Sản xuất thông minh và những công nghệ tương lai

Sản xuất thông minh đang trở thành một yếu tố quan trọng  thay đổi cách chúng ta sản xuất và cạnh tranh. Điều này có thể thay đổi hoàn toàn cảnh tranh hiện tại và tạo ra một nhóm mới của những người dẫn dắt thị trường. Nếu các công ty không nhanh chóng áp dụng các công nghệ và quy trình mới, họ có thể bị tụt lại phía sau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về những xu hướng chiến lược đằng sau sự phát triển của sản xuất thông minh, dữ liệu lớn, Internet vạn vật trong ngành công nghiệp (IIoT) và trí tuệ nhân tạo. Những khía cạnh này sẽ gắn kết với nhau để tạo ra một sự thay đổi to lớn trong ngành sản xuất như thế nào?

Sản xuất thông minh là gì?

Sản xuất thông minh không chỉ là một khái niệm đơn giản mà có thể thực hiện ngay trong quy trình sản xuất. Thay vào đó là sự kết hợp của nhiều công nghệ và giải pháp khác nhau. Khi những yếu tố này được áp dụng cùng nhau trong một hệ thống sản xuất, chúng tạo nên khái niệm sản xuất thông minh. Những công nghệ và giải pháp này là “công cụ hỗ trợ”, giúp tối ưu hóa toàn bộ quy trình sản xuất và do đó tăng lợi nhuận tổng thể.

Những yếu tố quan trọng hỗ trợ sự phát triển của sản xuất thông minh tại thị trường hiện nay bao gồm:

• Trí tuệ nhân tạo (AI): Trí tuệ nhân tạo không chỉ giúp máy tính học hỏi và thực hiện nhiệm vụ thông minh, mà còn cung cấp khả năng tối ưu hóa quy trình sản xuất và dự đoán các vấn đề tiềm ẩn. Thông qua việc phân tích dữ liệu lớn, AI có khả năng hiểu và dự đoán các mô hình hoạt động, từ đó đưa ra lời khuyên và biện pháp cải thiện hiệu suất. Khả năng tự học của AI cũng giúp tối ưu hóa quy trình theo thời gian, dựa trên dữ liệu thực tế thu thập được.
• Chuỗi khối trong sản xuất: Công nghệ chuỗi khối cung cấp sự minh bạch và tính an toàn cho quy trình sản xuất. Việc ghi nhận mọi bước trong quy trình sản xuất vào một khối thông tin liên kết và không thể thay đổi giúp tạo ra một dấu vết chính xác về lịch sử của từng sản phẩm. Điều này không chỉ giúp theo dõi và xác thực nguồn gốc, mà còn giúp ngăn chặn gian lận và vấn đề về chất lượng trong quy trình sản xuất.
• Internet vạn vật công nghiệp (IIoT): Kết nối các thiết bị và cảm biến trong quy trình sản xuất thông qua IIoT tạo ra một nguồn thông tin thời gian thực về hoạt động của nhà máy. Dữ liệu này không chỉ cung cấp thông tin liên quan đến hiệu suất sản xuất, mà còn giúp đưa ra quyết định thông minh dựa trên thông tin cụ thể. IIoT cũng cho phép theo dõi và dự báo tình trạng của các thiết bị và hệ thống, giúp ngăn chặn sự cố và tối ưu hóa thời gian bảo trì.
• Người máy: Hệ thống tự động và robot có khả năng thực hiện các nhiệm vụ phức tạp một cách hiệu quả, giúp giảm thiểu sai sót và tăng năng suất. Khả năng chúng thực hiện các công việc mà con người không thể hoặc mất nhiều thời gian sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Cùng với đó, hệ thống người máy có khả năng làm việc liên tục và theo lịch trình, giúp tăng khả năng sản xuất suốt ngày đêm.
• Giám sát tình trạng: Theo dõi liên tục tình trạng của các thiết bị sản xuất cho phép dự đoán và ngăn chặn sự cố trước khi chúng xảy ra. Các cảm biến và hệ thống giám sát giúp theo dõi các tham số quan trọng như nhiệt độ, áp suất và hiệu suất. Khi phát hiện bất thường, hệ thống có thể kích hoạt cảnh báo và thậm chí tự động thực hiện các biện pháp sửa chữa để đảm bảo rằng quy trình sản xuất tiếp tục hoạt động hiệu quả.
• An ninh mạng: Đảm bảo an ninh mạng trong quy trình sản xuất là yếu tố cốt yếu. Việc bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công và xâm nhập đảm bảo tính bảo mật và liên tục của quy trình sản xuất. Các biện pháp bảo mật mạng bao gồm việc giám sát liên tục, mã hóa dữ liệu và xác thực người dùng để đảm bảo rằng dữ liệu và hoạt động sản xuất không bị nguy cơ.

Các doanh nghiệp đang không ngừng đầu tư và tìm hiểu cách khai thác lợi ích từ việc kết hợp những yếu tố hỗ trợ này. Khi xem xét chi tiết hơn, chúng ta nhận thấy rằng chúng đóng góp bằng cách tạo ra dữ liệu mới, hoặc xử lý dữ liệu hiện có, và thậm chí cả hai cách này. Phân tích dữ liệu từ những nguồn này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, làm cho nó hiệu quả hơn, minh bạch hơn và cả linh hoạt hơn.

Cách dữ liệu thúc đẩy sản xuất thông minh

Sản xuất thông minh dựa trên việc khai thác dữ liệu, cho phép chúng ta biết đúng “cần làm gì” và “khi nào cần thực hiện”. Với việc nhà máy thông minh dựa trên dữ liệu, vấn đề an ninh mạng trở nên quan trọng và ảnh hưởng toàn bộ hệ thống sản xuất thông minh. Bảo vệ dữ liệu trở thành thách thức then chốt khi áp dụng những trình hỗ trợ này.

Trong mô hình của sản xuất thông minh, có ba loại công ty có vai trò quan trọng:

• Nhà cung cấp giải pháp sản phẩm và điều khiển: Đây là nhóm công ty tập trung vào việc phát triển và cung cấp các sản phẩm và dịch vụ tự động hóa để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Các công ty trong nhóm này tập trung vào việc sản xuất các thiết bị, máy móc và giải pháp điều khiển để tăng hiệu suất, đảm bảo an toàn và giảm thiểu rủi ro trong sản xuất. Ví dụ như ABB, Honeywell, Siemens, Emerson, Rockwell Yokogawa và Schneider, chúng ta có thể tưởng tượng họ cung cấp các giải pháp từ robot tự động hóa đến hệ thống điều khiển tự động cho các dây chuyền sản xuất.
• Nhà cung cấp hoặc hỗ trợ giải pháp CNTT (Công nghệ thông tin và truyền thông): Nhóm này chịu trách nhiệm xây dựng nền tảng CNTT cần thiết để triển khai khái niệm IIoT và quản lý tài sản. Các công ty trong nhóm này phát triển phần mềm, hệ thống mạng và các giải pháp dựa trên dữ liệu để kiểm soát, giám sát và phân tích hoạt động sản xuất. Ví dụ như HP, IBM, Microsoft, SAS, Oracle và Intel, chúng ta có thể tưởng tượng họ cung cấp các nền tảng phần mềm, lưu trữ dữ liệu, và phân tích dữ liệu để theo dõi và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
• Nhà cung cấp giải pháp kết nối: Nhóm này tập trung vào việc cung cấp các dịch vụ viễn thông để đảm bảo việc truyền tải dữ liệu liên tục và an toàn giữa các thiết bị và hệ thống trong quy trình sản xuất. Các công ty trong nhóm này tạo ra các mạng liên kết ổn định và bảo mật để hỗ trợ luồng dữ liệu liên tục, từ cảm biến đến máy móc và hệ thống quản lý tài sản. Ví dụ như Cisco, Huawei và AT&T, chúng ta có thể tưởng tượng họ cung cấp các giải pháp mạng và viễn thông để đảm bảo dữ liệu luôn được truyền tải một cách hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Những hạng mục trên tạo nên cơ sở cho mô hình sản xuất thông minh và cùng nhau đóng góp vào sự phát triển toàn diện của ngành công nghiệp sản xuất.

Triển khai IIOT trong sản xuất thông minh

IIOT là gì? Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) là một hệ thống nơi mọi thiết bị, máy móc và quy trình trong ngành sản xuất được liên kết thông qua hệ thống truyền thông dữ liệu. Các thiết bị công nghiệp và bộ phận của chúng được tích hợp với cảm biến, tạo ra dữ liệu liên quan. Dữ liệu này được truyền đến hệ thống đám mây hoặc phần mềm để phân tích.

Dữ liệu của IIOT là tài liệu vô cùng phong phú, chứa nhiều chi tiết có thể giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn trong quy trình sản xuất. Khi dữ liệu được phân tích, nó được truyền lại vào hệ thống sản xuất để thực hiện các biện pháp khắc phục.

IIoT (Internet of Things công nghiệp) mang trong mình tiềm năng vô cùng hứa hẹn trong việc tạo nên mô hình sản xuất thông minh. Khi bạn đạt đến giới hạn về khả năng sản xuất, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tối đa hóa lợi nhuận. Trong trường hợp không thể tăng sản lượng vì nhu cầu đã đạt đỉnh, một hướng đi có thể là tập trung vào việc tối ưu hóa các quy trình phụ trợ. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện một cách hiệu quả khi bạn có dữ liệu chi tiết và chính xác về các khâu trong quy trình sản xuất của mình. Và đây chính là nơi mà IIoT đem lại những lợi ích to lớn.

IIoT cho phép bạn thu thập dữ liệu từ các cảm biến được triển khai tại mỗi giai đoạn của quy trình sản xuất. Từ những dữ liệu này, bạn có khả năng tiến hành phân tích chi tiết và áp dụng những thông tin đó để tối ưu hóa hiệu suất sản xuất. Thay vì dựa vào cảm tính, quyết định của bạn được xây dựng dựa trên dữ liệu chính xác và đáng tin cậy. Điều này giúp bạn xác định được các khía cạnh cần cải thiện, làm thế nào để tiết kiệm nguyên liệu và tài nguyên, và cách tối ưu hóa thời gian sản xuất.

Cơ hội mà IIoT mang lại là việc bạn có khả năng tiếp tục giám sát và điều khiển quy trình sản xuất một cách hiệu quả hơn. Bằng cách liên kết các thiết bị, máy móc và cảm biến vào mạng, bạn có thể theo dõi toàn bộ dòng sản xuất từ xa. Khi phát hiện ra các vấn đề tiềm ẩn hoặc cảnh báo về sự cố, bạn có thể ứng cứu kịp thời để ngăn chặn sự trì trệ và tối thiểu hóa tác động xấu đến quy trình sản xuất.

Tuy hứa hẹn, triển khai IIoT (Internet of Things công nghiệp) trong các tổ chức hiện tại hoặc cơ sở sản xuất cũ không phải lúc nào cũng dễ dàng. Thường thì việc thành công trong việc triển khai IIoT chỉ thực sự khả thi khi khái niệm sản xuất thông minh được tích hợp ngay từ giai đoạn thiết kế của một cơ sở sản xuất mới.

Mặc dù sản xuất thông minh đang dần hiện hữu trong một số tổ chức, việc thực hiện nó vẫn chưa phổ biến rộng rãi. Tuy nhiên, việc thay đổi cơ bản trong thiết kế của máy móc hoặc hệ thống nhà máy để tích hợp toàn bộ các cảm biến và công nghệ tương tự vẫn có thể gặp phải nhiều khó khăn. Điều này tạo nên một thách thức thực sự khi tiến hành triển khai IIoT trong các cơ sở sản xuất hiện tại hoặc cơ sở đã có từ lâu.

Các cơ sở sản xuất thường đã đầu tư mạnh vào cơ sở hạ tầng và thiết bị cụ thể, và việc thay đổi lớn trong cấu trúc này để tích hợp công nghệ mới có thể ảnh hưởng đến sự liên tục của quy trình sản xuất. Ngoài ra, việc thay đổi hoặc nâng cấp các hệ thống phần mềm, cơ sở dữ liệu và quy trình là một phần không thể tránh khỏi để có thể tận dụng tối đa IIoT.

IoT trong quy mô thị trường sản xuất được dự đoán sẽ tăng từ 12,67 tỷ USD năm 2017 lên 45,30 tỷ USD vào năm 2022, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 29,0% trong giai đoạn dự báo 2017–2022.

IIoT (Internet of Things công nghiệp) là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển của ngành sản xuất hiện nay, và sự gia tăng của nó là do sự kết hợp của nhiều yếu tố chính tác động vào thị trường này.

• Nhu cầu giám sát tập trung và dự đoán bảo trì: Trong môi trường sản xuất, quản lý tập trung và dự đoán bảo trì là mấu chốt để đảm bảo hiệu suất liên tục và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động không mong muốn. IIoT cho phép các thiết bị và cảm biến kết nối với nhau và truyền dữ liệu về trạng thái hoạt động và hiệu suất. Nhờ đó, việc giám sát toàn diện và dự đoán sự cố có thể được thực hiện một cách hiệu quả hơn, giúp tối ưu hóa thời gian bảo trì và giảm thiểu tình trạng ngừng hoạt động không mong muốn.
• Hiệu quả sản xuất: Sự cạnh tranh ngày càng gia tăng đặt ra yêu cầu về tối ưu hóa hiệu suất sản xuất. IIoT cung cấp dữ liệu thời gian thực về quá trình sản xuất, từ việc theo dõi các chỉ số hiệu suất cho đến việc phát hiện sự cố ngay khi nó xuất hiện. Điều này cho phép các doanh nghiệp thực hiện điều chỉnh ngay lập tức để đảm bảo hoạt động liên tục và tối đa hóa hiệu suất.
• Kiểm soát chuỗi cung ứng và tích hợp hậu cần theo nhu cầu: IIoT cung cấp khả năng theo dõi và kiểm soát chuỗi cung ứng từng bước, từ nguyên liệu đến sản phẩm cuối cùng. Việc có thông tin liên tục về vị trí, trạng thái và điều kiện vận chuyển giúp tối ưu hóa quy trình và đảm bảo tính sẵn sàng của nguyên liệu và sản phẩm. Hơn nữa, tích hợp hậu cần theo nhu cầu cũng là một điểm quan trọng, giúp tăng cường khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

Nhìn chung, IIoT không chỉ đơn thuần là việc kết nối các thiết bị, mà còn là một khung cơ sở cho việc thu thập, phân tích và áp dụng dữ liệu để cải thiện hiệu suất, tăng cường dự đoán và quản lý toàn bộ quy trình sản xuất. Sự tăng cường này đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp và thúc đẩy sự phát triển của thị trường IIoT trong ngành sản xuất

Sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo

Trí tuệ nhân tạo là gì? Trí tuệ nhân tạo (AI) là khả năng của máy tính hoặc máy móc đảm nhận các nhiệm vụ thông minh bằng cách học từ dữ liệu và tự đưa ra quyết định dựa trên thông tin thu thập được, tương tự như cách con người làm.

Khái niệm về trí tuệ nhân tạo (AI) không mới, nhưng hiện nay nó đang được tích hợp mạnh mẽ vào hệ sinh thái sản xuất. Trong khoảng thời gian 5-6 năm gần đây, sự quan tâm và đầu tư vào lĩnh vực AI trong sản xuất đã tăng đáng kể. Điều này chủ yếu bắt nguồn từ một số lý do, bởi vì AI cần dựa trên dữ liệu, và gần đây mới xuất hiện khả năng để:

• Tạo ra lượng dữ liệu lớn từ các cảm biến có chi phí thấp: Việc tạo ra lượng lớn dữ liệu từ các cảm biến có giá thành thấp là một phần quan trọng trong việc phát triển trí tuệ nhân tạo trong sản xuất. Các cảm biến có khả năng theo dõi, ghi nhận và gửi dữ liệu về các hoạt động trong quy trình sản xuất. Khả năng chúng ghi nhận thông tin từ nhiều khía cạnh khác nhau, từ nhiệt độ đến áp suất, giúp tạo ra bức tranh toàn diện về hoạt động của hệ thống sản xuất. Với sự phát triển của công nghệ, việc sản xuất cảm biến chi phí thấp và nhỏ gọn đã trở nên khả thi, giúp các doanh nghiệp dễ dàng triển khai và tích hợp chúng vào quy trình sản xuất của mình.
• Lưu trữ dữ liệu trong hệ thống chi phí thấp: Để tận dụng dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị trong sản xuất, cần có khả năng lưu trữ dữ liệu một cách hiệu quả. Hệ thống lưu trữ dữ liệu phải đảm bảo tính an toàn, độ tin cậy và khả năng mở rộng. Với sự tiến bộ của công nghệ lưu trữ và tích hợp dữ liệu, các giải pháp lưu trữ dữ liệu chi phí thấp đã trở thành sự thực. Các hệ thống dựa trên đám mây và lưu trữ đĩa cứng đã giúp doanh nghiệp lưu trữ lượng lớn dữ liệu một cách hiệu quả và tiết kiệm.
• Xử lý dữ liệu với mức giá phải chăng: Xử lý dữ liệu đòi hỏi tài nguyên tính toán, và việc thực hiện quá trình này một cách kinh tế là thách thức quan trọng. Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ máy tính và các giải pháp phần mềm đã giúp giảm chi phí xử lý dữ liệu. Các thuật toán tối ưu hóa, máy tính đám mây và thiết bị phần cứng tiết kiệm năng lượng đã cung cấp khả năng xử lý dữ liệu với mức giá phải chăng. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy việc sử dụng AI trong sản xuất, khi các thuật toán AI phải được áp dụng lên dữ liệu để đưa ra các quyết định thông minh và phân tích dự đoán.

Những tiến bộ này cùng nhau tạo điều kiện cho AI có thể được triển khai trong môi trường sản xuất. Trong quá khứ, quá trình sản xuất thường được thực hiện tại các quốc gia có chi phí lao động thấp, tạo ra một thách thức cho việc áp dụng AI do yêu cầu đầu tư cao. Tuy nhiên, với sự tăng lương và phát triển của công nghệ, ngay cả các quốc gia như Trung Quốc – nơi được xem là “xưởng sản xuất của thế giới” – cũng có khả năng triển khai AI. Trung Quốc đang đặt mức đầu tư đáng kể vào lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, đặc biệt trong sản xuất và các ứng dụng liên quan.

Ngoài ra, các robot tích hợp trí tuệ nhân tạo cũng đang tìm thấy nhiều ứng dụng quan trọng trong hệ thống sản xuất của Trung Quốc. Các robot sử dụng công nghệ AI có khả năng đưa ra quyết định dựa trên nhận thức, một khả năng mà các thuật toán dựa trên quy tắc trong robot trước đây không thể thực hiện. Bảo trì dự đoán cũng là một khía cạnh quan trọng khác mà AI đang được áp dụng rộng rãi. Khả năng dự đoán bảo trì cho phép xác định hiệu suất, phát hiện sự cố và theo dõi điều kiện vận hành của các thiết bị và máy móc theo thời gian thực.

Trí tuệ nhân tạo (AI) trong quy mô thị trường sản xuất dự kiến ​​sẽ tăng từ 272,5 triệu USD năm 2016 lên 4.882,9 triệu USD vào năm 2023, với tốc độ CAGR là 52,42% trong giai đoạn dự báo.

Việc sử dụng các công nghệ dữ liệu lớn ngày càng phổ biến, kết hợp với IoT công nghiệp trong sản xuất, sự tăng cường của robot trong quá trình sản xuất, cùng với sự hợp tác giữa các ngành và đầu tư tăng vốn mạo hiểm, sẽ tạo đà cho sự phát triển của trí tuệ nhân tạo trong thị trường sản xuất.

Tương lai của Blockchain trong sản xuất thông minh

Blockchain là gì? Blockchain là một công nghệ lưu trữ thông tin dưới dạng khối liên kết, mỗi khối chứa dữ liệu và mã xác nhận của khối trước. Điều này tạo ra sự minh bạch, an toàn và khó thay đổi cho dữ liệu, cho phép theo dõi và xác thực thông tin một cách chính xác.

Blockchain trong sản xuất, mặc dù đang trong giai đoạn phát triển ban đầu, đang trở thành một đề tài quan trọng trong hệ sinh thái sản xuất. Mặc dù hiện nay, công nghệ này đang được ứng dụng chủ yếu trong lĩnh vực tài chính, nhưng sự tập trung vào ứng dụng của nó trong lĩnh vực sản xuất đang ngày càng gia tăng.

Trong việc xem xét khả năng của blockchain, có một số ngành đang tìm kiếm lợi ích lớn từ công nghệ này, chẳng hạn như ngành hàng không, thực phẩm & đồ uống và y tế. Điều này đặc biệt đúng cho những ngành có quy định và quy tắc nghiêm ngặt, nơi sự giám sát cẩn thận của tất cả các đối tác trong chuỗi giá trị là điều cần thiết. Sự minh bạch và khả năng xác thực của blockchain có thể giúp đảm bảo tính chất lượng và nguồn gốc của sản phẩm.

• Ngành hàng không: Trong lĩnh vực này, chuỗi khối có thể giúp theo dõi từng bước vận chuyển, bảo trì và sửa chữa, tạo ra sự minh bạch và tính xác thực. Việc kiểm tra nguồn gốc và lịch sử của các linh kiện có thể tăng cường an toàn và hiệu quả hoạt động.
• Thực phẩm & đồ uống: Chuỗi khối có khả năng theo dõi từng giai đoạn của quá trình sản xuất, vận chuyển và lưu trữ thực phẩm. Điều này giúp đảm bảo chất lượng và nguồn gốc của sản phẩm, tăng cường sự tin tưởng từ người tiêu dùng.
• Y tế: Trong lĩnh vực y tế, blockchain có thể cải thiện quản lý dữ liệu y tế và quá trình theo dõi bệnh nhân. Việc chia sẻ thông tin bệnh nhân và bảo mật dữ liệu có thể được cải thiện, tạo điều kiện tốt hơn cho việc cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe và điều trị.

Hiện tại, tập trung chủ yếu vào việc phát triển blockchain cho chức năng chuỗi cung ứng trên khắp hệ sinh thái sản xuất, với mục tiêu đạt tính minh bạch và quản lý chất lượng từ quy trình sản xuất đến nguyên liệu thô.

Các ngành công nghiệp đang tích cực ứng dụng blockchain bao gồm may mặc, năng lượng mặt trời, khai thác mỏ, đánh cá, thực phẩm và đồ uống, vận chuyển, phân bón, chăm sóc sức khỏe và hàng không. Tính chất đa dạng của các lĩnh vực này thể hiện tiềm năng sâu rộng của công nghệ blockchain. Ví dụ:

• May mặc: Blockchain có thể giúp theo dõi nguồn gốc của nguyên liệu và quản lý chuỗi cung ứng, đảm bảo tính minh bạch và chất lượng sản phẩm.
• Năng lượng mặt trời: Trong việc theo dõi năng lượng sản xuất và phân phối, blockchain có thể cải thiện tính minh bạch và tăng cường hiệu suất.
• Khai thác mỏ và đánh cá: Sự minh bạch của blockchain có thể giúp theo dõi nguồn gốc và quá trình khai thác, đảm bảo tuân thủ quy định và bảo vệ môi trường.
• Thực phẩm và đồ uống: Blockchain có thể giúp ngăn chặn gian lận thực phẩm và đảm bảo an toàn thực phẩm bằng cách theo dõi nguồn gốc và quá trình sản xuất.
• Vận chuyển: Trong lĩnh vực vận chuyển hàng hóa, blockchain có thể cải thiện quản lý, theo dõi và tính minh bạch trong quy trình vận chuyển.
• Phân bón: Sử dụng blockchain để theo dõi việc sản xuất, vận chuyển và sử dụng phân bón có thể giúp tối ưu hóa năng suất và bảo vệ môi trường.
• Chăm sóc sức khỏe: Trong ngành y tế, blockchain có thể cải thiện quản lý dữ liệu bệnh nhân và chia sẻ thông tin an toàn và bảo mật.
• Hàng không: Sự minh bạch của blockchain có thể giúp quản lý tình trạng vận hành, an toàn và bảo trì trong ngành hàng không.

Các tập đoàn hàng đầu như IBM, Microsoft, GE, Samsung và Moog đang đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và triển khai công nghệ blockchain trong lĩnh vực sản xuất. Mặc dù thị trường blockchain trong sản xuất vẫn còn đang hình thành, nhưng dự kiến sẽ bắt đầu đạt doanh thu đáng kể từ năm 2020 trở đi. Tuy vậy, nhiều tổ chức đã bắt đầu nhận thức và khám phá lợi ích mà công nghệ chuỗi khối có thể mang lại trong hệ sinh thái sản xuất.

Tầm quan trọng của robot công nghiệp

Robot công nghiệp là gì? Robot công nghiệp, hay còn gọi là “Industrial Robotics”, là một lĩnh vực trong ngành công nghiệp sử dụng robot tự động hoá để thực hiện các nhiệm vụ sản xuất và công việc liên quan trong môi trường sản xuất và sản xuất. Những robot này được thiết kế để thực hiện các tác vụ cụ thể trong quy trình sản xuất, từ gia công, lắp ráp, hàn, cắt, kiểm tra chất lượng cho đến vận chuyển vật liệu và sản phẩm.

Industrial robotics kết hợp sự tiến bộ trong cả ngành công nghệ điện tử, cơ học, trí tuệ nhân tạo và tự động hóa để tạo ra những hệ thống robot thông minh có khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp. Những lợi ích của robot công nghiệp bao gồm tăng năng suất, cải thiện chất lượng, giảm sai sót, tiết kiệm thời gian và nhân lực, và đảm bảo an toàn cho nhân viên trong các môi trường làm việc nguy hiểm.

Những ứng dụng của robot công nghiệp rất đa dạng, từ các ngành sản xuất ô tô, điện tử, thực phẩm, dược phẩm đến ngành xây dựng, năng lượng và nhiều lĩnh vực khác. Các robot công nghiệp có thể được lập trình để hoạt động theo chu kỳ hoặc theo yêu cầu, tùy theo nhu cầu cụ thể của quy trình sản xuất và công việc cần thực hiện.

Triển khai robot công nghiệp đang đóng vai trò quan trọng và mang tính cách mạng trong việc tạo ra các nhà máy sản xuất thông minh. Khái niệm robot công nghiệp không còn mới mẻ, nó đã tồn tại trong các hệ thống sản xuất suốt khoảng thời gian kéo dài từ 40-50 năm qua. Tuy nhiên, điều thú vị nằm ở sự thay đổi đáng kể trong cách chúng hoạt động – từ một bản chất cơ bản đến sự thông minh ngày nay. Trước đây, robot công nghiệp thường chỉ được lập trình để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và cố định tại một thời điểm. Để thay đổi hoặc thêm các nhiệm vụ mới, dễ dàng phải thay đổi mã lập trình.

Tuy nhiên, hiện nay, mối kết nối mạng của robot công nghiệp đã tiến xa hơn, chúng có khả năng tương tác với mạng cảm biến toàn diện được triển khai rộng rãi trong môi trường sản xuất. Thông qua việc thu thập dữ liệu từ các cảm biến này, robot có khả năng phân tích và tùy chỉnh hành động của chúng dựa trên tình hình thực tế. Tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) càng ngày càng phổ biến trong các hệ thống robot, giúp chúng trở nên tự động hơn, linh hoạt hơn và có khả năng thích ứng với biến đổi của môi trường.

Điều này mang lại những lợi ích to lớn cho nhiều ngành công nghiệp. Hiện tại, Châu Á – Thái Bình Dương đang là điểm nóng của triển khai robot công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất ô tô. Sự ủng hộ và khuyến khích từ phía chính phủ được coi là một yếu tố đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của robot công nghiệp. Mỹ và Trung Quốc, những quốc gia có nguồn lực mạnh mẽ, đang đóng góp quan trọng để đẩy mạnh nhu cầu sử dụng robot trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Robot hợp tác, một xu hướng mới đầy tiềm năng, đang nổi lên bên cạnh robot công nghiệp. Loại robot này không chỉ thực hiện công việc một cách độc lập mà còn tương tác và hợp tác chặt chẽ với con người để hỗ trợ và nâng cao hiệu suất làm việc. Điều thú vị là robot hợp tác có khả năng đồng hành cùng con người trong hầu hết các tác vụ mà con người thực hiện.

Một ví dụ minh họa rõ ràng: robot hợp tác có thể quan sát một người làm việc tại dây chuyền lắp ráp, hiểu nhiệm vụ của họ và sau đó tự động thực hiện cùng một công việc đó với độ chính xác tương tự. Điều này mở ra khả năng chia sẻ gánh nặng công việc giữa con người và robot một cách hiệu quả. Sự phát triển của robot hợp tác đã vượt qua mức chỉ đơn thuần thực hiện những công việc nhẹ nhàng; bây giờ chúng có khả năng đảm nhiệm những nhiệm vụ đòi hỏi sức lực mạnh mẽ mà trước đây thường chỉ được giao cho robot công nghiệp.

Trong tương lai, sự phân biệt rõ ràng giữa robot hợp tác và robot công nghiệp dần trở nên mờ nhạt, chủ yếu do sự tiến bộ đáng kể trong khả năng và ứng dụng của cả hai loại robot. Các đặc điểm cơ bản trước đây đã không còn đủ để phân biệt chúng một cách rõ ràng. Thực tế, khả năng và tích hợp công nghệ mới đã làm cho robot hợp tác và robot công nghiệp ngày càng tương tự nhau trong việc đáp ứng nhiều nhu cầu và thách thức khác nhau trong môi trường sản xuất.

Sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo (AI) và hệ thống cảm biến thông minh đã làm cho robot hợp tác trở nên thông minh và có khả năng thực hiện các nhiệm vụ đa dạng hơn. Chúng có khả năng học hỏi từ môi trường, tương tác với con người một cách tự nhiên hơn và thích nghi với các tình huống phức tạp. Điều này đã làm cho chúng có thể thực hiện các tác vụ cần sự linh hoạt và tương tác với con người một cách hiệu quả.

Sự tiến bộ trong thiết kế cơ khí và cơ điện tử cũng đã đóng góp quan trọng vào việc làm cho robot hợp tác có thể đảm nhiệm các công việc với độ chính xác và sức mạnh cao hơn. Khả năng cung cấp sức lực mạnh mẽ và vận hành chính xác đã mở ra cửa cho chúng tham gia vào các tác vụ trước đây chỉ dành cho robot công nghiệp.

Thị trường robot công nghiệp dự kiến ​​sẽ trị giá 71,72 tỷ USD vào năm 2023, tăng trưởng với tốc độ CAGR là 9,60% trong giai đoạn dự báo.

Thị trường robot cộng tác dự kiến ​​sẽ trị giá 4,28 tỷ USD vào năm 2023, tăng trưởng với tốc độ CAGR là 56,94% từ năm 2017 đến năm 2023.

Động lực chính đằng sau sự bùng nổ của thị trường robot công nghiệp chính là sự gia tăng đáng kể trong đầu tư và áp dụng tự động hóa trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Điều này xuất phát từ nhận thức về lợi ích vượt trội mà robot công nghiệp mang lại: nâng cao năng suất, giảm chi phí và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Đặc biệt, các ngành như sản xuất ô tô, điện tử, dược phẩm và thực phẩm đã nhận thấy tiềm năng của robot công nghiệp để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản xuất.

Một yếu tố quan trọng khác chính là sự tăng cường của các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME) ở các nước đang phát triển trong việc áp dụng robot công nghiệp. Trước đây, robot công nghiệp thường được liên kết với các doanh nghiệp lớn do chi phí đầu tư ban đầu cao và độ phức tạp trong triển khai. Tuy nhiên, với sự tiến bộ trong thiết kế, giá thành và tích hợp công nghệ, robot công nghiệp đã trở nên phù hợp và có thể tiếp cận hơn đối với các SME. Nhờ vào tính linh hoạt và khả năng tùy chỉnh, các doanh nghiệp nhỏ có thể áp dụng robot công nghiệp để cải thiện năng suất và cạnh tranh.

Thị trường robot công nghiệp cũng nhận được sự thúc đẩy mạnh mẽ từ sự tăng cường hỗ trợ từ phía chính phủ và tổ chức quốc tế. Nhiều quốc gia và khu vực đang thúc đẩy chính sách hỗ trợ tài chính và khuyến mãi để thúc đẩy sự áp dụng của robot công nghiệp trong các ngành sản xuất trọng điểm. Điều này bao gồm cả việc cung cấp các chương trình đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật để giúp các doanh nghiệp thấu hiểu và tận dụng tối đa tiềm năng của robot công nghiệp.

Lợi ích của Digital Twins

Digital Twins là gì? Digital Twins (Hình ảnh số hóa song song) là một khái niệm trong lĩnh vực công nghệ thông tin, đặc biệt là trong ngữ cảnh của Công nghiệp 4.0 và Internet of Things (IoT). Nó ám chỉ việc tạo ra một phiên bản số hóa chính xác của một đối tượng vật lý thực tế hoặc một quy trình trong thế giới số.

Digital Twins kết hợp thông tin từ thế giới vật lý với dữ liệu thu thập được từ cảm biến và hệ thống điều khiển để tạo ra một phiên bản số hóa chính xác trong môi trường kỹ thuật số. Điều này cho phép bạn theo dõi, kiểm tra và phân tích trạng thái và hoạt động của đối tượng vật lý một cách chính xác trong môi trường ảo.

Ví dụ, trong ngành sản xuất, bạn có thể tạo ra một Digital Twin cho một dây chuyền sản xuất. Digital Twin này sẽ tự động thu thập dữ liệu về hoạt động của dây chuyền trong thời gian thực và hiển thị chúng trong môi trường ảo. Bạn có thể sử dụng nó để theo dõi hiệu suất, dự đoán sự cố, và thậm chí thử nghiệm các phương án tối ưu hóa mà không ảnh hưởng đến hoạt động thực tế.

“Digital twin” là một khái niệm quan trọng trong hệ sinh thái sản xuất thông minh. Đây là việc tạo ra mô hình ảo của một tài sản, quy trình hoặc hệ thống bằng cách sử dụng dữ liệu thu thập từ các cảm biến trong hệ thống hoặc tài sản và áp dụng thuật toán để dự đoán các khả năng trong quy trình. Bảo trì dự đoán là một trong những hệ thống quan trọng sẽ sử dụng “digital twin”. Lợi ích của “digital twin” bao gồm khả năng giảm thời gian và chi phí phát triển sản phẩm cũng như loại bỏ thời gian ngừng hoạt động không kế hoạch. Sự phổ biến ngày càng cao của các nền tảng IoT và đám mây, và công nghệ in 3D và phần mềm mô phỏng 3D đang thúc đẩy việc áp dụng “digital twin”.

Lĩnh vực hàng không vũ trụ & quốc phòng, ô tô & giao thông vận tải, điện tử & sản xuất điện/máy móc, và năng lượng & tiện ích là những ngành chính sử dụng “digital twin”. Khi khái niệm về “digital twin” phát triển và trưởng thành, chúng ta có thể thấy sự gia tăng trong việc áp dụng nó trong các lĩnh vực phi sản xuất như bán lẻ và thị trường hàng tiêu dùng. Tổng cộng, “digital twin” là một khái niệm quan trọng giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất trong nhiều ngành công nghiệp.

Tổng kết

Sản xuất thông minh đang dẫn đầu một cuộc cách mạng công nghiệp mới, nơi những dữ liệu thu thập từ các công nghệ tiên tiến như Trí tuệ nhân tạo, Blockchain, Robot hợp tác, IIoT và Digital twin đã tạo nên sự biến đổi đáng kể trong ngành sản xuất. Trí tuệ nhân tạo giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và dự đoán các vấn đề tiềm ẩn. Blockchain cung cấp tính minh bạch và an ninh cho chuỗi cung ứng. Robot hợp tác mang lại sự kết hợp giữa con người và máy móc, tạo ra hiệu quả sản xuất cao hơn. IIoT đem lại dữ liệu thời gian thực giúp tối ưu hóa hiệu suất và dự đoán bảo trì. Cặp song sinh kỹ thuật số tạo mô hình ảo giúp dự đoán quy trình và giảm thời gian ngừng hoạt động.

Các ngành như hàng không vũ trụ & quốc phòng, ô tô & giao thông vận tải, điện tử & sản xuất điện/máy móc, và năng lượng & tiện ích đã áp dụng thành công những công nghệ này. Sự trỗi dậy của sản xuất thông minh đang tạo ra cơ hội tăng cường hiệu suất, giảm thất thoát và thúc đẩy sự phát triển bền vững trong các ngành sản xuất. Dẫu vẫn còn một số thách thức và khó khăn trong việc triển khai những công nghệ này, sự tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ hứa hẹn sẽ tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của sản xuất thông minh, mang lại lợi ích rộng rãi cho nền kinh tế và xã hội.

Hy vọng thông tin trong bài viết đã giúp bạn có cái nhìn rõ hơn về Sản xuất thông minh và những công nghệ trong tương lai. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, xin vui lòng truy cập vào trang website COMIT và Fanpage của chúng tôi.