bài Viết

Cẩm nang thông tin từ A – Z về Nhà máy thông minh (Smart factory) bạn cần biết

02/04/2020

Nhà máy thông minh (Smart Factory) là một trong những bước nhảy vọt điển hình nhất khi nhắc tới cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Đây được cho là thành tựu đột phá, mở ra kỷ nguyên mới cho lĩnh vực sản xuất. Ngành công nghiệp giờ đây mang hình thái tiên tiến, tối ưu và hiện đại hơn bao giờ hết. Vậy nhà máy thông minh là gì? Cùng theo dõi cẩm nang thông tin sau để hiểu rõ hơn về điều này!

Nhà máy thông minh - ảnh 1

Nhà máy thông minh (Smart Factory) là gì?

Nhà máy thông minh (Smart Factory, Digital Factory hay Connected Factory) là nhà máy có sự tương tác tốt trong thời gian thực theo cả hai chiều giữa các tầng, từ tầng chiến lược đến tầng quản lý, tầng vận hành và tầng máy móc thiết bị.

Định nghĩa này về nhà máy thông minh được các chuyên gia của ITG Technology đúc kết qua 16 năm kinh nghiệm khảo sát, nghiên cứu và tư vấn cho rất nhiều nhà máy Việt Nam ở đa dạng các lĩnh vực, ngành nghề khác nhau.

Bên cạnh đó, Deloitte Insights lại đưa ra một khái niệm khác: Nhà máy thông minh là sự tiến hóa vượt bậc từ một hệ thống sản xuất tự động hóa truyền thống sang một nhà máy sản xuất được kết nối linh hoạt. Nhờ vậy hoạt động sản xuất kinh doanh sẽ hiệu quả hơn, linh hoạt hơn, giảm thời gian chết, có khả năng dự báo và tự điều chỉnh.

Nhà máy thông minh - ảnh 2

Mô hình nhà máy thông minh so với nhà máy truyền thống

Kiến trúc của nhà máy thông minh

Kiến trúc của mô hình giải pháp công nghệ nhà máy thông minh tham chiếu từ tiêu chuẩn quốc tế ISA-95 như sau:

Tầng chiến lược: Đây là tầng dành cho Ban lãnh đạo và các quản lý cấp cao. Từ khu vực này nhà quản trị sẽ có cái nhìn trực quan về mọi hoạt động đang diễn ra trong doanh nghiệp và nhà máy thông qua các công cụ phân tích, biểu đồ, số liệu trong thời gian thực. Nhờ vào đó giúp họ đưa ra những quyết định mang tính chiến lược với hiệu quả cao.

Tầng hoạch định quản trị: Tầng này được dành để triển khai cho các phòng ban chức năng như Mua hàng, Bán hàng, Tài chính kế toán, Kế hoạch,…Với mục tiêu tạo ra sự hợp tác và thúc đẩy hiệu quả, tạo nên dòng chảy xuyên suốt giữa các bộ phận trong nhà máy thông minh, tầng hoạch định quản trị luôn đảm bảo kết nối dữ liệu từ tầng sản xuất lên tới khu vực quản trị thông qua các công cụ hiện đại như phần mềm ERP

Tầng quản lý vận hành sản xuất: Tại đây đội ngũ quản lý sản xuất chi tiết, quản lý chất lượng và công nhân vận hành máy sẽ triển khai thực hiện. Tầng quản lý vận hành sản xuất là khu vực kết nối giữa hoạt động sản xuất và bộ phận quản lý cấp cao hơn thông qua việc nhận dữ liệu trực tiếp từ công cụ, máy móc tại xưởng theo từng lĩnh vực chuyên môn. Nhờ đó tạo ra quy trình sản xuất tối ưu trong mô hình nhà máy thông minh.

Tầng kết nối: Áp dụng IIoT để vận hành, một số công cụ thường sử dụng trong tầng này có thể nhắc đến như QR code, Sensor, Workstation,…Tầng kết nối có nhiệm vụ thu thập thông tin tình trạng máy móc, thống kê sản lượng sản xuất của mọi thiết bị trong nhà máy theo thời gian thực, từ đó cung cấp dữ liệu chính xác cho các tầng phía trên sử dụng và phân tích.

Tầng tự động hoá: Đây chính là nhà máy vật lý của chúng ta, nơi các máy móc, công cụ thông minh được vận hành, thực hiện chu trình sản xuất ra thành phẩm. Tầng này được giám sát và điều khiển bởi các tầng ở phía trên. Hoạt động sản xuất tại đây được tự động hoá tối đa nhằm đạt hiệu quả cao nhất.

Nhà máy thông minh - ảnh 4

Tại thị trường Việt Nam, giải pháp 3S iFACTORY do ITG phát triển là một trong những lựa chọn hàng đầu để ứng dụng công nghệ giúp nhà máy sản xuất trở nên thông minh hơn. Với 3S iFACTORY, doanh nghiệp sẽ được cung cấp bộ giải pháp chuyển đổi số toàn diện để dẫn đầu trong lĩnh vực sản xuất của mình, thông qua cải tiến các chỉ số S – Q – C – D (Tốc độ – Chất lượng – Chi phí – Tiến độ). Giải pháp được kết hợp giữa tầng IT (công nghệ thông tin) và tầng OT (công nghệ vận hành), đồng thời ứng dụng những công nghệ tiên tiến (IIoT, Big Data) trực tiếp vào hoạt động quản trị sản xuất trong nhà máy.

ITG đã hợp tác với hơn 1000 doanh nghiệp vừa và lớp trên cả nước, bên cạnh đó là triển khai thành công bộ giải pháp 3S iFACTORY cho nhà máy của nhiều doanh nghiệp lớn trong nước và doanh nghiệp FDI điển hình như: Công ty CP Công nghiệp Kimsen, Nhà máy nội thất Jager, Nhà máy Ricco Glass, Nhà máy Sun House,…Giải pháp đã hỗ trợ cải thiện hoạt động và các quy trình trong doanh nghiệp, giúp tiết kiệm chi phí quản lý, triệt tiêu văn phòng giấy tờ. Mang doanh nghiệp đến gần hơn với tiến trình chuyển đổi số thành công.

Đọc thêm: Kho hàng thông minh

10 Đặc trưng của nhà máy thông minh

Mô hình nhà máy thông minh là cánh tay đắc lực cho quá trình sản xuất của doanh nghiệp. Mọi hoạt động được thực hiện một cách có định hướng và xuyên suốt trên toàn bộ chuỗi giá trị, điều này góp phần kiểm soát QCD (Quality – Chất lượng, Cost – Chi phí, Delivery – Tiến độ), giúp nâng cao lợi thế cạnh tranh của doanh nghiệp, gia tăng cơ hội gia nhập thị trường quốc tế. Cùng tìm hiểu qua 12 đặc trưng nổi bật nhất của mô hình nhà máy thông minh ngay dưới đây:

Tự động hoá: Góp phần nên thành công của nhà máy thông minh không thể bỏ qua hệ thống máy móc tân tiến, robot công nghiệp cùng những chiếc AGV tự hành. Những công cụ này tạo thành quá trình sản xuất tự động giúp hạn chế tối đa sự tham gia của con người vào quá trình vận hành, sản xuất.

Thông minh: Cảm biến RFID, thiết bị quét mã QR code,…Các thiết bị thông minh được ứng dụng tuyệt đối nhằm thu thập dữ liệu trong thời gian thực của quá trình sản xuất, vận hành. Chúng có mặt ở mọi giai đoạn, mọi ngóc ngách (quản lý năng suất, vị trí hàng hoá, kho, logistic…)

Kết nối: Đây là đặc tính quan trọng nhất góp phần tạo ra sự khác biệt của nhà máy thông minh với những mô hình nhà máy cũ ở cuộc Cách mạng Công nghiệp trước đó. Trong đó, IIoT (internet vạn vật kết nối) được coi là xương sống trong dòng chảy dữ liệu giữa các tầng. Kết hợp cùng OPC – UA (giao thức đa nền tảng) giúp sự giao tiếp giữa máy móc – phần mềm trở nên dễ dàng hỗ trợ cho mục đích giám sát – quản lý sản xuất. Nhờ vào đó, mỗi doanh nghiệp có thể kết nối và xử lý dữ liệu liên tục mang tới cái nhìn toàn diện, thúc đẩy hiệu quả mạng lưới tổng thể cao hơn bao giờ hết.

Thời gian thực: Việc tạo nên dòng chảy kết nối giữa máy móc – thiết bị – con người đã tạo nên nhà máy thông minh thực thụ với sự quản trị, giám sát đều dễ dàng ghi nhận trong thời gian thực.

Trực quan hoá: Nhà máy thông minh truyền đạt thông tin hiệu quả đến các đối tượng liên quan thông qua các phương tiện đồ hoạ. Dữ liệu từ dây chuyền, máy móc được ghi nhận và truyền tải ngay tức thì đến hệ thống máy tính bảng công nghiệp (màn hình số cỡ lớn). Tính trực quan hoá còn được áp dụng lên toàn bộ hệ thống điều hành, theo dõi và kiểm soát tổng thể từ xa ngay trong thời gian thực.

Số hoá: Hệ thống MES & hệ thống ERP là hai nền tảng công nghệ không thể thiếu, chúng giúp số hóa toàn bộ quy trình quản trị lõi và hoạt động vận hành trong nhà máy. Từ đó, các dữ liệu sản xuất trở nên nhất quán, góp phẩn bổ sung cho các đặc trưng khác thêm rõ rệt và hiệu quả.

Chủ động: Không có sự chủ động hoàn toàn, nhà máy thông minh thể hiện hình thái của một dạng nhà máy cải tiến, ngày càng chủ động và hiệu quả hơn so với các loại nhà máy của giai đoạn công nghiệp cũ. Việc ứng dụng triệt để các hoạt động dự đoán và lập kế hoạch trong quá trình thực quản lý chất lượng, quản lý vật tư, bảo trì,…đã giúp nhà máy thông minh xứng đáng trở thành hình mẫu cho nền công nghiệp 4.0.

Linh hoạt: Những nhà máy thông minh luôn sẵn sàng thích nghi, đáp ứng mọi hoạt động thay đổi về mặt vật lý (bố trí nhà xưởng), các yêu cầu về cân đối năng lực sản xuất và thời gian thực hiện ngay cả khi gặp biến động thị trường.

Toàn diện: Hệ thống báo cáo thông minh (Business Intelligence) được ứng dụng để chuyển hoá những dữ liệu thu thập được trên toàn nhà máy để tạo ra những biểu đồ trực quan dạng lát cắt về toàn bộ hoạt động sản xuất kinh doanh. Điều này tạo nên bức tranh toàn cảnh, giúp nhà quản lý điều hành và hoạt định chiến lược dễ dàng, nhanh chóng.

Tối ưu hoá: Tất cả những đặc trưng nêu trên chính là tiền đề tạo nên sự tối ưu hoá của một nhà máy thông minh. Nơi có sức mạnh vượt trội không chỉ về năng lực và chất lượng mà còn là khả năng tối ưu hóa mọi mặt trong hoạt động kinh doanh sản xuất của doanh nghiệp.

10 Đặc trưng của nhà máy thông minh

Lợi ích khi triển khai mô hình nhà máy thông minh

Nhà máy thông minh đã đặt một dấu son vàng cho bài toán sản xuất qua từng cuộc cách mạng công nghệ. Tại đây, các nhà máy sẵn sàng thích ứng với bất kỳ vấn đề riêng biệt nào mà doanh nghiệp gặp phải và chuyển hoá chúng thành kết quả đáng trông đợi. Dưới đây là 3 lợi ích ưu việt nhất khi triển khai mô hình này:

Gia tăng năng suất hoạt động doanh nghiệp: Nhà máy thông minh đòi hỏi ít sự can thiệp của con người vào quá trình hoạt động sản xuất. Nhờ đó, tính rủi ro chủ quan và khách quan cũng đều được hạn chế đến mức tối đa. Trên thực tế, hệ thống máy móc hiện đại có thể hoạt động hiệu quả 24/24 nhờ vào chu trình quản trị thông minh. Điều này tương ứng với việc gia tăng năng suất hoạt động của doanh nghiệp với mức giá trị bỏ ra rẻ hơn rất nhiều.

Gia tăng mức độ hài lòng: Nhà máy thông minh có khả năng tạo thành sản phẩm phù hợp với nhu cầu của khách hàng càng cao hơn so với hình thức cũ. Điều này dễ dàng giúp gia tăng mức độ hài lòng của khách hàng ngay cả khi có rất nhiều đối thủ cạnh tranh cùng ngành.

Đạt lợi thế cạnh tranh: Với nhà máy thông minh, bạn có thể làm việc nhanh hơn, thông minh hơn, tối ưu hơn và tiết kiệm hơn so với đối thủ của mình. Khi doanh nghiệp có thể sản xuất hiệu quả và mang đến sản phẩm với chất lượng vượt trội và tỉ lệ sai số cực thấp, đó chính là lúc hoạt động kinh doanh phát triển, bỏ xa các đối thủ của mình trên thị trường.

Bên cạnh những lợi ích trên, giải pháp nhà máy thông minh 3S iFactory do ITG phát triển còn đặc biệt đem đến lợi ích về (Q – C -D) cho doanh nghiệp sản xuất. Cụ thể:

Q – Quality (Chất lượng): Kiểm soát 100% chất lượng nguyên vật liệu, cải thiện tỉ lệ lỗi trong quá trình sản xuất, giảm tỷ lệ sai sót, chủ động kiểm soát chu trình hoạt động của nhà máy.

C – Cost (Chi phí): Tối ưu hoá chi phí sản xuất theo từng sản phẩm, cắt giảm hao phí dư thừa do vận hành thủ công, trực quan toàn bộ thông tin sản xuất.

D – Delivery (Tiến độ): Giảm thời gian sản xuất, tăng cạnh tranh cùng ngành, tận dụng tối đa nguồn lực trong sản xuất, thúc đẩy năng suất nội bộ vượt định mức tiêu chuẩn.

Các bước triển khai hệ thống nhà máy thông minh

Việc triển khai nhà máy thông minh đòi hỏi sự tham gia của nhiều nguồn lực. Vì vậy, các công ty cần xác định lộ trình thực hiện để đạt được hiệu quả cao nhất, phù hợp với điều kiện của doanh nghiệp mình. Cùng tham khảo các bước triển khai giải pháp mà ITG tổng hợp và gợi ý đến bạn ngay dưới đây:

Định vị và định hướng mô hình nhà máy

Mỗi doanh nghiệp, mỗi nhà máy đều gặp những khó khăn riêng trong các khâu sản xuất. Tuỳ vào từng lĩnh vực cũng như ngành hàng mà các vấn đề gặp phải cũng cần phải được cải thiện theo từng cách khác nhau.

Cần định vị nhà máy của bạn đang ở mức độ nào ngay từ bước đầu của việc triển khai mô hình nhà máy thông minh. Hành động này mang tính chiến lược cao đòi hỏi doanh nghiệp cần có tầm nhìn xa về hoạt động sản xuất của nhà máy cũng như cân nhắc các yếu tố cơ hội hay thách thức. Đồng hành với đó, đây cũng là thời gian để doanh nghiệp xác định được tiềm lực trước khi chính thức “dấn thân” vào hành trình dài sắp tới.

Xác định vấn đề và phương thức cải tiến nhà máy thông minh:

Không phải công cụ hiện đại nào cũng thực sự cần thiết và phù hợp với đặc thù nhà máy của bạn. Trong sản xuất, để xây dựng một nhà máy thông minh, cần vạch ra mục đích và xác định mức độ ưu tiên nhận để có thể giải quyết bài toán của doanh nghiệp một cách hiệu quả nhất. Thông thường, doanh nghiệp cần xác định mức độ ưu tiên giải quyết bài toán Q, C hay D để có phương hướng hoạch định nguồn lực phù hợp.

Tìm đơn vị cung cấp giải pháp nhà máy thông minh:

Giữa vô vàn sự lựa chọn cùng các hệ thống công nghệ đa dạng, bản thân doanh nghiệp sản xuất khó mà tự lựa chọn được cho mình một hướng đi đúng đắn. Để có được giải pháp nhà máy thông minh hiệu quả, cần đến một đơn vị với chuyên môn cũng như công nghệ sản xuất uy tín đồng hành cùng doanh nghiệp của bạn.

Khảo sát

Sau khi đã tìm được cho mình đơn vị cung cấp giải pháp uy tín, phù hợp. Quá trình khảo sát sẽ là bước triển khai đầu tiên giữa nhà máy và đơn vị cung cấp giải pháp. Điều này giúp nhìn nhận ra những thiếu sót, sai phạm cần khắc phục hay loại bỏ, hoặc những giá trị đặc biệt nào có tiềm năng phát huy hơn cả. Từ đó sẽ đưa ra được kế hoạch tổng quan cùng tầm nhìn chiến lược đúng đắn cho dự án triển khai nhà máy thông minh sắp tới.

Phân tích – Thiết kế – Lập trình – Kiểm thử

Thực tế rằng, việc tích hợp công nghệ hiện đại vào quá trình sản xuất đòi hỏi doanh nghiệp cần phải có quy mô nhất định cùng hướng sản xuất lâu dài, hiệu quả. Quá trình phân tích thiết kế để hoạch định được chiến lược ưu tiên yếu tố nào trong hoạt động kiểm soát QCD sẽ là tối ưu nhất cho doanh nghiệp đó.

Không có một công thức chung nào cho tất cả các nhà máy trở nên thông minh. Chính vì vậy giai đoạn này sẽ bao gồm quá trình phân tích, thiết kế hệ thống, lập trình hệ thống tùy theo đặc thù sản xuất kinh doanh của nhà máy, kiểm tra hệ thống đi kèm với chuẩn bị hướng dẫn sử dụng chi tiết.

Cài đặt

Sau khi hoàn thành khảo sát, phân tích thiết kế, lập trình và kiểm thử, dự án triển khai giải pháp nhà máy thông minh sẽ được tiến hành cài đặt hệ thống và thiết lập máy chủ ứng với đặc thù sản xuất của doanh nghiệp.

Đồng thời, hoạt động kiểm tra và đào tạo cũng sẽ được tiến hành. Đơn vị cung cấp công nghệ tiếp tục hoàn thiện hạng mục lập trình phần mềm và tiến hành chuyển đổi số toàn bộ các quy trình lõi ở tầng hoạch định, quản trị, tầng vận hành hoạt động sản xuất và chuẩn bị go – live.

Thử nghiệm (Go – Live)

Một trong những bước tốt nhất để có thể phát hiện ra điểm yếu của nhà máy cũng như những thiếu sót trong quá trình triển khai chính là đưa vào thử nghiệm. Vì khi nâng cấp hoạt động của nhà máy sẽ không tránh khỏi sự xung đột với quy trình hoạt động kiểu cũ. Thử nghiệm chính là chìa khóa tạo nên thành công sau này của nhà máy thông minh.

Theo khía cạnh khác, giai đoạn này cũng là thời gian để các công nhân, kỹ sư và nguồn nhân lực trong doanh nghiệp được tiếp cận với công nghệ, quy trình vận hành mới. Điều này giúp họ nhanh chóng làm quen, thích ứng và sửa đổi sao cho phù hợp với mô hình nhà máy mới.

Triển khai và nghiệm thu hệ thống

Sau khi kế hoạch thực thi được duyệt và thử nghiệm, công cuộc tiến hành giải pháp nhà máy thông minh sẽ chính thức được triển khai. Đơn vị thực hiện dự án cùng doanh nghiệp sẽ cùng kiểm tra, đánh giá hiệu quả cuối cùng. Sau khi hoàn thành, thủ tục bàn giao sẽ được diễn ra.

Quá trình triển khai nhà máy thông minh là cả một con đường dài đầy chông gai với các doanh nghiệp nhưng đó cũng chính là hướng đi tất yếu trong thời đại Cách mạng Công nghiệp 4.0. Để hiện thực hóa mô hình này, cần có lộ trình cụ thể và hơn hết là đơn vị đồng hành tin cậy. Nếu doanh nghiệp của bạn đang cần tư vấn sâu hơn về nhà máy thông minh, hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi qua hotline tư vấn giải pháp: 092. 6886.855.

5/5 - (8 bình chọn)
5/5 - (8 bình chọn)
Bạn muốn chuyên gia tư vấn nhanh?
Bạn đang tìm hiểu về các giải pháp chuyển đổi số và muốn chuyên gia tư vấn trực tiếp tức thì? Đừng ngại ngần kết nối với chúng tôi để được hỗ trợ giải pháp nhanh chóng

    Tặng bạn ebook







      Bạn muốn chuyên gia tư vấn nhanh?
      Bạn đang tìm hiểu về các giải pháp chuyển đổi số và muốn chuyên gia tư vấn trực tiếp tức thì? Đừng ngại ngần kết nối với chúng tôi để được hỗ trợ giải pháp nhanh chóng

        Phone Gọi ngay
        zalo chat Zalo chat
        Facebook chat Facebook chat