“Trái tim” của công nghiệp 4.0: Thời đại Internet bùng nổ và kết nối vạn vật

Thế giới đang bước vào cuộc cách mạng mới: Cách mạng công nghiệp 4.0.

Ảnh: Youtube/KUKA Robot Group

Ngày nay, trong bối cảnh bùng nổ thông tin của mạng Internet, chúng ta thường nghe đến cụm từ “Cách mạng Công nghiệp 4.0″ ở khắp nơi: Từ nhà kinh tế, chính trị, nhà báo, nhà phân tích, chuyên gia, kiến trúc sư trên khắp các phương tiện truyền thông.

Những cụm từ liên quan đến cuộc cách mạng này như Smart Factory, Smart Manufacturing, Big Data, Internet of Things… cũng xuất hiện ngày càng nhiều hơn. Thế nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về nguồn gốc cũng như mục đích mà nó hướng tới.

Internet of Things – Internet kết nối vạn vật. Ảnh minh họa: Internet

Đây là cụm từ có nguồn gốc từ nước Đức kể từ năm 2011 trong một dự án của chính phủ nhằm đẩy mạnh tin học hóa và cải tiến điện toán hóa sản xuất. Lý thuyết của cuộc cách mạng này được ứng dụng mạnh mẽ và mang lại nhiều thành công vang dội.

Thuật ngữ “Công nghiệp 4.0″ đã được nhắc lại vào năm 2011 tại Hội chợ Hannover. Tháng 10 năm 2012, Nhóm Công tác về Công nghiệp 4,0 trình bày một loạt các khuyến nghị về thực hiện Công nghiệp 4.0 cho chính phủ liên bang Đức.

Nhiều công ty của Đức đã trở thành biểu tượng của Nhà máy Thông minh (Smart Factory). Tại Ý, mặc dù khởi động muộn hơn sau vài năm nhưng quốc gia này đã nhanh chóng bắt kịp thành tựu mà Đức đạt được.

Bộ trưởng Bộ Phát triển Kinh tế Italia Carlo Calenda (tại nhiệm 2016-2018) đã ban hành Kế hoạch Quốc gia “Cách mạng Công nghiệp 4.0″ nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp có thể ứng dụng và phát triển thành tựu của công nghệ thông tin cũng như vốn đầu tư.

Một phần mềm mang tên Open Data của Ý nhằm phát triển công cụ IT trong việc quản lý tổ chức sản xuất thậm chí còn khiến cuộc cách mạng này mang ý nghĩa rộng hơn khi ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, làm thay đổi lý thuyết trước đó.

Cách mạng 4.0 nghĩa là gì?

Cách mạng Công nghiệp 4.0 (Industry 4.0)thường được xem là cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ 4. Sau cuộc cách mạng hơi nước, điện và IT, đây là thời điểm để Internet mang lại sự thay đổi toàn diện hệ thống sản xuất.

Trong đó, khái niệm Internet of Things và hệ thống vật lý máy tính đóng vai trò vô cùng quan trọng, ước tính đến năm 2020, sẽ có ít nhất 60 tỷ đối tượng thông minh online. Đây chính là trái tim của Smart Factory.

Ảnh minh họa: Internet

Sự kết nối thực tế giữa con người, máy móc và vật thể; một khái niệm vượt xa so với quá trình cách tân Công nghệ Thông tin – Information Technology của thế kỷ trước.

Thách thức lớn nhất của Smart Factory là phải luôn vật lộn với sự thay đổi và những điều bất định hay thực thể của toàn bộ những gì liên quan đến chuỗi cung ứng, từ người cung cấp tới khách hàng, thông qua việc xem xét mọi chủ thể, điều kiện và vị thế như:

Dây chuyền sản xuất, thời gian, sự hỏng hóc hay trục trặc, sự chậm trễ tiến độ, sự thay đổi của công nghệ và nhiều yếu tố bất định khác không thể lường trước được.

Một Smart Factory sẽ có thể thích ứng với chính bản thân nó trong thời gian thực tới yêu cầu thị trường để trở nên đủ sức cạnh tranh nhất có thể. Để có được điều này, tính linh động và thông tin liên tục là điều rất cần thiết.

Từ thị trường tới việc quyết định phải sản xuất thứ gì, cũng như sự phản ứng linh động trước các sự việc bất ngờ xảy ra không mong muốn. Trong môi trường này, mỗi thực thể vật lý máy tính sẽ có thể làm việc thông minh và hoàn thành các hoạt động được yêu cầu với hiệu suất tối đa.

Vậy làm thế nào để điều này trở thành thực tế?

Có thể thấy lý thuyết vừa đề cập bên trên rất tuyệt vời nhưng vẫn còn mang tính lý thuyết cao. Điều này làm cho việc ứng dụng nó nhà máy, xí nghiệp của bạn gặp không ít khó khăn. Cách mạng Công nghiệp 4.0 vẫn còn rất lý thuyết và như một giấc mơ vậy!

Nhưng thực tế, đã có những ứng dụng vào thực tiễn và đã có những thành công bước đầu ở các công ty Ý. Như một cuộc cách mạng, khái niệm này vẫn tiếp tục được nghiên cứu và cái tiến, phát triển, đổi mới quá trình.

Để đạt được đứng như những gì mà khái niệm này đề ra thì điều quan trọng là:

- Tự động hóa quá trình sản xuất như máy móc, cảm biến, công cụ đo lường, trang thiết bị, bốc dỡ hàng, in ấn và xa hơn, tự động kết nối với mạng lưới.

Ảnh minh họa: Internet

- Trang thiết bị cho người điều khiển như máy tính cá nhân, điện thoại thông minh, máy tính bảng… để kết nối với mạng lưới liên tục (luôn online).

- Hủy bỏ “bút và giấy” khi chuyển giao thông tin như cách truyền thống hiện nay, điều đó có nghĩa là tránh việc gửi thông tin như thiết kế, chỉ dẫn, ghi chú vào giấy hay báo cáo bất cứ thông tin bằng tài liệu…

- Cuối cùng, nó là nền tảng để ứng dụng hệ thống IT (“Information Technology” hay “công nghệ thông tin”) như một ngôn ngữ, phương thức giao tiếp giữa người và máy móc nhằm tạo nên sự thống nhất, nền tảng của khái niệm Cách mạng Công nghiệp 4.0.

Hệ thống IT này chính là Hệ thống Thực thi Sản xuất – MES (Manufacturing Execution System). Một MES chính là một hệ thống IT, hay một phần mềm được MOM (Quản lý Hệ thống Sản xuất) giám sát, tạo nên một môi trường tích hợp.

Thật ra, việc ứng dụng phần mềm vào sản xuất không phải là vấn đề mới vì từ năm 1994, phần mềm Open Data đã được sử dụng và giờ đây, nó trở thành nền tảng cho MES.

Tuy vậy, nghiên cứu cho thấy chỉ có khoảng 20% các nhà máy trên toàn cầu có hệ thống MOM/MES này, con số vẫn còn rất khiêm tốn so với sự phát triển công nghệ thông tin như hiện nay.

MES sẽ đảm nhiệm mọi vai trò trong khâu sản xuất từ đầu vào (đơn đặt hàng, lịch hay kế hoạch sản xuất, nguyên liệu, thu thập thông tin trong quá trình hay thậm chí xử lý các tình huống bất ngờ…) tới cả đầu ra, kiểm định chất lượng sản phẩm và đưa tới thị trường.

Xu hướng của cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 như một hệ quả tất yếu của sự phát triển sản xuất giúp nâng cao hiệu suất và tính cạnh tranh cho doanh nghiệp, nói cách khác nếu bạn nằm ngoài xu hướng này thì chắc chắn sớm muộn gì bạn cũng sẽ bị tụt lại phía sau.

Bài viết sử dụng các nguồn: Opendatasrl, Engineersjournal, Nhamaythongminh

Theo Helino