Cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 đang tạo ra nhiều bước tiến đột phá, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất. Quá trình chuyển đổi số, từ chiều sâu tới chiều ngang, đang diễn ra ở mọi mặt của ngành. Trong đó, các công nghệ sản xuất hiện đại đang trở thành những mắt xích quan trọng không thể thiếu, giúp mỗi doanh nghiệp ngày càng tiến gần hơn tới đích đến của nền sản xuất tương lai hay còn gọi là sản xuất thông minh - Smart manufacturing.
1. Sản xuất thông minh – Smart manufacturing là gì?
Smart manufacturing (Sản xuất thông minh) là sự kết nối các máy móc, thiết bị và các bộ phận sản xuất bằng công nghệ số, thông qua ứng dụng trí tuệ nhân tạo cũng như các thành tựu của công nghiệp 4.0 như Internet vạn vật vào giải quyết các vấn đề tại công xưởng sản xuất, đối ứng nhanh, linh hoạt với những yêu cầu mới từ thị trường. Với công nghệ IoT (Internet vạn vật), máy móc tự động kết nối với nhau và truyền dữ liệu cho nhau, giảm thiểu hoạt động thủ công của con người. Tuy vậy con người vẫn là trung tâm hành động và quản lý các hoạt động sản xuất từ xa.
Smart manufacturing mang tính chuyển đổi, tác động triệt để đến hiệu suất của hệ sinh thái sản xuất thông qua những cải tiến có thể đo lường được trong các khía cạnh như: tốc độ, sự nhanh nhẹn, chất lượng, thông lượng, chi phí/ lợi nhuận, an toàn, độ tin cậy của tài sản và năng suất năng lượng. Do đó, cải thiện khả năng sinh lời, từ đó tăng tốc đầu tư vào đổi mới.
Trong sản xuất tự động, các nguồn lực và quy trình được tích hợp, giám sát và đánh giá liên tục với cảm biến, thông tin, mô hình hóa quy trình, phân tích dự đoán và quy trình làm việc cần thiết để tự động hóa các hành động thường xuyên và chỉ định hành động cho các tình huống không theo quy trình.
Xu hướng Sản xuất thông minh - Smart Manufacturing
Nhìn chung, sản xuất thông minh là một chiến lược chuyển đổi số toàn diện từ công nghệ, quy trình cho đến con người. Ở đó, quy trình sản xuất được đơn giản hóa, nhanh chóng và đem lại hiệu suất cao hơn nhờ ứng dụng hàng loạt các thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại phù hợp với hoạt động sản xuất của doanh nghiệp như: Tự động hóa quy trình bằng robot (Robotic process automation - RPA), Internet vạn vật (IoT), và phần mềm quản lý sản xuất MES, phần mềm quản lý doanh nghiệp ERP, cùng các thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 như Điện toán đám mây (Cloud computing), công nghệ sản xuất bồi đắp – In 3D, Trí tuệ nhân tạo (Artificial intelligence - AI) và Dữ liệu lớn (Big Data)… Cách tiếp cận như vậy có thể giảm 50% thời gian đưa thành phẩm ra thị trường, giảm 25% chi phí phát triển và cho phép các công ty, đặc biệt là công ty điện tử cung cấp chất lượng sản phẩm gần như hoàn hảo.
Mục tiêu cuối cùng của Smart manufacturing đó là kết nối mọi công đoạn của quy trình sản xuất. Các nhà máy áp dụng sản xuất thông minh sẽ tích hợp những hệ thống kỹ thuật chưa từng có, xuyên suốt nhiều lĩnh vực, cấp độ, ranh giới địa lý, chuỗi giá trị và các giai đoạn vòng đời. Và trên hết, sự tích hợp các kỹ thuật của sản xuất hiện đại trong nhà máy thông minh chỉ có thể thành công khi dựa trên những tiêu chuẩn quốc tế được ứng dụng rộng rãi trên toàn cầu.
2. Sự khác biệt giữa nhà máy thông minh và sản xuất thông minh
Sản xuất thông minh và nhà máy thông minh chia sẻ mục tiêu chung là cải tiến bằng cách tối đa hóa việc sử dụng công nghệ, quy trình và con người. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là chúng giống nhau.
- Nhà máy thông minh tận dụng tối đa các nguyên tắc và giải pháp đầu cuối do sản xuất thông minh cung cấp để liên tục thúc đẩy cải tiến, năng suất, đáp ứng những thay đổi của thị trường, từ đó mang đến hiệu suất cao nhất.
- Sản xuất thông minh cũng tận dụng những tiến bộ và sáng kiến này để mở ra tiềm năng thực sự của từng công nghệ và chiến lược. Khi sản xuất thông minh biến các nhà máy truyền thống thành nhà máy thông minh, việc triển khai sản xuất thông minh cũng thúc đẩy quá trình chuyển đổi kỹ thuật số của ngành sản xuất.
Việc áp dụng các nguyên tắc sản xuất thông minh trong một cơ sở sản xuất có thể làm cho một nhà máy trở nên “thông minh” hơn. Một nhà máy thông minh cần phải tối ưu hóa các ứng dụng của phần mềm/công cụ hỗ trợ sản xuất thông minh để cải thiện các quy trình sản xuất truyền thống hiện có. Vì dữ liệu của nhà máy thông minh chủ yếu là kỹ thuật số, nên nhà máy sẽ hoạt động theo cách giúp dữ liệu cần thiết có thể truy cập được trong thời gian thực, chúng có thể kết nối được với nhau, tương tác linh hoạt giữa các tầng quản lý, từ tầng chiến lược đến tầng vận hành và ngược lại, hỗ trợ cho quá trình tự động hóa.
3. Lợi ích của sản xuất thông minh
Với những sự cải tiến vượt trội về công nghệ và quy trình so với hình thức sản xuất truyền thống, Smart manufacturing mang lại cho nền công nghiệp sản xuất nói chung và các doanh nghiệp sản xuất nói riêng những lợi ích sau:
- Tăng năng suất sản xuất rõ rệt
Nhờ quá trình này, máy móc vận hành 24/24 giờ mà không cần phải có thời gian nghỉ, thời gian giữa ca như là sử dụng nhân công. Hơn nữa, tốc độ vận hành của các dây chuyền tự động nhanh hơn rất nhiều lần so với các thao tác thủ công của con người. Do vậy mà sẽ giúp các nhà máy nâng cao năng suất sản xuất một cách rõ rệt. Đây được xem là lợi ích hàng đầu và rõ nét nhất của bất kỳ một nhà máy nào khi ứng dụng tự động hóa sản xuất .
- Cắt giảm chi phí nhân công
Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất nghĩa là tăng tối đa sự tham gia của máy móc tự động, giảm thiểu sự tham gia của con người trong quy trình sản xuất. Do vậy, doanh nghiệp sẽ giảm được chi phí nhân công. Thay vào đó, chỉ cần đầu tư một lần vào sản xuất thì đó sẽ là sự đầu tư thông minh và hiệu quả. Hơn thế nữa, trong sản xuất có rất nhiều công đoạn nguy hiểm nếu con người tham gia trực tiếp. Bởi vậy, nhờ ứng dụng dây chuyền tự động mà sẽ đảm bảo an toàn lao động tại các nhà máy.
- Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí nguyên vật liệu
Quy trình sản xuất khi được ứng dụng các thiết bị tự động thì mọi thông số sản phẩm sẽ được lập trình trước, do vậy mà thành phẩm tạo ra luôn có độ chính xác cao, tỷ lệ lỗi thấp nhất. Sản xuất tự động giúp các doanh nghiệp giảm thiểu đáng kể những sai sót của thành phẩm liên quan đến con người. Hơn thế nữa, nhờ dây chuyền sản xuất tự động mà các sản phẩm tạo ra luôn có độ đồng đều cao nhất. Tỷ lệ lỗi thấp đồng nghĩa với việc nhà máy sẽ giảm được các chi phí nguyên vật liệu, chi phí sản xuất liên quan đến việc sửa lỗi sản phẩm hoặc sản xuất bù…
- Nâng cao trình độ cho nhân công
Việc ứng dụng tự động hóa vào sản xuất sẽ giúp doanh nghiệp có cơ hội điều chuyển nhân công sang những vị trí chủ động, đào tạo để họ tiếp cận nhanh hơn với công nghệ. Thay vì họ phải làm thủ công thì giờ họ sẽ được nâng cao kỹ năng để điều khiển máy móc làm giúp mình những phần việc đó. Bởi vậy, điều này giúp cho nhân công được chuyên môn hóa hơn, tiếp cận nhanh nhất với công nghệ hiện đại.
- Mang lại sự linh hoạt tối đa trong sản xuất
Đây cũng được xem là lợi ích rất rõ nét của sản xuất thông minh. Bởi việc thay đổi quy trình, dây chuyền sản xuất, thêm hoặc bớt các công đoạn thường sẽ mất rất nhiều thời gian, công sức. Nếu chưa ứng dụng các thiết bị tự động thì doanh nghiệp sẽ mất thời gian cho hoạt động đào tạo nhân công, thay đổi quản lý, đội nhóm… Thế nhưng, khi ứng dụng tự động hóa thì chỉ cần lập trình lại là chương trình sẽ có độ tùy biến cao nhất.
- Nâng cao vị thế cạnh tranh cho doanh nghiệp
Việc tăng năng suất, cắt giảm chi phí nguyên vật liệu, chi phí nhân công, sẽ giúp các nhà máy sản xuất giảm giá thành. Trong khi đó, chất lượng sản phẩm được cải thiện rõ rệt, do vậy sẽ giúp doanh nghiệp nâng cao vị thế cạnh tranh trên thị trường. Ứng dụng các dây chuyền tự động trong sản xuất sẽ giúp doanh nghiệp tạo ra những bước đột phá trong sản xuất kinh doanh. Tất nhiên là trong điều kiện doanh nghiệp biết cách ứng dụng phù hợp nhất.
4. 7 Nguyên tắc trong Sản xuất thông minh (smart manufacturing)
Theo CESMII (Viện nghiên cứu đổi mới sản xuất thông minh của Mỹ), các nhà máy thông minh muốn triển khai những công nghệ sản xuất hiện đại cần tuân thủ theo 07 nguyên tắc như sau:
Sản xuất thông minh cung cấp khả năng kết nối rộng rãi và an toàn giữa các thiết bị, quy trình, con người và doanh nghiệp trong hệ sinh thái, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, bảo vệ tài sản trí tuệ, bảo vệ chống lại các cuộc tấn công mạng và duy trì tính liên tục của hoạt động kinh doanh.
- Thực hiện trong thời gian thực
Các tài nguyên và quy trình được tích hợp kỹ thuật số, theo dõi và đánh giá liên tục trong thời gian gần thực hiểu biết sâu sắc về cấu trúc tổ chức phẳng và chuỗi giá trị với nhiều quyền tự chủ hơn và các quyết định phi tập trung, nhanh hơn.
- Tính chủ động và bán tự động
Hơn cả những bảng báo cáo số liệu (dashboard) thông thường, sản xuất thông minh giúp tạo ra một quy trình chủ động, mang tính chất dự báo dựa trên các dữ liệu chuyên sâu. Trong những tình huống lặp đi lặp lại thường ngày, sản xuất trong các nhà máy thông minh sẽ kích hoạt những hoạt động hoặc quyết định xử lý một cách tự động, trong khi đó, những tình huống bất thường vẫn cần có sự can thiệp kịp thời của con người.
Sản xuất thông minh tạo ra một hệ sinh thái các thiết bị, hệ thống, con người, dịch vụ và các đối tác được kết nối với nhau theo một cấu trúc giao tiếp tự nhiên. Với các nhà máy thông minh, việc sản xuất được thực hiện trên nền tảng Điện toán đám mây (Cloud), cho phép trao đổi thông tin kỹ thuật số diện rộng (digital information) dựa trên các chuẩn tích hợp và giao diện chương trình ứng dụng (Application programming interface - API) kết nối các giải pháp từ nhà cung cấp.
Smart Manufacturing thích ứng với những thay đổi về lịch trình và sản phẩm với sự can thiệp tối thiểu, dễ dàng cấu hình lại và tối ưu hóa (optimization) quy trình và dòng nguyên liệu. Công nghệ này nhanh chóng phản ứng với những thay đổi của nhu cầu, có khả năng chống lại sự gián đoạn và có khả năng duy trì tính liên tục của hoạt động kinh doanh thông qua khả năng thích ứng, tính mô đun và dự phòng tối thiểu.
- Có khả năng mở rộng về chức năng, cơ sở vật chất và toàn bộ chuỗi giá trị
Điều này có nghĩa là khi khối lượng và mức độ phức tạp tăng lên, chi phí và hiệu suất sẽ tăng theo tuyến tính – không phải theo cấp số nhân. Các hệ thống và tài nguyên sẽ được thêm, sửa hoặc loại bỏ một cách dễ dàng để đáp ứng với các nhu cầu thay đổi.
- Bền vững và tiết kiệm năng lượng
Điều này xảy ra khi các quy trình và hệ thống tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường và tối đa hóa các kết quả kinh tế xã hội tích cực.
Khi tất cả các nguyên tắc thiết kế này được xem xét, doanh nghiệp sẽ đạt được các lợi ích về cải tiến hiệu suất truyền thống, cũng như các lợi ích mang tính chất chiến lược, bao gồm tính minh bạch, tốc độ, tính cộng tác, linh hoạt tinh gọn, đổi mới và khả năng phục hồi.
5. Bắt đầu hành trình chuyển đổi sản xuất thông minh từ đâu?
Trên thực tế, các doanh nghiệp ở mọi cấp độ đều có thể triển khai sản xuất thông minh bằng cách xây dựng hệ thống dữ liệu đồng bộ. Bằng cách này, doanh nghiệp sẽ sử dụng một hệ thống thu thập dữ liệu thông minh có khả năng liên kết thông tin từ tất cả các quy trình trong nhà máy để loại bỏ hoàn toàn các quy trình thủ công, từ đó tiết kiệm thời gian và nhân công tối ưu hơn.
Hệ thống ERP và hệ thống MES là hai nền tảng công nghệ có khả năng thu thập, tổng hợp dữ liệu trong nhà máy, hỗ trợ lập kế hoạch chi tiết theo nguồn lực và nhu cầu sản xuất của doanh nghiệp, giúp số hóa toàn bộ quy trình quản trị lõi từ đầu đến cuối, tạo nên dòng chảy dữ liệu nhất quán, đồng bộ.
Phần mềm quản lý nguồn lực cho doanh nghiệp Sản xuất - ERP
Có thể nói, ứng dụng giải pháp công nghệ để tiến tới xu hướng sản xuất hiện đại đã không còn là câu chuyện của riêng doanh nghiệp nào. Đây đã không còn là lựa chọn, mà đã trở thành xu thế tất yếu buộc doanh nghiệp chuyển mình để tạo ra những lợi nhuận bền vững trong thời đại công nghệ 4.0. Trên hành trình kiến tạo xu thế đó, doanh nghiệp cần một trợ thủ đắc lực để có thể quản lý toàn diện doanh nghiệp. SAP Business One - một giải pháp tối ưu dành cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ sẽ giúp giải quyết bài toán về việc ứng dụng giải pháp công nghệ tiến tới sản xuất hiện đại.
Với bề dày hơn một thập kỷ kinh nghiệm Chuyển đổi số cho doanh nghiệp Sản xuất, CMC Consulting là đơn vị dẫn đầu cung cấp giải pháp Tư vấn và Triển khai giải pháp Quản trị toàn diện ERP, đặc biệt là giải pháp SAP Business One. Bằng đội ngũ chuyên gia giàu kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn trong lĩnh vực, CMC Consulting tự tin đồng hành, giải quyết triệt để mọi bài toán và đón đầu những công nghệ mới cho doanh nghiệp.
Liên hệ để nhận tư vấn của Chuyên gia Chuyển đổi số Ngành Sản xuất tại đây.
Giang Hoàng
12/07/2023
4141
