Trở thành nhà máy của tương lai: Cách chuẩn bị ngay bây giờ cho Internet vạn vật công nghiệp
Chúng ta cùng đến với phần 2 của chủ đề “cách chuẩn bị ngay bây giờ cho Internet vạn vật công nghiệp” xem là Internet vạn vật công nghiệp quạn trọng như thế nào đối với nền công nghiệp của thế giới ở hiện tại và tương lai.
Kết nối các thiết bị trong nhà máy trong mạng công nghiệp
Việc kết nối các thiết bị trong môi trường sản xuất công nghiệp và tích hợp chúng vào mạng Internet của mọi Vật (IIoT) đòi hỏi sự hiểu biết rõ ràng về bản chất và phạm vi của cuộc cách mạng công nghiệp. Tinh thần thiết yếu của IIoT là khám phá và tận dụng tri thức tập thể liên quan đến hệ thống sản xuất, các thiết bị trong quy trình sản xuất, và sự tương tác của con người trong ngành công nghiệp thông qua việc chia sẻ dữ liệu trên nhiều khía cạnh khác nhau.
Một ví dụ cụ thể về việc áp dụng IIoT là việc xây dựng một “mạng nội bộ” trong một nhà máy. Mạng nội bộ này kết nối và đồng bộ hóa các thiết bị sản xuất và quy trình trong một cơ sở sản xuất, cho phép tự động hóa quy trình sản xuất và quản lý chúng một cách hiệu quả. Tuy nhiên, mặc dù mạng nội bộ có thể tạo ra sự hiệu quả ngay tại chỗ, dữ liệu thu thập từ các thiết bị này thường không thể di chuyển một cách tự do đến hoặc ra khỏi nhà máy để đáp ứng và phản ứng với biến đổi tại các địa điểm khác nhau, bao gồm cả doanh nghiệp, các đối tác cung cấp, hoặc các thị trường khác.
Triển khai IIoT một cách hoàn hảo đòi hỏi kết nối và tích hợp không chỉ trong nội bộ của một nhà máy mà còn liên kết các nhà máy với nhau, các đối tác cung cấp, và các khách hàng ở xa. Điều này không chỉ giúp nhà máy đáp ứng các mục tiêu sản xuất và kinh doanh ngày hôm nay mà còn cho phép dự đoán và đối phó với những thách thức có thể xuất hiện trong tương lai, tạo nên một hệ thống sản xuất công nghiệp thông minh và kết nối toàn cầu.
Truy cập thiết bị công nghiệp bằng trình duyệt web
Truy cập các thiết bị công nghiệp thông qua trình duyệt web đánh dấu một khía cạnh quan trọng của cuộc cách mạng công nghiệp, đặc biệt là trong ngữ cảnh của mạng Internet của mọi vật (IIoT). Mặc dù trình duyệt web ban đầu được phát triển để dùng để truy cập World Wide Web và duyệt các trang web trên internet, thế nhưng khả năng của chúng không giới hạn chỉ trong việc duyệt web. Trình duyệt web cũng có thể được ứng dụng để truy cập thông tin và dữ liệu được cung cấp bởi máy chủ web trong mạng cục bộ hoặc để truy cập các tệp dữ liệu trong hệ thống thông qua việc định vị một đối tượng thông qua địa chỉ IP.
Một đặc điểm quan trọng của việc truy cập thông qua trình duyệt web là sự linh hoạt và sự tiện lợi. Trình duyệt web phổ biến và sẵn có trên hầu hết các loại thiết bị thông dụng như máy tính cá nhân, điện thoại thông minh, máy tính bảng, và nhiều thiết bị khác. Vì vậy, khả năng giao tiếp với các thiết bị công nghiệp thông qua trình duyệt web giúp tạo ra một phương thức truy cập dữ liệu đa dạng mà không phụ thuộc vào loại thiết bị cụ thể nào. Dữ liệu có thể được truy cập trong thời gian thực trên nhiều hệ thống khác nhau, thậm chí từ xa, miễn là địa chỉ IP của thiết bị đó có sẵn.
Tuy nhiên, một trong những thách thức chính liên quan đến việc truy cập thiết bị công nghiệp qua trình duyệt web là sự giới hạn trong việc truy cập các thiết bị đó. Thường thì, để truy cập một thiết bị công nghiệp, bạn cần phải nằm trong mạng cục bộ riêng biệt của nhà máy hoặc cơ sở sản xuất, và điều này làm cho việc truy cập từ xa trở nên khó khăn.
Tuy nhiên, với sự phát triển và tích hợp của các giải pháp IIoT, việc truy cập các thiết bị công nghiệp qua trình duyệt web trở nên dễ dàng hơn. IIoT cho phép các thiết bị công nghiệp được kết nối và quản lý từ xa, bất kể nơi chúng đặt ra, mở ra cơ hội để truy cập dữ liệu và thông tin từ bất kỳ đâu trên toàn cầu. Điều này là bước quan trọng trong việc tạo ra một mô hình sản xuất thông minh và kết nối mạnh mẽ, giúp các doanh nghiệp công nghiệp không chỉ đáp ứng các mục tiêu sản xuất hiện tại mà còn dự đoán và đối phó với những thách thức trong tương lai. Thiết bị công nghiệp thông qua trình duyệt web và IIoT chắc chắn sẽ là một phần quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp và công nghệ trong thời gian tới.
Nhà máy của hiện tại
Theo nhiều cách, nhà máy hiện tại phản ánh một chiếc máy tính cá nhân trước buổi bình minh của World Wide Web. Hoạt động độc lập, PC có thể thực hiện khá nhiều công việc với dữ liệu cục bộ của chính nó bằng cách sử dụng mạng nội bộ gồm các hệ điều hành độc quyền và phần mềm được cài đặt. Tuy nhiên, quá trình thu thập dữ liệu diễn ra chậm và có rất ít điểm đầu vào, điểm đầu vào chính là đầu vào thủ công từ người vận hành. Ngay cả khi PC được kết nối với các thiết bị khác trên mạng cục bộ, chẳng hạn như máy in hoặc hệ thống loa không dây, nó cũng không thực hiện được gì nhiều ngoài việc tái sử dụng thông tin của chính nó. Bất kỳ thông tin nào PC cần từ thế giới bên ngoài, chẳng hạn như bảo trì hoặc nâng cấp phần mềm, đều phải được cung cấp trong từng trường hợp cụ thể thông qua sự can thiệp thủ công. Phải đến khi PC được liên kết với mạng toàn cầu – World Wide Web – thì nó mới có thể giao tiếp với những “thứ” khác trên thế giới. Luồng dữ liệu được chia sẻ này cho phép PC truy cập thông tin từ mọi nơi trong thời gian thực, cho phép PC kiểm tra các bản nâng cấp có sẵn từ các nhà cung cấp phần mềm và thậm chí tự nâng cấp khi cần.
Mức độ tự chủ này là mục tiêu cuối cùng của Internet vạn vật công nghiệp, cho phép máy móc giao tiếp với máy móc trong bất kỳ lĩnh vực nào và thực hiện các phân tích dự đoán nhằm thúc đẩy hoạt động tự duy trì và sinh lời. Tuy nhiên, để nhà máy đạt được mức hiệu suất này, cần phải chuyển đổi sang cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới. Như đã lưu ý trước đây, các thiết bị xuất xưởng trước tiên cần phải có khả năng truy cập Internet (nghĩa là có thể định địa chỉ IP). Thứ hai, các dịch vụ web cần được thiết lập để thay thế các hệ thống phụ thuộc vào giao thức nhằm liên kết tất cả các thiết bị của nhà máy trong mạng cục bộ và hơn thế nữa. Thứ ba, các doanh nghiệp trên các thị trường dọc phải sẵn sàng chia sẻ dữ liệu được thu thập qua Internet chung để phản ứng với các xu hướng toàn cầu một cách có ý nghĩa (đây là trở ngại lớn nhất cần vượt qua).
Thực tế là ứng dụng thực tế của Internet vạn vật công nghiệp phần lớn vẫn còn mang tính lý thuyết. Hầu hết các nhà máy chưa bắt kịp xu hướng Internet, phần lớn là do thiếu công nghệ sẵn có. Các nhà cung cấp công nghệ nhà máy thông thường ngày nay (như MES, hệ thống ERP, PLC và các hệ thống và thiết bị giao thức công nghiệp khác) có thể phản đối việc chuyển sang dịch vụ Internet vì nó khác biệt quá nhiều so với mô hình kinh doanh của họ. Với rất ít lựa chọn thay thế trên thị trường, nhà máy hiện tại có rất ít lựa chọn ngoài việc triển khai công nghệ công nghiệp truyền thống (thường là hệ thống EtherNet/IP hoặc PROFINET I/O) cho đến khi có nhiều hệ thống thân thiện với Internet hơn. Kết quả là nhà máy hiện tại tiếp tục hoạt động trong một hầm chứa, dựa trên các công nghệ nối mạng cục bộ, dựa vào dữ liệu đầu vào thủ công để hiểu và phản hồi các sự kiện của thế giới bên ngoài, giống như PC trước World Wide Web.
Làm thế nào để chuẩn bị cho nhà máy của tương lai
Có thể hiểu, việc triển khai thực sự Internet vạn vật công nghiệp là một viễn cảnh khó khăn đối với các nhà sản xuất công nghiệp ngày nay. Với công nghệ, tiêu chuẩn hóa hoặc ví dụ hạn chế hiện có trên thị trường, các công ty sẽ khó triển khai hệ thống IIoT của riêng họ nếu không đầu tư đáng kể vào việc phát triển các công cụ độc quyền có thể không tương thích với các hệ thống IIoT toàn cầu trong tương lai. Vì vậy, nhà máy của hiện tại vẫn giống như nhà máy của 30 năm trước, hoạt động ít kết nối với thế giới bên ngoài. Sẽ không dễ dàng gì để thu hẹp khoảng cách giữa mạng nội bộ và Internet. Tuy nhiên, những người làm như vậy sẽ là những người đầu tiên gặt hái những lợi ích mà IIoT mang lại, bao gồm không chỉ những lợi thế cạnh tranh đáng kể trên thị trường của họ mà còn có cổ phần trong giá trị triển khai IIoT dự kiến là 14,4 nghìn tỷ USD. có sẵn cho các doanh nghiệp thuộc khu vực tư nhân trên toàn cầu vào năm 2022 (với 27% giá trị này thuộc về Sản xuất – khoảng 3,88 nghìn tỷ USD).
Đối với nhà máy hiện tại, mục tiêu cuối cùng phải là bắt kịp xu hướng IIoT càng sớm càng tốt. Điều này không có nghĩa là đạt được sự triển khai đầy đủ trong năm tới, thậm chí có thể không trong 10 năm tới, nhưng việc thực hiện các bước nhỏ hướng tới kết nối dựa trên Internet bây giờ sẽ rất quan trọng để sẵn sàng khi công nghệ của nhà máy cuối cùng cũng bắt kịp Internet trên thế giới. quy mô toàn cầu. Sự khởi đầu của công nghệ thân thiện với Internet hiện đang xuất hiện trên thị trường. Các nhà cung cấp giải pháp nhà máy hàng đầu, đón đầu xu hướng công nghiệp hướng tới các công nghệ thân thiện với Internet, đã bắt đầu cung cấp cả dịch vụ web và phần cứng có địa chỉ IP để kết nối các thiết bị ở mức độ đơn giản và phổ quát hơn các giao thức công nghiệp truyền thống. Nhiều cải tiến trong số này sử dụng trình duyệt web làm phần mềm tiêu chuẩn để lưu trữ giao diện người dùng dựa trên web, cho phép kết nối với hệ thống của nhà máy từ bất kỳ thiết bị hỗ trợ web nào và dữ liệu có thể di chuyển được trên các thiết bị, máy chủ cục bộ và đám mây. Cơ sở hạ tầng này hỗ trợ kết nối từ xa và thời gian thực với các hoạt động của nhà máy, ngay cả khi chúng chưa được kết nối với World Wide Web.
Bất kể một nhà máy cụ thể có thể ở đâu trên con đường tiến tới IIoT, Cuộc cách mạng Internet đang diễn ra tốt đẹp và có một số thay đổi mà các công ty có thể thực hiện ngay bây giờ, thậm chí theo những cách cơ bản, sẽ giúp họ chuẩn bị bảo vệ vị thế cạnh tranh của mình khi kỷ nguyên mới này đến.
Nhận kỹ thuật số
Để chuẩn bị cho kết nối Internet, dữ liệu cần phải có sẵn ở định dạng mà Internet có thể hiểu được. Các nhà máy hiện chưa ghi lại thông tin điện tử nên nhanh chóng chuyển sang phương tiện kỹ thuật số. Tất cả các điểm dữ liệu có thể theo dõi và liên quan đến lợi nhuận kinh doanh phải được ghi lại. Dữ liệu này có thể được theo dõi bằng cách sử dụng các máy như đầu đọc mã vạch và thiết bị thị giác máy để dịch thông tin 2D từ mã vạch và hình ảnh thành chuỗi dữ liệu. Ví dụ, trong sản xuất thiết bị điện tử, việc ghi lại số lượng PCB tham gia quy trình lắp ráp cũng như số lượng PCB bị loại bỏ do lỗi hoặc lỗi lắp ráp có thể liên quan để đạt được số liệu vận hành tối ưu. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng đầu đọc mã vạch để giải mã ký hiệu trên bảng, biểu thị 1 cho PCB mới và -1 cho PCB bị loại bỏ.
Dữ liệu cũng phải được chuẩn hóa bằng cách sử dụng các thẻ phổ biến, có thể lặp lại (trong chuỗi dữ liệu) có liên quan đến các hoạt động đang được thực hiện. Điều này cho phép dữ liệu số có thể lọc, sắp xếp và có thể xử lý được trong hệ thống hoặc cơ sở dữ liệu kỹ thuật số. Ví dụ: chuỗi dữ liệu được mã hóa trên một loạt bình sữa có thể chứa số lô hoặc ngày sản xuất cho phép lọc dữ liệu để hiển thị từng sản phẩm đến từ đâu hoặc để tách riêng một lô trong một ngày khi quá trình sản xuất bị ảnh hưởng.
Dữ liệu kỹ thuật số, có thể lọc cũng cho phép thực hiện các hoạt động ghi nhật ký và truy xuất nguồn gốc lịch sử. Khả năng nhìn lại dữ liệu và xem các xu hướng, vấn đề và sự kiện dữ liệu lịch sử cho phép các công ty thực hiện các hành động dự đoán để tách biệt các vấn đề, tránh tổn thất và tăng lợi nhuận khi phù hợp nhất. Nếu thông tin này có thể được giải mã bởi World Wide Web, các công ty sẽ có quyền truy cập từ xa, ngay lập tức vào các điểm dữ liệu này và được trang bị tốt hơn để thúc đẩy tối ưu hóa giữa các cơ sở hoặc thực hiện các hành động để ngăn chặn các vấn đề trên quy mô toàn cầu trước khi chúng trở thành thảm họa.
Nhận tự động
Cách làm tốt khi chuẩn bị cho IIoT là tái tạo mục tiêu của nó: kết nối nhiều hơn, dễ thấy hơn, thời gian thực hơn và tự chủ hơn. Kể từ khi Internet được tích hợp với các thiết bị tiêu dùng, kỳ vọng và nhu cầu về tính sẵn có cũng như tốc độ của dữ liệu đã tăng theo cấp số nhân. Điều tương tự cũng có thể xảy ra với IIoT trong 10 đến 20 năm tới, với dự kiến sẽ có 50 tỷ “vật” có địa chỉ IP được kết nối với Internet vào năm 20224. Lượng dữ liệu sẽ được truyền từ máy này sang máy khác sẽ là không thể tính toán được. Do đó, không thể đánh giá thấp tầm quan trọng của việc thiết lập một phương tiện để hành động và phản ứng tức thời và tự động với dữ liệu liên quan trong môi trường công nghiệp.
Mặc dù các nhà khai thác con người vẫn sẽ có vị trí của mình trong cuộc cách mạng Internet công nghiệp, nhưng vị trí đó sẽ ngày càng rời xa việc thu thập và truyền tải dữ liệu. Máy móc hoạt động không mệt mỏi, nhanh chóng, chính xác và đáng tin cậy trong việc thực hiện các nhiệm vụ được quy định và lưu giữ thông tin. Các hệ thống tự động dựa vào cảm biến trong môi trường máy với máy đã có thể nhận và gửi thông tin để thực hiện các nhiệm vụ không chỉ đáp ứng mục tiêu vận hành mà còn dự đoán các trở ngại trong vận hành. Ví dụ: camera thị giác máy trên dây chuyền đóng gói không chỉ có thể đọc mã vạch để trích xuất dữ liệu sản phẩm mà còn có thể phân loại mức độ suy giảm chất lượng in mã vạch để cảnh báo các máy khác (hoặc người vận hành con người trong nhiều trường hợp ngày nay) thực hiện bảo trì định kỳ cho máy in mã vạch trước khi mã giảm xuống dưới mức tiêu chuẩn có thể chấp nhận được về khả năng đọc.
Điều quan trọng đối với các nhà máy hiện tại là bắt đầu triển khai các thành phần kiểm soát và thu thập dữ liệu tự động vào hoạt động của mình để thu thập và phản hồi dữ liệu nhanh hơn. Các công ty am hiểu về tự động hóa sẽ được chuẩn bị tốt để tận dụng lượng thông tin khổng lồ được thu thập bởi Internet. Các hệ thống sử dụng dữ liệu lớn để phản ứng với cả xu hướng bên trong và bên ngoài sẽ đạt được lợi thế trên thị trường của họ, thúc đẩy hoạt động sản xuất linh hoạt nhất với điều kiện môi trường và nhu cầu của người tiêu dùng. Việc triển khai máy móc tự động giúp các công ty có thể bắt kịp tốc độ kinh doanh hiện nay và chuẩn bị cho tốc độ Internet sớm đến với nhà máy.
Hy vọng thông tin trong bài viết đã giúp bạn biết được sâu hơn về cách chuẩn bị ngay bây giờ cho Internet vạn vật công nghiệp phần 2. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, xin vui lòng truy cập vào trang website COMIT và Fanpage của chúng tôi.
