Smart Factory là gì?

Smart Factory là gì? – Được coi là cú hích cho xu thế sản xuất mới của tương lai, “Smart Factory – Nhà máy thông minh” chính là một chiến lược quan trọng trong công cuộc chuyển đổi số của mọi doanh nghiệp. Vì thế, trong bài viết này hãy cùng chúng tôi tìm hiểu rõ hơn về Smart Factory là gì?

14 Feb 2018 | Sarah Doe

Smart Factory – Nhà máy thông minh (còn được biết đến là Digital Factory, Connected Factory) là thuật ngữ mô tả một môi trường nơi máy móc và thiết bị có thể cải thiện quy trình thông qua tự động hoá và tối ưu hoá. Đây là khả năng được xây dựng thông qua việc vận dụng phối hợp các công nghệ 4.0 như AI (trí tuệ nhân tạo), Big data (dữ liệu lớn), IIoT (internet của vạn vật trong công nghiệp), các hệ thống quản trị doanh nghiệp tiên tiến như phần mềm ERP hay MES… Sự phối hợp này cho phép nhà máy thông minh có thể tự vận hành phần lớn các tác vụ với khả năng tự điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu sản xuất.

Trong nhà máy thông minh, các quy trình cũng được chuẩn hóa nhờ sự hỗ trợ của các thiết bị IoT và hệ thống phần mềm quản lý giám sát. Do đó các thiết bị có thể điều khiển từ xa với rất ít sự tham gia vận hành của con người. Thông qua cảm biến điện tử tích hợp trong dây chuyền máy móc, những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ được phát hiện và loại bỏ. Quá trình này được theo dõi và giám sát từ xa tại phòng điều khiển sản xuất trung tâm. Dữ liệu từ dưới phân xưởng được thu thập, phân tích và kết nối tới các thiết bị hiển thị kỹ thuật số, từ đó giúp nhà quản lý nắm được tình trạng hoạt động của nhà máy thông qua những màn hình lớn để theo dõi lịch sản xuất, trực quan hóa toàn bộ dây chuyền vận hành và hiệu suất thiết bị tổng thể… Có thể thấy mọi công đoạn đều được xâu chuỗi nhờ sự kết nối ngầm của dữ liệu, đem đến sự minh bạch thông tin cho các thành phần trong doanh nghiệp từ xưởng sản xuất đến phòng ban chức năng…

Một vài đặc trưng của nhà máy thông minh phải kể đến là tự động hóa của máy móc thông minh kết hợp với robot công nghiệp cùng những chiếc xe tự hành AGV; khả năng kết nối dữ liệu từ tầng máy móc vận hành tới tầng công nghệ thông tin; tính realtime nhờ vào kết nối đa chiều máy móc – thiết bị – con người hay khả năng trực quan hóa hiện trường sản xuất cũng như trực quan hóa tại các phòng điều hành. Trong đó, tính kết nối nhờ Internet vạn vật (IoT) được coi đặc tính nổi bật nhất và tạo ra sự khác biệt của Smart Factory so với những mô hình nhà máy trong các cuộc Cách mạng Công nghiệp trước đó. Từ đây, mỗi doanh nghiệp có thể kết nối và xử lý dữ liệu liên tục từ hoạt động sản xuất và kinh doanh cũng như từ các nhà cung cấp và khách hàng cho phép cái nhìn toàn diện, thúc đẩy hiệu quả mạng lưới cung ứng tổng thể cao hơn.

Lợi ích của Smart Factory là gì?

14 Feb 2018 | Sarah Doe

Mô hình Smart Factory hỗ trợ các doanh nghiệp sản xuất thu thập dữ liệu một cách có định hướng để góp phần kiểm soát QCD (Quality – Chất lượng, Cost – Chi phí, Delivery – Tiến độ giao hàng) trên toàn bộ chuỗi giá trị, bởi đây là ba mối quan tâm hàng đầu của bất kỳ doanh nghiệp sản xuất nào.

Quản lý chất lượng (Q – Quality) 

Trong bối cảnh thị trường ngày một khó tính hiện nay, để duy trì khả năng cạnh tranh, chất lượng là yếu tố quyết định. Trong mô hình nhà máy thông minh, mỗi doanh nghiệp có thể nâng cao chất lượng sản phẩm thông qua tính năng cảnh bảo đối với các vấn đề bất thường trong quá trình sản xuất cũng như khả năng truy xuất nguồn gốc sản phẩm.
 
Kiểm soát chi phí (C – Cost)

Việc cắt giảm chi phí là ước mơ của bất kỳ nhà quản trị nào, đặc biệt với các doanh nghiệp trong ngành sản xuất. Việc đưa nhà máy trở nên thông minh hơn cho phép các đơn vị giảm chi phí sản xuất thông qua phát hiện các yếu tố làm lãng phí trong hoạt động vận hành tại nhà máy; 

Tối ưu tiến độ sản xuất (D – Delivery) 

Hiếm doanh nghiệp nào có thể đảm bảo 100% thậm chí 90% tiến độ mọi đơn hàng. Nguyên do thường tới từ những khó khăn trong việc phân bổ nguồn lực sản xuất, thường xuyên xảy ra tình trạng quá tập trung vào đơn hàng trọng điểm mà bỏ lỡ các đơn hàng khác. Với mỗi nhà máy thông minh, quản lý phân xưởng có thể theo dõi và giám sát hoạt động sản xuất theo thời gian thực cũng như dễ dàng quản trị, điều phối hoạt động vận hành trong nhà máy. Từ đó cho phép cải thiện thời gian gián đoạn hoạt động, tăng khả năng đáp ứng tiến độ giao hàng; 

Khi triển khai ứng dụng mô hình nhà máy thông minh, doanh nghiệp sẽ có thể tối ưu hóa năng lực sản xuất, từ đó nâng cao lợi thế cạnh tranh và góp phần mở rộng phạm vi cơ hội gia nhập thị trường quốc tế.

Kiến trúc mô hình Smart Factory theo mô hình chuẩn quốc tế ISA 95

14 Feb 2018 | Sarah Doe

Mô hình này được xây dựng trên nền tảng của 5 thành tố: BI (Business Intelligence) – Báo cáo thông minh; ERP (Enterprise Resource Planning) – Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp; MES (Manufacturing Execution System) – Hệ thống điều hành sản xuất, IIOT và tầng tự động hóa máy móc.

Trước tiên để xây dựng mô hình Smart Factory, điều tối quan trọng là phải hoàn thiện hệ thống tự động hóa công nghiệp. Hệ thống này thường hay sử dụng PLC – Bộ điều khiển Logic lập trình. Hiểu đơn giản, PLC là những máy tính đơn giản để hỗ trợ người thiết lập hệ thống tạo ra các chương trình điều khiển dựa trên những thuật toán điều khiển logic và các sự kiện kích thích từ những hệ thống bên ngoài như các cảm ứng (sensor) hoặc các thông tin ghi nhận lại tại các trạm HMI (Human Machine Interface), MMI (Machine Machine Interface). Trong quy trình sản xuất, PLC được sử dụng trên dây chuyền lắp ráp, thiết bị robot hoặc bất kỳ hoạt động nào đòi hỏi kiểm soát độ tin cậy cao và dễ lập trình.

Ở bước tiếp theo, IIoT – Internet Vạn vật trong công nghiệp với nhiệm vụ là sử dụng cảm biến để thu thập thông tin tình trạng máy móc, thống kê sản lượng sản xuất của thiết bị theo thời gian thực, từ đó cung cấp dữ liệu cho các tầng phía trên sử dụng và phân tích. Một số công cụ tiêu biểu của tầng IIoT có thể kể đến như Sensor, QR code, Workstation,… 

Đóng vai trò trực tiếp và quan trọng nhất trong việc quản lý và điều hành sản xuất tại mỗi nhà máy là MES – Hệ thống điều hành sản xuất. MES là hệ thống giải pháp phần mềm có những chức năng như theo dõi, giám sát, lưu trữ, cập nhật liên tục thông tin từ nhà máy và khu sản xuất trong thời gian thực. Các tác vụ nổi bật của MES cần phải kể đến là: báo cáo tiến độ, truy cập hướng dẫn công việc và tương tác với các hệ thống truy xuất nguồn gốc và chất lượng. Công nhân trong nhà máy có thể dễ dàng nhìn thấy các thông tin quan trọng như hướng dẫn, lịch trình, dữ liệu chất lượng, tình trạng hàng tồn kho và thay đổi nhu cầu. Trong mô hình nhà máy thông minh, dữ liệu từ IIoT và MES bổ trợ cho nhau, giúp nhà quản lý có bức tranh tổng thể nhất về vận hành của nhà máy từ đó đưa ra các quyết định chính xác nhất liên quan đến hoạt động sản xuất. 

Tầng cao hơn của cấp độ quản lý tại khu vực nhà máy là phần mềm ERP – Phần mềm hoạch định nguồn lực doanh nghiệp. Trong khi MES tập trung hoàn toàn vào khía cạnh sản xuất, thì ERP là một giải pháp tổng thể giúp liên kết các sự kiện của khu vực sản xuất với các sự kiện kinh doanh, bán hàng, mua hàng, bảo trì máy móc thiết bị, và tài chính kế toán. ERP có thể hỗ trợ quản lý tài nguyên trên toàn bộ doanh nghiệp, đảm bảo hiệu quả cao hơn, tăng lợi nhuận và khả năng cạnh tranh. 

Ở trên cùng của mô hình Smart Factory với mức độ phối hợp thông tin cao nhất là BI – Báo cáo quản trị thông minh. BI dựa trên luồng dữ liệu từ dưới phân xưởng gửi lên khối văn phòng thông qua các tầng trong nhà máy, từ đây hỗ trợ Nhà quản trị có một cái nhìn trực quan về mọi hoạt động diễn ra trong doanh nghiệp. Tính ưu việt của tầng BI trong mô hình nhà máy của tương lai đó là hệ thống phân tích trực quan thông qua các biểu đồ và màn hình thông minh. Từ đó người quản trị có thể đưa ra những quyết định mang tính chiến lược, đem lại hiệu quả lâu hơn.

Triển khai nhà máy thông minh cần bắt đầu từ đâu?

14 Feb 2018 | Sarah Doe

Không có một công thức cụ thể nào cho việc ứng dụng Smart Factory. Tuy nhiên, cũng giống như bất kỳ dự án ứng dụng công nghệ nào muốn đảm bảo thành công, cần tiến hành các bước cơ bản:

* Chuẩn bị tư duy cho nhà điều hành: thay đổi tư duy từ chỗ hành động dựa trên kinh nghiệm, cảm tính sang phân tích logic dựa trên những dữ liệu thu thập được. 

* Xây dựng một bộ phận chuyên trách phụ trách dự án xây dựng mô hình Nhà máy thông minh, bao gồm những người có khả năng quyết định và chịu trách nhiệm cùng đội ngũ chuyên gia công nghệ. 

* Lựa chọn nhà cung cấp giải pháp công nghệ phù hợp, có kinh nghiệm và trách nhiệm. 

Sau khi tiến hành các bước nêu trên, việc bắt đầu triển khai giải pháp nhà máy thông minh ở cấp độ nào sẽ phụ thuộc vào chiến lược và điều kiện sản xuất thực tế của doanh nghiệp. Từ đó, doanh nghiệp và nhà cung cấp giải pháp có thể ngồi lại với nhau và tùy chỉnh phương tiếp cận mô hình Nhà máy thông minh phù hợp nhất.

Kết

Trong bối cảnh các công nghệ phát triển như vũ bão, các doanh nghiệp sản xuất buộc phải nghĩ tới việc ứng dụng Smart factory để duy trì năng lực cạnh tranh. Các nhà quản lý cần phải xác định rằng, đây không chỉ dừng lại ở một dự án công nghệ, mà còn là một chiến lược sống còn của doanh nghiệp.