Tất tần tật về ứng dụng của IoT trong công nghiệp sản xuất

IoT đã trở thành một thuật ngữ quen thuộc trong lĩnh vực công nghiệp. Nhiều ứng dụng của IoT đột phá trong công nghiệp đang thay đổi hoàn toàn cách mà các hệ thống công nghệ quản lý và vận hành sản xuất. Đó là những khía cạnh nào? Hãy cùng theo dõi bài viết sau đây để có nhìn rõ nét hơn về ứng dụng của IoT trong công nghiệp.

Đặc điểm của IoT trong công nghiệp

IoT trong công nghiệp là nền tảng giúp các thiết bị, máy móc, cảm biến và các phần mềm điều khiển trong nhà máy được kết nối với nhau. Từ đó giúp hệ thống hoạt động một cách trơn tru, tăng năng suất vận hành và hỗ trợ theo dõi tình trạng nhà máy một cách trực quan. Để làm được điều đó, hệ thống IoT công nghiệp thường có các tính năng chính sau đây:

Cảm biến

Đây là trái tim của nền tảng IoT trong công nghiệp. Thông thường, các cảm biến được dùng trong hệ thống IoT (Internet of Things) được chia thành cảm biến trực tuyến và nội tuyến. Các cảm biến này như cầu nối chuyển đổi dữ liệu vật lý sang dạng dữ liệu trên nền tảng số, từ đó, các thiết bị sẽ phản ứng một cách tự động dựa trên dữ liệu sản xuất thực tế.

Kết nối liền mạch

IoT công nghiệp yêu cầu khả năng kết nối nhanh và ổn định. Bên cạnh việc sử dụng hình thức kết nối vật lý qua dây cáp, nền tảng IoT trong công nghiệp hiện nay sử dụng các giao thức kết nối không dây hiện đại như mạng 5G, LoRAWAN, NB-IoT,…

Phân tích dữ liệu

Bên cạnh việc nhận và truyền dữ liệu tốc độ cao, nền tảng IoT hiện đại được tích hợp các công nghệ phân tích dữ liệu như Machine Learning và Trí tuệ nhân tạo (AI) giúp máy móc hoạt động hiệu quả hơn cũng như giúp cho nhà quản lý đưa ra các quyết định chính xác dựa trên dữ liệu.

Khả năng tích hợp

Ngoài việc thu thập dữ liệu, các nền tảng IoT công nghiệp tiên tiến còn cung cấp khả năng tích hợp đa nền tảng giúp doanh nghiệp tự động hoá một cách toàn toàn trong sản xuất. Ví dụ, bạn có thể tích hợp IoT với nền tảng BI để tạo ra các báo cáo chuyên sâu về dữ liệu sản xuất, từ các dữ liệu đó, bạn có thể điều chỉnh tiến độ hoặc công suất vận hành của các máy móc trong nhà máy.

Tự động hoá

Kết nối dữ liệu là điều kiện quan trọng của tự động hoá trong sản xuất. Các dữ liệu từ cảm biến được nền tảng IoT công nghiệp thu thập và phân tích, từ đó đưa ra các quyết định chính xác và chuyền chúng đến các máy móc để thực thi. Điều này giúp giảm tối đa việc phụ thuộc vào lao động thủ công. Với việc tích hợp IoT trong sản xuất công nghiệp, quy trình sản xuất sẽ được tự động hoá và tối ưu được hiệu quả vận hành. >> Xem thêm: Phân biệt IoT và IIoT

Các ứng dụng của IoT trong công nghiệp sản xuất

Ứng dụng IoT công nghiệp tại tầng nhà xưởng

Công nghệ IoT cung cấp khả năng hiển thị ở mức độ cao đối với các hoạt động tại tầng nhà xưởng và hiện trường sản xuất. Đồng thời, cho phép kiểm soát tốt hơn các nguồn lực của doanh nghiệp.

Mặc dù những hệ thống quản lý như phần mềm ERP hay phần mềm MES được ứng dụng để hỗ trợ công tác quản lý – vận hành nhà máy, nhưng chúng vẫn không thể thu thập được các thông tin chuyên sâu về vị trí của tất cả mặt hàng trong kho, hoặc bản ghi trực quan hóa trạng thái thiết bị sản xuất theo thời gian thực. Trên thực tế, đó lại là chức năng của hệ thống kết nối IoT.

IoT (Internet of Things) cung cấp cho các nhà sản xuất dữ liệu về tầng nhà xưởng ngay tức thì. Điều này giúp doanh nghiệp cải thiện khả năng hiển thị và trực quan hóa rõ hơn, đồng thời gia tăng đáng kể năng suất lao động và máy móc.

Về cơ bản, khả năng trực quan hóa của IoT công nghiệp được ứng dụng rõ nét nhất trong hoạt động hỗ trợ vận hành sản xuất. Cụ thể:

• Đo lường hiệu suất sử dụng và vận hành của máy móc
• Kiểm soát chất lượng
• Giám sát an toàn

Đo lường hiệu suất sử dụng và vận hành của máy móc

Các giải pháp IoT công nghiệp có khả năng theo dõi và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng thiết bị. Những giải pháp này cung cấp cho doanh nghiệp dữ liệu thời gian thực về những gì xảy ra trong mỗi công đoạn sản xuất.

Để thực hiện nhiệm vụ này, trước hết hệ thống IoT (như cảm biến, SCADA hay hệ thống điều khiển phân tán DCS) sẽ trích xuất dữ liệu liên quan đến các thông số vận hành máy. Các thông số này bao gồm thời gian chạy, tốc độ vận hành và đầu ra của sản phẩm. Sau đó, dữ liệu sẽ được truyền lên đám mây để xử lý, phân tích, và chuyển đổi thành những thông tin chi tiết có giá trị về các chỉ số KPI liên quan đến khả năng sử dụng và vận hành của máy móc. Từ đó, công nhân nhà máy có thể xem các dữ liệu chuyên sâu này trên nền tảng web hoặc ứng dụng di động.

Kiểm soát chất lượng

Hệ thống IoT công nghiệp có thể hỗ trợ kiểm soát chất lượng sản phẩm theo hai cách khác nhau:

Cách 1: Bằng cách giám sát và kiểm soát các sản phẩm dở dang (WIP) trong mỗi công đoạn sản xuất

Việc giám sát các sản phẩm dở dang cung cấp kết quả kiểm soát chất lượng chính xác hơn vì hoạt động này có thể phát hiện ra những điểm không chính xác trong việc căn chỉnh các bộ phận và các lỗi nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp này có những hạn chế nhất định:

• Chỉ áp dụng cho sản xuất rời rạc – tức là sản xuất các thành phẩm là các mặt hàng riêng biệt có thể dễ dàng đếm, chạm vào hoặc nhìn thấy.
• Kiểm soát chất lượng bằng cách này yêu cầu tất cả các sản phẩm WIP phải được kiểm tra thủ công, khiến quá trình này tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí.

Phương pháp kiểm tra WIP thường chỉ cung cấp một cái nhìn tổng quan về chất lượng sản phẩm trên quy mô lớn, vì hiếm khi có thể kiểm tra từng sản phẩm đơn lẻ.

Cách 2: Thông qua giám sát tình trạng máy móc

Phương pháp giám sát tình trạng máy móc chỉ cung cấp hai phân loại: “tốt” và “không tốt”. Vì thế, để phân biệt các sai số nhỏ, phương pháp này sẽ gặp hạn chế. Tuy nhiên, nó cũng có những ưu điểm:

• Phát hiện tắc nghẽn trong quá trình sản xuất,
• Xác định các máy hoạt động kém hiệu quả
• Ngăn chặn kịp thời nếu máy móc bị hư hỏng

Giám sát tình trạng máy móc cũng bao gồm các thông số như: hiệu chuẩn thiết bị, điều kiện máy móc và điều kiện môi trường. Mỗi thông số có một ngưỡng cho phép. Nếu cảm biến IoT đạt hoặc vượt các ngưỡng này, giải pháp giám sát chất lượng sẽ xác định chính xác nguồn gốc của sự cố, cảnh báo người dùng về sự cố và đề xuất hành động giảm thiểu để sửa chữa hoặc điều chỉnh máy. Điều này hạn chế tối đa việc sản xuất ra sản phẩm kém chất lượng, tiết kiệm thời gian, nhân công và chi phí.

Bạn có biết: Để nâng cao chất lượng sản phẩm, việc xây dựng quy trình kiểm soát chất lượng toàn diện với các khâu IQC – PQC – OQC là nhiệm vụ không thể bỏ qua. Xem thêm chi tiết bài viết TẠI ĐÂY

Giám sát an toàn

Trong những môi trường công nghiệp khắc nghiệt, công nhân sẽ được trang bị thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) và cảm biến đeo được (wearables sensors). Trong đó, thẻ RFID thu thập dữ liệu về vị trí của công nhân, còn cảm biến thu thập dữ liệu về các thông số như: nhịp tim, nhiệt độ da, phản ứng điện của da, v.v. Sau đó, dữ liệu cảm biến sẽ được chuyển lên đám mây.

Để phát hiện các thông số bất thường, điển hình như nhịp tim hay chuyển động thẳng đứng đột ngột, dữ liệu lúc này sẽ được phân tích dựa trên ngữ cảnh. Ví dụ: Dữ liệu từ cảm biến môi trường, thời tiết, hệ thống lập kế hoạch công việc…Điều này giúp ngăn ngừa các chấn thương liên quan đến công việc do ngã, gắng sức quá mức, v.v.

Bất cứ khi nào phát hiện thấy những khả năng gây rủi ro cho nhân viên, hệ thống phần mềm quản lý có ứng dụng IoT sẽ phát đi cảnh báo, và tự động gửi những thông tin này đến bác sĩ, người quản lý của nhân viên hoặc những người khác thông qua một ứng dụng di động.

>> Tham khảo thêm: Các ví dụ về internet vạn vật (IoT) giúp thay đổi cuộc sống của bạn

Ứng dụng của IoT công nghiệp trong quản lý chuỗi cung ứng

Các giải pháp quản lý chuỗi cung ứng thông minh ứng dụng IoT cung cấp cho nhà sản xuất thông tin liên tục trong thời gian thực về mọi sản phẩm. Nó không chỉ giúp các nhà quản lý cập nhật tình trạng sẵn có của một mặt hàng nhất định; mà nó còn thông báo cho các nhà quản lý về trạng thái, vị trí của từng mặt hàng ngay tức thì.

Ngăn ngừa thất thoát và hỏng hóc hàng hóa

Trước khi IoT được triển khai trong sản xuất, việc giám sát tình trạng hàng hóa khi giao hàng chỉ có thể được thực hiện trực tiếp khi có mặt của người quản lý. Giờ đây, hàng hóa, linh kiện và vật liệu có thể được giám sát từ xa ngay trên hành trình, cho phép các nhà sản xuất quản lý trong thời gian thực các mặt hàng dễ vỡ, dễ hỏng, như thủy tinh, thực phẩm, dược phẩm…

Ví dụ: Một công ty dược phẩm gửi đơn đặt hàng đến trung tâm phân phối thông qua đơn vị giao vận. Khi đó, các cảm biến nhiệt độ sẽ được gắn vào ngay bên trong hộp đựng dược phẩm. Trong quá trình vận chuyển, nếu hệ thống làm mát bị lỗi, nhiệt độ bên trong các thùng chứa bắt đầu tăng, các giải pháp IoT sẽ hoạt động như thế nào trong trường hợp này?

• Các cảm biến IoT công nghiệp trong các thùng chứa phát hiện mức tăng nhiệt độ và ghi nhận độ lệch so với ngưỡng cho phép
• Giải pháp IoT cảnh báo người lái về sự cố hệ thống làm mát. Hệ thống cũng gửi thông báo đến nhà sản xuất, cảnh báo họ rằng các điều kiện giao hàng đã bị vi phạm.
• Hệ thống làm mát được thiết lập lại, do đó ngăn không cho dược phẩm bên trong bị hư hỏng.

Bằng cách này, hệ thống IoT trong công nghiệp đã ngăn ngừa thất thoát, hỏng hóc hàng hóa, giúp giảm thiểu lãng phí sản phẩm, đảm bảo giao hàng kịp thời, ngăn ngừa tranh chấp giữa nhà sản xuất và công ty giao hàng, tiết kiệm cho nhà sản xuất chi phí thay thế hàng hóa hư hỏng.

Ứng dụng IoT công nghiệp trong giám sát sản xuất từ xa

Các giải pháp IoT công nghiệp có thể tối ưu hóa từ xa nhiều hoạt động khác nhau, từ giám sát sản xuất đến bảo trì máy móc với các chỉ số vận hành theo thời gian thực. Điều này khiến cho các nhà sản xuất không cần phải đến trực tiếp nhà xưởng/khu vực vận hành mà vẫn có nắm được chi tiết tình trạng hoạt động của nhà máy. Cụ thể, bảo trì dự đoán dựa trên IoT cho phép dự đoán kịp thời các lỗi thiết bị tiềm ẩn, lên lịch trước cho các hoạt động bảo trì, từ đó, có thể tiết kiệm nguồn nhân lực bảo trì tại chỗ.

Đọc thêm chi tiết về Cách IIoT bảo trì dự đoán trong nhà máy

Một ví dụ khác về ứng dụng của IoT trong công nghiệp trong kiểm soát sản xuất từ xa là thông qua các sản phẩm được kết nối thông minh (SCP – Smart Connected Products). SCP là những hệ thống phức tạp bao gồm:

• Cảm biến
• Phần cứng
• Phần mềm đám mây
• Hệ thống kết nối
• Hệ thống nhúng thông minh

Các SCP có thể thu thập cũng như trao đổi dữ liệu từ xa qua mạng nội bộ hoặc qua Internet trong thời gian thực.

Ví dụ: Các nhà quản lý doanh nghiệp ở California có thể truy cập dữ liệu thời gian thực về các thông số vận hành và điều kiện – chẳng hạn như nhiệt độ, độ rung và tốc độ quay – của các SCP thuộc chi nhánh sản xuất của họ ở Texas. Vì thế, doanh nghiệp có thể kiểm soát tốt hơn về các đứt gãy và vị phạm trong quy trình vận hành tiêu chuẩn một cách từ xa, cũng như mọi hoạt động sản xu được vận hành trơn tru mà không cần sự có mặt tại chỗ của những người quản lý.

Tạm kết

Trong bối cảnh cách mạng Công nghiệp 4.0 bùng nổ, cạnh tranh trở nên gay gắt, việc ứng dụng IoT trong công nghiệp sản xuất là xu hướng tất yếu của bất kỳ doanh nghiệp nào trên con đường tiến tới mô hình nhà máy thông minh. Nếu doanh nghiệp của bạn đang mong muốn tận dụng sức mạnh số của IoT nhằm tối ưu hóa hoạt động quản lý – vận hành, hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi qua số hotline: 092.6886.855.

Xem thêm thông tin tại:

• Facebook: https://www.facebook.com/itgtechnology.vn
• Youtube: https://www.youtube.com/c/ITGTechnology