Tự động hóa nằm ở đâu trong lộ trình triển khai nhà máy thông minh?

Tự động hóa là thành phần tối quan trọng trong quá trình triển khai vận hành và sản xuất trong một nhà máy thông minh. Tuy nhiên, trong lộ trình xây dựng, hệ thống tự động hóa sẽ được cân nhắc và đưa vào nhà máy từ thời điểm nào?

Khái niệm tự động hóa

Khái niệm “Tự động hóa” (Automation) được bắt nguồn từ “Tự động” (Automatic) và dần trở nên phổ biến từ năm 1947, khi tập đoàn General Motors của Mỹ thành lập Bộ phận Tự động hóa. Đây cũng là lúc các ngành công nghiệp bắt đầu ứng dụng cơ chế điều khiển phản hồi (Feedback controller) một cách mạnh mẽ, mặc dù công nghệ này đã được phát minh từ những năm 1930.

Cụ thể, Tự động hóa là công nghệ mà theo đó quy trình hoặc thủ tục được thực hiện mà không cần sự trợ giúp của con người. Tự động hóa hoặc điều khiển tự động là sử dụng các hệ thống điều khiển khác nhau cho các thiết bị vận hành như máy móc, quy trình trong nhà máy, nồi hơi và lò xử lý nhiệt, chuyển đổi mạng điện thoại, lái và ổn định tàu, máy bay và các ứng dụng và phương tiện khác hoặc giảm can thiệp của con người. 

Đối với ngành công nghiệp sản xuất, phạm vi ý nghĩa của tự động hóa đã được chỉ ra một cách cụ thể hơn. Tự động hóa trong công nghiệp (Automation Industry) được hiểu là việc ứng dụng các hệ thống điều khiển tự động, như máy tính, các loại robot công nghiệp (cánh tay robot, robot cộng tác) để điều khiển các loại máy móc, cũng như vận hành quá trình sản xuất một cách tự động, con người không phải tham gia hoặc tham gia rất ít vào quá trình sản xuất.

Vai trò của tự động hóa trong ngành công nghiệp

• Tăng năng suất lao động: Các dây chuyền tự động hóa có thể hoạt động liên tục 24/24 mà không cần đến sự can thiệp của con người, chính vì thế lượng sản phẩm được sản xuất ra sẽ nhiều hơn so với việc doanh nghiệp không áp dụng tự động hóa
• Tăng chất lượng sản phẩm: Với việc các ứng dụng tự động hóa được lập trình chính xác, sẽ giảm đáng kể về sai số của sản phẩm so với thao tác của công nhân. Ví dụ với sản phẩm: “Máy lắp ráp linh kiện  – Component assembly machine”  sử dụng trong ngành sản xuất điện điện tử, linh kiện nhựa có độ chính xác (Accuracy) lên tới 0.1 mm.
• Ngoài ra Tự động hóa còn giúp tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp, tăng tính linh hoạt, cắt giảm chi phí nhân công và nhiều chi phí khác.

Vị trí của hệ thống tự động hóa trong Nhà máy thông minh

Giá trị cốt lõi của nhà máy thông minh nằm tại cấu trúc vận hành của chính nhà máy đó. Cấu trúc của nhà máy thông minh là sự kết hợp chặt chẽ và linh hoạt của các công nghệ sản xuất truyền thống, công nghệ thông tin và truyền thông, với tiềm năng tích hợp dữ liệu từ các bộ phận khác trong doanh nghiệp và trên toàn bộ chuỗi cung ứng.  Để quá trình này có thể hoạt động được trơn tru, nhà máy đó cần đến sự trợ giúp đắc lực từ hệ thống Internet vạn vật trong công nghiệp (IIOT) mà nền tảng là hệ thống tự động hóa xuyên suốt toàn bộ nhà máy. Nói cách khác, tự động hóa và quá trình ứng dụng nó vào sản xuất là điều kiện tiên quyết trong việc xây dựng nhà máy sản xuất thông minh đối với bất kỳ doanh nghiệp nào. Việc đưa hệ thống tự động hóa công nghiệp phải nằm trong giai đoạn đầu tiên của lộ trình xây dựng nhà máy thông minh.

Trong nhà máy thông minh, tự động hóa được ứng dụng để kiểm soát và điều chỉnh các thông số hoạt động của tất cả các thiết bị, máy móc trong nhà máy, từ những cơ cấu, máy móc đơn giản đến hệ thống điều khiển công nghiệp lớn với thông số lên tới hàng chục ngàn phép đo đầu vào và tín hiệu điều khiển đầu ra. Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, người ta thường sử dụng các bộ Programmable Logic Controller (PLC). PLC có thể xem là những máy tính đơn giản để hỗ trợ người thiết lập hệ thống tạo ra các chương trình điều khiển dựa trên những thuật toán điều khiển logic và các sự kiện thu thập từ những hệ thống bên ngoài như các cảm ứng (sensor) hoặc các thông tin ghi nhận lại tại các trạm HMI (Human Machine Interface), MMI (Machine Machine Interface).

Trong bối cảnh của cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư, các hệ thống tự động hóa còn được kết nối với xử lý dữ liệu ở mức doanh nghiệp của nhà máy sản xuất thông minh như ERP hay MES. Khi đó bộ điều khiển sẽ không chỉ có khả năng phản ứng trước các sự kiện mà còn có một số khả năng dự đoán sự kiện trước khi nó xảy ra. Thực tế, tại nhiều nhà máy của Việt Nam, tự động hóa đang dần thay thế các dây chuyền sản xuất cũ mà lệnh sản xuất cho con người và máy móc đều được truyền qua mạng Internet. Tại các nhà máy đã triển khai tự động hóa, việc hoạt động đều được cài đặt theo chương trình có sẵn từ công ty mẹ ở nước ngoài truyền tới. Máy tự vận hành, tự nghỉ để kiểm tra và khắc phục các lỗi sản xuất nếu có. Thay vì máy móc phụ thuộc vào con người, hiện nay, người lao động trong các dây chuyền tự động hóa sẽ phụ thuộc vào máy móc.

Kết

Nhờ thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống IIOT mà việc ứng dụng tự động hóa trong triển khai nhà máy thông minh đang ngày càng được quan tâm, đẩy mạnh nhanh chóng. Nhiều doanh nghiệp lúc đầu lo sợ rằng việc đầu tư cho các dây chuyền sản xuất công nghệ mới sẽ tốn nhiều chi phí, việc đào tạo nhân sự để sử dụng sẽ mất nhiều thời gian. Thế nhưng, thực tế chính kết quả của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã giúp các doanh nghiệp sản xuất giải quyết bài toán kinh tế, đầu tư thông minh, hiệu quả. 

• SHARE:
;