IoT đã trở thành một thuật ngữ quen thuộc trong lĩnh vực công nghiệp. Nhiều ứng dụng của IOT đột phá trong công nghiệp đang thay đổi hoàn toàn cách mà các hệ thống công nghệ quản lý và vận hành sản xuất. Đó là những khía cạnh nào? Hãy cùng chúng tôi theo dõi bài viết sau đây để có nhìn rõ nét hơn về tác động của IoT công nghiệp lên những yếu tố bên trong và bên ngoài doanh nghiệp sản xuất.
1. Ứng dụng của IoT công nghiệp tại tầng nhà xưởng và hiện trường sản xuất
Công nghệ IoT cung cấp khả năng hiển thị ở mức độ cao đối với các hoạt động tại tầng nhà xưởng và hiện trường sản xuất, đồng thời cho phép kiểm soát tốt hơn các nguồn lực của doanh nghiệp.
Mặc dù những hệ thống quản lý như phần mềm ERP hay phần mềm MES được ứng dụng để hỗ trợ công tác quản lý – vận hành, nhưng chúng vẫn không thể thu thập được các thông tin chuyên sâu về vị trí của tất cả mặt hàng trong kho, hoặc bản ghi trực quan hóa trạng thái thiết bị theo thời gian thực. Trên thực tế, đó lại là chức năng của hệ thống kết nối IoT.
IoT cung cấp cho các nhà sản xuất dữ liệu về tầng nhà xưởng ngay tức thì. Điều này giúp doanh nghiệp cải thiện khả năng hiển thị và trực quan hóa rõ hơn, đồng thời gia tăng đáng kể năng suất lao động và máy móc.
Về cơ bản, khả năng trực quan hóa của IoT được ứng dụng rõ nét nhất trong hoạt động hỗ trợ vận hành sản xuất. Các ứng dụng này sẽ có nhiệm vụ giám sát và tối ưu hóa các hoạt động sản xuất dựa trên IoT, bao gồm:
- Đo lường hiệu suất sử dụng và vận hành của máy móc
- Kiểm soát chất lượng
- Giám sát an toàn
Đo lường hiệu suất sử dụng và vận hành của máy móc
Các giải pháp IoT công nghiệp có khả năng theo dõi và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng thiết bị. Những giải pháp này cung cấp cho doanh nghiệp dữ liệu thời gian thực về những gì xảy ra trong mỗi công đoạn sản xuất.
Để thực hiện nhiệm vụ này, trước hết hệ thống IoT (như cảm biến, SCADA hay hệ thống điều khiển phân tán DCS) sẽ trích xuất dữ liệu liên quan đến các thông số vận hành máy. Các thông số này bao gồm thời gian chạy, tốc độ vận hành và đầu ra của sản phẩm. Sau đó, dữ liệu sẽ được truyền lên đám mây để xử lý, phân tích, và chuyển đổi thành những thông tin chi tiết có giá trị về các chỉ số KPI liên quan đến khả năng sử dụng và vận hành của máy móc. Từ đó, công nhân nhà máy có thể xem các dữ liệu chuyên sâu này trên nền tảng web hoặc ứng dụng di động.
Kiểm soát chất lượng
Chất lượng có thể được giám sát theo hai cách khác nhau:
Cách 1: Bằng cách giám sát và kiểm soát các sản phẩm dở dang (WIP) trong mỗi công đoạn sản xuất
Việc giám sát các sản phẩm dở dang cung cấp kết quả kiểm soát chất lượng chính xác hơn vì hoạt động này có thể phát hiện ra những điểm không chính xác trong việc căn chỉnh các bộ phận và các lỗi nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp này có những hạn chế nhất định:
- Chỉ áp dụng cho sản xuất rời rạc – tức là sản xuất các thành phẩm là các mặt hàng riêng biệt có thể dễ dàng đếm, chạm vào hoặc nhìn thấy.
- Kiểm soát chất lượng bằng cách này yêu cầu tất cả các sản phẩm WIP phải được kiểm tra thủ công, khiến quá trình này tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí.
Phương pháp kiểm tra WIP thường chỉ cung cấp một cái nhìn tổng quan về chất lượng sản phẩm trên quy mô lớn, vì hiếm khi có thể kiểm tra từng sản phẩm đơn lẻ.
Cách 2: Thông qua giám sát tình trạng máy móc
Phương pháp giám sát tình trạng máy móc chỉ cung cấp hai phân loại: “tốt” và “không tốt”. Vì thế, để phân biệt các sai số nhỏ, phương pháp này sẽ gặp hạn chế. Tuy nhiên, nó cũng có những ưu điểm:
- Phát hiện tắc nghẽn trong quá trình sản xuất,
- Xác định các máy hoạt động kém hiệu quả
- Ngăn chặn kịp thời nếu máy móc bị hư hỏng
Giám sát tình trạng máy móc cũng bao gồm các thông số như: hiệu chuẩn thiết bị, điều kiện máy móc và điều kiện môi trường. Mỗi thông số có một ngưỡng cho phép. Nếu cảm biến IoT đạt hoặc vượt các ngưỡng này, giải pháp giám sát chất lượng sẽ xác định chính xác nguồn gốc của sự cố, cảnh báo người dùng về sự cố và đề xuất hành động giảm thiểu để sửa chữa hoặc điều chỉnh máy. Điều này hạn chế tối đa việc sản xuất ra sản phẩm kém chất lượng, tiết kiệm thời gian, nhân công và chi phí.
Giám sát an toàn
Trong những môi trường công nghiệp khắc nghiệt, công nhân sẽ được trang bị thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) và cảm biến đeo được (wearables sensors). Trong đó, thẻ RFID thu thập dữ liệu về vị trí của công nhân, còn cảm biến thu thập dữ liệu về các thông số như: nhịp tim, nhiệt độ da, phản ứng điện của da, v.v. Sau đó, dữ liệu cảm biến sẽ được chuyển lên đám mây.
Để phát hiện các thông số bất thường, điển hình như nhịp tim hay chuyển động thẳng đứng đột ngột, dữ liệu lúc này sẽ được phân tích dựa trên ngữ cảnh. Ví dụ: Dữ liệu từ cảm biến môi trường, thời tiết, hệ thống lập kế hoạch công việc…Điều này giúp ngăn ngừa các chấn thương liên quan đến công việc do ngã, gắng sức quá mức, v.v. Bất cứ khi nào phát hiện thấy những khả năng gây rủi ro cho nhân viên, hệ thống phần mềm quản lý có ứng dụng IoT sẽ phát đi cảnh báo, và tự động gửi những thông tin này đến bác sĩ, người quản lý của nhân viên hoặc những người khác thông qua một ứng dụng di động.
2. Ứng dụng của IoT công nghiệp trong chuỗi cung ứng sản xuất
Các giải pháp quản lý chuỗi cung ứng thông minh ứng dụng IoT cung cấp cho nhà sản xuất thông tin liên tục trong thời gian thực về mọi sản phẩm. Nó không chỉ giúp các nhà quản lý cập nhật tình trạng sẵn có của một mặt hàng nhất định; mà nó còn thông báo cho các nhà quản lý về trạng thái, vị trí của từng mặt hàng ngay tức thì. Một trong số đó là giải pháp IoT ngăn ngừa thất thoát và hỏng hóc hàng hóa.
Giải pháp IoT công nghiệp giúp ngăn ngừa thất thoát và hỏng hóc hàng hóa.
Trước khi IoT được triển khai trong sản xuất, việc giám sát tình trạng hàng hóa khi giao hàng chỉ có thể được thực hiện trực tiếp khi có mặt của người quản lý. Giờ đây, hàng hóa, linh kiện và vật liệu có thể được giám sát từ xa ngay trên hành trình, cho phép các nhà sản xuất quản lý trong thời gian thực các mặt hàng dễ vỡ, dễ hỏng, như thủy tinh, thực phẩm, dược phẩm…
Ví dụ: Một công ty dược phẩm gửi đơn đặt hàng đến trung tâm phân phối thông qua đơn vị giao vận. Khi đó, các cảm biến nhiệt độ sẽ được gắn vào ngay bên trong hộp đựng dược phẩm. Trong quá trình vận chuyển, nếu hệ thống làm mát bị lỗi, nhiệt độ bên trong các thùng chứa bắt đầu tăng, các giải pháp IoT sẽ hoạt động như thế nào trong trường hợp này?
- Các cảm biến IoT trong các thùng chứa phát hiện mức tăng nhiệt độ và ghi nhận độ lệch so với ngưỡng cho phép
- Giải pháp IoT cảnh báo người lái về sự cố hệ thống làm mát. Hệ thống cũng gửi thông báo đến nhà sản xuất, cảnh báo họ rằng các điều kiện giao hàng đã bị vi phạm.
- Hệ thống làm mát được thiết lập lại, do đó ngăn không cho dược phẩm bên trong bị hư hỏng.
Bằng cách này, giải pháp IoT đã ngăn ngừa thất thoát, hỏng hóc hàng hóa, giúp giảm thiểu lãng phí sản phẩm, đảm bảo giao hàng kịp thời, ngăn ngừa tranh chấp giữa nhà sản xuất và công ty giao hàng, tiết kiệm cho nhà sản xuất chi phí thay thế hàng hóa hư hỏng.
3. Ứng dụng của IoT công nghiệp trong việc giám sát sản xuất từ xa
Các giải pháp IoT công nghiệp có thể tối ưu hóa từ xa nhiều hoạt động khác nhau, từ giám sát sản xuất đến bảo trì máy móc với các chỉ số vận hành theo thời gian thực. Điều này khiến cho các nhà sản xuất không cần phải đến trực tiếp nhà xưởng/khu vực vận hành mà vẫn có nắm được chi tiết tình trạng hoạt động của nhà máy. Cụ thể, bảo trì dự đoán dựa trên IoT cho phép dự đoán kịp thời các lỗi thiết bị tiềm ẩn, lên lịch trước cho các hoạt động bảo trì, từ đó, có thể tiết kiệm nguồn nhân lực bảo trì tại chỗ.
Một ví dụ khác về cách IoT trong công nghiệp được ứng dụng để kiểm soát từ xa là thông qua các sản phẩm được kết nối thông minh (SCP – Smart Connected Products). SCP là những hệ thống phức tạp bao gồm:
- Cảm biến
- Phần cứng
- Phần mềm đám mây
- Hệ thống kết nối
- Hệ thống nhúng thông minh
Các SCP có thể thu thập cũng như trao đổi dữ liệu từ xa qua mạng nội bộ hoặc qua Internet trong thời gian thực.
Ví dụ: Các nhà quản lý doanh nghiệp ở California có thể truy cập dữ liệu thời gian thực về các thông số vận hành và điều kiện – chẳng hạn như nhiệt độ, độ rung và tốc độ quay – của các SCP thuộc chi nhánh sản xuất của họ ở Texas. Vì thế, doanh nghiệp có thể kiểm soát tốt hơn về các đứt gãy và vị phạm trong quy trình vận hành tiêu chuẩn một cách từ xa, cũng như mọi hoạt động sản xu được vận hành trơn tru mà không cần sự có mặt tại chỗ của những người quản lý.
Kết
Trong bối cảnh Cách mạng Công nghiệp 4.0 bùng nổ, cạnh tranh trở nên gay gắt, việc ứng dụng IoT vào sản xuất và kinh doanh là xu hướng tất yếu của bất kỳ doanh nghiệp sản xuất nào trên con đường tiến tới mô hình nhà máy thông minh. Nếu doanh nghiệp của bạn đang mong muốn tận dụng sức mạnh số của IoT nhằm tối ưu hóa hoạt động quản lý – vận hành, hãy liên hệ với chuyên gia của chúng tôi để nhận được giải pháp.
