10 xu hướng của smart factory – nhà máy thông minh – smart factory trong năm 2019 (Phần 1)

Các nhà sản xuất tin rằng họ đang dẫn đầu thị trường của họ trong các công nghệ Công nghiệp 4.0, mặc dù có một số bằng chứng ngược lại trong các ngành : bán lẻ, Tài chính,…. đang vượt lện trên Hiện tại có một khoảng cách lớn giữa nhiều công ty đang bắt đầu khám phá các chiến lược sản xuất kỹ thuật số – thông qua các công nghệ như tự động hóa, robot, AI và Internet of Things – và những công ty đang thực hiện chúng thành công.Và các nhà sản xuất này hiện tại lạc quan rằng các công nghệ mới nổi cung cấp các phương tiện để trở nên hiệu quả hơn, năng suất và lợi nhuận cao hơn.

Trong diễn đàn kinh tế thế giới (WEF) gần đây đã đưa ra một danh sách 9 nhà máy thông minh – smart factory nhất thế giới khi áp dụng các công nghệ IoT công nghiệp (IIoT) vào trong sản xuất. 5 trong số những nhà máy này được gọi là “Lighthouse Factories”  và đặt ở châu Âu. Các công ty này đều có một số điểm chung: họ rất nhanh nhẹn triển khai các chuyên môn về ngành của mình, phân tích data, IoT platform và phát triển phần mềm quản lý; một nền tảng dữ liệu / IoT chung; Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư đang mang lại hiệu quả tăng năng suất và thay đổi tương lai của ngành sản xuất, và phong trào này dự kiến sẽ còn kéo dài rất lâu.

Như cố vấn thay đổi Sean Culey đã trình bày trong báo cáo của mình về Internet of Business hồi đầu năm nay, lĩnh vực sản xuất sẽ trải qua sự thay đổi sâu sắc trong vài năm tới.

Sự hợp lưu của một loạt các công nghệ sẽ chuyển sản xuất ra khỏi các quy trình nguyên khối của doanh nghiệp và dựa trên chi phí lao động thấp nhất , các công ty này hướng tới các chuỗi giá trị cá nhân hóa, tự động hóa và địa phương hóa hơn, đáp ứng nhu cầu của khách hàng nhanh hơn.

Và dưới đây là 10 xu hướng nhà máy thông minh – smart factory được thiết lập để áp dụng rộng rãi hơn vào năm 2019.

Co-Bot (Robot hợp tác) sẽ tăng cường lực lượng lao động khi triển khai nhà máy thông minh – smart factory.

Một báo cáo gần đây của WEF cho thấy AI (Trí tuệ nhân tạo) và các công nghệ liên quan sẽ mang lại lợi nhuận ròng trong việc làm, mặc dù các công việc sẽ được tạo ra và mất đi trong quá trình này. Do đó, các tổ chức và chính phủ phải chuẩn bị cho sự thay đổi vai trò mà AI có thể tạo ra.

Để tối đa hóa tiềm năng của nền kinh tế kỹ thuật số, chúng ta sẽ cần đào tạo một nhóm kỹ năng mới, không chỉ bằng cách đào tạo thêm người về STEM, kỹ thuật và khoa học dữ liệu, mà còn bằng cách nâng cao lực lượng lao động hiện có của chúng ta.

Các doanh nghiệp thành công nhất sẽ là những doanh nghiệp cũng giúp người của họ làm những gì họ làm tốt hơn với các công cụ kỹ thuật số mới có sẵn. Nói cách khác, những người tập trung vào việc sử dụng các sáng tạo kỹ thuật số và robot để tăng cường lực lượng lao động của họ, thay vì nghĩ cách thay thế chúng.

Cũng như các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, Công nghiệp 4.0 đang thúc đẩy sự thay đổi xã hội, .Để có thể đối phó với tác động của con người từ những thay đổi này, chính phủ sẽ cần phải làm việc với các tổ chức giáo dục và khu vực tư nhân để điều chỉnh các chính sách xã hội và hỗ trợ những người có nguy cơ bị bỏ lại phía sau.

Một làn sóng tự động hóa nhà máy mới đang được tiến hành và robot đang bước vào môi trường mới và tạo ra giá trị mới cho các nhà sản xuất. Một phần, xu hướng này được thúc đẩy bởi sự sẵn có của robot hợp tác, hoặc ‘cobots’, rẻ hơn, di động hơn và linh hoạt hơn so với người tiền nhiệm của chúng và có thể hoạt động an toàn cùng với các đồng nghiệp của con người.

Xe không người lái / xe dẫn đường và cobots làm việc với con người đang biến đổi trong nhà máy từng ngày.

Vào tháng 10 năm 2018, Liên đoàn Robot quốc tế (IFR) đã công bố báo cáo thường niên về tình trạng của thị trường robot công nghiệp trên toàn thế giới. Họ phát hiện ra rằng doanh số năm 2017 của robot công nghiệp tăng 30% so với năm trước, đạt mức 380.335 chiếc, năm thứ năm tăng trưởng kỷ lục.

Doanh số bán robot cho các nhà sản xuất ô tô tăng 22% lên mức cao nhất gần 125.700 chiếc, trong khi các nhà sản xuất ô tô vẫn là khách hàng lớn nhất cho robot công nghiệp năm ngoái, với một phần ba tổng nguồn cung.

Trong khi đó Từ năm 2012 đến 2017, doanh số bán robot cho ngành công nghiệp ô tô tăng trung bình 14% mỗi năm.

Thống kê số lượng robot cung cấp hàng năm theo IFR

Châu Âu là khu vực có mật độ robot công nghiệp cao nhất, với trung bình 106 đơn vị trên 10.000 nhân viên và Đức đã xuất sắc đạt 322 đơn vị trên 10.000 nhân viên. Tuy nhiên, đây là một số cách đằng sau 710 robot của Hàn Quốc trên 10.000 công nhân.

IFR dự báo tiếp tục tăng trưởng robot công nghiệp hàng năm năm phần trăm ở Đức trong ba năm tới.

Những con số này là tương đối cố định hằng năm. Cơ hội và trường hợp kinh doanh cho việc sử dụng robot sẽ mở rộng khi công nghệ phát triển và trở nên hợp lý hơn. Các công nghệ và mô hình kinh doanh mới đang làm cho robot trở nên khả thi cho nhiều doanh nghiệp hơn.

Các robot cùng API trên cloud sẽ giúp các nhà sản xuất kiểm soát tốt hơn

Một thay đổi như vậy là môi trường điều khiển và phát triển robot đang trở nên cởi mở hơn. API đang cho phép người dùng cuối tùy chỉnh và tối ưu hóa các giải pháp robot cho nhu cầu của riêng họ và loại bỏ các hệ thống kiểm soát độc quyền.

Gần đây, Microsoft đã công bố hỗ trợ Windows cho Hệ điều hành Robot (ROS) và tư cách thành viên của tập đoàn công nghiệp đánh dấu sự cởi mở hơn trong việc phát triển robot công nghiệp.

ROS là một khung linh hoạt cho phép các nhà phát triển viết phần mềm cho các hành vi robot tiên tiến. Mặc dù bộ sưu tập các công cụ, thư viện và quy ước trước đây chỉ có hỗ trợ chính thức trên Linux, nhưng các nhà phát triển giờ đây sẽ có thể sử dụng các công cụ trong Windows 10.

Động thái này sẽ chứng kiến ​​Microsoft hợp tác với Open Robotics và Hiệp hội công nghiệp ROS để đưa Hệ điều hành Robot lên Windows.

Microsoft cũng đã gia nhập Hiệp hội, hoạt động để mở rộng các khả năng tiên tiến của ROS vào sản xuất và cải thiện năng suất và lợi tức đầu tư của robot công nghiệp.

Kết hợp các nhóm nghiên cứu và công ty khác nhau với các bộ kỹ năng bổ sung, khác nhau cùng nhau vì lợi ích của cộng đồng rộng lớn hơn sẽ rất quan trọng đối với ứng dụng thành công hơn của robot công nghiệp.

Điện toán doanh nghiệp không còn quá tập trung vào đám mây, và các nhà sản xuất và nhà cung cấp giải pháp ngày càng muốn đến gần với thiết bị hoạt động nhất có thể. Robotics và tính toán cạnh sẽ được liên kết nội tại trong tương lai của Công nghiệp 4.0.

Trong khi đó, robot đám mây đang cho phép robot được điều khiển từ xa từ bất cứ đâu trên thế giới. Làm cho sự hợp tác giữa các lực lượng lao động toàn cầu linh hoạt hơn và hiệu quả hơn.

Trong vài năm tới, điều khiển bằng giọng nói, thông qua trợ lý AI có khả năng xử lý ngôn ngữ tự nhiên, sẽ bắt đầu đóng vai trò lớn hơn, giải phóng công nhân nhà máy để hợp tác nâng cao hơn.

Robotics-as-a-service sẽ giúp robot chế tạo được cho các nhà sản xuất nhỏ hơn

Ý tưởng về Robotics as a sercive  – Robotics như một Dịch vụ, trong đó thấy các công ty trả phí thuê bao cho robot thay vì mua chúng trước, đang có được chỗ đứng trong sản xuất và hậu cần.

Khái niệm Robotics là một dịch vụ (RaaS) đang nhanh chóng có chỗ đứng trong sản xuất, và một trong những người đề xuất mới nhất của nó là công ty robot công nghiệp Kuka, đang đưa ý tưởng lên một tầm cao hoàn toàn mới.

Công ty Đức, được mua lại bởi nhà sản xuất sản phẩm tiêu dùng Trung Quốc Midea trở lại vào năm 2016, gần đây đã thông báo rằng họ sẽ ra mắt một SmartFactory mới như một sáng kiến Dịch vụ . Ngoài ra còn có MHP – một công ty tư vấn của Tập đoàn Porsche chuyên về lĩnh vực ô tô và sản xuất – và đại gia bảo hiểm, Munich Re.

Mô hình Robotics as a services

Ý tưởng là dịch vụ này mang đến cơ hội cho các công ty sản xuất – đặc biệt là các nhà sản xuất ô tô – thuê ngoài một phần thâm dụng vốn trong kinh doanh của họ, tránh chi phí đầu tư trả trước và giảm rủi ro. Các đối tác cho rằng SmartFactory như một Dịch vụ có thể giảm thời gian tiếp thị cho một số sản phẩm được sản xuất tới 30%.

Điều rõ ràng là Kuka có một tầm nhìn cực kỳ tham vọng: đó là một điều để thuê một robot và một thứ khác để thuê toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên, trong thời gian đó, có rất nhiều công ty làm việc trên các phiên bản khiêm tốn hơn của cách tiếp cận dựa trên dịch vụ đối với robot công nghiệp.

Theo báo cáo tháng 5 năm 2018 từ ABI Research, Robotics as a Service là một khái niệm flexible, có nghĩa là những mô hình khác nhau đối với các nhà cung cấp khác nhau. Nhưng nói chung, nó được sử dụng rộng rãi để mô tả một mô hình kinh doanh dựa trên việc thuê hoặc cho thuê robot như một dịch vụ đầy đủ, thay vì yêu cầu khách hàng trả trước để sở hữu chúng.

RaaS sẽ thấy các nhà cung cấp hấp thụ chu trình bảo trì và nâng cấp vào các dịch vụ theo yêu cầu của họ, nghĩa là người dùng không còn bị mắc kẹt với các tài sản mất giá nhanh khi các robot thông minh hơn, nhanh hơn, có thể lập trình hơn.

5G & Máy tính biên đa truy cập (MEC) sẽ giúp thông báo cho công nhân nhà máy

Tại Anh, Ngân sách gần đây tiết lộ tài trợ cho hạ tầng mạng 5G sẽ tăng từ 25 triệu bảng được thấy trong năm 2017-18, lên tới 290 triệu bảng vào năm 2023-24.

Trong khi vào tháng 8, West Midlands đã được chọn để trở thành nhà của thử nghiệm 5G đa thành phố đầu tiên của Vương quốc Anh. Chương trình trị giá hàng triệu bảng Anh sẽ mở đường cho việc triển khai các công nghệ 5G trong tương lai trên khắp Vương quốc Anh, khiến khu vực này trở thành khu vực đầu tiên trong cả nước sẵn sàng thử nghiệm các ứng dụng và dịch vụ 5G mới ở quy mô.

Đây là đại diện của các sáng kiến ​​5G công cộng và tư nhân trên khắp châu Âu, hứa hẹn sẽ mở khóa khả năng kết nối mới cho các nhà máy thông minh – smart factory và chuỗi cung ứng.

Mạng 5G

Các nhà sản xuất đang ngày càng chuyển sang công nghệ di động để cung cấp cho công nhân trên trong nhà máy  quyền truy cập vào phân tích dữ liệu và cảnh báo quan trọng từ một số lượng lớn các điểm dữ liệu.

Robot tự động và các quá trình khác cũng dựa vào kết nối nhanh, đáng tin cậy. Khi 5G thương mại ra mắt vào năm 2019, các nhà sản xuất có nhiều lựa chọn hơn và cơ hội mới để tận dụng kết nối không dây cho nhu cầu mở rộng dữ liệu và tự động hóa của họ.

Bằng cách đặt các loại ứng dụng tự động, thông minh này vào tay các nhân viên doanh nghiệp, thông qua điện thoại và máy tính bảng, các nhà sản xuất đang cho phép một lực lượng lao động thông tin và di động hơn. Điều này có khả năng tăng mức độ hiệu quả, hợp tác và ra quyết định.

Một yếu tố của điều này là Điện toán biên đa truy cập (hoặc Điện toán biên di động). Nó đặt khả năng điện toán đám mây ở rìa của một mạng di động, tránh tắc nghẽn mạng và giảm chi phí. Hy vọng 5G sẽ tạo ra sự quan tâm mới trong công nghệ và mở rộng tính hữu dụng của nó

Điện toán biên (Edge Computing) sẽ phát triển các trường hợp sử dụng mới

Trong hơn một thập kỷ, người dùng công nghệ tiêu dùng và doanh nghiệp đã sử dụng nhiều dịch vụ trong diện toán đám mây. Nhưng với khối lượng công việc ngày càng tăng sẽ gắn liền với 5G, quyền tự chủ, Internet vạn vật (IoT) và phân tích thời gian thực, các doanh nghiệp bắt đầu tìm kiếm nhu cầu điện toán của mình ở nơi khác.

Họ đang kết nối nhiều thiết bị hơn và nhanh chóng thu được nhiều dữ liệu hơn bao giờ hết. Độ trễ của các giải pháp lưu trữ đòi hỏi một cách tiếp cận mới, đặc biệt là xử lý theo thời gian – trong một số thành phố thông minh hoặc các ứng dụng giao thông không kết nối / không có lái xe, ví dụ, trong đó các phản ứng tách rời có thể là điều cần thiết.

Do đó, người dùng và nhà cung cấp đều hướng tới môi trường được gọi là biên, với các nhà cung cấp như Dell và Microsoft đầu tư hàng tỷ đô la vào danh mục đầu tư IoT và dịch vụ điện toán biên, giúp xử lý và thông minh gần hơn với nhu cầu.

Những dữ liệu ngày càng tăng và các yêu cầu phân tích thời gian thực đã tạo ra sự tính toán biên  và các phương pháp phân tán khác. Bằng cách đặt khả năng lưu trữ và phân tích dữ liệu ở rìa – càng gần càng tốt với các cảm biến, máy bơm, máy phát hoặc bất kỳ phần cứng nào quan trọng đối với hoạt động của bạn – người dùng sẽ có được một số lợi thế so với các giải pháp dựa trên đám mây.

Điện toán biên gần với thiết bị

Việc giảm lượng dữ liệu được gửi lên đám mây sẽ cắt giảm việc truyền dữ liệu không cần thiết, đơn giản hóa an ninh mạng và giảm thời gian phản hồi của mạng và hệ thống, nghĩa là dữ liệu và phân tích trên các quy trình quan trọng được cập nhật nhất có thể.

Nói tóm lại, việc cắt giảm độ trễ của mạng dựa trên đám mây có thể có nghĩa là sự khác biệt giữa việc giải quyết các vấn đề quan trọng về nhiệm vụ chỉ trong thời gian hoặc nhận thông tin quá ít, quá muộn.

Tất nhiên, hiếm khi trong không gian IoT có một kích thước phù hợp với tất cả. Các giải pháp đám mây thường rẻ hơn, mạnh hơn, dễ thực hiện, tích hợp và mở rộng quy mô hơn và chuyển gánh nặng chi phí từ vốn sang chi phí hoạt động. Thêm vào đó, có nhiều lợi thế trong việc lưu trữ dữ liệu tập trung và ngoài cơ sở khi nói đến tính di động, làm việc từ xa, hợp tác và linh hoạt.

Những lợi thế của công nghệ rất rõ ràng khi bạn xem xét các ví dụ như việc sử dụng Edge TPU mới của LG trong các máy ảnh hỗ trợ học máy được sử dụng để kiểm tra QA trên màn hình LCD của nó. Do đó, độ chính xác phát hiện lỗi của các quy trình đã tăng từ 50% lên 99,9%, điều này cuối cùng có nghĩa là tiết kiệm 20 triệu đô la mỗi năm.

Hết phần 1

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Ứng dụng IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "The Technical Foundations of IoT" và "Building Arduino Projects for the Internet of Things ".