Gắn với quá trình phát triển nền công nghiệp hóa – hiện đại hóa, mà mô hình nhà máy thông minh cũng có những giai đoạn phát triển theo từng thời kỳ:

1. Nhà máy thông minh thời kỳ cách mạng công nghiệp 1.0

Đây là giai đoạn cơ khí hóa: Các nhà máy thông minh trong giai đoạn này, vận hành chủ yếu bằng cách sử dụng động cơ hơi nước và sử dụng máy móc cơ khí thay thế một số công việc của con người, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất tăng lên gấp 4-8 lần lúc ban đầu.

2. Nhà máy thông minh thời kỳ cách mạng công nghiệp 2.0

Đây là giai đoạn điện khí hóa và sản xuất hàng loạt: Điểm nổi bật của các nhà máy thông minh ở giai đoạn này là quy mô sản xuất lớn với dây chuyền sản xuất hàng loạt, cho ra đời những đại công xưởng ở nhiều lĩnh vực điện thoại, ô tô, máy bay,….. Hơn nữa, điện và các thiết bị sử dụng điện được đưa vào hệ thống sản xuất, từ đó làm tiền đề cho sự phát triển vượt bậc của các công nghệ tự động hóa tiến như dây chuyền sản xuất, thiết bị chiếu sáng, các thiết bị gia nhiệt điện,… trong thời kỳ này.

3. Nhà máy thông minh thời kỳ cách mạng công nghiệp 3.0

Đây là giai đoạn số hóa và tích hợp tự động hóa: Điểm nổi bật của các nhà máy thông minh ở giai đoạn này là hệ thống máy móc được tự động hóa dưới sự điều khiển của máy tính với chương trình viết sẵn (lập trình). Máy tính và phần mềm ứng dụng dần trở thành những công cụ không thể thiếu trong mỗi nhà máy từ khâu thiết kế, lên kế hoạch, tổ chức sản xuất đến lưu trữ dữ liệu, xử lý thông tin, thanh toán, giao tiếp kết nối,… Vai trò của con người nằm ở việc quản lý những máy móc tự động đó và kết nối chúng với nhau. 

4. Nhà máy thông minh thời kỳ cách mạng công nghiệp 4.0

Kế thừa những thành tựu của nhà máy thông minh 3.0, thời kỳ công nghệ 4.0 là giai đoạn của sự kết nối và sản xuất thông minh. Ở giai đoạn đánh dấu sự ra đời của nhà máy 4.0 – một bước tiến nhảy vọt, tạo ra dấu mốc mới đánh dấu sự thay đổi hoàn toàn nền sản xuất tự động hóa trong tương lai. Các nhà máy sản xuất được nâng lên một tầm cao mới, hệ thống sản xuất tự động hóa cùng với các công nghệ hiện đại (máy CNC, robot, camera, cảm biến,…) có khả năng kết nối với nhau nhằm trao đổi thông tin và ra quyết định. Vai trò của con người sẽ thu hẹp lại ở việc giám sát tổng thể hoạt động của nhà máy chứ không còn phải điều hành trực tiếp nữa. 

Nhà máy thông minh (Smart Factory) hay mô hình nhà máy 4.0 được Deloitte Insights định nghĩa là sự tiến hóa vượt bậc từ một hệ thống sản xuất tự động hóa truyền thống sang một hệ thống sản xuất được kết nối và linh hoạt. Nhờ đó, hoạt động vận hành sẽ hiệu quả hơn, linh hoạt hơn, giảm thời gian chết, có khả năng dự báo và tự điều chỉnh.

Hay hiểu một cách đơn giản, nhà máy thông minh là nhà máy được số hóa và có tính kết nối cao dựa vào sản xuất thông minh (Smart manufacturing). Nhà máy này được xây dựng dựa trên các hệ thống quản trị doanh nghiệp hiện đại như MES, ERP kết hợp cùng với hệ thống công nghệ hiện đại (AI, IoT, big data,…) nhằm hỗ trợ con người kiểm soát và vận hành toàn bộ hoạt động sản xuất, số hóa mọi hoạt động.

Nhà máy thông minh được coi là bước tiến vượt bậc và là kết quả mang tính đột phá của thời đại công nghệ 4.0 so với 3 cuộc cách mạng trước đây, tạo nên công trình nhà máy thông minh tuyệt vời trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất. Sự xuất hiện của nhà máy thông minh đã tạo nên thị trường cạnh tranh cao, thúc đẩy sự phát triển trong các ngành nghề, mở ra nhiều cơ hội phát triển cho nhiều doanh nghiệp trong tương lai.

Lợi ích của nhà máy 4.0

1. Năng suất cao hơn

Nhờ vào sự tự động hóa toàn bộ quy trình sản xuất, nhà máy thông minh có thể thể hoạt động 24/7 nên quá trình sản xuất được đẩy nhanh tiến độ, hạn chế sự can thiệp của con người vào sự hoạt động của nhà máy. Điều đó làm cho quá trình nhanh hơn và rẻ hơn.

2. Chi phí tối ưu

Nhà máy thông minh được tích hợp với hệ thống tự động hóa thông minh, giúp cho quy trình sản xuất được vận hành một cách độc lập, hạn chế sự can thiệp con người tham gia vào quy trình, qua đó giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí vận hành nhà máy. Điều này dễ dàng loại bỏ các quy trình thừa và đảm bảo quy trình sản xuất được nhất quán với chi phí thấp hơn, đồng thời giảm lãng phí tài nguyên.

3. Gia tăng mức độ hài lòng của khách hàng

Nhà máy thông minh có khả năng thu thập các thông tin có giá trị thông qua nền tảng IoT để giúp doanh nghiệp dễ dàng đánh giá, phân tích nhu cầu và hành vi tổng thể của khách hàng từ đó tạo ra các sản phẩm phù hợp với nhu cầu của khách hàng cao hơn. Điều này dễ dàng giúp gia tăng mức độ hài lòng của khách hàng ngay cả khi có rất nhiều đối thủ cạnh tranh cùng ngành.

4. Kiểm soát chất lượng sản phẩm

Với sức mạnh có được từ các công nghệ tự động hóa cùng với hệ thống kỹ thuật số tiên tiến, các giải pháp nhà máy thông minh giúp phát hiện nhanh chóng các vấn đề cũng như xác định được nguyên nhân vấn đề gây ra lỗi chất lượng sản phẩm. Điều này nhằm làm giảm tỷ lệ phế phẩm và thời gian thực hiện, đồng thời tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Hơn nữa, nó còn giúp người vận hành có những giải pháp khắc phục lỗi kịp thời.

Công nghệ của nhà máy 4.0

Nhà máy thông minh sử dụng nhiều loại công nghệ khác nhau liên quan đến cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (Công nghiệp 4.0) để tối ưu hóa quy trình sản xuất thông minh. Những công nghệ này bao gồm:

1. Điện toán đám mây: Đây là nơi có thể lưu trữ tất cả thông tin và khối lượng lớn dữ liệu được tạo ra cả trong nhà máy (rô bốt, cảm biến…) và trong các công cụ cụ thể (MES, ERP…).

2. Digital Twin (Bản sao kỹ thuật số): Tăng hiệu quả, kiểm soát và lập kế hoạch hoạt động

Digital Twin giúp tạo ra một bản sao hoặc mô phỏng các quy trình sản xuất trong nhà máy thông minh. Các mô phỏng 3D được tạo ra với các tập dữ liệu lớn thông qua các cảm biến của hệ thống, từ đó cho phép người vận hành có cái nhìn tổng quát về các quy trình tốt hơn, từ đó giúp phân tích, kiểm soát và lập kế hoạch hoạt động trong tương lai.

3. Công nghệ cảm biến: Theo dõi và thu thập dữ liệu

Trong nhà máy thông minh, toàn bộ máy móc, tài sản đều được lắp đặt các cảm biến thông minh để giúp hệ thống có thể truy xuất liên tục các dữ liệu, đảm bảo dữ liệu được cập nhật liên tục và đầy đủ giúp phản ánh thực trạng hiện tại. Công nghệ cảm biến là nền tảng nhà máy thông minh vì nó có thể giám sát và theo dõi tất cả các quy trình và thiết bị trong nhà máy và tăng cường trao đổi thông tin trong thời gian thực. Do đó, công nghệ cảm biến là xương sống của nhà máy thông minh giúp cải thiện sự nhanh nhẹn, an toàn và hiệu quả của quá trình sản xuất.

4. Big Data: Phân tích, dự đoán và hỗ trợ ra quyết định

Tất cả thông tin của nhà máy thông minh được tạo ra thông qua sự kết nối giữa hệ thống thiết bị và máy móc tự động hóa nhằm thu thập và phân tích trong thời gian thực với mục tiêu tối ưu hóa toàn bộ quy trình sản xuất. Big Data có nhiệm vụ xử lý khối lượng lớn dữ liệu và hỗ trợ nhà quản trị ra quyết định trong khoảng thời gian hợp lý nhất.

5. Trí tuệ nhân tạo (AI): Tăng hiệu quả hoạt động mà không cần sự can thiệp của con người

Trí tuệ nhân hỗ trợ nhà máy thông minh vận hành sản xuất và thực hiện các cải tiến quy trình một cách nhanh hơn dựa trên việc học thông qua dữ liệu được thu thập từ các thiết bị và các quy trình khác nhau. AI được hỗ trợ bởi nhiều công nghệ tự động hóa cho phép nhà máy thông minh đạt năng suất cao và tối ưu các chi phí vận hành.

6. Internet vạn vật công nghiệp

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) kết nối tất cả các máy móc và thiết bị được sử dụng trong nhà máy thông minh bởi các hệ thống truyền thông dữ liệu trên internet. Sử dụng thiết bị IIoT cho phép trao đổi và sử dụng dữ liệu giữa người và máy nhờ đó người vận hành có thể điều phối hệ thống, nắm bắt dữ liệu, điều khiển sản xuất từ ​​xa, cũng như trao đổi thông tin giữa hệ thống và sản phẩm. Các thiết bị IIoT cho phép hiệu quả hoạt động, kiểm soát và khả năng hiển thị qua các giai đoạn sản xuất khác nhau.  

7. An ninh mạng: Bảo vệ dữ liệu nhà máy

An ninh mạng là một công nghệ đặc biệt quan trọng đối với nhà máy thông minh. Công nghệ này có khả năng bảo vệ quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu mật của nhà một một cách tốt nhất.

8. Robot: Tự động hóa quy trình

Robot tạo điều kiện thuận lợi cho những công việc đòi hỏi độ chính xác cao hoặc tất cả những công việc lặp đi lặp lại tại nhà máy thông minh. Mỗi hoạt động được phát triển sẽ yêu cầu một robot nhận thức hoặc một robot tự động, hoặc thậm chí cả hai.

Việc triển khai nhà máy thông minh đòi hỏi sự tham gia của nhiều nguồn lực. Vì vậy, các doanh nghiệp cần xác định lộ trình thực hiện để đạt được hiệu quả cao nhất, phù hợp với điều kiện của doanh nghiệp mình. 

Bước 1: Định vị và định hướng mô hình nhà máy 4.0

Mỗi doanh nghiệp, mỗi nhà máy đều gặp những khó khăn riêng trong các khâu sản xuất. Vì vậy, cần định vị nhà máy của bạn đang ở mức độ nào ngay từ bước đầu của việc triển khai mô hình nhà máy thông minh. Việc làm này mang tính chiến lược và đòi hỏi doanh nghiệp phải có tầm nhìn dài hơn, phân tích kỹ lưỡng các yếu tố cơ hội và thách thức, đồng thời phải có một tiềm lực và quyết tâm nhất định.

Bước 2: Xác định vấn đề và phương thức cải tiến nhà máy thông minh

Không phải công cụ hiện đại nào cũng thực sự cần thiết và phù hợp với đặc thù nhà máy của bạn. Trong sản xuất, để xây dựng một nhà máy thông minh, cần phải nhận diện được những vấn đề của sản xuất, cần có những phương thức để giải quyết vấn đề. Và công nghệ chính là công cụ trong các phương thức, người am hiểu công nghệ sẽ lựa chọn được phương thức tối ưu để giải quyết vấn đề một cách hiệu quả nhất.

Bước 3: Tìm đơn vị cung cấp giải pháp nhà máy thông minh

Giữa vô vàn sự lựa chọn cùng các hệ thống công nghệ đa dạng, bản thân doanh nghiệp sản xuất khó mà tự lựa chọn được cho mình một hướng đi đúng đắn. Để có được giải pháp nhà máy thông minh hiệu quả, cần đến một đơn vị với chuyên môn cũng như công nghệ sản xuất uy tín đồng hành cùng doanh nghiệp của bạn.

Ngoài 3 bước chính để xây dựng nhà máy thông minh thì còn thêm các bước khác như khảo sát, phân tích – thiết kế – lập trình – kiểm thử, cài đặt, thử nghiệm (Golive), triển khai và nghiệm thu hệ thống. Nhưng những bước này hoàn toàn có thể được cắt giảm nếu như tại bước 3, bạn lựa chọn được một doanh nghiệp chuyên cung cấp các giải pháp tự động hóa công nghiệp hàng đầu, đồng hành cùng doanh nghiệp bạn xây dựng giải pháp nhà máy thông minh. Và Autotech chính là một công ty tự động hóa hàng đầu tại Việt Nam mang đến những giải pháp công nghệ hiện đại cho các nhà máy. Cùng tìm hiểu về doanh nghiệp Autotech dưới đây.

Autotech Marchinery hiện đang là một trong những công ty chế tạo máy công nghiệp thuộc top đầu trong lĩnh vực tự động hóa tại Việt Nam, đã triển khai và vận hành thành công các giải pháp số hóa trong các dự án chế tạo máy công nghiệp, nâng cấp và cải tiến dây chuyền tự động hóa cho nhiều khách hàng doanh nghiệp tại Việt Nam như Samsung, Canon, Mitsubishi, Vinasoy… 

Với kinh nghiệm và lợi thế sẵn có trong lĩnh vực tự động hóa, Autotech chúng tôi hoàn toàn tự tin đồng hành cùng doanh nghiệp bạn bắt đầu hành trình xây dựng nhà máy thông minh bằng cách cung cấp các giải pháp số hóa như nhà kho thông minh, chế tạo máy, cải tiến dây chuyền tự động hóa, robot,… được hỗ trợ bởi đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm.

Nếu doanh nghiệp bạn còn đang băn khoăn chưa biết bắt đầu xây dựng nhà máy thông minh từ đâu thì hãy liên hệ với Autotech Machinery để được tư vấn giải pháp tự động hóa tối ưu phù hợp với doanh nghiệp bạn.

Liên hệ với chuyên gia Autotech

• Địa chỉ: Số 11-15, Đường 17, Khu công nghiệp VSIP Bắc Ninh
• Hotline: (+84) 903 232 625
• Email: info@auto-tech.vn

Tìm hiểu thêm về các sản phẩm, dịch vụ khác của Autotech tại đây:

http://www.auto-tech.vn/home-new/vi/san-pham/

Kết nối với chúng tôi:

• Website: www.auto-tech.vn
• Linkedin: www.linkedin.com/company/autotechvn