Nhà máy thông minh là gì?

Nhà máy thông minh (hay smart factory) là một môi trường được số hóa và kết nối kỹ thuật số cao, nơi mà máy móc và thiết bị có thể cải thiện các quy trình thông qua tự động hóa và tự tối ưu hóa. Lợi ích cũng được mở rộng ra ngoài việc sản xuất hàng hóa vật chất thì còn có thêm các chức năng như lập kế hoạch, logistics chuỗi cung ứng và thậm chí phát triển sản phẩm.

Tuy nhiên, giá trị cốt lõi của smart factory vẫn sẽ giới hạn trong bốn bức tường của nhà máy. Cấu trúc của một nhà máy thông minh bao gồm sự kết hợp của các công nghệ sản xuất, thông tin và truyền thông, với tiềm năng tích hợp trên toàn bộ chuỗi cung ứng sản xuất.

Tất cả các bộ phận sản xuất khác nhau có thể được kết nối thông qua IoT (Internet of Things) hoặc các loại mạch tích hợp tiên tiến khác (IC), cho phép cảm biến, đo lường, kiểm soát và giao tiếp mọi thứ xảy ra trong quá trình sản xuất.

Công nghệ cảm biến cho phép IoT

Trung tâm của nhà máy thông minh là công nghệ giúp thu thập dữ liệu bao gồm các cảm biến thông minh, động cơ và robot có mặt trên dây chuyền sản xuất và lắp ráp mà nhà máy thông minh đưa vào sử dụng.

Các cảm biến cho phép theo dõi các quy trình cụ thể trong toàn bộ nhà máy, giúp tăng nhận thức về những gì xảy ra trên nhiều cấp độ. Ví dụ, cảm biến rung có thể đưa ra cảnh báo khi động cơ, vòng bi hoặc các thiết bị khác cần được bảo trì. Những loại cảnh báo nhỏ này hỗ trợ rất lớn cho việc bảo trì và phòng ngừa trước khi các vấn đề nghiêm trọng xảy ra nếu không được giám sát.

Tương tự, công nghệ cảm biến trên SDV (Xe tự lái) được sử dụng để xử lý vật liệu giúp cải thiện hiệu quả và an toàn khi các sản phẩm được di chuyển xung quanh nhà máy. Những loại robot này có khả năng cảm nhận và tránh con người, cũng như những vật cản bất ngờ trong quá trình thực hiện công việc. Khả năng tự động tránh gián đoạn là một lợi thế giúp sản xuất luôn hoạt động tối ưu.

Giao tiếp và khả năng sử dụng dữ liệu sản xuất chính là phần "thông minh" của "nhà máy thông minh". Các công nghệ mới đang nổi lên giúp cho nhà máy thông minh hơn như “công nghiệp 4.0” hay còn gọi là “cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo”.

Ứng dụng trí thông minh ở cấp độ nhà máy tạo ra môi trường sản xuất năng động và kết quả mong muốn giúp giảm chi phí trong khi lại tăng chất lượng và độ tin cậy. Tương lai của sản xuất là tùy biến nhiều hơn, vì vậy bằng cách giảm thiểu thời gian chết để trang bị và cài đặt lại thiết bị, các nhà sản xuất có thể hoạt động hiệu quả trong khi vẫn giữ sự linh hoạt.

Tác động đến việc làm

Khi smart factory dần xuất hiện, vai trò của con người sẽ phát triển hơn so với những gì họ đang làm trong các nhà máy hiện nay. Con người sẽ đảm nhận các vai trò phức tạp hơn bởi vì tự động hóa sẽ đảm nhận các công việc có tính lặp đi lặp lại, hoặc có tính chất nguy hiểm hoặc hiện đang bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu lao động. Trên thực tế, thiếu lao động là một trong những khó khăn phổ biến nhất mà các nhà sản xuất liên tục phải đối mặt, với 56% các công ty nói rằng rất khó để thuê nhân viên mới.

Mặc dù sự thật là tự động hóa được coi là mối đe dọa đối với các công việc sản xuất hiện tại, nhưng cũng có một xu hướng mới đang nổi lên gọi là "khoảng cách tài năng kỹ thuật số" - có nhu cầu ngày càng tăng đối với các kỹ năng số khi nhiều công ty chọn triển khai công nghệ kỹ thuật số. Theo Báo cáo Công nghiệp hàng năm của MHI, các công ty bị cản trở nghiêm trọng trong khả năng triển khai các công nghệ kỹ thuật số do thiếu công nhân với các kỹ năng cần thiết để điều hành. Điều này có nghĩa là các công ty sẽ cần bắt đầu đầu tư vào phát triển tài năng vì việc áp dụng công nghệ Công nghiệp 4.0 sẽ đòi hỏi nhu cầu lớn hơn đối với các công nhân lành nghề.

Việc đầu tư xây dựng một nhà máy thông minh mang lại lợi ích cho các nhà sản xuất bằng cách tạo ra một hoạt động an toàn, hiệu quả và đáng tin cậy hơn. Các công ty sẽ cần áp dụng các công nghệ kỹ thuật số để đáp ứng mong đợi ngày càng tăng của người tiêu dùng về thời gian giao hàng nhanh hơn, giao hàng miễn phí, các tùy chọn để tùy chỉnh sản phẩm, minh bạch hơn và chi phí thấp hơn. Khi GE Health bắt đầu quá trình chuyển đổi sang một nhà máy thông minh, họ đã thấy diện tích sàn sản xuất tăng 66%.

Các nhu cầu đối với ngành công nghiệp sản xuất sẽ tiếp tục do xu hướng sản xuất theo yêu cầu nhiều hơn và để giảm chi phí. Nhà máy thông minh là cách trực tiếp để các nhà sản xuất vượt trội trong thị trường cạnh tranh và năng động vì họ sẽ đổi mới kỹ thuật số để cải thiện hiệu quả của chuỗi cung ứng.