Working Smarter by IoT & Digital Transformation

4 cấp độ của sự phát triển thành nhà máy thông minh

Smart Factory
0 153

Đối với nhiều nhà sản xuất, con đường xây dựng Nhà máy thông minh vẫn còn nhiều nhầm lẫn vì quá tải thông tin truyền thông và các người bán hàng, Để vượt qua thách thức này, các nhà sản xuất nên xem sự chuyển đổi này là một hành trình với bốn giai đoạn gặt hái những lợi ích liên tục cho hoạt động của họ . Như đối với bất kỳ sự chuyển đổi toàn diện nào của công ty, cố gắng đạt được mục tiêu cuối cùng quá nhanh có thể khiến bạn quay lại nơi bạn bắt đầu, lãng phí thời gian và tiền bạc của mình.

Điều quan trọng là các nhà sản xuất hiểu rằng Nhà máy thông minh chủ yếu sẽ hướng về dữ liệu và cách thức xử lý các dữ liệu.

Trước cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, thường được gọi là Công nghiệp 4.0, các nhà sản xuất đã dựa vào các bảng ghi và phương pháp thủ công để thu thập dữ liệu máy, thực hiện phân tích nguyên nhân gốc rễ hoặc hiểu rõ hơn về hoạt động của họ. Nhưng khi bối cảnh cạnh tranh của sản xuất thay đổi và nhu cầu của người tiêu dùng tăng lên, ngành công nghiệp đã đạt đến điểm mà các quy trình thủ công này không còn hiệu quả. Trên thực tế, họ tiêu tốn thời gian và tiền bạc của các nhà sản xuất dưới dạng mất năng suất, sản lượng máy dưới mức tối ưu và chất lượng sản phẩm.

Sự phát triển của Nhà máy thông minh là xây dựng dựa trên những tiến bộ của Cách mạng công nghiệp lần thứ ba bằng cách tự động hóa việc thu thập dữ liệu từ máy móc và ứng dụng và biến dữ liệu đó thành những hiểu biết tức thời cho nhà quản trị.

Công nghệ mới này biến quá trình tẻ nhạt, nhưng quan trọng, trích xuất những hiểu biết sâu sắc từ dữ liệu thành một quy trình tức thời, hợp lý và có thể đạt được cho mọi nhà sản xuất.

Cấp một: Dữ liệu khả dụng được 

Một hệ thống cấp một có khá nhiều hiện trạng khác nhau. Ở giai đoạn này, dữ liệu có sẵn nhưng khó sử dụng để đưa ra quyết định hoặc thực hiện cải tiến. Dữ liệu nằm trong các hệ thống độc lập, silo, đòi hỏi công việc thủ công để tích hợp và chuyển thành thông tin hữu ích. Giải quyết vấn đề ở cấp độ này là có thể nhưng cực kỳ tốn thời gian. Khi chất lượng sản phẩm hoặc máy móc phát sinh, các nhà khai thác và kỹ sư phải tranh giành để thu thập dữ liệu thủ công từ các hệ thống khác nhau trước khi họ có thể xác định điều gì đã xảy ra và cách khắc phục.

Cách tiếp cận thủ công này không chỉ gây khó chịu mà còn tốn kém; nó làm cạn kiệt thời gian, tài nguyên và tiền bạc từ nhà máy. Các nhà sản xuất ở cấp một nên chuyển sang cấp hai càng sớm càng tốt hoặc có nguy cơ lãng phí hàng triệu đô la sản lượng sản xuất bị mất từ ​​thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​mỗi ngày.

Các phương pháp thu thập dữ liệu, số hoá nên được speed up ở giai đoạn này tối đa và tạo tiền đề cho các giai đoan sau.

Cấp độ hai: Dữ liệu có thể truy cập được 

Một hệ thống cấp hai tích hợp tất cả các nguồn dữ liệu khác nhau vào một nguồn sự thật duy nhất và liên tục thu thập và theo dõi dữ liệu sản xuất. Với dữ liệu ở một vị trí và luôn có sẵn, việc giải quyết vấn đề trở nên gần như không có cản trở gì. Khi xảy ra sự cố, các nhà khai thác và kỹ sư có thể truy cập dữ liệu trong hệ thống bằng cách sử dụng trực quan hóa dữ liệu và bảng điều khiển, về cơ bản, tận dụng hệ thống như một công cụ truy vấn. Với quyền truy cập dễ dàng vào tất cả các dữ liệu, họ có thể trả lời các câu hỏi nhanh chóng, tăng năng suất của nhà máy.

Ngoài ra, hệ thống cấp hai cho phép các kỹ sư tập trung vào giải quyết các vấn đề có giá trị cao như cải thiện sản phẩm, thay đổi vật liệu hoặc áp dụng chiến lược tùy biến đại chúng. Tuy nhiên, ở cấp độ hai, phân tích chủ động, cho phép các nhà máy cải thiện trước khi xảy ra sự cố, vẫn đòi hỏi thời gian, nỗ lực và sự tham gia của các kỹ sư vận hành (OT).

Để chuyển từ cấp một sang cấp hai, các nhà sản xuất phải thực hiện một kiến ​​trúc dữ liệu mới, chỉ mất vài tháng. Để làm điều này, bạn cần đánh giá xem có nên xây dựng hệ thống của riêng bạn hay chọn nhà cung cấp giải pháp và đối tác phù hợp . Ngoài ra, khi chọn một kiến ​​trúc mới, hãy đảm bảo rằng nó cho phép bạn chia tỷ lệ lượng dữ liệu bạn có thể thu thập mà không phải trả chi phí biên cao hơn hoặc hy sinh performance của hệ thống.

Cấp ba: Dữ liệu hoạt động được

Hệ thống cấp ba chuyển các hoạt động sản xuất từ ​​giải quyết vấn đề phản ứng sang phân tích và cải tiến chủ động. Hệ thống cho phép các nhà khai thác và kỹ sư thực sự phòng ngừa và chủ động trong việc giải quyết các vấn đề, điều không thể có trong hệ thống cấp hai.

Để chuyển từ cấp hai lên cấp ba, bạn phải xây dựng kiến trúc dữ liệu của cấp trước bằng cách thêm các khả năng hệ thống mới như học máy và trí tuệ nhân tạo. Những công cụ mới này cho phép bạn bắt đầu tạo thông tin chi tiết trong ít nhất hai hoặc ba tháng, tùy thuộc vào hỗn hợp sản phẩm của bạn. Các tính năng mới này, kết hợp với hệ thống cấp hai tổng hợp tất cả dữ liệu sản xuất của bạn, tạo ra một hệ thống thông minh, tự nó sẽ tìm thấy những hiểu biết có giá trị và dự đoán các thất bại chính xác hơn, đồng thời cung cấp thông tin cho người thích hợp vào đúng thời điểm.

Người dùng không phải truy vấn hệ thống hoặc thực hiện phân tích quy trình thủ công để tìm câu trả lời cho việc giải quyết các vấn đề sản xuất.Một ví dụ về các thuộc tính hệ thống cấp ba bao gồm các mô hình học máy, tiên đoán đoán lỗi sản phẩm hoặc lỗi máy và xác định các cách để sản xuất sản phẩm hiệu quả hơn.

Cấp bốn: Dữ liệu có thể định hướng hành động được

Ở cấp bốn, hệ thống dữ liệu thực sự triển khai các khuyến nghị mà nó tìm thấy từ việc phân tích dữ liệu sản xuất. Ví dụ: mô hình học máy sẽ xác định tối ưu hóa, sau đó tạo và gửi các cài đặt mới được đề xuất cho máy, nơi nó được thực hiện tự động. Trong một dây chuyền sản xuất được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo vòng kín như vậy, thời gian cần thiết để thực hiện một cái nhìn sâu sắc được phát hiện bởi hệ thống trở nên tối thiểu.

Mô hình Số hoá trong sản xuất và các ứng dụng. Nguồn : Data-driven smart manufacturing
Fei Taoa,∗, Qinglin Qia, Ang Liub, Andrew Kusiakc

Để đạt được cấp độ bốn, đòi hỏi các bộ dữ liệu đủ lớn và có đủ các trường hợp được xác thực để cung cấp thông tin cần thiết cho hệ thống để biết được các tác động của thay đổi sản xuất. Thời gian cần thiết để chuyển từ cấp ba sang cấp bốn khác nhau dựa trên lượng thời gian cần thiết để thu thập các bộ dữ liệu cần thiết.

Xây dựng nhà máy thông minh

Tiếp cận việc chuyển đến Nhà máy thông minh như một hành trình với bốn giai đoạn là rất quan trọng vì một lý do đơn giản: không có phím tắt nào có thể chuyển nhà sản xuất từ ​​cấp một lên cấp bốn. Những doanh nghiệp đã cố gắng tìm thấy hệ thống của họ có quá nhiều biến đổi dữ liệu và quy trình đến mức họ nhanh chóng trở nên sa lầy trong sự phức tạp.

Hệ thống cấp ba và cấp bốn yêu cầu một lượng dữ liệu khổng lồ, chỉ có thể được tạo và làm cho hữu ích ở cấp hai .Một cách tiếp cận từng bước cho phép các nhà sản xuất tiến bộ thông qua một sự tiến hóa tự nhiên theo thời gian.

Ở các cấp độ trước, họ tìm hiểu thêm về các hệ thống dữ liệu nói chung và dữ liệu họ cần cho các quy trình cụ thể của mình. Khi họ tìm hiểu, họ bắt đầu tích lũy các bộ dữ liệu họ cần để cho phép hệ thống xác định và thực hiện các cải tiến quy trình sản xuất dựa trên dữ liệu. Với phương pháp có phương pháp này, các nhà sản xuất sẽ xây dựng Nhà máy thông minh nhanh hơn và ít thất vọng hơn.

Bài viết tham khảo từ Tác giả : Willem Sundblad là CEO và đồng sáng lập của Oden Technologies, một công ty IIoT cung cấp các công cụ mạnh mẽ cho các nhà sản xuất để số hóa, phân tích, …

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT".

Để lại bình luận

Địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố.