10 ví dụ về công nghệ sản xuất thông minh
AI/Học máy
Trong bối cảnh sự phát triển của công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy, ta thấy rằng chúng luôn đồng hành với phân tích dữ liệu thông minh. Điều này bởi vì AI và học máy có khả năng xử lý dữ liệu một cách hiệu quả và nhận dạng các mẫu trong dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác, điều mà con người không thể thực hiện được. Trong thực tế, chúng ta có thể thấy sự tiến bộ của công nghệ này đã dẫn đến việc tích hợp AI và học máy vào các quy trình sản xuất thông minh, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghiệp và sản xuất.
Một số cấp độ khác nhau của trí tuệ nhân tạo thường được tích hợp vào các cobot (robot cộng tác) tại các nhà máy thông minh và các hệ thống robot khác. Các cobot này có khả năng làm việc cùng với con người trong môi trường sản xuất, giúp tăng cường hiệu suất và an toàn. Chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau dựa trên học máy và khả năng tự động hóa.
Một xu hướng đáng chú ý khác là việc giảm giá của công nghệ AI. Điều này đã làm cho AI trở nên phổ biến hơn và có thể được sử dụng rộng rãi trong các bộ vi xử lý của các thiết bị IoT (Internet of Things) tính toán biên và máy móc tại các nhà máy thông minh. Các thiết bị IoT có khả năng thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh và sử dụng AI để phân tích và đưa ra quyết định thông minh.
Ngoài ra, thị giác máy tính dựa trên AI đã có những đóng góp đáng kể trong lĩnh vực sản xuất thông minh. Chúng có khả năng trích xuất kiến thức sâu sắc từ dữ liệu video liên quan đến hoạt động sản xuất tại các nhà máy. Điều này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, theo dõi hiệu suất và phát hiện sự cố một cách nhanh chóng. AI và máy học đang đóng một vai trò quan trọng trong việc biến đổi ngành công nghiệp và sản xuất thông minh. Chúng đem lại hiệu suất tốt hơn, an toàn và quyết định dựa trên dữ liệu trong môi trường sản xuất, và có tiềm năng để phát triển và lan rộng hơn trong tương lai.
Thực tế tăng cường/Thực tế ảo (AR/VR)
Ứng dụng thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR) đang trở nên ngày càng quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và đào tạo trong lĩnh vực sản xuất thông minh. Chúng đem lại nhiều trường hợp sử dụng khác nhau và đã thể hiện sự đáng kể trong việc giúp thu hẹp khoảng cách ngày càng lớn về kỹ năng giữa các công nhân.
Trong thời đại hiện đại, việc đào tạo nguồn nhân lực tại chỗ đã trở nên cực kỳ quan trọng. AR và VR đang phát triển để giúp người lao động học và phát triển kỹ năng một cách hiệu quả hơn. Các mô phỏng thực tế ảo cho phép họ trải nghiệm các tình huống thực tế mà không cần đến môi trường thực tế. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc đào tạo những kỹ năng đặc thù và phức tạp, như sử dụng máy móc công nghiệp phức tạp hoặc thực hiện các thao tác công nghiệp quan trọng.
Kể từ khi đại dịch bùng phát, lĩnh vực sản xuất thông minh đã thấy sự gia tăng đáng kể trong việc sử dụng AR và VR. Điều này xuất phát từ sự cần thiết phải thực hiện đào tạo và hướng dẫn từ xa để giảm thiểu tiếp xúc giữa con người, đặc biệt là trong các môi trường công nghiệp quy mô lớn. Một ví dụ điển hình là Microsoft HoloLens 2, một loại kính thực tế hỗn hợp, cho phép nhân viên tại nhà máy nhận hướng dẫn từ chuyên gia đang ở xa. Họ có khả năng nhìn thấy thông tin và hướng dẫn trực tiếp thông qua kính, giúp tăng cường hiệu suất công việc và giảm thiểu thời gian dừng sản xuất.
Các ứng dụng AR và VR cũng được sử dụng để tạo môi trường đào tạo tương tác và thú vị. Nhờ vào tính tương tác và thực tế giả tạo của chúng, học viên có thể tiếp xúc với kiến thức một cách trực quan và thú vị, giúp họ hấp thụ thông tin một cách hiệu quả hơn. AR và VR đang là công cụ mạnh mẽ trong việc nâng cao trình độ chuyên môn và hiệu suất trong lĩnh vực sản xuất thông minh. Chúng giúp giảm thiểu khoảng cách về kỹ năng, đào tạo từ xa, và tạo ra môi trường học tập tương tác và thú vị cho người lao động. Đặc biệt, chúng đã thể hiện tầm quan trọng đặc biệt trong bối cảnh đại dịch, giúp bảo đảm an toàn và liên tục của quá trình sản xuất.
Tự động hóa/Robot
Sử dụng robot trong ngành sản xuất thông minh ngày càng đa dạng và phối hợp mạnh mẽ, đặc biệt là trong bối cảnh mà yêu cầu phải duy trì khoảng cách xã hội. Một phần trong sự đa dạng này là sự bùng nổ của các loại robot cộng tác, còn được gọi là “cobot,” chúng đã trở nên ngày càng phổ biến.
Sự khác biệt giữa các loại robot và máy tự động đến từ mức độ của trí tuệ nhân tạo, khả năng ra quyết định tự động, khả năng cảm nhận, khả năng giao tiếp và tính di động của chúng. Máy tự động truyền thống thường thiếu tính năng AI phức tạp, họ thực hiện các nhiệm vụ cố định và không thể thay đổi mà không cần can thiệp của con người. Trong khi đó, các robot cộng tác, hay cobot, thường có tích hợp các khả năng trí tuệ nhân tạo và khả năng tương tác với con người. Chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, thậm chí có thể học từ người lao động và điều chỉnh hành vi của mình để tương thích tốt hơn.
Một điểm chung quan trọng trong ngành sản xuất thông minh là cả robot và máy tự động đều thu thập và chia sẻ lượng lớn dữ liệu. Các hệ thống robot thường được kết nối mạnh mẽ với mạng và các dịch vụ đám mây, cho phép họ lưu trữ và chia sẻ thông tin một cách hiệu quả. Thông qua việc sử dụng dữ liệu này, các hệ thống robot có thể được cải thiện, tối ưu hóa hiệu suất sản xuất, và dự đoán sự cố trước khi chúng xảy ra.
Bên cạnh việc thu thập và xử lý dữ liệu, các hệ thống robot trong sản xuất thông minh thường được tích hợp vào mô hình nhà máy thông minh. Điều này có nghĩa rằng chúng là một phần của hệ thống tổng thể, có khả năng làm việc cùng với con người và các phần mềm khác để tạo ra một môi trường sản xuất mượt mà và hiệu quả.
Ngành sản xuất thông minh đã thấy sự phát triển đa dạng của robot và máy tự động, với sự xuất hiện của cobot đang trở nên ngày càng phổ biến. Chúng đã trở thành một phần quan trọng của mô hình sản xuất thông minh, đóng góp vào việc thu thập, chia sẻ dữ liệu và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Sản xuất phụ gia/Sản xuất lai
Sản xuất phụ gia, thường được gọi là công nghệ in 3D, đã mang đến một sự cách mạng trong quá trình tạo ra các mẫu và sản phẩm. Ngày nay, nó không chỉ giới hạn trong việc sản xuất các sản phẩm cá thể mà đã mở rộng ra cả việc xây dựng cơ sở hạ tầng như các tòa nhà và cầu với quy mô nhỏ. Công nghệ in 3D được dự đoán sẽ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt trong tương lai.
Đồng thời, sản xuất lai là một xu hướng tiên tiến khác, nó kết hợp sản xuất truyền thống với sản xuất đắp dần kim loại trên cùng một máy móc. Mục tiêu chính của nó là giảm thiểu lãng phí vật liệu và tạo ra các bộ phận sản phẩm một cách nhanh chóng. Bằng cách kết hợp quy trình sản xuất truyền thống và quy trình sản xuất đắp dần kim loại trên một máy duy nhất, sản xuất lai tạo ra một phương pháp hiệu quả để tạo ra các bộ phận phức tạp.
Tương lai của công nghệ sản xuất phụ gia (in 3D) trứ danh hứa hẹn. Nó không chỉ làm giảm thời gian sản xuất mà còn cung cấp khả năng sản xuất các sản phẩm phức tạp mà trước đây thường rất khó thực hiện. Nó cũng đang mở ra cánh cửa cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng như tòa nhà và cầu với chi phí và thời gian ít hơn, giúp cải thiện nhanh chóng cơ sở hạ tầng của các khu vực đô thị.
Sản xuất lai, bằng cách kết hợp sản xuất truyền thống và sản xuất đắp dần kim loại trên một máy, đã giảm thiểu mất mát vật liệu và tăng tốc quy trình sản xuất. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và tạo ra các bộ phận sản phẩm một cách hiệu quả. Cả công nghệ sản xuất phụ gia (in 3D) và sản xuất lai đang thay đổi cách chúng ta sản xuất và xây dựng. Chúng mở ra cơ hội để tạo ra các sản phẩm và cơ sở hạ tầng một cách hiệu quả hơn và nhanh chóng hơn, với tác động tích cực đến môi trường và nguồn lực.
Phân tích dữ liệu lớn
Dữ liệu lớn đang có sự ảnh hưởng đến mọi khía cạnh của ngành sản xuất thông minh và, trong nhiều trường hợp, chính dữ liệu đó đã định hình sự “thông minh” của công nghệ trong lĩnh vực này. Sản xuất thông minh phụ thuộc mạnh mẽ vào khả năng học hỏi của máy tính và dựa vào khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu trong đám mây. Tuy nhiên, phân tích dữ liệu lớn là yếu tố then chốt cho sự tiến bộ trong các lĩnh vực sản xuất thông minh, không chỉ giới hạn trong những môi trường nhà máy, mà còn mở rộng ra ngoài để cung cấp thông tin quan trọng cho quyết định đối với nhiều khía cạnh khác.
Ngoài việc cung cấp sự hỗ trợ cho mô hình sản xuất thông minh trong sàn nhà máy, phân tích dữ liệu lớn còn có vai trò quan trọng trong việc hình thành chiến lược đối với hậu cần, đánh giá rủi ro, quản lý cơ cấu chi phí, xác định chiến lược tăng trưởng, kiểm soát và cải tiến chất lượng sản phẩm, hệ thống sản xuất theo đơn đặt hàng, và các mô hình bán hàng khác. Thông qua việc thu thập và phân tích dữ liệu lớn, các doanh nghiệp có thể hiểu rõ hơn về hoạt động của họ, từ quá trình sản xuất đến chuỗi cung ứng và quy trình kinh doanh. Điều này giúp họ ra quyết định dựa trên thông tin dự đoán và thực tế, tối ưu hóa hiệu suất và tạo ra sự linh hoạt để đáp ứng nhu cầu thay đổi.
Phân tích dữ liệu lớn cũng hỗ trợ trong việc cung cấp thông tin dịch vụ sau bán hàng. Nó giúp doanh nghiệp theo dõi hiệu suất sản phẩm sau khi chúng được triển khai, cung cấp dịch vụ hỗ trợ kịp thời và tiếp cận nhu cầu bảo trì. Điều này có thể tạo ra sự hài lòng của khách hàng và thúc đẩy khách hàng quay trở lại với sản phẩm hoặc dịch vụ của công ty. Dữ liệu lớn đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của sản xuất thông minh. Nó không chỉ giúp cải thiện quá trình sản xuất mà còn là một phần không thể thiếu trong quản lý và định hình chiến lược toàn diện của doanh nghiệp trong ngành công nghiệp sản xuất.
Điện toán đám mây
Trong bối cảnh tiến bộ của công nghệ, điện toán đám mây đã trở thành một yếu tố quan trọng trong cách chúng ta lưu trữ và phân tích dữ liệu từ các thiết bị cảm biến Internet of Things (IoT) bằng sự áp dụng của thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy trên các máy chủ ở ngoài cơ sở. Một ví dụ điển hình về sức mạnh của điện toán đám mây trong lĩnh vực sản xuất thông minh là “đám mây công nghiệp” của Volkswagen. Hệ thống này tổng hợp và xử lý dữ liệu từ 122 cơ sở sản xuất trên toàn bộ hệ thống của tập đoàn Volkswagen, thực hiện quá trình này trong thời gian thực và từ đó áp dụng các cải tiến cần thiết.
Ví dụ này đánh dấu một ví dụ rõ ràng về sức mạnh của điện toán đám mây trong việc cải thiện hiệu suất sản xuất thông minh. Volkswagen đã đặt ra mục tiêu dài hạn là kết nối hơn 30.000 địa điểm từ 1.500 nhà cung cấp trên toàn thế giới với “đám mây công nghiệp“. Điều này cho thấy tiềm năng của việc áp dụng các giải pháp điện toán đám mây mở ra một thị trường mới cho các phần mềm sản xuất thông minh. Công nghiệp sản xuất thông minh có thể hưởng lợi lớn từ sự kết hợp giữa IoT, dữ liệu lớn và điện toán đám mây, tạo ra các hệ thống thông minh giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, dự đoán sự cố và cải thiện hiệu suất tổng thể.
Điện toán đám mây đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc nâng cao khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu trong sản xuất thông minh. Các ví dụ như “đám mây công nghiệp” của Volkswagen chỉ ra rằng công nghệ này có tiềm năng biến đổi cách chúng ta hiện đang sản xuất thông minh và mở ra cơ hội cho sự phát triển của các phần mềm sản xuất thông minh tương lai.
Gia công CNC
Công nghiệp gia công CNC sử dụng máy điều khiển số (CNC) tiên tiến để thực hiện các hoạt động chính xác như phay, tiện, cắt, khoan và nhiều tác vụ khác dựa trên thiết kế và mô hình từ phần mềm sản xuất, thường được hỗ trợ bởi hệ thống máy tính hỗ trợ sản xuất (CAM). Trong bối cảnh sản xuất thông minh, máy CNC thường được tích hợp với cảm biến không dây, một phần của mạng lưới Internet of Things (IoT).
Thiết kế sản xuất
Thiết kế để sản xuất (DFM) hoặc thiết kế để sản xuất và lắp ráp (DfMA) đại diện cho một phương pháp thiết kế chuyên biệt, mục tiêu của nó là tối ưu hóa và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất và lắp ráp bằng cách áp dụng một loạt nguyên tắc và sự lựa chọn trong quá trình thiết kế sản phẩm và linh kiện. Điều này dẫn đến việc sản phẩm và các thành phần liên quan được thiết kế đặc biệt để dễ dàng sản xuất và mang lại hiệu quả chi phí tối ưu hơn. DFM và DfMA rất liên quan đến sự sử dụng phần mềm chuyên dụng như CAD (Computer-Aided Design) và CAM (Computer-Aided Manufacturing) để hỗ trợ trong quá trình thiết kế và sản xuất.
Điện toán IoT/Edge
Các thiết bị trong ngành sản xuất thông minh như máy móc, robot và các thành phần khác thường được tích hợp vào mạng Internet of Things (IoT), điều này đồng nghĩa rằng chúng được trang bị các cảm biến kết nối không dây để thu thập và truyền dữ liệu lên đám mây để phân tích. Với sự giảm giá ngày càng mạnh về cảm biến và sự phát triển của bộ xử lý giá rẻ, các thiết bị IoT ngày càng trang bị bộ xử lý cục bộ để thực hiện các tính toán trước khi gửi dữ liệu lên đám mây, điều này được gọi là điện toán biên (Edge Computing). Thuật ngữ IIoT (Internet vạn vật công nghiệp) thường được sử dụng để chỉ các thiết bị IoT trong môi trường sản xuất, chúng thường có khả năng đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu đầu vào, thậm chí có khả năng dự đoán, giúp giảm thiểu chi phí và lãng phí trong quy trình sản xuất.
Mô phỏng/Kỹ thuật số song sinh
Sản xuất thông minh đang sử dụng phần mềm mô phỏng để tạo ra các phiên bản số hóa chính xác của các bộ phận và sản phẩm vật lý, cho phép kiểm tra, xác nhận, và tối ưu hóa chúng trước khi bước vào quá trình sản xuất thực tế. Mô phỏng trở nên đặc biệt quan trọng khi các phiên bản số hóa, được gọi là bản song sinh kỹ thuật số, trở nên ngày càng gần với việc tái hiện chính xác các khía cạnh vật lý của sản phẩm.
Hy vọng thông tin trong bài viết đã giúp bạn biết được sâu hơn về 10 ví dụ về công nghệ sản xuất thông minh. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, xin vui lòng truy cập vào trang website COMIT và Fanpage của chúng tôi.
