Ứng dụng Nhà máy thông minh trong sản xuất điện
- Thứ năm - 31/10/2024 15:47
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Nhà máy thông minh và sản xuất thông minh là một phần của quá trình chuyển đổi công nghệ trong Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0). Smart Factory là bộ giải pháp chuyển đổi số toàn diện có sự kết hợp giữa tầng IT (công nghệ thông tin) và tầng OT (công nghệ vận hành). Giải pháp cũng ứng dụng những công nghệ tiên tiến hiện nay (IIoT, AI, Big data), giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm đầu ra, giảm các chi phí vận hành và cải thiện hiệu suất.
Hoạt động của Smart Factory
Smart Factory hoạt động bằng cách tích hợp thiết bị, con người và dữ liệu lớn thành một hệ sinh thái duy nhất được kết nối kỹ thuật số. Smart Factory không chỉ quản lý và phân tích dữ liệu mà còn học hỏi từ dữ liệu lịch sử. Nhà máy thu thập thông tin chi tiết từ các nguồn dữ liệu để dự báo các xu hướng và đưa ra cảnh báo, đồng thời đề xuất và triển khai quy trình sản xuất thông minh và quy trình tự động. Nhà máy thông minh trải qua quá trình cải tiến liên tục để tự sửa lỗi và tự tối ưu hóa – nhà máy có thể tự học để trở nên tối ưu hóa, năng suất hơn và an toàn hơn.
Lợi ích của Smart Factory
Chủ động: Có khả năng đáp ứng và thích nghi các yêu cầu khắt khe mới. Con người có thể kiểm soát máy móc, thiết bị sản xuất, theo dõi và số hóa các hoạt động để nâng cao hiệu quả sản xuất và xử lý kịp thời khi có vấn đề phát sinh.
Linh hoạt: Doanh nghiệp có thể chủ động phát triển hệ thống sản xuất thông minh của mình theo nhu cầu, mở rộng linh hoạt.
Kết nối: Smart Factory có khả năng kết nối toàn bộ các máy móc một cách thông minh, giúp doanh nghiệp tạo ra mạng lưới cung ứng hiệu quả hơn.
Minh bạch: Mạng lưới thu thập dữ liệu thông minh giúp doanh nghiệp có được cơ sở dữ liệu để đưa ra các quyết định chính xác hơn.
Tối ưu hóa: Smart Factory giúp con người không cần can thiệp quá nhiều vào hệ thống sản xuất nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả.
Cấu trúc của Smart Factory
Cấu trúc cơ bản của một nhà máy thông minh có thể được tóm tắt thành ba bước:
Thu thập dữ liệu: Trí tuệ nhân tạo và công nghệ cơ sở dữ liệu hiện đại cho phép quản lý và thu thập các tập dữ liệu hữu ích khác nhau trong toàn nhà máy. Thông qua cảm biến và Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) cho phép các máy móc được kết nối để thu thập dữ liệu vào hệ thống. Thông qua vô số cổng dữ liệu, các hệ thống hỗ trợ AI có thể biên soạn các tập dữ liệu liên quan đến hiệu suất, xu hướng hoặc bất kỳ nguồn nào khác có khả năng liên quan.
Phân tích dữ liệu: Học máy (Machine Learning) và hệ thống doanh nghiệp thông minh sử dụng các giải pháp phân tích nâng cao và quản lý dữ liệu hiện đại để hiểu rõ tất cả dữ liệu khác nhau được thu thập. Cảm biến IIoT có thể cảnh báo khi máy móc cần sửa chữa hoặc bảo dưỡng. Dữ liệu thị trường và vận hành có thể được phân tích để phát hiện các cơ hội và rủi ro. Hiệu quả quy trình làm việc có thể được nghiên cứu theo thời gian để tối ưu hóa hiệu suất và tự động sửa lỗi khi cần thiết. Trên thực tế, các tập dữ liệu có thể được so sánh và phân tích mang đến khả năng kết hợp để cung cấp thông tin cho quá trình tối ưu hóa nhà máy kỹ thuật số và dự báo.
Tự động hóa nhà máy thông minh: Sau khi thu thập và phân tích dữ liệu, các quy trình làm việc được thiết lập và hướng dẫn được gửi đến các máy móc và thiết bị trong hệ thống. Những thiết bị này có thể nằm trong nhà máy hoặc ở xa. Các quy trình và luồng công việc thông minh liên tục được giám sát và tối ưu hóa.
Công nghệ Smart Factory
Kết nối đám mây: Đám mây là đường dẫn mà mọi dữ liệu và thông tin đều được kết nối trong một nhà máy thông minh. Kết nối đám mây toàn doanh nghiệp đảm bảo rằng mọi lĩnh vực của doanh nghiệp đều hoạt động với dữ liệu thời gian thực và có thể nhìn thấy ngay lập tức tất cả các thiết bị và hệ thống được kết nối trong chuỗi cung ứng.
Trí tuệ nhân tạo: Các hệ thống vận hành sử dụng công nghệ AI tích hợp có tốc độ, sức mạnh và tính linh hoạt không chỉ để thu thập và phân tích các tập dữ liệu riêng biệt mà còn cung cấp thông tin chi tiết theo thời gian thực và các phản hồi đề xuất. Các quy trình tự động và hệ thống thông minh trong một nhà máy thông minh liên tục được tối ưu hóa và thông báo bằng trí tuệ nhân tạo.
Học máy: Một trong những lợi ích có giá trị nhất mà học máy mang lại cho nhà máy thông minh là khả năng bảo trì dự đoán tiên tiến. Bằng cách giám sát và phân tích các quy trình sản xuất, cảnh báo có thể được gửi đi trước khi hệ thống xảy ra lỗi. Tùy thuộc vào tình hình, bảo trì tự động có thể diễn ra hoặc nếu cần, có thể khuyến cáo can thiệp của con người.
Dữ liệu lớn: Các tập dữ liệu lớn và mạnh mẽ cho phép phân tích dự đoán và nâng cao diễn ra trong một nhà máy thông minh. Các doanh nghiệp từ lâu đã hiểu được giá trị chiến lược của dữ liệu lớn nhưng họ thường thiếu các hệ thống cần thiết để sử dụng, khai thác dữ liệu này một cách hiệu quả. Chuyển đổi số và nhà máy thông minh đã mở ra một thế giới tiềm năng để các doanh nghiệp tối ưu hóa và đổi mới bằng cách sử dụng thông tin chi tiết về dữ liệu lớn.
Internet vạn vật công nghiệp (IIoT): Trong một nhà máy thông minh, khi các thiết bị và máy móc được trang bị mã định danh duy nhất và khả năng gửi và nhận dữ liệu số, chúng tạo thành một mạng IIoT. Máy móc hiện đại có thể đã có cổng thông tin số nhưng ngay cả những máy móc tương tự đã có từ nhiều thập kỷ trước cũng có thể được trang bị các thiết bị cổng IIoT để tăng tốc độ. Về cơ bản, dữ liệu được gửi từ thiết bị sẽ báo cáo về trạng thái và hoạt động của thiết bị, và dữ liệu được gửi đến thiết bị sẽ kiểm soát và tự động hóa các hoạt động và quy trình làm việc của thiết bị.
Bản sao kỹ thuật số: Bản sao ảo mô phỏng chính xác máy móc, hệ thống thiết bị thực sẽ trở thành bản sao kỹ thuật số. Nó cho phép chúng ta chủ động đổi mới và sáng tạo tối đa với rủi ro vận hành tối thiểu. Bản sao kỹ thuật số có thể được cấu hình lại theo nhiều cách ảo hóa hoặc được thử nghiệm về khả năng tương thích của nó trong một hệ thống hiện hữu mà không phải chịu rủi ro hoặc lãng phí như trong hệ thống thực.
Blockchain: Khi công nghệ nhà máy thông minh phát triển, các giải pháp bảo mật cũng theo kịp. Blockchain có nhiều ứng dụng trong chuỗi cung ứng, từ việc tạo ra "hợp đồng thông minh" với các nhà cung cấp đến theo dõi nguồn gốc hàng hóa và quá trình xử lý trong suốt hành trình của chuỗi cung ứng. Trong các nhà máy thông minh, blockchain đặc biệt hữu ích để quản lý quyền truy cập vào các tài sản và máy móc được kết nối trong toàn doanh nghiệp - bảo vệ tính bảo mật của hệ thống và tính chính xác của hồ sơ do các thiết bị đó lưu giữ.
Cơ sở dữ liệu hiện đại: Cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ và hệ thống ERP hiện đại là "bộ não" đằng sau CMCN 4.0 và tất cả các giải pháp nhà máy thông minh và chuỗi cung ứng thông minh. Cơ sở dữ liệu cũ thường vượt quá giới hạn của chúng - để theo kịp chức năng quản lý dữ liệu và phân tích phức tạp cần thiết để vận hành các nhà máy thông minh và chuỗi cung ứng hiện đại.
Nhà máy thông minh là chìa khóa, là trung tâm của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, kết hợp cải tiến các hoạt động sản xuất truyền thống với công nghệ kỹ thuật số sẽ giúp các nhà sản xuất đạt được hiệu suất cao hơn, góp phần tăng doanh thu và giảm chi phí vận hành cho doanh nghiệp. Nhà máy số là hướng đi tiềm năng và sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ hơn nữa trong tương lai.
Văn Hiển – PKT PPC