Trong xã hội hiện đại ngày nay, khi cả thế giới đang bước vào thời kỳ của nền công nghệ 4.0, làn sóng công nghệ cũng phủ khắp mọi lĩnh vực trong đời sống, đặc biệt là trong sản xuất. Nhờ vào những giải pháp thông minh mà lĩnh vực sản xuất càng ngày càng phát triển, đạt được nhiều thành công hơn trước. Vậy sản xuất thông minh trong doanh nghiệp là gì? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé. 

1. Sản xuất thông minh là gì?

Sản xuất thông minh (smart manufacturing) phương pháp ứng dụng các giải pháp và thiết bị hiện đại của công nghệ thông tin vào mọi quy trình của sản xuất. Các doanh nghiệp áp dụng mô hình, công cụ, giải pháp sản xuất thông minh trở thành doanh nghiệp sản xuất thông minh.

Sự kết hợp giữa công nghệ thông tin và công nghệ sản xuất tự động sẽ giải quyết các vấn đề trong sản xuất, linh hoạt với những chuyển biến của thị trường. Vì vậy, áp dụng sản xuất thông minh giúp các doanh nghiệp gia tăng năng suất, tiết kiệm được đáng kể thời gian và chi phí. 

Một số công nghệ phổ biến sử dụng trong sản xuất thông minh có thể kể đến như điện toán đám mây, khoa học dữ liệu, internet vạn vật, công nghệ 3D, … Đây được xem là xu hướng dẫn đầu của ngành sản xuất tương lai, giúp doanh nghiệp chinh phục được 03 mục tiêu quan trọng: tối ưu hóa hệ thống sản xuất, sản xuất bền vững và phát triển chuỗi cung linh hoạt.

2. Lợi ích của sản xuất thông minh

Sản xuất thông minh có vai trò hết sức quan trọng nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp trong nền kinh tế toàn cầu. Dưới đây là các lợi ích mà sản xuất thông minh mang lại: 

• Hạn chế lãng phí

Với sự tham gia của các thiết bị tự động, được lập trình để thực hiện nhiều thao tác hàng loạt, doanh nghiệp sẽ loại bỏ được những sai sót trong quá trình sản xuất, giảm thiểu đáng kể lượng phế liệu. Ngoài ra, các quy trình sản xuất tự động cũng không cần sự tham gia quá nhiều của con người và không đòi hỏi nhân sự trình độ cao để vận hành. 

• Quản lý tinh gọn
  Việc kết nối thiết bị, máy móc trong nhà máy với hệ thống quản lý cho phép các dữ liệu trong báo cáo được thống kê liên tục trong thời gian thực. Nhờ vậy đội ngũ nhân sự có thể tập trung hơn vào nhiệm vụ của mình, tiết kiệm thời gian cho việc báo cáo tình trạng sản xuất.
• Đảm bảo an toàn
  Việc tự động hóa trong sản xuất thông minh cho phép hệ thống tự xử lý, lưu trữ và truy xuất dữ liệu. Người lao động không cần hoặc chỉ cần tham gia rất ít vào các hoạt động sản xuất trực tiếp, vì vậy cũng đảm bảo sự an toàn hơn. 
• Sản xuất linh hoạt
  So với mô hình sản xuất truyền thống phức tạp, sản xuất thông minh cho phép doanh nghiệp thiết kế quy trình vận hành, cấu hình thiết bị linh hoạt  và dễ dàng hơn. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể phản ứng nhanh nhạy với những thay đổi của nhu cầu khách hàng, yêu cầu sản xuất hoặc môi trường. 
• Tối ưu hóa năng suất

Khi ứng dụng sản xuất thông minh mọi hoạt động sản xuất của doanh nghiệp sẽ theo quy trình, đảm bảo độ chính xác, đồng thời dễ dàng kiểm soát dữ liệu nhờ vào hệ thống máy móc điều khiển. Quá trình sản xuất nhờ vậy cũng đạt hiệu quả cao hơn, năng suất cao hơn.

3. Nguyên tắc trong sản xuất thông minh

Sản xuất thông minh có 07 nguyên tắc cơ bản như sau: 

3.1. Tính an toàn

Sản xuất thông minh cung cấp khả năng kết nối rộng rãi, an toàn giữa các thiết bị, quy trình, con người và doanh nghiệp trong hệ sinh thái. Nó cũng đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, bảo vệ tài sản trí tuệ, chống lại các cuộc tấn công mạng và duy trì hoạt động kinh doanh liên tục.

3.2. Thực hiện theo thời gian thực

Các tài nguyên và quy trình trong sản xuất thông minh được tích hợp kỹ thuật số, theo dõi và đánh giá liên tục để có những hiểu biết gần như theo thời gian thực. 

3.3. Tính chủ động và bán tự động

Bên cạnh đó, sản xuất thông minh còn sở hữu một ưu điểm vượt trội hơn so với các bản báo cáo số liệu thông thường ở điểm có thể tạo ra một quy trình chủ động, dự báo trên các dữ liệu chuyên sâu, giúp nhà sản xuất rút ngắn được quá trình sản xuất. 

Song, tính bán tự động của sản xuất thông minh được thể hiện ở điểm: trong hoạt động lặp đi lặp lại hằng ngày, sản xuất thông minh sẽ kích hoạt những hoạt động, kiểm soát và xử lý sự cố một cách tự động. Tuy nhiên, đối với những tình huống bất thường, cần có sự can thiệp xử lý kịp thời của con người. 

3.4. Tính sắp xếp và phục hồi

Nhờ ít sự can thiệp, dễ dàng cấu hình và các luồng nguyên liệu và quy trình được tối ưu hóa, sản xuất thông minh dễ dàng thích ứng với những thay đổi về lịch trình và sản phẩm. Điều này giúp các doanh nghiệp nhanh chóng phản ứng với những thay đổi về nhu cầu và duy trì hoạt động kinh doanh liên tục thông qua khả năng thích ứng và dự phòng cơ bản.

3.5. Tính mở rộng và tương tác

Sản xuất thông minh tạo ra một hệ sinh thái gồm các hệ thống, thiết bị, con người, dịch vụ và các đối tác được kết nối với nhau theo một cấu trúc giao tiếp tự nhiên. Việc áp dụng công nghệ thông minh vào quá trình sản xuất sẽ được thực hiện xuyên suốt trên nền tảng từ việc lưu trữ tại chỗ (on-premise) hay điện toán biên (edge) hoặc điện toán đám mây (cloud). Cho phép trao đổi thông tin diện rộng dựa trên các chuẩn tích hợp và API kết nối các giải pháp từ nhiều nhà cung cấp.

3.6. Khả năng mở rộng về chức năng, cơ sở vật chất và chuỗi giá trị 

Khi khối lượng và mức độ phức tạp trong sản xuất tăng lên, chi phí và hiệu suất sẽ tăng theo tuyến tính. Các hệ thống và tài nguyên sẽ được bổ sung, chỉnh sửa hoặc loại bỏ nhanh chóng để phù hợp với các nhu cầu thay đổi trong sản xuất. 

3.7. Tính bền vững và tiết kiệm năng lượng  

Sản xuất thông minh còn có tính bền vững và tiết kiệm năng lượng khi tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường trong quá trình sản xuất. Khi đó, doanh nghiệp sẽ đạt được các lợi ích về cải tiến hiệu suất truyền thống, cũng như các lợi ích mang tính chất chiến lược bao gồm tính minh bạch, tốc độ, tính cộng tác, linh hoạt tinh gọn, đổi mới và khả năng phục hồi.

4. Công nghệ chính trong sản xuất thông minh

Trong sản xuất thông minh, một số công nghệ tiên tiến ngày nay đã và đang giúp sức kích hoạt sản xuất bao gồm:

4.1. Xử lý dữ liệu

Công nghệ Internet vạn vật (IoT) phát triển, tạo ra kho dữ liệu khổng lồ theo thời gian thực. Doanh nghiệp sản xuất có thể phân tích dữ liệu trên để dự đoán các vấn đề và cải thiện dự báo. 

Trong sản xuất thông minh, việc đưa ra quyết định được dựa trên “dữ liệu theo thời gian thực” giúp tối ưu mọi hoạt động như:

• Lập kế hoạch bán hàng và sản xuất
• Nâng cao năng suất
• Tối ưu hóa chuỗi cung ứng 
• Cung cấp các loại dịch vụ sau bán hàng tốt hơn

4.2 Advanced Robotics

Robotics mang lại rất nhiều tiềm năng và cơ hội phát triển cho ngành sản xuất thông minh. Ứng dụng công nghệ này giúp các nhà máy nâng cao năng suất nhờ tính chính xác, lặp lại liên tục không ngừng nghỉ. Sản phẩm được sản xuất hàng loạt với chất lượng cao và đồng đều. Bên cạnh đó, Robotics cũng giải quyết các vấn đề về giảm số lượng nhân công không cần thiết để làm các công việc mang tính lặp đi lặp lại và đảm bảo an toàn lao động. 

4.3. Công nghệ in 3D

Hoạt động chế tạo khuôn mẫu theo cách truyền thống luôn mất nhiều thời gian và chi phí của doanh nghiệp do yêu cầu cao về mức độ chính xác và hạn chế thay đổi thiết kế. 

Hiện nay, công nghệ in 3D (3D Printing) đang dần phổ biến và trở thành phương pháp lý tưởng trong việc tạo mẫu hoặc chế tạo các bộ phận với những hình khối phức tạp. 

Ứng dụng công nghệ in 3D trong sản xuất thông minh giúp cho việc chế tạo mẫu nhanh chóng và chính xác hơn. Các bộ phận được chế tạo nhanh chóng và có thể thay đổi theo yêu cầu mà không tốn quá nhiều chi phí cho máy móc và hạn chế lãng phí nguyên vật liệu. 

Công nghệ in 3D cho phép các nhà thiết kế có thể tạo ra các mẫu thí nghiệm vật lý chính xác từ mô hình 3D CAD chỉ trong vài giờ đồng hồ. Các nhà thiết kế cũng có thể tự do sáng tạo các chi tiết có độ phức tạp cao với chi phí thấp hơn nhiều so với các phương khác.

Với đặc thù trên, 3D Printing giúp doanh nghiệp dễ dàng và nhanh chóng thay đổi sản phẩm đầu ra khi có yêu cầu. Điều này giải thích cho lý do gần đây công nghệ in 3D đang dần được ứng dụng vào sản xuất số lượng lớn, khi một số doanh nghiệp bắt đầu thử nghiệm dây chuyền in 3D.

4.4. Công nghệ VR

Công nghệ thực tế ảo (VR) đã xuất hiện từ lâu nhưng gần đây mới được ứng dụng trong các mô hình sản xuất thông minh. VR là một cách để người dùng hình dung, thao tác và tương tác với hệ thống máy tính và dữ liệu phức tạp.

Nhà máy ảo (tức là các nhà máy ứng dụng VR) cho phép người dùng:

• Phân tích và xác định các sai sót trong quá trình sản xuất trước khi chúng xảy ra ở nhà máy thực tế
• Mô phỏng các quy trình sản xuất riêng lẻ và tổng thể một cách chính xác
• Giảm chi phí sản xuất, rút ​​ngắn thời gian phát triển, tối ưu hóa thời gian đưa sản phẩm ra thị trường
• Tích hợp thiết kế sản phẩm, quy trình và tài nguyên, đưa ra các dự báo chính xác về khả năng sản xuất và ngân sách

4.5. Digital Twins

Digital Twin còn gọi là bản sao kỹ thuật số. Đây là một chương trình máy tính lấy dữ liệu đầu vào của một đối tượng hoặc hệ thống trong thế giới thực và tạo ra các dự đoán hoặc mô phỏng đầu ra. 

Để ứng dụng thành công nghệ Digital Twin, doanh nghiệp cần chuẩn hóa phương thức kết nối dữ liệu và chú ý tăng cường nền tảng kỹ thuật số của mình.

5. Tổng kết 

Có thể thấy, với những vài trò quan trọng của mình, sản xuất thông minh đang trở thành trụ cột quan trọng của cách mạng công nghiệp 4.0. Qua bài viết này, 3DS mong rằng bạn đã có thêm những thông tin hữu ích về sản xuất thông minh, một số nguyên tắc trong sản xuất thông minh và các công nghệ chính trong sản xuất thông minh.

Bên cạnh đó, nếu bạn đang quan tâm các công nghệ để ứng dụng vào mô hình sản xuất thông minh của doanh nghiệp thì đừng bỏ qua giải pháp in 3D mà Công ty 3DS Smart Solutions cung cấp . 

3DS mang đến giải pháp công nghệ 3D toàn diện: Máy in 3D, máy quét 3D, phần mềm CADCAM và dịch vụ 3D trong quá trình phát triển sản phẩm mới. Với đội ngũ nhân viên nhiệt huyết, chuyên nghiệp và giàu kinh nghiệm trong lĩnh vực 3D, 3DS luôn sẵn sàng lắng nghe tư vấn, giải đáp và cam kết sẽ mang đến những giải pháp phù hợp nhất cho doanh nghiệp. 

Để biết thêm thông tin về dịch vụ in 3D của 3DS, vui lòng truy cập tại đây hoặc liên hệ đến hotline 0345.699.777 để biết thêm thông tin chi tiết nhất.