1. Cấu trúc cơ bản của một nhà máy thông minh có thể được tóm tắt thành ba bước quy trình

Nguồn ảnh: SAP Insights 

Ba quy trình chính tạo nên một nhà máy thông minh:

a. Thu thập dữ liệu: 

Trí tuệ nhân tạo và các công nghệ cơ sở dữ liệu hiện đại cho phép quản lý và thu thập các tập hợp dữ liệu hữu ích khác nhau trong kinh doanh, chuỗi cung ứng và thế giới. Bằng cách sử dụng các cảm biến và cổng kết nối, Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) cho phép các máy được kết nối thu thập dữ liệu vào hệ thống. Thông qua vô số cổng dữ liệu khác, các hệ thống được hỗ trợ bởi AI có thể biên dịch các tập dữ liệu liên quan đến hiệu suất, xu hướng thị trường, hậu cần hoặc bất kỳ nguồn nào khác có liên quan.

b. Phân tích dữ liệu: 

Học máy và các hệ thống kinh doanh thông minh sử dụng phân tích tiên tiến và các giải pháp quản lý dữ liệu hiện đại để hiểu tất cả các dữ liệu khác nhau được thu thập. Cảm biến IIoT có thể cảnh báo khi máy móc cần sửa chữa hoặc bảo dưỡng. Dữ liệu thị trường và hoạt động có thể được tổng hợp để phát hiện các cơ hội và rủi ro. Hiệu quả quy trình làm việc có thể được nghiên cứu theo thời gian để tối ưu hóa hiệu suất và tự động sửa chữa theo bảo hành. Trên thực tế, các tập dữ liệu có thể được so sánh và phân tích cho thấy khả năng kết hợp gần như vô hạn để cung cấp thông tin về tối ưu hóa nhà máy thông minh và dự báo chuỗi cung ứng.

c. Tự động hóa nhà máy thông minh: 

Khi quá trình thu thập và phân tích dữ liệu đã diễn ra, quy trình làm việc được thiết lập và các hướng dẫn được gửi đến các máy móc và thiết bị trong hệ thống. Các thiết bị này có thể nằm trong bốn bức tường của nhà máy hoặc ở xa khu hậu cần hoặc các liên kết sản xuất trong chuỗi cung ứng. Các quy trình và quy trình làm việc thông minh liên tục được theo dõi và tối ưu hóa. Nếu một bản tin cảnh báo về nhu cầu tăng đột biến đối với một sản phẩm nhất định, quy trình làm việc của máy in 3D có thể được hướng dẫn để tăng mức độ ưu tiên sản xuất cho mặt hàng đó. Nếu một lô hàng nguyên liệu thô bị trì hoãn, các bộ đệm hàng tồn kho có thể được đưa vào luân chuyển để loại bỏ bất kỳ sự gián đoạn nào.

2. Lợi ích của nhà máy thông minh

Nhiều doanh nghiệp đã làm với các hoạt động và hệ thống chuỗi cung ứng về cơ bản không thay đổi trong nhiều thập kỷ. Nhưng với kỳ vọng của người tiêu dùng và sự không chắc chắn về kinh tế ở mức cao nhất mọi thời đại, các nhà quản lý chuỗi cung ứng cần các giải pháp có thể mang lại lợi ích đáng kể và có thể đo lường được – và có thể nhanh chóng mang lại lợi ích đó. Theo tạp chí Forbes , trong năm 2017, chỉ 43% nhà sản xuất có các sáng kiến nhà máy thông minh đang được triển khai. Đến năm 2019, 68% trong số họ đã làm như vậy. Đối với các công ty đầu tư vào chuyển đổi kỹ thuật số và các giải pháp nhà máy thông minh, có tiềm năng mang lại lợi ích kinh doanh đáng kể, bao gồm:

a. Năng suất và hiệu quả:

Trong suốt lịch sử của nó, sản xuất chủ yếu là phản ứng – xem xét một sự kiện hoặc một xu hướng đã xảy ra và sau đó cố gắng hướng doanh nghiệp theo một hướng khác sau thực tế. Các công nghệ nhà máy thông minh được thiết kế để giảm nhu cầu thực hành phản ứng và chuyển quản lý chuỗi cung ứng sang một phương thức linh hoạt và nhanh nhạy hơn. Việc sử dụng phân tích dự đoán và phân tích Dữ liệu lớn cho phép xác định và thực hiện các quy trình được tối ưu hóa. Quản lý hàng tồn kho kịp thời, dự báo nhu cầu chính xác và cải thiện tốc độ đưa ra thị trường là một số lợi ích hiệu quả mà nhà máy thông minh mang lại. Được tăng cường bởi hiểu biết kỹ thuật số, những người làm việc trong các nhà máy thông minh cũng có thể hợp lý hóa các nỗ lực của họ, góp phần tăng năng suất chung của hoạt động. Trong nhà máy thông minh năm 2019 của họnghiên cứu , Deloitte nói với chúng tôi rằng “Các công ty báo cáo mức tăng tới 12% trong các lĩnh vực như sản lượng sản xuất, sử dụng nhà máy và năng suất lao động sau khi họ đầu tư vào các sáng kiến nhà máy thông minh. Hơn nữa, các nhà sản xuất có nhà máy thông minh có thể sẽ vượt qua các nhà máy truyền thống với năng suất lao động ròng cao hơn 30% vào năm 2030 ”.

b. Tính bền vững và an toàn:

Trong một cuộc khảo sát của Nielsen năm 2019 , 66% người tiêu dùng cho biết họ sẵn sàng chi thêm tới 10% cho các sản phẩm mà họ biết là có nguồn gốc và được sản xuất bằng các phương pháp có trách nhiệm với xã hội và môi trường. Các công nghệ nhà máy thông minh hiện đại giúp các doanh nghiệp xác định và triển khai các cơ hội để thực hành sản xuất xanh, an toàn và có trách nhiệm với xã hội hơn bao giờ hết dễ dàng hơn bao giờ hết. Các cải tiến kỹ thuật số như cảm biến blockchain và RFID có thể được sử dụng bởi các nhà quản lý nhà máy thông minh để đảm bảo nguồn gốc xuất xứ và kiểm soát chất lượng không thể chối cãi của tất cả các nguyên liệu và vật tư – đến từ những mắt xích xa nhất trong chuỗi cung ứng. Và gần nhà hơn, Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế báo cáorằng rô bốt và các thiết bị tự động có thể giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ ba trong số năm nguyên nhân hàng đầu gây ra thương tích tại nơi làm việc.

c. Chất lượng sản phẩm và trải nghiệm khách hàng: 

Giống như trò chơi điện thoại dành cho trẻ em, các nhà sản xuất truyền thống thường gặp khó khăn trong việc đảm bảo các chỉ thị của họ được các nhà cung cấp và nhà sản xuất cấp thấp hơn trong chuỗi cung ứng của họ tiếp nhận và tuân thủ một cách chính xác. Trong nhà máy thông minh, kết nối đám mây và khả năng hiển thị đầu cuối trong nhà máy thông minh mang lại thông tin chi tiết và khuyến nghị theo thời gian thực cho tất cả các cấp của quy trình sản xuất. Khả năng tùy biến nhanh chóng và phản ứng với các xu hướng thay đổi có nghĩa là các sản phẩm luôn cập nhật chặt chẽ với mong muốn của khách hàng. Phân tích nâng cao dữ liệu hệ thống nhanh chóng phát hiện ra các điểm yếu hoặc các khu vực cần cải thiện. Điều này dẫn đến cải thiện khả năng cạnh tranh trên thị trường, đánh giá sản phẩm tốt hơn và trả lại hoặc thu hồi ít tốn kém hơn.

3. Công nghệ nhà máy thông minh

Các công nghệ nhà máy thông minh rất linh hoạt. Khi các sáng kiến chuyển đổi kỹ thuật số tăng lên trong một doanh nghiệp, có gần như vô hạn khả năng mở rộng, sửa đổi và thích ứng khi cần thiết.

a. Kết nối đám mây: 

Cho dù công khai, riêng tư hay kết hợp, đám mây là đường dẫn mà qua đó tất cả dữ liệu và thông tin đều chảy qua một nhà máy thông minh. Kết nối đám mây toàn cầu và toàn doanh nghiệp đảm bảo rằng mỗi khu vực của doanh nghiệp đang hoạt động với dữ liệu thời gian thực và khả năng hiển thị ngay lập tức đối với tất cả các tài sản và hệ thống được kết nối trong chuỗi cung ứng.

b. Trí tuệ nhân tạo (AI):

Các hệ thống hoạt động sử dụng công nghệ AI tích hợp có tốc độ, sức mạnh và tính linh hoạt để không chỉ thu thập và phân tích các tập dữ liệu khác nhau mà còn cung cấp thông tin chi tiết theo thời gian thực và các đề xuất đáp ứng. Các quy trình tự động và hệ thống thông minh trong một nhà máy thông minh được trí tuệ nhân tạo liên tục tối ưu hóa và cung cấp thông tin.

c. Máy học (Machine Learning): 

Một trong những lợi ích có giá trị nhất mà máy học mang lại cho nhà máy thông minh là khả năng bảo trì dự đoán nâng cao của nó. Bằng cách giám sát và phân tích quy trình sản xuất, các cảnh báo có thể được gửi đi trước khi hệ thống xảy ra lỗi. Tùy thuộc vào tình huống, có thể tiến hành bảo trì tự động hoặc nếu cần thiết, có thể khuyến nghị sự can thiệp của con người.

d. Big Data: 

Tập hợp dữ liệu lớn và mạnh mẽ cho phép phân tích tiên đoán và nâng cao diễn ra trong một nhà máy thông minh. Các doanh nghiệp từ lâu đã hiểu giá trị chiến lược của Dữ liệu lớn , nhưng cho đến gần đây, thường thiếu các hệ thống cần thiết để sử dụng nó một cách có ý nghĩa. Chuyển đổi kỹ thuật số trong chuỗi cung ứng và nhà máy thông minh đã mở ra thế giới tiềm năng cho các doanh nghiệp để tối ưu hóa và đổi mới bằng cách sử dụng thông tin chi tiết về Dữ liệu lớn.

e. Internet vạn vật công nghiệp (IIoT): 

Trong một nhà máy thông minh, khi các thiết bị và máy móc được trang bị số nhận dạng duy nhất và khả năng gửi và nhận dữ liệu kỹ thuật số, chúng sẽ bao gồm một mạng IIoT. Máy móc hiện đại có thể đã có cổng kỹ thuật số nhưng ngay cả những máy tương tự hàng chục năm tuổi cũng có thể được trang bị thiết bị cổng IIoT để tăng tốc độ cho chúng. Về cơ bản, dữ liệu được gửi từ thiết bị sẽ báo cáo về trạng thái và hoạt động của thiết bị, đồng thời dữ liệu được gửi đến thiết bị sẽ kiểm soát và tự động hóa các hành động và quy trình làm việc của thiết bị.

f. Cặp song sinh kỹ thuật số (Digital Twin):

Một bản sao chính xác, ảo của một máy hoặc hệ thống trở thành cặp song sinh kỹ thuật số của nó. Nó cho phép đổi mới và sáng tạo tối đa với rủi ro vận hành tối thiểu. Một cặp song sinh kỹ thuật số có thể được đẩy đến giới hạn của nó, được cấu hình lại theo nhiều cách ảo hoặc kiểm tra khả năng tương thích của nó trong một hệ thống hiện có – tất cả đều không bao giờ phát sinh rủi ro hoặc lãng phí tài nguyên trong thế giới vật lý.

g. In phụ gia:

Còn được gọi là in 3D, nó cho phép các nhà máy thông minh sử dụng tự động hóa thông minh để sản xuất theo yêu cầu. Điều này đặc biệt quan trọng trong thời điểm chuỗi cung ứng bị gián đoạn bất ngờ hoặc nhu cầu sản phẩm đột ngột. Nhưng ngay cả khi đó là hoạt động kinh doanh bình thường, hàng tồn kho ảo có thể giảm thiểu đáng kể rủi ro và lãng phí bằng cách cho phép sản xuất đúng lúc.

h. Thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR): Vào năm 2019, Tạp chí Assembly đã mô tả một số ứng dụng của thiết bị đeo VR trong nhà máy thông minh là “có thể kết hợp các điều kiện môi trường, mức tồn kho, trạng thái quy trình, dữ liệu lỗi lắp ráp, sử dụng và các chỉ số thông lượng theo cách phụ thuộc vào ngữ cảnh (nơi bạn nhìn hoặc đi bộ). ” Trải nghiệm giác quan sống động này cho phép người dùng tăng cường các giác quan tự nhiên của họ với dữ liệu thời gian thực từ bất kỳ vị trí hoặc thời điểm nào – để cung cấp nhận thức không bị cản trở về tình trạng của nhà máy.

i. Blockchain: May mắn thay, khi công nghệ nhà máy thông minh ngày càng phát triển, các giải pháp bảo mật đang theo kịp chúng. Blockchain có nhiều ứng dụng trong chuỗi cung ứng, từ việc tạo “hợp đồng thông minh” với các nhà cung cấp để theo dõi nguồn gốc xuất xứ của hàng hóa và xử lý trên toàn bộ hành trình chuỗi cung ứng. Trong các nhà máy thông minh, blockchain đặc biệt hữu ích để quản lý quyền truy cập vào các tài sản và máy móc được kết nối trong toàn doanh nghiệp – bảo vệ tính bảo mật của hệ thống và tính chính xác của hồ sơ do các thiết bị đó nắm giữ.

k. Cơ sở dữ liệu hiện đại: Cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ và hệ thống ERP hiện đại là “bộ não” đằng sau Công nghiệp 4.0 và tất cả các giải pháp nhà máy thông minh và chuỗi cung ứng thông minh. Cơ sở dữ liệu kế thừa, dựa trên đĩa được đẩy lên – thường vượt quá giới hạn của chúng – để theo kịp với chức năng phân tích và quản lý dữ liệu phức tạp cần thiết để vận hành các nhà máy thông minh và chuỗi cung ứng hiện đại.

4. Đạt được chuyển đổi nhà máy thông minh

Năm 2020 dẫn đến sự gián đoạn và rủi ro hoạt động rất lớn cho các doanh nghiệp trên toàn thế giới. Trước COVID-19, một cuộc khảo sát của Deloitte năm 2019 với hơn 600 giám đốc điều hành cấp cao trong lĩnh vực sản xuất đã báo cáo rằng 86% tin rằng trong 5 năm tới, “Các sáng kiến nhà máy thông minh sẽ là động lực chính thúc đẩy khả năng cạnh tranh của ngành sản xuất”. Ngày nay, hơn bao giờ hết, chuyển đổi kỹ thuật số và hiện đại hóa chuỗi cung ứng đã thay đổi từ các mục tiêu dài hạn sang các ưu tiên cấp bách và tức thời cho các công ty quyết tâm đổi mới và cạnh tranh.

Cách bạn bắt đầu chuyển đổi nhà máy thông minh sẽ phụ thuộc vào vị trí hiện tại của bạn và quy trình nào là quan trọng nhất đối với doanh nghiệp của bạn. Đánh giá hệ thống ban đầu sẽ giúp bạn phân tích và kiểm tra các quy trình, tài sản và hệ thống kinh doanh hiện có. Trước khi có thể bắt đầu tự động hóa quy trình làm việc và quy trình sản xuất, bạn sẽ cần đánh giá xem chúng trông như thế nào ngày nay.

Khi bắt đầu hành trình chuyển đổi kỹ thuật số của bạn, điều quan trọng cần nhớ là “thông minh” trong một nhà máy thông minh đến từ năng lực phân tích dữ liệu và quản lý dữ liệu tiên tiến của nó. Một cơ sở dữ liệu hiện đại và một hệ thống ERP mạnh mẽ là bộ não đằng sau một nhà máy thông minh. Chúng hỗ trợ các chức năng nâng cao hỗ trợ hệ thống. Một yếu tố chính dẫn đến thành công của bất kỳ quá trình chuyển đổi nhà máy thông minh nào sẽ là khả năng của các hệ thống kinh doanh hiện có để quản lý Dữ liệu lớn và tích hợp các công nghệ như AI, học máy và phân tích nâng cao.

Cuối cùng, một trong những điều tốt nhất về chuyển đổi nhà máy thông minh là, để có hiệu quả, nó không nhất thiết phải diễn ra cùng một lúc. Nó cũng không yêu cầu các hoạt động kinh doanh hiện tại bị gián đoạn hoặc tạm dừng. Mọi sáng kiến mà doanh nghiệp thực hiện để hiện đại hóa và tối ưu hóa hệ thống kỹ thuật số của họ sẽ đưa họ tiến gần hơn đến một nhà máy thông minh tích hợp đầy đủ. Hơn nữa, về bản chất, các công nghệ nhà máy thông minh thu thập và phân tích dữ liệu. Điều này có nghĩa là tác động và ROI của bất kỳ công nghệ kỹ thuật số mới nào – kể từ thời điểm cài đặt – đều có thể được đo lường và đánh giá.

Reference:

SAP INSIGHT. What Is a Smart Factory? Retrieved from https://insights.sap.com/what-is-a-smart-factory/