Tìm hiểu về mô hình nhà máy thông minh Smart Factory

I. Mô hình nhà máy thông minh là gì?

Mô hình nhà máy thông minh(Smart Factory) là một khái niệm trong ngữ cảnh của Cách mạng Công nghiệp 4.0, mô tả một hệ thống sản xuất hiện đại sử dụng các công nghệ tiên tiến như Internet of Things (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), tự động hóa, dữ liệu lớn (big data) và các phần mềm phức tạp để tạo ra một môi trường sản xuất tối ưu hóa, linh hoạt và thông minh hơn.

Mô hình nhà máy thông minh hướng đến việc tối ưu hóa hiệu suất sản xuất, giảm thiểu lãng phí, tăng khả năng linh hoạt trong sản xuất và đáp ứng nhanh chóng các thay đổi trong thị trường. Các thiết bị, máy móc và quy trình sản xuất trong nhà máy thông minh được kết nối và tương tác thông qua mạng, gửi và nhận dữ liệu để tự động điều chỉnh và tối ưu hóa hoạt động.

II. Lợi ích của mô hình nhà máy thông minh 4.0

Nhắc đến những lý do mà bất cứ doanh nghiệp nào cũng muốn triển khai mô hình nhà máy thông minh 4.0, chúng ta chắc chắn phải nhắc tới:

2.1. Hiệu quả, năng suất

Tính hiệu quả là điều đầu tiên cần phải nhắc tới khi triển khai mô hình nhà máy thông minh. Các quy trình được tự động hóa và tối ưu hóa, giảm thiểu lãng phí thời gian và nguồn lực. Khả năng tương tác giữa các thiết bị và hệ thống thông qua IoT và trí tuệ nhân tạo giúp tăng cường quản lý và giám sát toàn bộ quá trình sản xuất, từ đó cải thiện khả năng dự đoán và ứng phó với biến đổi của thị trường.

2.2. Tính bền vững và an toàn

Mô hình nhà máy thông minh 4.0 thúc đẩy tính bền vững và an toàn trong sản xuất. Việc sử dụng tài nguyên được tối ưu hóa hơn, giảm thiểu lãng phí và tiêu thụ năng lượng. Hệ thống giám sát thời gian thực và phân tích dữ liệu giúp phát hiện sớm các tình huống nguy hiểm và ngăn chặn sự cố an toàn, bảo vệ cả nhân viên và tài sản của nhà máy.

2.3. Chất lượng sản phẩm và trải nghiệm của khách hàng

Mô hình nhà máy thông minh 4.0 cải thiện chất lượng sản phẩm thông qua việc áp dụng các quy trình kiểm soát chất lượng tự động và theo dõi thời gian thực. Điều này giúp đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng được các tiêu chuẩn cao và yêu cầu của khách hàng. Trải nghiệm của khách hàng cũng được nâng cao thông qua khả năng tùy chỉnh sản phẩm theo yêu cầu và khả năng đáp ứng nhanh chóng các đơn đặt hàng.

III. Các cấp độ của mô hình nhà máy thông minh

Tùy theo khả năng của doanh nghiệp cũng như mục đích sử dụng, nhà hình nhà máy thông minh cũng phân ra thành nhiều cấp độ khác nhau như:

3.1. Cấp độ 1: Tính sẵn có của dữ liệu cơ bản

Ở cấp độ này, nhà máy bắt đầu tổng hợp và thu thập dữ liệu cơ bản từ các thiết bị và quá trình sản xuất. Dữ liệu này thường là thông tin cơ bản về hoạt động sản xuất như dữ liệu vận tốc, áp suất, nhiệt độ, thời gian hoạt động, và dữ liệu về tình trạng máy móc. Mục tiêu chính là thu thập dữ liệu để hiểu về quá trình sản xuất và tạo nền tảng cho các cấp độ cao hơn của mô hình nhà máy thông minh.

3.2. Cấp độ 2: Phân tích dữ liệu chủ động

Dữ liệu được phân tích để tạo ra thông tin hữu ích và đưa ra dự đoán về hoạt động sản xuất. Các công nghệ trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn được sử dụng để phát hiện mô hình, xu hướng và khả năng dự đoán sự cố. Việc này giúp cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động không đáng có.

3.3. Cấp độ 3: Dữ liệu hoạt động

Tại cấp độ này, dữ liệu được theo dõi và phân tích trong thời gian thực. Các hệ thống giám sát an ninh mạng (SIEM) và các công nghệ IoT cho phép giám sát liên tục các hoạt động sản xuất, phát hiện sự cố sớm và thậm chí thực hiện các biện pháp tự động để giải quyết sự cố. Quyết định và điều chỉnh sản xuất có thể dựa trên dữ liệu thời gian thực, giúp tối ưu hóa hoạt động và đảm bảo tính liên tục.

3.4. Cấp độ 4: Dữ liệu hướng hành động

Ở cấp độ cao nhất, dữ liệu được sử dụng để tạo ra hướng dẫn và hành động tự động. Máy móc và hệ thống có khả năng tự động thực hiện các quyết định và điều chỉnh dựa trên dữ liệu và các quy tắc được thiết lập sẵn. Quy trình sản xuất có thể tự động tối ưu hóa và thích nghi với các yêu cầu và thay đổi thị trường mà không cần sự can thiệp của con người.

Những cấp độ này tương ứng với một sự phát triển từ việc thu thập dữ liệu cơ bản đến việc sử dụng dữ liệu để tự động tối ưu hóa quá trình sản xuất, giúp tạo ra mô hình nhà máy thông minh 4.0.

XEM NGAY:Nhà máy thông minh là gì? Tính năng nổi bật nhất trong Smart Factory mà bạn cần nắm rõ

IV. Đặc trưng của mô hình nhà máy thông minh

Khi nhắc tới mô hình nhà máy thông minh, có một số đặc trưng nổi bật sau:

4.1 Kết hợp IT – OT

Mô hình nhà máy thông minh kết hợp hai thế giới quan trọng trong ngành sản xuất - công nghệ thông tin (IT) và công nghệ vận hành (OT). IT đảm nhiệm vai trò xử lý dữ liệu và phân tích thông tin, trong khi OT liên quan đến các hệ thống điều khiển và tự động hóa quá trình sản xuất. Sự kết hợp giữa IT và OT giúp tạo ra môi trường hoạt động thông minh và linh hoạt.

4.2. Tự động hóa máy móc

Sự tự động hóa được dùng để điều khiển và quản lý các quy trình sản xuất. Các máy móc và thiết bị trong nhà máy có khả năng tự động hoạt động, điều chỉnh và thậm chí đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu và các quy tắc được thiết lập sẵn. Điều này giúp tối ưu hóa năng suất, chất lượng và hiệu quả trong sản xuất.

4.3. Thông minh

Mô hình nhà máy thông minh được tích hợp các công nghệ như trí tuệ nhân tạo, học máy và phân tích dữ liệu để tạo ra quyết định thông minh và dự đoán trong sản xuất. Các hệ thống tự động hóa có khả năng học hỏi và thích nghi với môi trường, giúp cải thiện quá trình sản xuất theo thời gian.

4.4. Nhà máy thông minh có tính kết nối cao

Mô hình nhà máy thông minh kết nối các thiết bị, máy móc và quy trình sản xuất thông qua mạng IoT. Điều này tạo ra một môi trường kết nối liên tục, cho phép trao đổi dữ liệu và thông tin giữa các thành phần trong nhà máy. Tính kết nối cao này cung cấp khả năng theo dõi thời gian thực và tương tác giữa các phần tử.

4.5. Thời gian thực

Mô hình nhà máy thông minh hoạt động trong thời gian thực, có khả năng theo dõi và phản ứng ngay lập tức đối với các biến đổi trong quá trình sản xuất. Thông tin được cập nhật liên tục và dự đoán được thực hiện dựa trên dữ liệu mới nhất.

4.6. Trực quan hoá

Thông tin và dữ liệu được trực quan hóa dưới dạng đồ họa dễ hiểu. Điều này giúp người quản lý và nhân viên dễ dàng theo dõi và giám sát hoạt động sản xuất một cách trực quan và hiệu quả.

4.7. Số hoá

Mô hình nhà máy thông minh đặt trọng điểm vào việc số hoá quá trình sản xuất. Các dữ liệu và thông tin về sản xuất được số hóa để quản lý, phân tích và sử dụng một cách hiệu quả. Các quy trình sản xuất cũng được số hoá để tối ưu và tự động hóa.

V. Những công nghệ phổ biến được sử dụng trong mô hình nhà máy thông minh

Để hình thành một nhà máy thông minh, có nhiều công nghệ được được ứng dụng kết hợp với nhau, tiêu biểu có thể kể tới như:

5.1. Cảm biến

Cảm biến là thiết bị có khả năng thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh như ánh sáng, âm thanh, nhiệt độ, áp suất, độ rung, và nhiều thông số khác. Trong mô hình nhà máy thông minh, cảm biến được sử dụng để thu thập dữ liệu về quá trình sản xuất và môi trường làm việc, giúp theo dõi và điều khiển các hoạt động một cách chính xác.

5.2. Điện toán đám mây

Điện toán đám mây cung cấp nền tảng để lưu trữ và xử lý dữ liệu từ các thiết bị và máy móc trong mô hình nhà máy thông minh. Nó giúp lưu trữ lượng lớn dữ liệu, cung cấp khả năng mở rộng linh hoạt và tiết kiệm chi phí hạ tầng máy chủ.

5.3. Phân tích dữ liệu lớn

Phân tích dữ liệu lớn (Big Data Analytics) được sử dụng để xử lý và phân tích lượng lớn dữ liệu từ cảm biến và các nguồn khác. Các công cụ phân tích dữ liệu lớn giúp tìm ra mô hình, xu hướng, và thông tin hữu ích từ dữ liệu để hỗ trợ quyết định và cải thiện hiệu suất sản xuất.

5.4. Thực tế ảo và thực tế tăng cường

Thực tế ảo (Virtual Reality - VR) và thực tế tăng cường (Augmented Reality - AR) được sử dụng để tạo ra môi trường tương tác giữa con người và dữ liệu trong nhà máy thông minh. Chúng giúp nhân viên kiểm tra hoạt động sản xuất, thực hiện hướng dẫn và đào tạo một cách trực quan và hiệu quả.

5.5. Bản sao kỹ thuật số

Bản sao kỹ thuật số là phiên bản số hóa của thiết bị, quy trình hoặc hệ thống sản xuất. Nó giúp theo dõi và mô phỏng hoạt động thực tế trong môi trường ảo, từ đó tối ưu hóa hiệu suất, dự đoán sự cố và cải thiện quy trình sản xuất.

5.6. IoT – Internet vạn vật

Internet of Things (IoT) liên kết các thiết bị, máy móc và cảm biến trong mạng lưới để thu thập và chia sẻ dữ liệu. Trong mô hình nhà máy thông minh, IoT cho phép theo dõi và điều khiển từ xa các hoạt động sản xuất, tạo ra tính liên tục và tương tác giữa các thành phần.

5.7. AI – Trí tuệ nhân tạo

Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI) giúp xử lý dữ liệu, phát hiện mô hình và học hỏi từ dữ liệu để đưa ra quyết định thông minh. Trong mô hình nhà máy thông minh, AI được sử dụng để dự đoán sự cố, tối ưu hóa quá trình sản xuất và cải thiện hiệu suất.

5.8. RPA – Tự động hóa quy trình bằng rô-bốt

Robotic Process Automation (RPA) sử dụng rô-bốt phần mềm để thực hiện các nhiệm vụ tự động hóa trong quy trình sản xuất. RPA giúp tăng năng suất và đảm bảo tính chính xác trong các hoạt động như kiểm tra, kiểm soát và quản lý dữ liệu.

5.9. Digital Twins

Digital Twins là một phiên bản số hóa và mô phỏng của thiết bị, quy trình hoặc hệ thống sản xuất trong môi trường ảo. Digital Twins giúp theo dõi và tối ưu hóa hoạt động thực tế, từ đó cải thiện hiệu suất và đưa ra quyết định thông minh.

VI. Quy trình triển khai mô hình nhà máy thông minh

Một quy trình triển khai mô hình nhà máy thông minh thường sẽ bao gồm các bước sau:

6.1. Tự đánh giá mức độ sẵn sàng với mô hình nhà máy sản xuất thông minh

Trước khi triển khai mô hình nhà máy thông minh, doanh nghiệp cần tự đánh giá mức độ sẵn sàng về cơ sở hạ tầng công nghệ, dữ liệu hiện có, và năng lực tổ chức. Điều này giúp xác định khả năng triển khai mô hình và cần chuẩn bị gì thêm.

6.2. Xác định vấn đề và mục tiêu ưu tiên

Xác định các vấn đề và mục tiêu ưu tiên cần giải quyết bằng mô hình nhà máy thông minh. Điều này có thể là tối ưu hóa quy trình sản xuất, cải thiện năng suất, giảm thất thoát, hoặc nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc xác định rõ mục tiêu ưu tiên sẽ giúp doanh nghiệp có hướng phát triển nhà máy đúng đắn và tiết kiệm chi phí hơn.

6.3. Lựa chọn nhà cung cấp giải pháp nhà máy thông minh

Chọn nhà cung cấp giải pháp nhà máy thông minh phù hợp với mục tiêu và yêu cầu của doanh nghiệp. Điều này có thể là các công ty chuyên cung cấp giải pháp IoT, AI, phân tích dữ liệu lớn hoặc các nhà cung cấp hệ thống tự động hóa.

6.4. Khảo sát

Tiến hành khảo sát cụ thể về môi trường sản xuất, cơ sở hạ tầng, quy trình, thiết bị và dữ liệu. Điều này giúp hiểu rõ hơn về ngữ cảnh và các yếu tố cần xem xét khi triển khai mô hình.

6.5. Phân tích – Thiết kế – Lập trình – Kiểm thử

Phân tích và thiết kế giải pháp nhà máy thông minh dựa trên thông tin từ khảo sát. Lập trình và phát triển các ứng dụng, giao diện và hệ thống. Tiến hành kiểm thử để đảm bảo tính hoạt động và tương thích của giải pháp.

6.6. Cài đặt và Chạy thử nghiệm mô hình nhà máy thông minh

Cài đặt giải pháp nhà máy thông minh vào môi trường sản xuất thực tế và tiến hành chạy thử nghiệm. Điều này giúp kiểm tra tính ổn định, hiệu suất và tương thích của giải pháp trong môi trường thực tế.

6.7. Chạy chính thức và nghiệm thu 

Sau khi kiểm thử và chạy thử nghiệm thành công, triển khai giải pháp nhà máy thông minh vào hoạt động chính thức. Tiến hành quá trình nghiệm thu để đảm bảo rằng mô hình hoạt động theo đúng mục tiêu và yêu cầu đã đặt ra.

VII. Giải pháp Nhà máy thông minh MESalpha On Premise của CMC TS

MESalpha On Premise củaCMC TSlà một giải pháp quản lý điều hành sản xuất, tập trung đặc biệt vào việc kiểm soát và giám sát hoạt động theo thời gian thực; quản lý lịch sử công việc, theo dõi thông tin hàng hóa, quản lý tình trạng hàng lỗi, và nhiều chức năng khác.

Giải pháp nhà máy thông minh MESalpha On Premisehoạt động trên một nền tảng và tuân theo một quy trình tiêu chuẩn tiên tiến, mang đến sự hỗ trợ cho doanh nghiệp trong việc đưa ra các quyết định tối ưu thông qua việc quản lý và điều hành sản xuất theo thời gian thực. Điều này đồng thời giúp giảm chi phí một cách tối ưu cho các doanh nghiệp có quy mô trung bình và nhỏ.

Với hơn 150 doanh nghiệp tại 7 quốc gia đã tin dùng và vinh dự nhận được nhiều giải thưởng, giải pháp MESalpha On Premise đã khẳng định được chất lượng và hiệu quả của mình. Với những tính năng và ưu điểm nổi bật, giải pháp này đáp ứng hoàn hảo nhu cầu của các doanh nghiệp mong muốn nâng cao khả năng sản xuất và quản lý, xây dựng nền tảng và quy trình tiêu chuẩn cho hoạt động kinh doanh.

Nếu doanh nghiệp muốn xây dựng nền tảng tiêu chuẩn và cải tiến khả năng sản xuất, tối ưu hóa vận hành, và áp dụng chức năng cốt lõi để đánh giá hiệu quả trước khi mở rộng quy mô, giải pháp MESalpha On Premise là lựa chọn hoàn hảo.

Nếu có bất kỳ câu hỏi hoặc thắc mắc nào về giải pháp MESalpha On Premise, vui lòng liên hệ CMC TS qua địa chỉ email [email protected] hoặc để lại thông tin trên trang web:https://cmcts.com.vnđể được hỗ trợ tận tình!