh giá và phân tích chất lượng, thiết kế, cũng như xác định các sự cố… 

     - Internet of thing (IoT): Để quá trình truyền dữ liệu một cách dễ dàng và có hệ thống giữa các thiết bị và máy móc, nhà máy thông minh tích hợp công nghệ (IoT). Các thông tin về các sự cố, lỗi hoặc các thay đổi trong đơn hàng, các thông tin về số lượng hàng hiện tại đang có… sẽ liên tục được cập nhật và chia sẻ nhờ hệ thống cảm biến.  

     - Trí tuệ nhân tạo (AI): Toàn bộ các dữ liệu thu được sẽ được mô phỏng hóa và được phân tích thông qua trí tuệ nhân tọa AI để đưa ra những cảnh báo, xu hướng…và tự động đưa ra những điều chỉnh tương thích phù hợp. 

3. Mô hình cấu trúc nhà máy thông minh: 

Cấu trúc mô hình nhà máy thông minh là cách tổ chức các thiết bị, quy trình và thông tin trong nhà máy để tạo ra sự kết nối, tự động hóa. Cấu trúc nhà máy thông minh có thể tham chiếu từ tiêu chuẩn quốc tế ISA-952, bao gồm các tầng sau: 

• Tầng chiến lược: Đây là tầng dành cho ban lãnh đạo và các quản lý cấp cao. Từ khu vực này, nhà quản trị có thể có cái nhìn trực quan về hiệu suất sản xuất, đưa ra các quyết định chiến lược và chiến thuật dựa trên dữ liệu. 
• Tầng quản lý: Là tầng dành cho các quản lý cấp trung. Từ khu vực này, người quản lý có thể theo dõi, điều phối và kiểm soát các hoạt động sản xuất, bao gồm lập kế hoạch, lên lịch, phân bổ nguồn lực, kiểm soát chất lượng và hậu cần.  
• Tầng vận hành: Là tầng dành cho các nhân viên cấp dưới. Bỏ qua các công việc đơn giản đã được máy móc thực hiện, nhân viên có thể thực hiện các công việc sản xuất, bảo trì, sửa chữa và kiểm tra các thiết bị và quy trình.   
• Tầng máy móc thiết bị: Là tầng dành cho các thiết bị thông minh như cảm biến, robot, máy tính, điện thoại, xe hơi, thiết bị gia dụng và các cảm biến. Từ khu vực này, các thiết bị có thể giao tiếp với nhau qua Internet hoặc mạng không dây, thu thập, truyền tải và phân tích dữ liệu thời gian thực từ các thiết bị và quy trình để cải thiện hiệu suất, chất lượng và an toàn trong sản xuất. 

Xem thêm bài viết liên quan Nhà máy tương tác thông minh: Chìa khóa thành công trong thời 4.0

4. Bốn cấp độ của mô hình nhà máy thông minh  

Tùy vào định hướng của doanh nghiệp để có thể xác định được cấp độ mô hình mà nhà máy hướng đến. Có bốn cấp độ có thể được sử dụng để đánh giá quy trình của nhà máy thông qua quá trình cải tiến để có thể đạt được mô hình sản xuất thông minh:  

     - Cấp độ một: Tính sẵn có của dữ liệu cơ bản  

 Ở cấp độ này, các dữ liệu sẵn có nhưng không dễ truy cập. Quá trình nghiên cứu và phân tích sẽ tốn khá nhiều thời gian, thậm chí là gây ra sự kém hiệu quả cho quy trình sản xuất. Bởi lúc này, các công nghệ mới chưa thực sự được ứng dụng và phát huy hiệu quả. Bởi vậy, các nhà máy đang ở cấp độ này thường phải dành nhiều thời gian cho việc làm quen với công nghệ mới, thay đổi thói quen làm việc. 

     - Cấp độ hai: Phân tích dữ liệu chủ động  

Ở cấp độ này, dữ liệu có thể truy cập nhanh chóng hơn dưới dạng có cấu trúc và dễ hiểu hơn. Thông thường những dữ liệu này đã được tổng hợp và quản lý, hiển thị trực quan hỗ trợ quá trình xử lý, phân tích dữ liệu một cách nhanh chóng, chủ động với sự nỗ lực của đội ngũ và người vận hành.  

     - Cấp độ ba: Dữ liệu hoạt động  

Dữ liệu lúc này đã có thể được phân tích nhờ sự hỗ trợ của máy học và trí tuệ nhân tạo mà không cần đến sự nỗ lực, giám sát của con người. Hệ thống tự động hơn ở cấp độ hai và có thể dự đoán các vấn đề chính hoặc “bất thường” để người vận hành chủ động dự đoán các lỗi tiềm ẩn, từ đó có kế hoạch giải quyết kịp thời.  

     - Cấp độ bốn: Dữ liệu hướng hành động  

Cấp độ này được xây dựng dựa trên bản chất tích cực của cấp độ ba nhằm tạo ra các giải pháp giảm bớt một vấn đề hoặc cải thiện một quy trình mà không có sự can thiệp của con người. 

5. Một số rào cản trong việc phát triển nhà máy thông minh 

Để hướng đến mô hình nhà máy thông minh là điều mà bất kỳ doanh nghiệp nào cũng mong muốn đạt được. Nhà máy thông minh mang đến những lợi ích vượt trội trong việc cải thiện năng suất, chất lượng sản phẩm và tăng cường trải nghiệm của khách hàng. Các cải tiến này không chỉ tạo ra một quy trình sản xuất hiệu quả hơn mà còn mở ra những cơ hội mới cho sự phát triển và cạnh tranh. 

Tuy nhiên để có thể đạt được nhà máy thông minh là một điều không dễ dàng bởi doanh nghiệp thường gặp phải một rào cản trong việc phát triển mô hình.   

• Tâm lý ngại áp dụng các giải pháp và quy trình mới: Có nhiều nhà máy, doanh nghiệp khó khăn trong việc đồng bộ công nghệ trong mô hình tổ chức. Bởi không phải cá nhân nào đối với việc thay đổi quy trình làm việc cũng có thể thích ứng nhanh chóng. Quá trình này đòi hỏi tầng chiến lược phải kiên định để có thể đưa doanh nghiệp đạt đến mô hình nhà máy thông minh. 
• Khó khăn trong việc lựa chọn giải pháp công nghệ phù hợp: Tùy vào mô hình kinh doanh của doanh nghiệp cũng như những định hướng phát triển mà các giải pháp công nghệ không giống nhau. Đặc biệt đối với những doanh nghiệp đi đầu trong việc thay đổi, họ phải đưa ra quyết định về mức độ mạo hiểm cao hơn.  
• Sự thiếu hụt nguồn lực lao động về cả số lượng và chất lượng: Thị trường lao động có tay nghề hiện tại phần lớn có xu hướng già hóa. Với việc thay đổi và ứng dụng các công nghệ hiện đại vào quy trình làm việc đôi khi tạo nên thử thách cho nhóm đối tượng này. 
• Rủi ro bảo mật: Việc ứng dụng công nghệ mới, sử dụng internet ngày càng nhiều hơn trong quá trình thực hiện các công việc có thể gặp phải những rủi ro trong việc bảo mật thông tin. Các nhà máy thông minh thường xuyên phải đối mặt với các cuộc tấn công mạng. 
• Rủi ro quản lý dữ liệu không hiệu quả: việc thu thập, lưu trữ, truy xuất, phân tích, sử dụng dữ liệu theo một cách an toàn, chính xác và tuân thủ các quy định có liên quan không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, đòi hỏi rất nhiều kiến thức và chuyên môn. 

Chính bởi một số lý do này khiến các nhà lãnh đạo doanh nghiệp cần quan tâm nhiều hơn đến các vấn đề tự động hóa các quy trình vận hành trong nhà máy nhằm giải quyết các vấn đề về nguồn lực.    

Mô hình nhà máy thông minh đóng vai trò then chốt trong cuộc cách mạng công nghiệp thứ 4. Hy vọng những thông tin trên của VR360 sẽ giúp mọi người hình dung rõ hơn về mô hình này. Với tiềm năng không giới hạn, nhà máy thông minh sẽ là hướng đi đầy triển vọng và sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong tương lai. 

Bài viết liên quan: 

• Nhà máy thực tế ảo: Giải pháp dành cho ngành công nghiệp trong thời đại 4.0
• Giải pháp công nghệ thực tế ảo dành cho nhà máy, khu công nghiệp

LIÊN HỆ HỢP TÁC CÙNG VR360 
VR360 – ĐỔI MỚI ĐỂ KHÁC BIỆT 
- Facebook: https://www.facebook.com/vr360vnvirtualtour/
- Hotline:  0935 690 369  
- Email: infor@vr360.com.vn 
- Địa chỉ:

• 123 Phạm Huy Thông, Sơn Trà, Đà Nẵng
• Toà nhà Citilight, số 45 Võ Thị Sáu, Đakao, Quận 1, TP Hồ Chí Minh
• 3B Đặng Thái Thân, Phan Chu Trinh, Hoàn Kiếm, Hà Nội