Chuyên đề truy xuất nguồn gốc sản xuất kỳ 1: Hệ thống truy xuất nguồn gốc trong nhà máy vận hành như thế nào?

Trong sản xuất, chỉ một lỗi nhỏ xảy ra trên dây chuyền nếu không được kiểm soát tốt cũng có thể khiến doanh nghiệp phải đối mặt với tình trạng thu hồi sản phẩm diện rộng, gián đoạn sản xuất và suy giảm uy tín thương hiệu. Đó là lý do doanh nghiệp cần hệ thống truy xuất nguồn gốc sản xuất toàn diện, có thể giám sát toàn bộ hành trình của nguyên vật liệu, bán thành phẩm và thành phẩm xuyên suốt từ đầu đến cuối.

Tại sao truy xuất nguồn gốc sản xuất quan trọng?

Một doanh nghiệp sản xuất trung bình phải quản lý hàng trăm đến hàng nghìn mã hàng, linh kiện đến từ nhiều nguồn cung khác nhau và được xử lý qua nhiều công đoạn. Khi dữ liệu bị phân tán hoặc thiếu liên kết, việc truy vết thông tin trở nên vô cùng khó khăn, đặc biệt trong các tình huống phát sinh lỗi. Nhiều doanh nghiệp không thể xác định chính xác nguyên nhân và phạm vi ảnh hưởng của lỗi, dẫn đến việc kiểm tra, thu hồi sản phẩm diễn ra trên diện rộng, gây tổn thất lớn về thời gian, chi phí.

Việc không thể kiểm soát tốt chất lượng chính là bước cản lớn khiến nhiều doanh nghiệp không thể tham gia sâu vào chuỗi cung ứng toàn cầu. Trong bối cảnh đó, truy xuất nguồn gốc trở thành công cụ thiết yếu giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng và rủi ro hiệu quả.

Truy xuất nguồn gốc được chia thành hai loại hình chính là: Truy xuất nguồn gốc chuỗi cung ứng (Chain Traceability) và Truy xuất nguồn gốc nội bộ (Internal Traceability). Trong đó, truy xuất nguồn gốc nội bộ (hay còn gọi là truy xuất nguồn gốc sản xuất) chủ yếu tập trung vào quá trình sản xuất bên trong nhà máy. Đây là nơi hỗ trợ doanh nghiệp kiểm soát chất lượng thực sự.

Thông qua truy xuất nguồn gốc sản xuất, doanh nghiệp có thể:

• Tăng độ chính xác dữ liệu lên >99%
• Giảm 80% thời gian tìm nguyên nhân lỗi
• Giảm 30 – 50% lỗi nhập liệu thủ công

Có thể thấy, truy xuất nguồn gốc sản xuất là nền tảng quan trọng giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng, tối ưu vận hành và nâng cao năng lực cạnh tranh trong thời đại số.

Hệ thống truy xuất nguồn gốc sản xuất vận hành như thế nào?

Trong nhà máy, truy xuất nguồn gốc nội bộ tập trung vào việc theo dõi và ghi nhận chi tiết hành trình của nguyên vật liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong từng công đoạn sản xuất, từ lúc nhập kho đến khi thành phẩm xuất xưởng.

Luồng thông tin truy xuất nguồn gốc sản xuất được ghi nhận theo trình tự:

1. Dữ liệu đầu vào (nhập kho nguyên liệu, mã lô, nhà cung cấp, hạn sử dụng,…)
2. Dữ liệu các công đoạn sản xuất (máy móc, nhân sự, thông số vận hành,…)
3. Dữ liệu kiểm tra chất lượng (kết quả đo kiểm, nguyên nhân lỗi, người kiểm tra,…)
4. Dữ liệu đầu ra (nhập kho thành phẩm, thời gian xuất hàng, nhà phân phối,…)

Mỗi điểm chạm trong quy trình sản xuất đều tạo ra dữ liệu và liên kết với nhau thông qua mã định danh (barcode/QR code/RFID). Từ đó, hình thành nên một chuỗi truy xuất hai chiều: Truy vết ngược (từ thành phẩm đến nguyên liệu) và Truy vết xuôi (từ nguyên liệu đến các lô sản phẩm bị ảnh hưởng).

Luồng thông tin truy xuất nguồn gốc sản xuất nội bộ

Khi luồng thông tin truy xuất được chuẩn hóa, doanh nghiệp có thể nhanh chóng xác định:

• Nguyên vật liệu được nhập từ đâu
• Lô hàng nào được sử dụng cho từng đơn sản xuất
• Sản phẩm đã trải qua những công đoạn nào
• Ai là người thực hiện
• Máy móc nào tham gia sản xuất
• Kết quả kiểm tra chất lượng ở từng công đoạn
• Thành phẩm đã được phân phối tới đâu

Đây chính là nền tảng quan trọng giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng, khoanh vùng lỗi nhanh chóng và nâng cao tính minh bạch trong sản xuất.

Xem thêm: Traceability 4.0 là gì và các cấp độ truy xuất nguồn gốc

Các công nghệ hỗ trợ truy xuất nguồn gốc sản xuất

Truy xuất nguồn gốc không thể được triển khai hiệu quả nếu chỉ dựa vào quy trình thủ công hay ghi chép rời rạc. Doanh nghiệp cần sự hỗ trợ của công nghệ để thu thập, định danh, liên kết và truy vấn dữ liệu theo thời gian thực.

Một số công nghệ truy xuất nguồn gốc nổi bật được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy để tự động hóa quá trình thu thập và quản lý dữ liệu có thể kể đến: Barcode/QR Code, RFID, MES kết hợp IoT, Blockchain.

Công nghệ Barcode/QR Code

Barcode/QR Code là công nghệ truy xuất nguồn gốc phổ biến nhất hiện nay nhờ chi phí triển khai thấp và dễ ứng dụng. Công nghệ Barcode và QR Code sử dụng các ký hiệu hình ảnh (vạch hoặc ma trận điểm) để mã hóa thông tin định danh của đối tượng.

Công nghệ truy xuất nguồn gốc sản xuất Barcode/QR Code

Hệ thống truy xuất nguồn gốc bằng Barcode/QR Code bao gồm hai thành phần chính:

• Mã định danh được in hoặc gắn trực tiếp lên đối tượng (sản phẩm, pallet, hộp hàng…).
• Thiết bị quét (scanner) tại các điểm kiểm soát trên dây chuyền để đọc và truyền dữ liệu về hệ thống trung tâm.

Khi sản phẩm di chuyển qua các công đoạn, mã sẽ được quét để ghi nhận thông tin về nguyên vật liệu sử dụng, lệnh sản xuất, thời gian, công đoạn thực hiện và nhân sự phụ trách. Dữ liệu sau đó được lưu trữ tập trung và sẵn sàng cho mọi yêu cầu truy xuất.

Xem thêm: Phần mềm quản lý kho bằng mã vạch ưu việt nhất hiện nay

Công nghệ RFID

RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng bằng sóng vô tuyến cho phép đọc dữ liệu mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Công nghệ truy xuất nguồn gốc sản xuất RFID

Một hệ thống RFID thường bao gồm 3 thành phần chính:

• Thẻ RFID (tag) gắn trên đối tượng cần theo dõi
• Đầu đọc thẻ RFID (reader)
• Phần mềm xử lý dữ liệu thu thập được

Công nghệ RFID sử dụng trường điện từ để quét dữ liệu. Vì vậy, hệ thống truy xuất nguồn gốc ứng dụng RFID có thể nhận diện và theo dõi thẻ gắn trên hàng hóa, pallet, thiết bị ngay cả khi đang di chuyển hoặc được đặt trong hộp kín và không cần căn chỉnh hướng quét. Điều này cho phép doanh nghiệp rút ngắn tối đa thời gian truy xuất.

Công nghệ Blockchain

Blockchain là công nghệ lưu trữ dữ liệu dưới dạng chuỗi khối (block). Theo đó, mỗi giao dịch hoặc sự kiện trong chuỗi sản xuất: Từ nhập nguyên vật liệu, sản xuất, kiểm tra chất lượng cho đến xuất hàng,… sẽ được ghi thành một “khối dữ liệu” liên kết với nhau theo trình tự thời gian.

Công nghệ truy xuất nguồn gốc Blockchain

Ứng dụng công nghệ blockchain trong truy xuất nguồn gốc nội bộ giúp doanh nghiệp tăng tính minh bạch của thông tin và hạn chế việc sửa/xóa dữ liệu. Đây cũng là lý do các ngành có yêu cầu về độ tin cậy cao như: Dược phẩm, thực phẩm, nông nghiệp, logistics… thường ưu tiên sử dụng công nghệ này.

MES tích hợp IoT

Hệ thống điều hành sản xuất (MES – Manufacturing Execution System) kết hợp với công nghệ Internet of Things (IoT) mang đến khả năng truy xuất nguồn gốc sản xuất toàn diện và tự động hóa cao.

MES tích hợp IoT là công nghệ truy xuất nguồn gốc sản xuất được ứng dụng phổ biến trong các nhà máy

Mô hình truy xuất nguồn gốc sản xuất MES kết hợp IoT thường bao gồm 3 thành phần chính:

• Cảm biến (sensor) gắn trên máy móc để thu thập thông số vận hành
• Thiết bị Gateway để truyền dữ liệu từ môi trường sản xuất lên hệ thống
• Phần mềm MES để ghi nhận, chuẩn hóa, liên kết với lệnh sản xuất

Trong mô hình này, IoT đảm nhiệm việc thu thập dữ liệu (nhiệt độ, áp suất, độ rung, tốc độ vận hành, điện năng tiêu thụ,…) trực tiếp từ máy móc và thiết bị tại hiện trường. MES tiếp nhận, xử lý và liên kết dữ liệu thô này với lệnh sản xuất, công đoạn và sản phẩm tương ứng, tạo thành một hồ sơ sản xuất đầy đủ cho từng đơn vị sản phẩm. Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể xây dựng hệ thống truy xuất toàn diện từ đầu vào đến đầu ra.

Ứng dụng của truy xuất nguồn gốc trong nhà máy

Hệ thống truy xuất nguồn gốc sản xuất có thể hỗ trợ doanh nghiệp hoàn thành 3 nhiệm vụ: Quản lý chất lượng, quản lý kho hàng, kiểm soát quy trình sản xuất.

Quản lý chất lượng

Khi phát sinh sự cố về chất lượng, doanh nghiệp cần khả năng truy vết nhanh và chính xác toàn bộ vòng đời sản phẩm trong thời gian ngắn nhất. Hệ thống truy xuất nguồn gốc sản xuất cho phép liên kết dữ liệu xuyên suốt từ nguyên vật liệu đầu vào, các công đoạn sản xuất đến thành phẩm đầu ra. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể khoanh vùng chính xác các sản phẩm bị ảnh hưởng.

Giải pháp quản lý chất lượng 3S QMS của ITG Technology hỗ trợ số hóa toàn bộ dữ liệu kiểm tra chất lượng (IQC – PQC – OQC) gắn liền với mã định danh của từng sản phẩm. Khi xảy ra sự cố, hệ thống cho phép truy vết hai chiều tức thì để xác định chính xác lỗi bắt nguồn từ đâu. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể nhanh chóng tìm ra nguyên nhân gốc rễ, khoanh vùng gọn sản phẩm lỗi để xử lý kịp thời, ngăn chặn phế phẩm lọt ra thị trường.

Khám phá 3S QMS

Quản lý kho hàng

Hệ thống truy xuất nguồn gốc giúp doanh nghiệp số hóa toàn bộ luồng di chuyển của nguyên vật liệu và thành phẩm trong kho. Bằng cách gắn mã định danh (Barcode/QR Code/RFID) cho từng pallet hoặc bao bì, doanh nghiệp có thể theo dõi chính xác trạng thái, vị trí, lịch sử lưu chuyển của từng lô hàng.

Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng tự động cảnh báo đối với các trường hợp tồn kho lâu ngày, cận hạn, sai lệch dữ liệu, giúp doanh nghiệp tối ưu tồn kho và nâng cao hiệu quả quản lý.

Xem thêm: Quản lý kho bằng QR code: Lợi ích và các ứng dụng trong doanh nghiệp

Kiểm soát quy trình sản xuất

Hệ thống truy xuất nguồn gốc hỗ trợ giám sát chặt chẽ quy trình sản xuất sản phẩm. Mỗi bước trong quy trình đều được ghi nhận dữ liệu (máy móc, người thực hiện, nguyên vật liệu sử dụng, thông số kỹ thuật,…). Nếu một công đoạn bị bỏ qua hoặc thực hiện sai thông số (ví dụ: nhiệt độ ép nhựa quá thấp), hệ thống sẽ cảnh báo ngay.

Xu hướng truy xuất nguồn gốc trong nhà máy thông minh

Trong mô hình sản xuất truyền thống, truy xuất nguồn gốc chủ yếu phục vụ mục đích lưu trữ dữ liệu và hỗ trợ truy vết khi xảy ra sự cố. Tuy nhiên, trong bối cảnh nhà máy thông minh (Smart Factory) phát triển mạnh mẽ hiện nay, vai trò của hệ thống truy xuất nguồn gốc đang thay đổi theo hướng chủ động hơn.

Thay vì chỉ ghi nhận lịch sử sản xuất, các hệ thống truy xuất nguồn gốc hiện đại ngày nay đang hướng tới khả năng phân tích, cảnh báo và hỗ trợ ra quyết định dựa trên dữ liệu vận hành thực tế. Một số xu hướng truy xuất nguồn gốc nổi bật có thể kể đến như:

• Truy xuất nguồn gốc theo thời gian thực (Real-time Traceability): Thông qua sự kết hợp giữa MES, IoT, cảm biến công nghiệp và thiết bị quét tự động; dữ liệu sẽ được ghi nhận liên tục ngay tại thời điểm phát sinh trong quá trình sản xuất. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể phát hiện bất thường ngay khi vừa phát sinh và giảm độ trễ trong xử lý sự cố.
• Tích hợp AI để phân tích và dự báo rủi ro: Ứng dụng AI vào hệ thống truy xuất nguồn gốc sản xuất giúp doanh nghiệp phân tích dữ liệu lịch sử để phát hiện quy luật và dự báo rủi ro tiềm ẩn trong sản xuất (Ví dụ: Phát hiện mối liên hệ giữa lỗi sản phẩm và thông số máy). Đây được xem là bước tiến quan trọng trong hành trình xây dựng mô hình sản xuất thông minh dựa trên dữ liệu (Data-driven Manufacturing).
• Tự động hóa truy xuất bằng IoT và thiết bị thông minh: Đẩy mạnh tự động hóa thu thập dữ liệu phục vụ truy xuất nguồn gốc sản xuất thông qua cảm biến IoT, thiết bị di động công nghiệp, AGV/Robot vận chuyển tự động,… để nâng cao độ chính xác dữ liệu, giảm phụ thuộc vào nhân sự nhập liệu thủ công.

Thông qua việc ghi nhận và liên kết dữ liệu xuyên suốt từ nguyên vật liệu đầu vào đến thành phẩm đầu ra, doanh nghiệp ứng dụng truy xuất nguồn gốc sản xuất có thể kiểm soát chất lượng tốt hơn, tối ưu vận hành và nâng cao khả năng phản ứng trước các sự cố. Việc lựa chọn công nghệ truy xuất sẽ phụ thuộc vào quy mô, ngành nghề và mức độ tự động hóa của doanh nghiệp. Điều quan trọng là bắt đầu từ việc chuẩn hóa luồng dữ liệu truy xuất nội bộ, vì đó là nền tảng không thể thiếu cho bất kỳ hệ thống nào hoạt động hiệu quả trong dài hạn.

Trong các chương tiếp theo, ITG Technology sẽ chia sẻ đến các bạn về giải pháp quản lý sản xuất 4.0, mô hình triển khai và những kinh nghiệm thực tiễn giúp doanh nghiệp xây dựng nhà máy thông minh hiệu quả.