3.1. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT
3.1.1. Các công nghệ chính nâng cao năng lực
• IoT, AR/VR. Big Data, Clound Computing …
• Trong số hóa sản xuất, dữ liệu chính là huyết mạch. Lượng dữ liệu được tạo ra trong toàn bộ các quy trình sản xuất - từ phát triển sản phẩm, sản xuất, cho đến dịch vụ hậu mãi - là rất lớn.
• Kết hợp các công nghệ lại với nhau với yếu tố cốt lõi là công nghệ số, trí tuệ nhân tạo, kết nối thông tin mạng internet.
• IoT và Big Data sẽ là những công nghệ nổi trội góp phần thay đổi phương thức sản xuất của các nhà máy
• Ứng dụng IoT trong sản xuất công nghiệp (IIoT – Industrial Internet of Things) hay “sản xuất thông minh”, “sản xuất số” có thể hình dung đơn giản: máy móc trở nên “thông minh” hơn nhờ được gắn những cảm biến, được kết nối internet và liên kết với nhau qua một hệ thống để có thể tự nắm bắt toàn bộ quy trình sản xuất rồi đưa ra quyết định; sản phẩm cũng “thông minh” hơn nhờ các cảm biến, 9
• Các thiết bị thông minh làm việc với nhau qua mạng không dây hoặc thông qua “đám mây”; các cảm biến, cơ cấu chấp hành và điều khiển cho phép máy móc liên kết với nhau, liên kết đến các hệ thống mạng khác và giao tiếp với con người. Các mạng thông minh này là nền tảng của các “nhà máy thông minh - smart factory”, “nhà máy số”.
IIoT là gì?
• Industrial Internet of Things (IIoT) là tập hợp các cảm biến, công cụ và thiết bị tự trị được kết nối thông qua internet với các ứng dụng công nghiệp. Mạng này cho phép:
• Thu thập dữ liệu
• Thực hiện phân tích
• Tối ưu hóa sản xuất
• Tăng hiệu quả và giảm chi phí của quá trình sản xuất và cung cấp dịch vụ.
• Các ứng dụng công nghiệp là sự kết nối hoàn chỉnh giữa các thiết bị công nghiệp với con người trong các quy trình sản xuất, dây chuyền lắp ráp, hậu cần.
11
• Việc kết nối kỹ thuật số thông minh giữa sản xuất và dịch vụ tạo ưu thế mới trong cạnh tranh đổi mới sáng tạo
• Thứ nhất, việc sử dụng rộng rãi công nghệ thông tin và truyền thông trong sản xuất và dịch vụ làm rút ngắn các chu kỳ đổi mới, sáng tạo một cách rõ rệt.
• Thứ hai, trọng tâm của nghiên cứu và phát triển dần dựa trên công nghệ thông tin và các dịch vụ mới trên cơ sở tích hợp và xử lý dữ liệu “big data”.
• Thứ ba, cuộc cạnh tranh mới trong kỷ nguyên số tạo áp lực đổi mới điều kiện khung đối với nghiên cứu và triển khai.
Hệ thống thực – ảo (Cyber-Physical Systems, CPS)
• “Hệ thống sản xuất thực” (hệ thống sản xuất vật lý gồm:
máy móc, phương tiện, các quy trình sản xuất...)
• “Hệ thống sản xuất ảo” (hệ thống sản xuất mạng gồm:
công nghệ nhận dạng qua tần số vô tuyến (Radio Frequency Identification, RFID), công nghệ cảm biến, công nghệ vi xử lý, công nghệ thông tin
13
15
Đặc điểm và mô hình tương tác trong hệ thống thực - ảo
• Hệ thống sản xuất ảo sẽ cho phép tương tác với các thiết bị, máy móc và con người... trong hệ thống sản xuất thực thông qua hệ thống cảm biến
• Hệ thống sản xuất thực cho phép tương tác với hệ thống công nghệ thông tin và truyền thông, công nghệ điều khiển... trong hệ thống sản xuất ảo
• Tương tác giữa hệ thống sản xuất thực và hệ thống sản xuất ảo sẽ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quá trình sản xuất giúp doanh nghiệp đưa ra quyết định tốt nhất để đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của thị trường
• Thông qua hệ thống cảm biến, CPS có thể nhận dữ liệu trực tiếp từ hệ thống sản xuất thực và chuyển đổi chúng thành tín hiệu số.
• CPS sẽ cho phép và hỗ trợ giao tiếp giữa con người, máy móc và sản phẩm. Các cấu phần của một CPS có thể thu thập và xử lý dữ liệu, đồng thời có thể tự kiểm soát một số nhiệm vụ cụ thể và tương tác với con người thông qua hệ thống các giao diện.
• Thông qua phương pháp phân tích và mô phỏng, CPS sẽ dự đoán về các thách thức của hệ thống sản xuất hiện tại đối với hoạt động của mạng cảm biến, bộ truyền động thông minh, cơ sở dữ liệu... và đặc biệt là các giao thức truyền thông. CPS được dựa trên sự phát triển mới nhất của khoa học máy tính (Computer Science, CS), công nghệ thông tin và truyền thông (Information and Communications Technology, ICT), khoa học và công nghệ sản xuất (Machining Science and Technology, MST)... Đây đồng thời cũng là các ngành khoa học, công nghệ trụ cột của cách mạng công nghiệp 4.0.
17