Sản xuất thông minh hay smart manufacturing là một phương pháp tiếp cận dựa trên công nghệ sử dụng máy móc được kết nối Internet để giám sát quá trình sản xuất. Mục tiêu của sản xuất thông minh là xác định các cơ hội để tự động hóa hoạt động và sử dụng phân tích dữ liệu để cải thiện hiệu suất sản xuất.

Smart manufacturing là một ứng dụng cụ thể của Internet vạn vật công nghiệp (IIoT). Việc triển khai liên quan đến việc nhúng các cảm biến vào máy móc sản xuất để thu thập dữ liệu về trạng thái hoạt động và hiệu suất của chúng. Trước đây, thông tin đó thường được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu cục bộ trên các thiết bị riêng lẻ và chỉ được sử dụng để đánh giá nguyên nhân gây ra lỗi thiết bị sau khi chúng xảy ra.

Giờ đây, bằng cách phân tích dữ liệu truyền trực tuyến từ toàn bộ giá trị máy móc của nhà máy hoặc thậm chí trên nhiều cơ sở, các kỹ sư sản xuất và nhà phân tích dữ liệu có thể tìm ra các dấu hiệu cho thấy các bộ phận cụ thể có thể bị lỗi, cho phép bảo trì phòng ngừa để tránh thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch trên các thiết bị.

Các nhà sản xuất cũng có thể phân tích các xu hướng trong dữ liệu để cố gắng phát hiện các bước trong quy trình của họ, nơi sản xuất chậm lại hoặc kém hiệu quả trong việc sử dụng nguyên vật liệu. Ngoài ra, các nhà khoa học dữ liệu và các nhà phân tích khác có thể sử dụng dữ liệu để chạy mô phỏng các quy trình khác nhau nhằm nỗ lực xác định các cách thức hoạt động hiệu quả nhất.

Khi sản xuất thông minh trở nên phổ biến hơn và nhiều máy móc được nối mạng thông qua IoT, chúng sẽ có khả năng giao tiếp với nhau tốt hơn, có khả năng hỗ trợ mức độ tự động hóa cao hơn.

Ví dụ, hệ thống Smart Manufacturing có thể tự động đặt thêm nguyên liệu thô làm nguồn cung cấp, phân bổ thiết bị khác cho các công việc sản xuất khi cần thiết để hoàn thành đơn đặt hàng và chuẩn bị mạng lưới phân phối sau khi đơn đặt hàng hoàn thành.

Việc thiếu các tiêu chuẩn và khả năng tương tác là những thách thức lớn nhất kìm hãm sự áp dụng nhiều hơn của sản xuất thông minh. Các tiêu chuẩn kỹ thuật cho dữ liệu cảm biến vẫn chưa được áp dụng rộng rãi, điều này ngăn cản các loại máy khác nhau chia sẻ dữ liệu và giao tiếp với nhau một cách hiệu quả.

Công nghệ liên quan

Ngoài IoT, có một số công nghệ sẽ giúp kích hoạt sản xuất thông minh, bao gồm:

Trí tuệ nhân tạo (AI) / máy học cho phép ra quyết định tự động dựa trên hàng loạt dữ liệu mà các công ty sản xuất thu thập. AI / machine learning có thể phân tích tất cả dữ liệu này và đưa ra quyết định thông minh dựa trên thông tin đã nhập.

Máy bay không người lái và phương tiện không người lái có thể tăng năng suất bằng cách giảm số lượng nhân công cần thiết để làm các công việc thuộc lòng, chẳng hạn như di chuyển phương tiện qua một cơ sở.

Blockchain với các lợi ích bao gồm tính bất biến, khả năng truy xuất nguồn gốc và khả năng phân hủy trung gian, có thể cung cấp một cách nhanh chóng và hiệu quả để ghi lại và lưu trữ dữ liệu.

Điện toán biên giúp các nhà sản xuất biến một lượng lớn dữ liệu do máy tạo ra thành dữ liệu có thể hành động để có được thông tin chi tiết nhằm cải thiện việc ra quyết định. Để thực hiện điều này, nó sử dụng các tài nguyên được kết nối với mạng, chẳng hạn như báo động hoặc cảm biến nhiệt độ, cho phép phân tích dữ liệu diễn ra tại nguồn dữ liệu.

Phân tích dự đoán giúp các công ty có thể phân tích việc sử dụng một lượng lớn dữ liệu mà họ thu thập từ tất cả các nguồn dữ liệu của họ để dự đoán các vấn đề và cải thiện dự báo.

Digital twin giúp các công ty lập mô hình các quy trình, mạng và máy móc của họ trong môi trường ảo, sau đó sử dụng chúng để dự đoán các vấn đề trước khi chúng xảy ra cũng như tăng cường hiệu quả và năng suất.

Ưu và nhược điểm của sản xuất thông minh

Sản xuất thông minh mang lại một số lợi ích, bao gồm cải thiện hiệu quả, tăng năng suất và tiết kiệm chi phí dài hạn. Trong một nhà máy thông minh, năng suất liên tục được nâng cao. Ví dụ: nếu một máy đang làm chậm quá trình sản xuất, dữ liệu sẽ làm nổi bật nó và hệ thống trí tuệ nhân tạo sẽ hoạt động để giải quyết vấn đề. Những hệ thống cực kỳ thích ứng này cho phép linh hoạt hơn.

Về mặt hiệu quả, một trong những khoản tiết kiệm chính đến từ việc giảm thời gian ngừng sản xuất. Máy móc hiện đại thường được trang bị cảm biến và chẩn đoán từ xa để cảnh báo người vận hành về các sự cố khi chúng xảy ra. Công nghệ AI dự đoán có thể làm nổi bật các vấn đề trước khi chúng xảy ra và thực hiện các bước để giảm thiểu chi phí tài chính. Một nhà máy thông minh được thiết kế tốt bao gồm tự động hóa cũng như sự hợp tác giữa con người và máy móc, các tính năng cho phép hoạt động hiệu quả.

Một nhược điểm lớn của sản xuất thông minh là chi phí thực hiện phải trả trước. Do đó, nhiều công ty vừa và nhỏ sẽ không đủ khả năng chi trả chi phí đáng kể cho công nghệ, đặc biệt nếu họ áp dụng triết lý ngắn hạn.

Tuy nhiên, vì tiết kiệm trong dài hạn sẽ lớn hơn chi phí khởi nghiệp, các tổ chức phải lập kế hoạch cho tương lai ngay cả khi họ không thể triển khai các nhà máy thông minh ngay lập tức.

Một bất lợi khác là công nghệ rất phức tạp, có nghĩa là các hệ thống được thiết kế kém hoặc không phù hợp cho một hoạt động cụ thể có thể làm giảm lợi nhuận.