Chi tiêu toàn cầu cho Internet vạn vật (IoT) dự kiến đạt 1 nghìn tỷ đô la vào năm 2022, gần gấp đôi quy mô thị trường năm 2021. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là không phải công nghệ hay thậm chí là các dịch vụ dựa trên web dẫn đến việc áp dụng công nghệ kết nối. Thay vào đó, HFS Research phát hiện ra rằng sản xuất công nghiệp thể hiện tỷ lệ áp dụng cao nhất (85%) trong số các doanh nghiệp được khảo sát.
Có những lợi ích nổi tiếng đối với sản xuất công nghiệp, được áp dụng theo thời gian như những cải tiến chức năng độc lập, chẳng hạn như tối ưu hóa tỷ lệ sản xuất và tăng dữ liệu được thu thập để cải thiện thông tin chi tiết về hoạt động. Nhưng khi sản xuất có cái nhìn toàn diện hơn về việc tích hợp cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin (IT) với công nghệ vận hành (OT) để tạo ra nhà máy thông minh, các nhà sản xuất có thể nhận ra toàn bộ lợi ích của “IoT công nghiệp” (IIoT) này thúc đẩy ngành công nghiệp của họ phát triển.
Có một số cách IIoT cho phép nhà máy thông minh (với một số thách thức còn lại). Tuy nhiên, trước khi khám phá những cách đó, chúng ta nên xem xét các đặc điểm phân biệt nhà máy thông minh với nhà máy truyền thống.
Đặc điểm của nhà máy thông minh
Điểm khác biệt đơn giản nhất trong nhà máy thông minh là sự kết hợp của thông tin kỹ thuật số và tài sản vật lý giúp mở rộng khả năng sản xuất. Các hệ thống mạng vật lý (CPS) này kết hợp các cảm biến bổ sung và tự động hóa các điều khiển vào quy trình sản xuất, dẫn đến ba đặc điểm chính: kết nối tài sản, khả năng hiển thị hiệu suất/xu hướng và tính tự chủ của người vận hành.
Các công cụ kỹ thuật số và vật lý tích hợp kết nối người vận hành với thiết bị. Kết nối này cung cấp cho họ hình ảnh ảo hóa theo thời gian thực về trạng thái thiết bị trên màn hình. Bằng cách làm phong phú thêm thông tin chi tiết về cách quy trình đang chạy trong quá trình vận hành, người vận hành có thể theo dõi các quy trình chặt chẽ hơn trong khi dành ít thời gian hoạt động hơn để theo dõi máy móc chạy, tăng tính tự chủ.
Một đặc điểm khác của nhà máy thông minh là thu thập dữ liệu và phân tích bắt buộc mà các kỹ sư cần để giải mã hoạt động của quy trình. Ngoài ra, phải có máy chủ tại chỗ hoặc trên nền tảng đám mây để xử lý và lưu trữ khối lượng dữ liệu lớn hơn, một tính năng mà cơ sở hạ tầng cũ không cần.
Lợi ích của Nhà máy thông minh
IIoT đang thúc đẩy tỷ lệ áp dụng 85 phần trăm này trong sản xuất công nghiệp do nhiều lợi thế của nó. Lớp đầu tiên là những lợi ích lịch sử mà các nhà sản xuất nhận được khi sử dụng AI và máy học như một phần của quy trình của họ:
Kiểm soát hàng tồn kho được cải thiện – ghi lại thông tin chi tiết về quy trình sản xuất cho phép có được lợi ích kép là lượng hàng tồn kho thấp hơn—một chỉ số hiệu suất chính (KPI) có mức độ ưu tiên cao trong lịch sử—và khả năng phục hồi/khả năng cung ứng linh kiện cao hơn (một nhược điểm đã biết của sản xuất đúng lúc (JIT)). Phân tích có thể tối ưu hóa sự cân bằng trong khi giảm rủi ro cung ứng. Cải tiến này giúp giảm chi phí quản lý đơn hàng và xử lý vật liệu.
Chi phí sản xuất thấp hơn thông qua hiệu quả thiết bị tổng thể (OEE) cao hơn – sử dụng dữ liệu thu thập được và AI, nhà máy thông minh điều chỉnh quy trình sản xuất để tối đa hóa thời gian hoạt động, xác định các mô hình và dự đoán các biến động nhu cầu. Phương pháp này cũng tối ưu hóa tài sản để cải thiện hiệu quả sản xuất và năng lượng.
Chất lượng được cải thiện và phế liệu thấp hơn – thu thập dữ liệu đáng kể trong quá trình sản xuất cho phép người vận hành hiểu rõ hơn về vòng đời thiết bị. Quan điểm này cho phép họ phát hiện ra xu hướng hao mòn dụng cụ và dự đoán điểm hỏng hóc tiếp theo (có khả năng xảy ra). Ngoài ra, bảo trì dự đoán giúp giảm cả chi phí sửa chữa và thời gian chết để thực hiện, một lợi thế đáng kể khi xem xét tỷ lệ chạy và nhắm mục tiêu giảm lãng phí quy trình thông qua các sáng kiến tinh gọn.
Với ba cải tiến rõ ràng này, IIoT còn giúp nhà máy thông minh hơn nữa bằng cách thúc đẩy phân cấp. Thông qua sự gián đoạn chuỗi cung ứng toàn cầu gần đây, các doanh nghiệp đã chuyển sang mô hình tích hợp theo chiều dọc nhiều hơn để giảm thời gian thẩm định nhà cung cấp và kiểm soát chất lượng cũng như việc giao linh kiện. Khi ngày càng nhiều công ty triển khai các công cụ IIoT trong chuỗi cung ứng, việc kết nối tài sản của nhà cung cấp với mạng lưới chung có thể mang lại lợi ích cho nhà máy thông minh mà không cần tích hợp theo chiều dọc.
Hơn nữa, việc bổ sung khả năng này giúp nhà cung cấp có thể làm việc với các công ty khác bằng cách cung cấp cho các đối tác mới những hiểu biết sâu sắc về khả năng của chính quy trình mà không cần kiểm toán chất lượng hoặc đánh giá quy trình tốn thời gian. Việc tăng cường IIoT trong toàn bộ quá trình sản xuất cũng tạo điều kiện tạo ra các tiêu chuẩn công nghiệp để đảm bảo với các công ty rằng đối tác mới đã áp dụng đúng các khả năng mới.
IIoT cũng giúp các công ty tạo ra các luồng kinh doanh mới, chẳng hạn như cải thiện các dịch vụ tùy chỉnh và sản phẩm—hoặc sản xuất theo dịch vụ. Việc thu thập dữ liệu và phân tích dữ liệu tăng lên sẽ mang lại chất lượng thông qua cải tiến liên tục trong toàn bộ quy trình sản xuất, bất kể ứng dụng nào.
Cuối cùng, việc tích hợp CNTT với IOT hợp lý hóa các sáng kiến phát triển sản phẩm hoặc cải tiến quy trình/khắc phục sự cố bằng cách tận dụng các mô phỏng ảo để tăng tốc các thay đổi lặp đi lặp lại trước khi cắt một bộ phận vật lý.