Sử dụng Dữ liệu lớn để cải thiện quy trình của nó, một mỏ vàng ở Châu Phi đã tiết kiệm được 20 triệu đô la mỗi năm [1]. Ngành công nghiệp xe hơi phải vật lộn để tạo ra một mẫu xe hơi mới trong sáu năm; Động cơ Địa phương thực hiện điều đó bằng cách khai thác khả năng vô hạn của In 3D [1]. Công ty hậu cần Knapp AG đã giảm tỷ lệ lỗi xuống 40%; lịch sự: chọn công nghệ dựa trên Thực tế tăng cường [1].
Dữ liệu lớn, In 3D, Thực tế tăng cường và nhiều công nghệ khác đang hướng thế giới sản xuất và quản lý chuỗi cung ứng hướng tới một điểm đến hoàn toàn mới - được gọi là Công nghiệp 4.0. Ở đây, có thể thấy rõ ba xu hướng công nghệ rộng rãi - kết nối, tự động hóa có thể thích ứng và sự thông minh [2].
Những xu hướng này mang lại một Hệ thống vật lý mạng (CPS) trong đó tích hợp các quy trình sản xuất trong thế giới vật lý với máy tính và mạng kỹ thuật số. Các giám sát kỹ thuật số và kiểm soát vật lý. Các cơ chế phản hồi từ cả hai, thành phần vật lý và kỹ thuật số, ảnh hưởng đến các thành phần khác [3].
Cũng được gọi là Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, Sản xuất thông minh, hoặc là Internet vạn vật công nghiệp (IIoT), Công nghiệp 4.0 kết hợp các hoạt động trong thế giới thực với công nghệ kỹ thuật số thông minh, dữ liệu lớn và máy học, để xây dựng một mạng liên kết và lành mạnh [4].
Máy thông minh & Chuỗi cung ứng thông minh
Máy móc tạo ra dữ liệu khổng lồ khi hoạt động. Dữ liệu lớn phân tích thông tin này để có được những hiểu biết sâu sắc có giá trị và phát hiện ra các mẫu, điều mà con người gần như không thể thực hiện được. Dựa trên đánh giá dữ liệu như vậy, máy móc đưa ra các quyết định phi tập trung [5], tự chủ về vận hành và bảo trì mà không cần sự tham gia của con người [6].
Tiếp theo, các máy móc sử dụng khả năng kết nối lẫn nhau để chia sẻ dữ liệu và phân tích của nó với các máy khác trong cùng một tổ chức [6]. Mạng cũng làm cho nó có khả năng chia sẻ cùng một với các nhà sản xuất khác sử dụng thiết bị và / hoặc quy trình tương tự.
Do đó, năng suất và hiệu quả của tất cả các hoạt động sản xuất liên kết như vậy tăng lên đáng kể trong khi lãng phí giảm xuống mức tối thiểu [6]. Nói chung, điều này tạo ra toàn bộ hệ sinh thái hiệu quả và năng suất - máy thông minh trong nhà máy thông minh!
Tuy nhiên, sự tiếp xúc của con người không hoàn toàn biến mất trong hệ sinh thái thông minh này. Đưa ra quyết định khi đối mặt với sự không chắc chắn và thực hiện các hoạt động đòi hỏi trực giác, kinh nghiệm và tư duy sáng tạo là những lĩnh vực vẫn được dành riêng cho trí tuệ của con người [7].
Chuỗi cung ứng ngày nay bao gồm một mạng lưới liên kết phức tạp liên kết mạng lưới phân phối với hoạt động sản xuất và phát triển sản phẩm [8]. Chuyển sang chuỗi cung ứng được liên kết với nhau, tự động hóa và số hóa đòi hỏi những khoản đầu tư lớn. Tuy nhiên, lợi nhuận thu được là rất lớn. [9]:
Cắt giảm chi phí hoạt động từ 30% trở lên.
60% trở lên bị mất cơ hội bán hàng giảm
Yêu cầu hàng tồn kho giảm từ 70% trở lên.
Dưới đây là cách những lợi ích này có thể được thực hiện [9]:
Cải thiện độ minh bạch và độ chính xác: Việc biết chính xác và theo thời gian thực vị trí của hàng hóa trong chuỗi cung ứng giúp tăng cường độ chính xác của đơn đặt hàng, kiểm soát lô hàng và thời gian hàng đến ước tính (ETA), đồng thời tối ưu hóa mức tồn kho và giảm thiểu chi phí liên quan.
Hợp tác tốt hơn: Thông qua cải thiện tính minh bạch và luồng dữ liệu không bị gián đoạn, tất cả các bên liên quan có thể hợp tác chặt chẽ và cải thiện lòng tin. Hợp tác lớn hơn cho phép lập kế hoạch liên tục, định giá linh hoạt theo tình hình cung cầu biến động và thời gian thực hiện tối thiểu.
Dự báo nhu cầu cao cấp: Phân tích dự đoán dữ liệu được tổng hợp từ các cảm biến, tiên lượng thời tiết, diễn biến trên phương tiện truyền thông xã hội và các nguồn khác như vậy đã cắt giảm sai số dự báo xuống 50%. Do đó, các công ty có thể duy trì lượng hàng tồn kho được tối ưu hóa để giảm chi phí tồn kho trong khi cũng tránh được tình trạng thiếu và thừa.
Quản lý kho hàng xuất sắc: Theo dõi thời gian thực các lô hàng có nghĩa là người giám sát kho hàng biết chính xác khi nào hàng hóa sẽ đến. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhận và giao hàng không bị chậm trễ, do đó, ngăn chặn thời gian chờ đợi làm lãng phí giờ làm việc của lao động. Một lần nữa, dự báo nhu cầu được nâng cấp thúc đẩy việc sử dụng không gian nhà kho một cách tối ưu.
Đưa các Bên liên quan vào cùng một Khối: Vì tất cả các bên liên quan đề cập đến cùng một dữ liệu nên họ sử dụng các đầu vào giống nhau để ra quyết định. Sự gắn kết như vậy là vô giá khi phản ứng nhanh với một tình huống.
Chuỗi cung ứng thích ứng: Máy học cho phép chuỗi cung ứng tự học và phát triển khi đối mặt với các tình huống biến động. Tuy nhiên, đối phó với những rủi ro không thể đoán trước đòi hỏi sự đầu tư của con người.
Tóm lại, các nhà máy thông minh và chuỗi cung ứng thông minh trong Công nghiệp 4.0 là [10]:
Liên kết: Dữ liệu luân chuyển giữa các máy và các bộ phận khác nhau của hệ sinh thái. Nhiều điểm / trạm khác nhau trong chuỗi cung ứng liên quan cũng trao đổi thông tin.
Tối ưu hóa: Các thuật toán hoạt động phân tích dữ liệu và tối ưu hóa tất cả các khía cạnh hoạt động với ít đầu vào nhất của con người.
Chủ động: Phân tích dữ liệu dự đoán thời điểm có thể phát sinh vấn đề liên quan đến bảo trì, hàng tồn kho hoặc chất lượng. Dự báo như vậy cho phép hành động phòng ngừa.
Minh bạch: Ban lãnh đạo chia sẻ những hiểu biết sâu sắc thu được từ việc phân tích dữ liệu với bộ phận / điểm có liên quan trong chuỗi cung ứng. Sau này có thể bắt đầu hành động thích hợp.
Linh hoạt: Nhà máy nhanh chóng khi thực hiện các thay đổi về sản xuất, lịch trình, hàng tồn kho, v.v. Thông qua đó, nó tối đa hóa lợi nhuận và / hoặc giảm thiểu rủi ro.
Công nghệ cung cấp sức mạnh cho nền công nghiệp 4.0
Một loạt các công nghệ đang thúc đẩy Công nghiệp 4.0 hướng tới sự chấp nhận nhiều hơn. Bao gồm các:
Internet vạn vật (IoT): Đề cập đến một cơ chế hoạt động của các máy móc có liên quan và kết nối với nhau. Các thiết bị này trao đổi dữ liệu và phân tích của nó qua mạng mà không cần giao tiếp giữa con người với máy tính hoặc con người [11].
Trí tuệ nhân tạo (AI): Năng lực của máy móc (phần cứng và phần mềm) để học hỏi từ đánh giá dữ liệu là một trong những trụ cột của Công nghiệp 4.0. Chính AI đã làm cho máy móc có khả năng tự học [12].
In 3D / Sản xuất phụ gia: Là một trong những xương sống của Công nghiệp 4.0. Tạo ra sản phẩm bằng cách tích tụ hàng nghìn lớp vật liệu nóng chảy cực mỏng chồng lên nhau trong mặt phẳng nằm ngang. Một hệ thống kỹ thuật số hướng súng gửi vật liệu.
Tùy chỉnh hàng loạt là một trong những lợi ích chính của In 3D. Các nhà sản xuất chỉ phải thay đổi tệp kỹ thuật số để tạo ra một sản phẩm mới. Các quy trình sản xuất truyền thống liên quan đến các giai đoạn phát triển sản phẩm và công cụ tốn kém, buộc phải sản xuất hàng loạt để làm cho việc sản xuất trở nên khả thi. Bằng cách loại bỏ sự ép buộc của sản xuất hàng loạt, In 3D giúp bạn có thể thiết lập những sản xuất phi tập trung các cơ sở có chuỗi cung ứng ngắn với khả năng kiểm soát tốt hơn đối với việc giao hàng.
Dữ liệu lớn: Thu thập và phân tích dữ liệu từ vô số máy móc, điểm trong chuỗi cung ứng, sự phát triển trên mạng xã hội, dự báo thời tiết và những thứ tương tự. Chính việc giải thích dữ liệu như vậy đã tạo sức mạnh cho một hành động chủ động, biến Dữ liệu lớn trở thành yếu tố cơ bản của Công nghiệp 4.0.
Cảm biến và Thu thập dữ liệu: Dữ liệu là đơn vị cơ bản của Công nghiệp 4.0. Cảm biến chất lượng hàng đầu thu thập dữ liệu chính xác hơn. Việc đánh giá dữ liệu như vậy là chính xác hơn. Các hành động dựa trên phân tích như vậy luôn luôn hiệu quả hơn.
Công nghệ Nano: Vật liệu nano tạo nên các cảm biến mẫu mực với hiệu quả thu thập dữ liệu đáng kinh ngạc. Và, tính toàn vẹn của dữ liệu là điểm khởi đầu của Công nghiệp 4.0 [13].
Thực tế tăng cường (AR): Trực quan là một công cụ mạnh mẽ. Bằng cách chồng các hình ảnh ảo lên thế giới quan thực của người dùng, AR:
Đơn giản hóa việc lắp ráp phức tạp liên quan đến số lượng lớn các thành phần [14].
Cho phép phát hiện sớm các lỗi trong nguyên mẫu [15].
Tạo điều kiện hỗ trợ chuyên gia từ các địa điểm xa [15].
Cho phép định vị nhanh hàng tồn kho [15].
Cho phép nhân viên bán hàng giải thích rõ hơn về sản phẩm cho khách hàng [15].
Trao quyền cho người giám sát để nâng cao hiểu biết của công nhân về các nguy cơ an toàn và các điểm thoát hiểm [15].
Thực tế ảo (VR): Bằng cách tạo ra một môi trường ảo giống môi trường thực, VR thúc đẩy [14]:
Đào tạo nhân viên vượt trội.
Phát hiện nhanh các trục trặc trong quá trình lập kế hoạch nhà máy.
Kiểm tra nhà máy dễ dàng hơn.
Robot tự động: Sẽ là một trong những nhà điều hành chính trong Công nghiệp 4.0. Những người này sẽ thực hiện các hoạt động sản xuất và xử lý hàng hóa [16] dưới sự giám sát và kiểm soát của máy tính và mạng.
Xe tự động / không người lái: Cung cấp thành phẩm cho người dùng cuối là một phần rất quan trọng trong sản xuất thông minh, cũng như các dịch vụ tái chế và sau bán sản phẩm [17]. Ngoài kết nối internet và AI tương ứng cung cấp dữ liệu và khả năng ra quyết định, các công nghệ như hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS), Phát hiện và Định vị được chiếu sáng bằng Laser (LIDAR) và Hệ thống Điều hướng Quán tính (INS) sẽ giúp các phương tiện thông minh hơn [17].
Thiết bị di động công nghiệp (Nền tảng): Điện thoại di động hoặc điện thoại thông minh ngày nay có thể thu thập và xử lý hàng tấn dữ liệu. Với kết nối internet, camera chất lượng và phần mềm hàng đầu, điện thoại di động có thể giám sát và kiểm soát hoạt động của nhà máy [18].
An ninh mạng: Một cuộc khảo sát năm 2016 của các chuyên gia trong ngành của McKinsey đã xác định an ninh mạng là một rào cản lớn [19] trong việc áp dụng các công nghệ Công nghiệp 4.0. Các biện pháp an ninh mạng được cải thiện sẽ tạo cảm hứng cho việc áp dụng Công nghiệp 4.0 nhiều hơn.
Chậm & Chắc: Con đường phía trước
Tất cả các đổi mới đều chậm để thu thập động lực. Nhưng một khi họ tích lũy được khối lượng tới hạn, họ sẽ vượt qua ngưỡng của sự tín nhiệm và tiến lên vị trí hàng đầu. Được cho là dựa trên số phận của vô số công nghệ, Công nghiệp 4.0 đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ. Nhưng nó chắc chắn sẽ phát triển mạnh mẽ, vì không ai có thể ngăn cản một ý tưởng đã đến lúc!
Cybernetik đã cài đặt nhiều cơ chế chìa khóa trao tay được kết hợp với nhiều yếu tố của Công nghiệp 4.0 trong hệ thống của khách hàng của chúng tôi để tạo điều kiện thuận lợi cho Bảo trì dự đoán và Giám sát quy trình. Trong thời gian ngắn, chúng tôi sẽ ra mắt Mô-đun thực tế tăng cường để cho phép nhiều Hoạt động và Bảo trì Trực quan hơn.
Liên hệ với chúng tôi theo số +91 20 6790 9600 hoặc sales.automation@cybernetik.com và là một phần của cuộc Cách mạng Công nghiệp tiếp theo - tương lai của ngành sản xuất là ở đây!
Tài liệu tham khảo
Hành động tiếp theo của Manufacturing, McKinsey & Company.
Công nghiệp 4.0: 7 ví dụ thực tế về sản xuất kỹ thuật số đang hoạt động, AMFG.
Vai trò của hệ thống vật lý mạng trong công nghệ sản xuất, Nhà xuất bản AIP.
Công nghiệp 4.0 — Internet of Things công nghiệp (IIoT) là gì ?, Epicor.
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, Wikipedia.
Công nghiệp 4.0 là gì? Dưới đây là một giải thích siêu dễ dàng cho bất kỳ ai, Forbes.
Công nghiệp 4.0: Năng lực Nhân sự Cần thiết, Tạp chí Khoa học Quốc tế.
Công nghiệp 4.0 có ý nghĩa gì đối với mạng lưới chuỗi cung ứng ?, Chuỗi cung ứng.
Tác động của Công nghiệp 4.0 đối với chuỗi cung ứng - Tất cả những gì bạn cần biết, GEP.
Công nghiệp 4.0: Năng lực Nhân sự Cần thiết, Tạp chí Khoa học Quốc tế.
Internet vạn vật, Wikipedia.
Trí tuệ nhân tạo và Máy học trong Công nghiệp 4.0, Venkat Vajradhar.
Nơi Công nghệ nano, IoT và Công nghiệp 4.0 gặp gỡ, Mouser Electronics.
Thực tế tăng cường và Thực tế ảo phù hợp với Công nghiệp 4.0 như thế nào, Plutomen.
Thực tế tăng cường cho Công nghiệp 4.0, Onirix.
Công nghiệp 4.0 có ý nghĩa gì đối với các nhà sản xuất, Aethon.
Cách mạng Công nghiệp 4.0 trong Phương tiện Tự hành và Kết nối, Tạp chí Công nghệ Thông tin Ứng dụng và Lý thuyết.
Thiết bị di động trong Công nghiệp 4.0, Sản xuất quan trọng.
Công nghiệp 4.0 sau sự cường điệu ban đầu, McKinsey & Company.
VI 
EN 