Smart manufacturing và IoT đóng vai trò động cơ chính đẩy mạnh cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0
Internet of Things (IoT) không dây với hàng triệu mô-đun được sử dụng trên các dây chuyền sản xuất kết hợp với các công nghệ và quy trình đổi mới khác đã tạo nên ngành Smart manufacturing.
Trong năm 2019, IDC ước tính rằng lĩnh vực sản xuất đã đầu tư gần 200 tỷ đô la vào chi tiêu cho IoT, gấp đôi so với lĩnh vực IoT tiêu dùng, thị trường IoT dọc thứ hai lớn nhất. Và trong quý 1 năm 2020, ngành công nghiệp Smart manufacturing đã trải qua sự tăng trưởng đáng kể, với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm hợp nhất dự kiến là 12,4% đến năm 2025, theo thông báo của ISG ngày 4 tháng 6 năm 2020.
Vì sao lại như vậy? Trong các thị trường toàn cầu cạnh tranh khốc liệt, Smart manufacturing kết nối qua IoT, còn được gọi là Công nghiệp 4.0 hoặc IoT công nghiệp, cung cấp sự nhìn rõ đẽo đạt đến tài sản, quy trình, tài nguyên và sản phẩm.
Kết quả là gì? Smart manufacturing hỗ trợ quy trình kinh doanh tối ưu hóa, tăng năng suất được tối ưu hóa và cải thiện ROI. Trong hơn hai thập kỷ qua, Thales đã trở thành đối tác đáng tin cậy, giúp khách hàng Kết nối, Bảo vệ và Tạo lợi nhuận từ hoạt động doanh nghiệp của họ với công nghệ IoT.
Trong viết này, COMIT sẽ chia sẻ một số phương pháp tốt nhất mà COMIT đã thu thập để giúp các công ty thực hiện những cú nhảy đến “Công nghiệp 4.0.” Còn bây giờ, hãy cùng COMIT tìm hiểu thêm về Smart Factory và IoT là gì nhé!
IoT là gì? IoT là viết tắt của “Internet of Things” (Mạng lưới các Vật thể). IoT đề cập đến một hệ thống trong đó các vật thể vật lý, thiết bị, xe cộ, và nhiều loại vật thể khác được kết nối với Internet và có khả năng trao đổi dữ liệu và thông tin với nhau.
Smart manufacturing là gì và nó liên quan đến IoT như thế nào?
Smart manufacturing là một phần quan trọng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, và nó liên quan chặt chẽ đến Internet of Things (IoT). Smart manufacturing giúp các quản lý nhà máy tự động thu thập và phân tích dữ liệu, từ đó họ có thể đưa ra các quyết định có kiến thức hơn và tối ưu hóa quá trình sản xuất.
Cơ chế của Smart manufacturing (Sản xuất thông minh) là sự kết hợp giữa dữ liệu từ các cảm biến và máy móc trong nhà máy và khả năng kết nối với Internet thông qua giải pháp IoT. Dữ liệu này được tự động chuyển lên Đám mây, nơi chúng có thể được truy cập từ bất kỳ nơi nào trên thế giới.
Điều quan trọng là việc IoT có thể cung cấp kết nối dây và không dây, cho phép dòng dữ liệu liên tục di chuyển từ thiết bị và máy móc trong nhà máy lên Đám mây và ngược lại. Điều này cung cấp khả năng theo dõi và quản lý quy trình sản xuất từ xa. Quản lý có thể xem và kiểm soát toàn bộ quy trình sản xuất trực tiếp từ máy tính hoặc thiết bị di động, thậm chí điều chỉnh kế hoạch sản xuất ngay lập tức khi có nhu cầu.
Những lợi ích của Smart manufacturing là rất đáng kể. Nó giúp giảm thiểu lãng phí trong quá trình sản xuất, tăng tốc quá trình sản xuất và nâng cao hiệu suất và chất lượng của sản phẩm. Một trong những điểm quan trọng của Smart manufacturing là khả năng thay thế cấu trúc phân cấp truyền thống trên sàn nhà máy. Thay vào đó, nó tạo ra một mô hình mạng kết nối hoàn toàn mở, kết nối toàn bộ quy trình sản xuất từ quá trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm đến quản lý chuỗi cung ứng.
Smart manufacturing giúp tối ưu hóa các quy trình sản xuất toàn cầu liên quan đến hiệu suất, chất lượng, chi phí và quản lý tài nguyên. Điều này có nghĩa là công ty có thể cải thiện tất cả mặt khác nhau của quá trình sản xuất, từ quy trình thiết kế đến sản xuất thực tế và cả quản lý nguồn lực.
Hơn nữa, Smart manufacturing cho phép sản phẩm tham gia vào quy trình sản xuất và thiết kế sản phẩm. Nhờ vào khả năng kết nối, sản phẩm thông minh có thể truyền thông tin trở lại nhà máy, giúp nhận biết và khắc phục vấn đề chất lượng trong quá trình sản xuất bằng cách điều chỉnh thiết kế sản phẩm hoặc quy trình sản xuất.
Nó cũng có giá trị quan trọng trong việc thu thập phản hồi từ người tiêu dùng. Sản phẩm thông minh có khả năng cung cấp thông tin về cách người tiêu dùng sử dụng chúng. Điều này mở ra cơ hội tuyệt vời để điều chỉnh các tính năng để đáp ứng tốt hơn nhu cầu thực sự của thị trường và cải thiện sản phẩm dựa trên phản hồi từ người tiêu dùng.
Cách mà thị trường sản xuất đang phát triển ra sao?
Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ 4 đang cách mạng hoá một cách căn bản ngành sản xuất (được gọi là nhà máy 4.0), với sức mạnh của IoT. Những thay đổi trong lĩnh vực này trở nên có thể nhờ các bước tiến công nghệ đang diễn ra với tốc độ chưa từng có.
Tương tự như cách động cơ hơi nước đã mang đến sự thay đổi to lớn vào đầu thế kỷ 17 và sự xuất hiện của kỷ nguyên số đã làm rung chuyển thế giới vào nửa sau thế kỷ 20, các đổi mới công nghệ hiện nay đang buộc các quyết định phải tưởng tượng lại cách sản phẩm được thiết kế và sản xuất.
Ngoài IoT, những phần mềm chính bao gồm Trí tuệ Nhân tạo (AI) và học máy, robot công nghiệp, dữ liệu lớn, và phân tích IoT, bản sao số (digital twins), và 5G.
Bản sao số (digital twins) là gì? Bản sao số (digital twins) là một khái niệm trong lĩnh vực công nghệ thông tin và quản lý, đặc biệt trong ngữ cảnh của Internet of Things (IoT) và công nghiệp 4.0. Nó đề cập đến việc tạo ra một phiên bản số hoá và tương tự của một thực thể hoặc hệ thống vật lý thật.
5G mang ý nghĩa gì đối với Smart manufacturing?
5G đã được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu của IoT trong ngành công nghiệp và đóng vai trò quan trọng trong sự biến đổi công nghiệp mới mẻ. Công nghệ 5G sắp tới sẽ làm tăng cường cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 bằng cách tạo ra sự linh hoạt, tính mềm dẻo, kiểm soát chi phí và chất lượng sản phẩm. 5G có thể coi như là một cuộc cách mạng kỹ thuật số tiếp theo. 5G mang lại tốc độ nhanh hơn, thời gian đáp ứng ngắn hơn và băng thông rộng hơn.
Máy móc cùng một loại có thể thực hiện các nhiệm vụ khác nhau hầu nhờ vào khả năng lập trình từ xa gần như tức thì. Các robot trên dây chuyền sản xuất cũng có thể được cập nhật từ xa trong thời gian ngắn, thậm chí chỉ trong vài giây. Người điều hành, theo dõi hoạt động từ xa, sẽ ngay lập tức nhận phản hồi cảm ứng từ robot và thực sự cảm nhận được những gì họ đang làm trong thời gian thực. Giao tiếp thời gian thực này sẽ mang lại mức độ chưa từng thấy của học máy và trí tuệ nhân tạo.
Các sáng kiến về Smart manufacturing để tạo ra giá trị kinh doanh tăng cường
Những sáng kiến về Smart manufacturing nhằm tạo ra giá trị kinh doanh đang thúc đẩy mạnh mẽ. Cuộc cách mạng IoT này được kỳ vọng sẽ gia tăng năng suất và giá trị một cách sâu sắc.
Chính vì vậy, các quốc gia sản xuất lớn nhất trên thế giới như Trung Quốc, Mỹ và châu Âu đã triển khai các sáng kiến nhà máy thông minh riêng biệt để nâng cao ngành sản xuất của họ. Một cách cơ bản, các nhà sản xuất hàng đầu này đang tham gia vào một cuộc chiến toàn cầu vì sự cạnh tranh trong lĩnh vực Smart manufacturing.
Kỳ vọng là tất cả các loại sản xuất đều có lợi ích từ cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và IoT. Hãy suy nghĩ về điều này. Chẳng hạn, trong sản xuất riêng lẻ, đó là quá trình sản xuất các sản phẩm riêng lẻ, có thể chạm và đếm từng cái một, và thường liên quan đến các dây chuyền lắp ráp. Điều này bao gồm các sản phẩm như ô tô, nội thất và máy bay, mà ngày càng được kết nối với IoT.
Tương tự, trong sản xuất quy trình, hàng hóa được sản xuất hàng loạt bằng cách sử dụng các công thức được tạo kỹ lưỡng. Cuộc cách mạng IoT mang lại lợi ích cho việc giám sát nhà máy cải tiến, tối ưu hóa chuỗi cung ứng, cùng với việc cải thiện chất lượng trong các quá trình theo dõi và phân phối.
Các quy trình thông minh sẽ đóng một vai trò nổi bật trong việc cân nhắc cung cấp và cầu cung, cải thiện thiết kế sản phẩm, tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và giảm lãng phí một cách đáng kể.
Tại sao an ninh là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực Smart manufacturing?
Ngày nay, ngành sản xuất đang phải đối mặt với mối đe dọa đáng kể từ tội phạm mạng nhắm vào cơ sở hạ tầng, chiếm khoảng một phần ba của tất cả các cuộc tấn công. Điều này xảy ra vì hầu hết các nhà máy sản xuất truyền thống không được thiết kế với sự quan tâm đặc biệt đến an ninh mạng và vì công nghệ tấn công ngày càng trở nên phức tạp hơn.
Khi các nhà sản xuất chuyển từ các nhà máy truyền thống sang các hệ thống kết nối IoT dựa trên IP, xuất hiện những lỗ hổng an ninh mới. Một phần của việc kết nối các quy trình và thành phần của Smart manufacturing là mở rộng diện tích tấn công mạng. Mỗi điểm kết nối trở thành một rủi ro bổ sung về cuộc tấn công và tội phạm mạng có thể dẫn đến sự can thiệp, truy cập từ xa, trộm thông tin trí tuệ và mất mát hoặc thay đổi dữ liệu.
Mặc dù nhiều công cụ bảo mật đã được chứng minh hiệu quả, chúng thường không được tích hợp từ đầu trong các hệ thống. Để đảm bảo an ninh đủ độ, các nhà sản xuất phải thích nghi bằng cách triển khai các biện pháp bảo vệ cho các thiết bị và hệ thống truyền thống mà hiện đã kết nối. Hơn nữa, họ phải xem xét kiến trúc an ninh từ đầu cho các trung tâm sản xuất mới, hiện đại.
Tin không tốt là gì? Những thách thức về an ninh cũng đã làm chậm quá trình áp dụng các công nghệ IoT mới, sự thay đổi trong tổ chức và mô hình kinh doanh có tiềm năng cải thiện quy trình sản xuất, tăng cường sự cạnh tranh và mang đến các dịch vụ mới cho khách hàng. Rất tiếc, các doanh nghiệp không theo kịp sẽ phải đối mặt với sự khó khăn trong việc cạnh tranh với các đối thủ suy nghĩ tiến bộ hơn, những người đối mặt với thách thức này một cách quả quyết.
Từng bước một tiến tới Smart Factory
Xây dựng và mở rộng Nhà máy thông minh là những nhiệm vụ đầy thách thức để tạo ra giá trị tăng cường một cách đáng kể.
Để duy trì sự cạnh tranh, các nhà sản xuất cần hợp tác với các nhà cung cấp tự động hóa sản xuất và các nhà tích hợp hệ thống cung cấp giải pháp để nâng cấp nhà máy hiện có hoặc xây dựng các hệ thống mới từ đầu. Các nhà sản xuất nên làm việc với các đối tác có kinh nghiệm trong việc tích hợp, phát triển và các đối tác công nghệ đã thể hiện sự xuất sắc và bền bỉ trong việc kết nối và bảo mật các hệ thống Smart manufacturing.
Các đối tác có kinh nghiệm có thể cung cấp sự hướng dẫn cần thiết để phát triển hệ thống tốt nhất để đáp ứng nhu cầu kinh doanh cụ thể.
Kết nối
Chẳng hạn, các quy trình sản xuất có thể được kết nối thông qua việc kết nối dây, WiFi, Bluetooth, RFID, Mạng Rộng Vùng Tiết Kiệm Năng Lượng bao gồm LoRa và LTE M, và thậm chí qua các Thiết bị IoT hoạt động ngay khi được mở hộp và kết nối thông qua giao diện công nghiệp linh hoạt. Mỗi tùy chọn có những ưu điểm và trường hợp sử dụng lý tưởng riêng. Một đối tác có kinh nghiệm trong việc kết nối các hệ thống Smart manufacturing có thể giúp quyết định xem giải pháp nào phù hợp nhất với từng trường hợp sử dụng cụ thể.
Bảo mật
Các đối tác tự động hóa đáng tin cậy đóng góp kiến trúc bảo mật vào chuỗi giá trị vì họ nhận thấy đây là một mối quan tâm quan trọng của các nhà sản xuất và một khóa quan trọng trong cuộc cạnh tranh trên thị trường. Họ cũng phải xem xét về an ninh và cách bảo vệ các hệ thống Smart manufacturing khỏi xâm nhập hoặc lỗi.
Chẳng hạn, các Thales Secure Elements được sử dụng để bảo vệ các hệ thống sản xuất sản phẩm. Các Secure Elements cho phép các nhà sản xuất tạo và phân phối các ID và chứng chỉ cho các thiết bị, và chúng xác thực các thiết bị, người dùng và ứng dụng tương tác với các thiết bị. Chúng cũng giúp bảo vệ truyền thông và đảm bảo an toàn dữ liệu khi không sử dụng.
Tương tự, Trình quản lý Khóa Đáng Tin Cậy (TKM) đóng một vai trò quan trọng trong bảo mật. TKM quản lý các thông tin xác thực cho các thiết bị LoRa và mạng LoRa, cũng như các thiết bị IoT không kết nối với mạng di động, đây từ lâu là một thách thức cho các nhà sản xuất.
Giải pháp
TKM cho phép các nhà sản xuất tách biệt thông tin xác thực này khỏi quy trình sản xuất, làm cho kinh doanh có tính mở rộng và bảo tồn sự tin cậy giữa các nhà sản xuất và khách hàng.
Lợi nhuận
Một lĩnh vực khác mà các nhà sản xuất nên xem xét là cách tạo ra lợi nhuận từ phần mềm thành công. Quá trình cấp phép và bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ (IP) là một phần quan trọng trong việc sản xuất các thiết bị công nghiệp. Điều này bao gồm việc sử dụng phần mềm ngày càng phức tạp, bí mật thương mại và các mô hình giá dựa trên việc sử dụng và các tùy chọn về tính năng biến đổi.
Các bên liên quan cần thực hiện những gì để đảm bảo an ninh cho các cơ sở Smart manufacturing của họ?
Để đảm bảo an ninh cho các cơ sở Smart manufacturing của họ, các bên liên quan cần thực hiện một loạt biện pháp quan trọng. An ninh là một khía cạnh quan trọng không thể bỏ qua trong môi trường sản xuất ngày càng kết nối với IoT (Internet of Things). Dưới đây là một số hướng dẫn cụ thể về việc bảo vệ những cơ sở Smart manufacturing đang phát triển nhanh chóng.
Tích hợp An Ninh Từ Đầu
Một trong những yếu tố quan trọng nhất là tích hợp các biện pháp bảo mật ngay từ giai đoạn thiết kế và triển khai. Điều này đảm bảo rằng an ninh là một phần không thể thiếu của toàn bộ hệ thống sản xuất. Tích hợp an ninh từ đầu giúp đảm bảo rằng mọi khía cạnh của quá trình sản xuất được bảo vệ khỏi các mối đe dọa mạng.
Không có một giải pháp cho tất cả
Không có giải pháp bảo mật một cỡ vừa cho tất cả các trường hợp. Mỗi cơ sở sản xuất có những đặc điểm riêng, vì vậy các biện pháp bảo mật cần được tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng trường hợp. Việc này đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia và nhà cung cấp để xác định và triển khai giải pháp phù hợp.
Bảo vệ an toàn mọi khía cạnh
An ninh trong Smart manufacturing đòi hỏi bảo vệ từng khía cạnh của hệ thống. Điều này bao gồm việc đảm bảo sự an toàn của các thiết bị, mạng, dữ liệu và các giải pháp phần mềm và ứng dụng điều khiển. Mỗi thành phần này có thể trở thành điểm yếu nếu không được bảo vệ đúng cách.
Hợp Tác Với Chuyên Gia
Việc hợp tác với các chuyên gia trong lĩnh vực an ninh mạng là một phần quan trọng của quá trình đảm bảo an toàn sản xuất. Các chuyên gia có kiến thức và kinh nghiệm để xác định các rủi ro và triển khai giải pháp bảo mật phù hợp. Việc này đảm bảo rằng Smart manufacturing sẽ không bị ảnh hưởng bởi các cuộc tấn công mạng.
Liên Tục Nâng Cấp
An ninh là một quá trình liên tục và không ngừng nghỉ. Các bên liên quan cần liên tục cập nhật và nâng cấp biện pháp bảo mật để đối phó với các mối đe dọa ngày càng phức tạp. Điều này đòi hỏi sự cam kết của toàn bộ tổ chức để duy trì an ninh sản xuất.
An ninh là một khía cạnh không thể thiếu trong Smart manufacturing và đòi hỏi sự chú tâm và đầu tư liên tục. Bằng cách tích hợp an ninh từ đầu, tùy chỉnh giải pháp bảo mật, và hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia, các bên liên quan có thể đảm bảo rằng cơ sở Smart manufacturing của họ được bảo vệ khỏi các mối đe dọa mạng và có thể hoạt động một cách an toàn và hiệu quả.
