IoT (Internet of Things) và ứng dụng vào sản xuất trong cuộc cách mạng 4.0

Sự phát triển mạnh mẽ của IoT trong kỷ nguyên 4.0 đã tác động trực tiếp đến nhiều khía cạnh trong cuộc sống cũng như hoạt động sản xuất – kinh doanh hiện nay. Vậy, IoT là gì và tại sao hệ thống này lại quan trọng đến vậy? Cùng tìm hiểu những thông tin này trong bài viết.

IoT (Internet of Things) là gì?

IoT là viết tắt của Internet of Things hay còn gọi là Kết nối vạn vật. Khái niệm IoT đề cập đến mạng lưới các thiết bị vật lý được kết nối với nhau qua internet, cho phép trao đổi dữ liệu và thực hiện các nhiệm vụ tự động. Cấu trúc của một hệ thống Internet of Things thường bao gồm 4 thành phần chính: Các thiết bị (Things), trạm kết nối (Gateways), hạ tầng mạng (Network and Cloud) và hệ thống phân tích xử lý dữ liệu (Services-creation and Solution Layers).

Internet of things IoT là xu thế trong mọi lĩnh vực hiện nay

Internet vạn vật xuất phát từ ý tưởng mọi thứ trong cuộc sống đều có thể được kết nối và giao tiếp với nhau thông qua Internet. Những thứ này không chỉ giới hạn ở máy tính, điện thoại thông minh mà còn bao gồm các thiết bị gia dụng, máy móc công nghiệp, phương tiện giao thông và bất cứ thiết bị nào có thể kết nối vào internet. Hệ thống IoT khi được xây dựng thành công sẽ trở thành nền tảng trung tâm, nơi dữ liệu được thu thập, xử lý, có khả năng điều hướng hoạt động của các thiết bị trong hệ thống.

Xem thêm: Các công nghệ sản xuất thông minh mới nhất năm 2024

Ứng dụng của IoT trong sản xuất

Internet of Things được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhưng nổi bật nhất là trong sản xuất (hay còn gọi là Industrial Internet of things). Ứng dụng IoT giúp các nhà máy và doanh nghiệp tối ưu nguồn lực, tăng hiệu quả hoạt động của nhiều công đoạn khác nhau.

Quản lý chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất

Việc đảm bảo chất lượng sản phẩm đúng tiêu chuẩn và đồng đều luôn là yêu cầu cần thiết để duy trì sự cạnh tranh và uy tín thương hiệu. Với sự trợ giúp của Internet of Things, việc quản lý chất lượng sản phẩm trong sản xuất sẽ trở nên đơn giản và hiệu quả hơn.

Internet of Things được ứng dụng trong quản lý chất lượng trong sản xuất

Tại các nhà máy, IoT được sử dụng để giám sát và phân tích chất lượng nguyên liệu thô đầu vào, theo dõi quy trình sản xuất, xác định các thành phần hoặc vật phẩm bị lỗi trước khi xuất xưởng và bàn giao đến khách hàng. Điều này giúp doanh nghiệp tránh được việc thu hồi tốn kém do sản phẩm bị lỗi đưa vào thị trường.

Bên cạnh đó, công nghệ này còn có khả năng thu thập dữ liệu bất cứ lúc nào từ nhiều cảm biến khác nhau được lắp đặt trên dây chuyền sản xuất. Nhờ đó, giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định dễ dàng hơn về các kế hoạch cải tiến quy trình hiệu quả.

Ứng dụng IoT giám sát bảo trì thiết bị 

Internet of Things có thể theo dõi tình trạng của máy móc trong thời gian thực, đây là việc mà con người không thể thực hiện được. Với sự trợ giúp của công nghệ IoT, doanh nghiệp có thể đưa bảo trì truyền thống lên một cấp độ cao hơn, hướng đến các phương pháp bảo trì chủ động hơn như triển khai các phương pháp bảo trì hiện đại như bảo trì tiên đoán, bảo trì tinh gọn…. Các nhà quản lý có thể xác định khi nào một bộ phận máy móc sẽ hỏng trước khi việc gián đoạn sản xuất thực sự diễn ra trong các dây chuyền khác nhau, từ đó cải thiện hiệu quả hoạt động của nhà máy. 

Ví dụ: Nếu máy móc không hoạt động ở điều kiện thuận lợi hoặc sắp hỏng hóc, các cảm biến được kết nối có thể xác định sự cố tiềm ẩn và gửi đề xuất yêu cầu dịch vụ bảo trì cho nhà quản trị. IoT đưa phương pháp bảo trì truyền thống lên một cấp độ cao hơn, từ thụ động sang chủ động. Điều này giúp các nhà sản xuất tiết kiệm trăm triệu đồng cho những sửa chữa và thay thế không chính đáng.

Công nghệ IoT giúp doanh nghiệp sản xuất triển khai bảo trì dự đoán, bảo trì tinh gọn dễ dàng hơn

Bằng cách tận dụng dữ liệu thời gian thực từ các cảm biến, người quản lý vận hành có thể nhanh chóng kiểm tra tình trạng hiện tại của thiết bị và biết thiết bị nào cần bảo trì, từ đó lập kế hoạch tốt hơn cho công việc bảo trì và bố trí kế hoạch sản xuất phù hợp.

Xem thêm: Cách IIOT bảo trì dự đoán trong nhà máy

Tối ưu hóa thời gian vận hành máy móc

Theo Khảo sát Internet công nghiệp của Diễn đàn Kinh tế Thế giới, việc tối đa hóa sử dụng tài sản (ở đây được hiểu là máy móc thiết bị) được xếp hạng là lý do hàng đầu để áp dụng công nghệ. 79% số người được hỏi cho rằng, đây là lý do “cực kỳ quan trọng” hoặc “rất quan trọng” thúc đẩy ứng dụng sớm IoT.

Công nghệ kết nối vạn vật giúp doanh nghiệp sản xuất tối ưu hóa hiệu suất máy móc thiết bị

Từ việc kết nối với các PLC tinh vi có khả năng xử lý tự động đến tích hợp các thiết bị cảm ứng ánh sáng, rung,… vào các máy móc dòng cũ hơn, IoT đang cách mạng hóa việc quản lý vận hành thiết bị. Các thông tin thu thập được từ hệ thống IoT cho các phần mềm quản trị cấp cao hơn cơ sở để phân tích dữ liệu vận hành một cách tự động, tạo ra các chỉ số hiệu suất chính (KPI) và đo đạc hiệu suất thiết bị tổng thể trong thời gian thực. Với Internet of Things, các nhà sản xuất quy mô vừa và nhỏ có thể truy cập và phân tích hoạt động để tối ưu hóa tối đa khả năng sử dụng máy móc thiết bị theo cách mà các “ông lớn” vẫn thường làm.

Phát triển sản phẩm

Sai sót trong quá trình vận hành khiến cho tình trạng lỗi hỏng thành phẩm trở nên phổ biến. Việc này dẫn tới hệ quả là gia tăng chi tiêu và quá tải nhân viên trong quá trình sản xuất. Để giảm thiểu những vấn đề này, các nhà sản xuất có thể trang bị thêm các cảm biến để thu thập dữ liệu về toàn bộ cơ chế hoạt động của thiết bị và sản lượng dự kiến ​​từ mỗi đơn vị.

Internet of Things được sử dụng trong giai đoạn phát triển sản phẩm

Các thông tin này sẽ được đối sánh với bản sao kỹ thuật số (Digital Twins – ứng dụng tái tạo sản phẩm mẫu trên định dạng số để xác định các thông số sản xuất theo điều kiện tiêu chuẩn). Từ đó, bộ phận nghiên cứu và phát triển có thể phân tích hiệu quả, năng lực và độ chính xác của dây chuyền sản xuất để đưa ra các phương pháp cải thiện và nâng cao năng xuất. Bản sao số còn giúp nhà sản xuất phát hiện ra các điểm yếu tiềm ẩn trong sản phẩm và xây dựng các phiên bản tốt hơn.

Internet of Things và ứng dụng trong quản lý chuỗi cung ứng

Xu hướng ứng dụng IoT hiện nay là tích hợp Internet vạn vật kết nối với các hệ thống ERP, MES hiện có của các nhà sản xuất. Điều này sẽ giúp hệ thống quản trị sản xuất có được thông tin về các nguồn lực sẵn có theo thời gian thực, bao gồm những thông tin liên quan đến sản lượng, tình trạng hoạt động của thiết bị và các hoạt động liên quan đến kho vận.

Khả năng truy xuất chéo cơ sở dữ liệu của nhiều phòng ban cho phép các bên liên quan kiểm tra tiến độ đang thực hiện từ đó xây dựng nên một chuỗi cung ứng trong nội bộ doanh nghiệp minh bạch hơn. Điều này giúp triệt tiêu các chi phí phát sinh không cần thiết do quản lý yếu kém và thiếu phân tích trong tổ chức.

Hơn nữa, các thiết bị Internet of Things còn có thể theo dõi hàng hóa trong suốt quá trình vận chuyển, từ nhà cung cấp đến nhà máy và từ nhà máy đến khách hàng. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro mất mát và hư hỏng hàng hóa, cũng như tối ưu hóa quá trình logistics.

Quản lý tồn kho thông minh

Các cảm biến IoT được sử dụng để theo dõi, quản lý tồn kho một cách chính xác, hiệu quả hơn. Thông tin về lượng hàng tồn kho có sẵn, tình trạng của nguyên vật liệu có thể được truy cập từ xa và tự động cập nhật một cách chính xác. Hệ thống sẽ đưa ra các cảnh báo về tồn kho theo hạn mức quy định giúp doanh nghiệp điều tiết tồn kho nguyên vật liệu và hàng hóa dễ dàng.

Quản lý và tiết giảm tiêu hao năng lượng

Quản lý năng lượng là một trong những ứng dụng nổi bật của công nghệ Internet kết nối vạn vật. Các cảm biến của Internet of Things sẽ giám sát mức tiêu thụ năng lượng của từng thiết bị và khu vực trong nhà máy, từ đó tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng nhằm giảm chi phí cũng như đáp ứng các chỉ số về môi trường.

Cải thiện an toàn lao động

Công nghệ IoT trong sản xuất giúp cải thiện an toàn lao động, một trong những tiêu chí ngày càng quan trọng trong sản xuất. Các cảm biến Internet of Things có thể theo dõi môi trường làm việc và cảnh báo về các nguy cơ tiềm ẩn như rò rỉ khí độc, nhiệt độ cao, hoặc các nguy cơ cháy nổ. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể kịp thời xử lý các sự cố và đảm bảo an toàn cho nhân viên.

Ứng dụng công nghệ Internet vạn vật mang lại nhiều lợi ích

Sự ra đời và phát triển của công nghệ internet kết nối vạn vật mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp sản xuất:

Internet vạn vật mang lại lợi ích cho người dùng

• Tăng cường khả năng giám sát: Tích hợp IoT vào sản xuất giúp phòng điều khiển trung tâm của doanh nghiệp nâng cao hiệu quả giám sát thiết bị, máy móc, dây chuyền sản xuất trong nhà máy; hỗ trợ quản lý hiệu suất thiết bị tổng thể (OEE) dễ dàng hơn; đồng thời nắm bắt thông tin kịp thời khi có sự cố xảy ra.
• Cải thiện khả năng lập kế hoạch và lịch sản xuất: Để lập kế hoạch sản xuất hiệu quả, doanh nghiệp cần có khả năng tiếp cận thông tin toàn diện và chính xác về quy trình cũng như điều kiện sản xuất tại hiện trường. Trong khi đó, IoT có thể giúp doanh nghiệp thu thập dữ liệu dưới nhà máy dễ dàng, từ đó đảm bảo việc lập kế hoạch chính xác, hiệu quả hơn.
• Tiết kiệm chi phí: Ứng dụng hiệu quả Internet vạn vật kết nối giúp doanh nghiệp sản xuất tiết kiệm nhiều loại chi phí khác nhau như chi phí nhân công thu thập và phân tích dữ liệu, chi phí sửa chữa máy móc, chi phí tồn kho,…
• Nâng cao hiệu suất làm việc: Với sự hỗ trợ của các thiết bị Internet of Things, doanh nghiệp có thể tự động hóa nhiều quy trình thủ công như thu thập, nhập liệu, phân tích dữ liệu… từ đó rút ngắn thời gian làm việc, nâng cao hiệu suất công việc.

Một nghiên cứu chỉ ra rằng, trong vòng 3-4 tháng thực hiện đưa vào ứng dụng IoT, các đơn vị sản xuất đã nâng cao 24% hiệu suất thiết bị tổng thể, giảm 16% lỗi sản phẩm, tăng 12 điểm sử dụng lao động và tăng 10% sản lượng dây chuyền sản xuất.

Những lưu ý khi thiết lập Internet vạn vật trong doanh nghiệp

Để triển khai Internet of Things thành công trong sản xuất, doanh nghiệp cần chú trọng đến việc thiết lập hệ thống một cách hợp lý. Dưới đây là một số lưu ý cơ bản:

Một số lưu ý khi áp dụng Internet vạn vật trong doanh nghiệp

• Lựa chọn thiết bị và nền tảng IoT phù hợp: Doanh nghiệp cần lựa chọn nền tảng IoT phù hợp với nhu cầu của mình, đảm bảo tính tương thích và khả năng mở rộng. Các thiết bị Internet of Things cần được chọn dựa trên các tiêu chí như độ tin cậy, độ bền, và tính năng bảo mật.
• Chú trọng công tác đào tạo: Để sử dụng hiệu quả hệ thống Internet of Things, doanh nghiệp cần đầu tư vào việc đào tạo nhân viên. Nhân viên cần hiểu rõ về khái niệm, cách sử dụng các thiết bị và phần mềm Internet of Things, cũng như cách phản ứng trong các tình huống khẩn cấp. 
• Đảm bảo an ninh mạng: An ninh mạng là một yếu tố không thể thiếu khi triển khai Internet of Things. Các hệ thống Internet of Things dễ bị tấn công mạng, do đó doanh nghiệp cần áp dụng các biện pháp bảo mật như mã hóa dữ liệu, xác thực người dùng, và cập nhật phần mềm định kỳ.

Internet of Things mang lại nhiều lợi ích to lớn cho hoạt động sản xuất. Các doanh nghiệp sản xuất  cần bắt kịp sự phát triển của công nghệ này để có thể nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường hiện nay. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho độc giả những kiến thức bổ ích để có thể ứng dụng và khai thác tối đa tiềm năng của IoT.