Sử dụng IoT trong các nhà máy

Hiểu ngay chỉ trong 10 phút!
Giải thích nhanh về việc sử dụng IoT trong các nhà máy

IoT là viết tắt của Internet vạn vật. IoT thực sự đề cập đến công nghệ cho phép mọi loại thiết bị được kết nối với mạng và giao tiếp với nhau để trao đổi dữ liệu và điều khiển thiết bị.
Ví dụ, các thiết bị gia dụng IoT đã trở thành mặt hàng phổ biến hiện nay. Ngày càng có nhiều thiết bị có thể được sử dụng để điều khiển nhiều thứ khác nhau, Ví dụ, bạn có thể bật đèn hoặc điều hòa không khí trong nhà từ xa trước khi về nhà bằng điện thoại thông minh hoặc theo dõi phòng và thú cưng từ xa bằng camera mạng. IoT đang góp phần tạo nên những loại thiết bị này.
Đây là cách IoT hiện đang được sử dụng xung quanh chúng ta. Tuy nhiên, như một phần của khuôn khổ lớn hơn, IoT cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình chuyển đổi kỹ thuật số (DX) của thế giới công nghiệp.
Đó là lý do tại sao việc ứng dụng IoT là điều không thể thiếu đối với các nhà máy hiện đại để đạt được chất lượng sản xuất cao, tăng năng suất và sử dụng năng lượng hiệu quả.

Sự mở rộng IoT trên toàn thế giới trong các ngành sản xuất, bao gồm những nỗ lực chung giữa các quốc gia đang phát triển

Hiện nay, các ngành công nghiệp trên toàn thế giới đang chạy đua để số hóa hoạt động của mình.
Ví dụ, Đức đã nhanh chóng triển khai Industrie 4.0 như một dự án quốc gia có sự tham gia của ngành công nghiệp, chính phủ và học viện nhằm thúc đẩy cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 thông qua việc sử dụng IoT.
Hoa Kỳ cũng đã thành lập Liên đoàn Internet Công nghiệp (IIC) do các công ty như GE, IBM, Cisco Systems, Intel và AT&T đứng đầu.

Hơn nữa, các quốc gia mới nổi cũng tích cực tham gia vào lĩnh vực này.
Chính phủ Trung Quốc đã thúc đẩy “Made in China 2025” như một kế hoạch 10 năm bắt đầu từ năm 2015. Tương tự như vậy, Ấn Độ và Thái Lan đang lần lượt tiến lên với “Made in India” và “Thái Lan 4.0” và đang nhanh chóng số hóa các ngành sản xuất của mình theo sáng kiến “Industrie 4.0” của Đức.

Tương tự như vậy, Nhật Bản cũng đang ủng hộ
“Xã hội 5.0” (https://www8.cao.go.jp/cstp/society5_0/)
là một sáng kiến tương tự như của Đức.
Sáng kiến của Nhật Bản có phạm vi rộng hơn “Công nghiệp 4.0” và bao gồm toàn thể xã hội.
Trong “Kế hoạch cơ bản lần thứ 5 về khoa học và công nghệ” của Văn phòng Nội các, sáng kiến này được định nghĩa là “một xã hội lấy con người làm trung tâm, cân bằng giữa phát triển kinh tế với việc giải quyết các vấn đề xã hội thông qua các hệ thống tiên tiến tích hợp không gian mạng và không gian vật lý”.

Tối ưu hóa toàn bộ nhà máy bằng cách áp dụng các nhà máy thông minh tiên tiến nhất đã được chứng minh trong ngành!

Các nước công nghiệp hóa trên toàn thế giới, bao gồm Đức và Nhật Bản, đang sử dụng IoT để thoát khỏi các hình thức tự động hóa nhà máy và tự động hóa quy trình truyền thống, đồng thời thúc đẩy việc xây dựng các “nhà máy thông minh” tiên tiến nhất đã được chứng minh trong ngành.

Các nhà máy thông minh thu thập nhiều loại dữ liệu từ nhiều máy móc và cảm biến khác nhau tại hiện trường, sau đó lưu trữ chúng trong không gian mạng (tại chỗ và trên đám mây). Bằng cách sử dụng công nghệ AI để phân tích dữ liệu lớn, giá trị và thông tin chi tiết mới được tạo ra có thể được phản ánh trong thế giới thực của các địa điểm sản xuất. Loại hệ thống này được gọi là "CPS" (hệ thống mạng vật lý).

Các nhà máy thông minh lặp lại bốn giai đoạn: “thu thập dữ liệu”, “tích lũy và phân tích dữ liệu”, “tối ưu hóa” và “triển khai”. Với mục tiêu tối ưu hóa hiệu quả hơn toàn bộ nhà máy, chu trình PDCA được triển khai.

Điều này giúp có thể “tối ưu hóa hoạt động của máy móc”, “chẩn đoán tình trạng của từng máy móc” và “dự đoán các bất thường và hỏng hóc trong nhà máy”. Tất cả những điều này giúp cải thiện năng suất, giảm chi phí bảo trì, loại bỏ thời gian chết và đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng cho toàn bộ nhà máy thông qua việc giám sát năng lượng và các biện pháp khác.

PLC là thành phần quan trọng thiết yếu để xây dựng nhà máy thông minh

Cho đến nay, chúng tôi đã giải thích các khái niệm và lợi ích của nhà máy thông minh.
Nói một cách cụ thể, làm thế nào để bắt đầu xây dựng một nhà máy thông minh? Trước tiên, bạn cần biết những thành phần nào tạo nên một nhà máy thông minh. Hình bên dưới cho thấy các thành phần chính.

Thành phần chính trong hình là bộ điều khiển cạnh “PLC” (bộ điều khiển logic lập trình), được hiển thị màu đỏ.
PLC là thiết bị quan trọng để điều khiển hoạt động của nhiều loại máy móc khác nhau.
Tuy nhiên, xét về vị trí của chúng trong các nhà máy thông minh, PLC được định vị là bộ điều khiển biên để thu thập dữ liệu chuỗi thời gian từ các máy móc và cảm biến (thiết bị hiện trường) tại hiện trường.

Dữ liệu được lưu trữ tạm thời trong PLC được tải lên hệ thống máy chủ nói trên (hệ thống CPS) thông qua mạng LAN chuyên dụng của nhà máy và Internet.
Trong hệ thống máy chủ, dữ liệu được phân tích bằng AI và các công nghệ khác để tạo ra giá trị gia tăng sau đó được sử dụng tại hiện trường.
Nói cách khác, PLC giúp truyền dữ liệu thiết bị hiện trường đến các hệ thống cấp cao hơn để trực quan hóa dữ liệu.

Một số nhà sản xuất thiết bị điện lớn có nhiều công nghệ và linh kiện để chuyển đổi toàn bộ nhà máy của họ thành nhà máy thông minh, bao gồm sản xuất các linh kiện như PLC.
Họ đã thực hiện các biện pháp để cải thiện năng suất và hiệu quả năng lượng tại các nhà máy của mình và tích lũy kiến thức và kỹ thuật trong nhiều năm.
Hiện nay, nhiều công ty triển khai những bí quyết này theo chiều ngang như các giải pháp cho các công ty khác.

Tiến bộ IoT mới nhất trong các nhà máy thông minh! Những câu chuyện thành công cụ thể

Cuối cùng, chúng tôi muốn giới thiệu những câu chuyện thành công của Fuji Electric trong việc xây dựng các nhà máy thông minh sử dụng IoT.

Tại Nhà máy Otawara của Fuji Electric, nơi sản xuất máy cắt mạch và máy cắt mạch chống rò rỉ đất, một bảng điều khiển đã được triển khai để cung cấp hình ảnh trực quan về chất lượng, tính khả dụng, năng lượng và các dữ liệu khác theo thời gian thực.
Bảng điều khiển cho phép nhà máy phản ứng nhanh với các vấn đề phát sinh tại hiện trường. Điều này, đến lượt nó, đã cải thiện năng suất tại nhà máy. Bảng điều khiển hợp lý hóa và trực quan hóa không chỉ dây chuyền sản xuất và thông tin sản xuất của nhà máy mà còn cả thông tin quản lý hàng ngày để đạt được sự tối ưu hóa cho toàn bộ nhà máy.

Ngoài ra, tại Nhà máy Mie của Fuji Electric, nơi sản xuất tích hợp máy bán hàng tự động và các sản phẩm khác, hoạt động bảo trì phòng ngừa đang được thực hiện bằng cách theo dõi các dấu hiệu bất thường trong quy trình ép kim loại tấm nhằm giảm thiểu các khiếm khuyết về chất lượng.
Các vấn đề về chất lượng có thể xảy ra nếu các mảnh vụn kim loại bám vào đầu đục khi đục lỗ bằng máy ép. Do đó, nhà máy đã lắp đặt “Diagnostic Sensor Hub” của Fuji Electric để thu thập dữ liệu thông qua việc sử dụng năm cảm biến.
Các dấu hiệu bất thường được phát hiện bằng cách so sánh dữ liệu thu thập được với mô hình bình thường được tạo ra từ mối tương quan của nhiều loại dữ liệu khác nhau.
Điều này cho phép nhà máy dừng thiết bị trước khi nó trục trặc và thực hiện bảo trì để loại bỏ các lỗi về chất lượng.

Ngoài những ví dụ này, nhiều công ty khác vẫn đang tiếp tục theo đuổi các hoạt động từ xa và không người lái khi họ chuẩn bị cho thế giới hậu COVID-19. Mặc dù có thể khó để triển khai một nhà máy thông minh tiên tiến ngay từ đầu, nhưng bước đầu tiên tốt để làm cho nhà máy của bạn thông minh hơn là triển khai PLC cho các thành phần cơ bản của nhà máy, sau đó dần dần mở rộng từ đó.

Thông tin liên quan

Đầu trang