Ngành sản xuất là nền tảng của các nền kinh tế khổng lồ, chẳng hạn như Hoa Kỳ, Châu Âu, Trung Quốc hoặc Nhật Bản. Kinh tế xã hội phát triển, toàn cầu hóa, thiếu hụt tài nguyên, những khó khăn của thay đổi môi trường và sự thay đổi hàng loạt là những xu hướng lớn thách thức tương lai của ngành sản xuất. Những thách thức này dẫn đến các tình huống không ổn định, không rõ ràng, phức tạp và không chắc chắn đối với các công ty và ảnh hưởng nghiêm trọng đến chiến lược của họ. Tiến sĩ Ezell nhấn mạnh tính cấp thiết của các chiến lược sản xuất tiên tiến nhằm giải quyết những thách thức đó và hỗ trợ tăng trưởng kinh tế.

  • Công nghiệp 4.0 tạo điều kiện thuận lợi cho việc cân bằng giữa sự phức tạp bên trong và bên ngoài bằng cách chuyển các hệ thống sản xuất truyền thống từ kiểm soát cấu trúc tập trung sang kiểm soát phi tập trung. Đó là triển khai cụ thể chiến lược sản xuất tiên tiến. Các nguyên tắc cốt lõi của Công nghiệp 4.0 là mô-đun hóa, tự điều chỉnh và tích hợp kỹ thuật số giữa các chức năng kinh doanh trong và ngoài phạm vi doanh nghiệp.
  • Công nghiệp 4.0 tạo ra sự đổi mới sản phẩm dựa trên việc sử dụng các hệ thống cảm biến và tác nhân thông minh để tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình sản xuất thích ứng với bối cảnh và đổi mới quy trình dựa trên CNTT-TT để tích hợp các quy trình sản xuất trong chuỗi giá trị, các tổ chức và vòng đời sản phẩm.

Trong khi ngành công nghiệp sản xuất là xương sống của các nền kinh tế lớn như Hoa Kỳ, Châu Âu, Trung Quốc hoặc Nhật Bản, thì các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME) là nền tảng cho các ngành sản xuất. Các doanh nghiệp vừa và nhỏ rất linh hoạt trong việc thích ứng với công nghệ mới và phục vụ các thị trường ngách, trong khi các doanh nghiệp lớn có hiệu quả về quy mô tốt hơn nhưng lại chậm hơn trong việc thích ứng với các đổi mới. Do đó, việc nghiên cứu những thách thức của việc áp dụng công nghệ thông tin liên quan đến khái niệm Công nghiệp 4.0 đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ là rất cần thiết để thúc đẩy sự phổ biến của nền sản xuất tiên tiến.

Công nghiệp 4.0 là gì?

Hãy bắt đầu với một định nghĩa đơn giản về Công nghiệp 4.0. Cách mạng công nghiệp lần thứ tư hay còn gọi là Công nghiệp 4.0 là một thuật ngữ bao hàm để chỉ những thay đổi xảy ra trong quá trình phát triển của chuỗi giá trị công nghiệp. Những thay đổi đó được hỗ trợ bởi các công nghệ mới nổi, cung cấp một cách tốt hơn để tổ chức và quản lý tất cả các quy trình tiêu chuẩn (tạo mẫu, phát triển, sản xuất, hậu cần, cung cấp, v.v.) trong ngành sản xuất.

Nói tóm lại, nó bao gồm tất cả các công ty tự động hóa và tin học hóa hiện đang triển khai để cải thiện chu trình sản xuất của họ và “kết nối” tất cả các khía cạnh công việc khác nhau thành một hệ sinh thái kỹ thuật số thống nhất.

Để hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa này diễn ra như thế nào, chúng ta hãy xem nhanh các đặc điểm của các cuộc cách mạng công nghiệp đã diễn ra trước đây:

Source: infopulse

Các hệ thống kỹ thuật số mới, nổi lên như một phần của Công nghiệp 4.0, đo lường dữ liệu từ cả nguồn vật lý và kỹ thuật số bao gồm:

  • Các thiết bị IoT công nghiệp;
  • Công cụ robot và robot tự động;
  • Hệ thống phân tích Big Data;
  • Hệ thống AI và các bộ khung Nhận thức;
  • Thực tế tăng cường (AR).

Sự khác biệt chính so với giai đoạn trước là các công nghệ kỹ thuật số này sẽ tăng cường sức mạnh cho các hoạt động vật lý của phát triển, sản xuất, phân phối và hiệu suất trong một chu kỳ liên tục – vòng lặp vật lý-kỹ thuật số-vật lý (PDP).

Source: infopulse

Trong vòng lặp này, thông tin thời gian thực và trí tuệ luân chuyển giữa các khía cạnh vật lý và kỹ thuật số trong quy trình sản xuất của bạn. Sự kết nối giữa các công nghệ kỹ thuật số thúc đẩy hành động trong thế giới thực tạo nên bản chất của Công nghiệp 4.0.

Đặc điểm công nghệ của nền công nghiệp 4.0

Công nghiệp 4.0 được định nghĩa là “Sự tích hợp của các hệ thống vật lý mạng trong sản xuất và hậu cần cũng như ứng dụng Internet of Things trong các quy trình công nghiệp. Điều này bao gồm các hệ quả đối với chuỗi giá trị, mô hình kinh doanh, dịch vụ và môi trường làm việc ”- Acatech. Mặc dù một số chiến lược sản xuất tiên tiến bao gồm việc sử dụng vật liệu mới, tương tác giữa người và máy tiên tiến, hệ thống hỗ trợ (môi trường xung quanh) và ảo hóa nhà máy, yếu tố chung trong tất cả các định nghĩa là sự liên kết của các hệ thống vật lý và hệ thống ảo sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông để tạo điều kiện cho quá trình sản xuất.

Nó bao gồm hai kiểu đổi mới: đổi mới sản phẩm và đổi mới quy trình. Về mặt đổi mới sản phẩm, đó là việc tích hợp các hệ thống vật lý mạng (CPS) để tích hợp các quy trình sản xuất nhận biết bối cảnh và tự thích ứng. Sử dụng các kỹ thuật máy học ở các cấp độ ICT cao hơn, dữ liệu được giám sát từ các cảm biến không dây có thể được sử dụng để điều khiển các tác nhân nhúng để phản ứng với những thay đổi của môi trường (tự điều chỉnh). Điều này được mô tả trong các giai đoạn của kiến trúc 5C của CPS, từ kết nối thông minh đến chuyển đổi dữ liệu, tích hợp mạng, nhận thức và tự cấu hình, được đề cập trong Tạp chí Manufacturing Letter. Dựa trên công nghệ như Internet of Things (giao tiếp giữa máy với máy), Internet of Service (giao tiếp giữa máy với người) và Internet of People (giao tiếp ảo giữa người với người), CPS tích hợp thế giới vật lý của sản xuất theo chiều dọc.

Từ góc độ kỹ thuật, hai yếu tố này của chiến lược sản xuất tiên tiến, hệ thống vật lý mạng và tích hợp kỹ thuật số của các quy trình sản xuất và kinh doanh không phải là mới trong bối cảnh công nghiệp. Đáng chú ý, cả hai phần đều là nguyên tắc cốt lõi của cái gọi là Nhà máy thông minh. Ý tưởng Nhà máy Thông minh dựa trên việc chuyển điện toán (không dây) phổ biến sang ngữ cảnh công nghiệp.

Các đặc điểm chính của Công nghiệp 4.0

  1. Kết nối theo chiều dọc

Các quy trình kỹ thuật số-vật lý cho phép các nhà sản xuất phản ứng nhanh chóng với các thay đổi khác nhau do nhu cầu thay đổi, lượng hàng tồn kho hoặc lỗi thiết bị không mong muốn. Các nhà máy thông minh là các thành phần có tính kết nối cao, với các hệ thống khác nhau có thể tương tác với nhau và điều chỉnh hiệu suất của chúng.

  1. Tích hợp theo chiều ngang thông qua mạng lưới chuỗi giá trị toàn cầu thế hệ mới. 

Các vòng lặp vật lý-kỹ thuật số-vật lý (PDP) cho phép mức độ minh bạch cao hơn. Các công ty có thể xác định vị trí và phản hồi các vấn đề nhanh hơn. Các mạng toàn tổ chức như vậy có thể ghi lại thông tin từ tất cả các hoạt động bao gồm nội bộ và kho bãi, đến tạo mẫu và sản xuất, tiếp thị và bán hàng cho các dịch vụ hạ nguồn. Mọi khía cạnh của mọi quy trình đều được ghi lại và có thể được đánh giá và phân tích bất cứ lúc nào.

  1. Thiết kế thông qua toàn bộ chuỗi giá trị.

Tất cả các hoạt động sản xuất và phát triển sản phẩm được tích hợp và phối hợp với các vòng đời của sản phẩm. Sự hợp lực mới xuất hiện giữa phát triển sản phẩm và hệ thống sản xuất. 

  1. Tăng tốc thông qua các công nghệ theo cấp số nhân.

Một trong những trụ cột của Công nghiệp 4.0 là tạo ra một hệ sinh thái ngày càng tự chủ và có nhận thức cao. Nó dựa trên các công nghệ như máy học, học sâu, robot tiên tiến và IoT công nghiệp để tăng tốc hơn nữa hiệu quả.

Source: infopulse

Những khó khăn cản trở ngành Sản xuất áp dụng Công nghiệp 4.0

Thúc đẩy sự đổi mới trong toàn doanh nghiệp là rất khó. Ở giai đoạn phát triển hiện tại của Công nghiệp 4.0, cứ 10 nhà sản xuất thì có 6 nhà sản xuất thừa nhận rằng các rào cản triển khai là quá mạnh, khiến họ chỉ đạt được tiến bộ hạn chế với các sáng kiến về công nghiệp 4.0 của họ trong năm qua.

Những thách thức được trích dẫn hàng đầu là:

  • Thiếu sự lãnh đạo thống nhất gây khó khăn cho việc phối hợp giữa các đơn vị trong công ty. 
  • Mối quan tâm về quyền sở hữu dữ liệu khi chọn nhà cung cấp bên thứ ba để lưu trữ và vận hành dữ liệu công ty.
  • Thiếu can đảm để khởi động kế hoạch số hóa triệt để. 
  • Thiếu nhân tài nội bộ để hỗ trợ phát triển và triển khai các sáng kiến Công nghiệp 4.0.
  • Khó khăn với việc tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau để cho phép kết nối ban đầu.
  • Thiếu kiến thức về công nghệ, nhà cung cấp và đối tác gia công CNTT có thể giúp thực hiện sáng kiến cốt lõi.

Mặc dù không có cách tiếp cận “phù hợp với tất cả” để đưa chương trình Công nghiệp 4.0 thành hiện thực, nhưng có một số điều mà mọi công ty có thể làm để giảm bớt các rào cản áp dụng đó. Bước đầu tiên để trở thành một công ty trong Công nghiệp 4.0 là ước tính rõ ràng ROI mà các giải pháp kỹ thuật số khác nhau có thể tạo ra cho doanh nghiệp của bạn.

Lợi thế kinh doanh của việc áp dụng công nghiệp 4.0

Các công nghệ mới nổi của Công nghiệp 4.0 có thể chuyển đổi hoàn toàn chuỗi giá trị sản xuất. Từ việc tăng hiệu quả sản xuất đến triển khai sản phẩm và dịch vụ sáng tạo – những lợi ích của số hóa là rất đáng kể.

Tăng doanh thu 

Trong ngành công nghiệp châu Âu, các sản phẩm và dịch vụ số hóa đã tạo ra 110 tỷ euro doanh thu bổ sung mỗi năm theo báo cáo của PwC. Các công ty tiên phong với danh mục sản phẩm số hóa đã có mức tăng trưởng trên mức trung bình trong 3 năm qua. Gần 50% doanh nghiệp với các dự án công nghiệp 4.0 đang triển khai dự kiến sẽ tăng trưởng hai con số trong 5 năm tới. 1/5 doanh nghiệp cũng dự kiến doanh số bán hàng sẽ tăng 20%.

Với sự trợ giúp của Big Data, các công ty cũng có thể hiểu sâu hơn về nhu cầu của khách hàng. Những hiểu biết mới có thể được áp dụng để phát triển sản phẩm và được sử dụng để tăng cường tương tác với khách hàng.

Tăng hiệu quả và năng suất

McKinsey ước tính rằng việc chuyển sang sản xuất tự động 4.0. có thể thúc đẩy năng suất trong các ngành kỹ thuật lên 45% -55%. Sản xuất hỗ trợ IoT đã được triển khai bởi các công ty như Airbus, Cisco, Siemens và một số nhà lãnh đạo khác trong ngành Công nghiệp 4.0. Nhờ việc áp dụng giao thức OPC UA rộng rãi hơn, các doanh nghiệp hiện có thể tạo ra các hệ sinh thái tiện ích IoT tiên tiến hơn do các nhà cung cấp khác nhau phát triển, vì giao thức này cho phép kết nối đa nền tảng liền mạch, nhanh chóng và an toàn và trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống IIoT khác nhau.

Các đội người-rô-bốt cũng đang nổi lên trên sân chơi của các nhà máy. Robot thế hệ mới có thể giúp các nhà sản xuất tự động hóa các bộ phận có giá trị thấp của quy trình sản xuất và đẩy nhanh thời gian đưa ra thị trường. MIT ước tính rằng việc cộng tác với robot có thể giảm 85% thời gian nhàn rỗi của công nhân.

Daviteq đã giúp rất nhiều khách hàng của mình, là các nhà sản xuất hàng may mặc Quốc tế, có nhà xưởng tại Việt Nam, tạo ra và hiện thực hóa việc áp dụng IOT bằng nền tảng Globiots. Với các ứng dụng quản lý năng lượng của nhà xưởng, đã giúp họ tiết kiệm từ 5-15% chi phí điện hàng tháng. Do đó, khách hàng của họ có được sản phẩm với chi phí tối ưu hơn.

Cải thiện kết hợp cung / cầu

Các giải pháp quản lý hàng tồn kho dựa trên đám mây cho phép tương tác tốt hơn với các nhà cung cấp. Thay vì hoạt động trong “silo riêng lẻ”, bạn có thể tạo các trao đổi liền mạch và đảm bảo rằng bạn có:

  • Tỷ lệ lấp đầy bộ phận dịch vụ cao; 
  • Thời gian hoạt động của sản phẩm cao với rủi ro tối thiểu;
  • Tần suất phục vụ khách hàng cao hơn.. 

Bằng cách ghép nối hệ thống quản lý kho hàng với giải pháp phân tích Big Data, bạn có thể cải thiện dự báo nhu cầu của mình ít nhất 85%. Các nền tảng phức tạp, chẳng hạn như SAP S / 4HANA, cho phép tận dụng Công nghiệp 4.0 và phân tích dữ liệu, đồng thời điều chỉnh nguồn cung theo nhu cầu thị trường trong thời gian ngắn nhất có thể. Bạn cũng có thể thực hiện tối ưu hóa chuỗi cung ứng theo thời gian thực và hiểu rõ hơn về những điểm nghẽn có thể xảy ra, thúc đẩy sự phát triển của bạn.

Lĩnh vực sản xuất đang trên đà chuyển đổi kỹ thuật số mạnh mẽ. Những người tham gia sớm, những người đã đón nhận sự đổi mới, đang thấy ROI hữu hình từ khoản đầu tư của họ. Để tiến gần hơn một bước tới Công nghiệp 4.0, hãy xem xét đào sâu kiến thức của bạn về các công nghệ mới và các trường hợp sử dụng thúc đẩy giá trị nhất – khám phá cách chúng có thể phù hợp với các sáng kiến chiến lược mới của bạn.

Không tìm thấy một giải pháp đáp ứng được nhu cầu cụ thể? Hãy liên hệ với Daviteq để chia sẻ thêm thông tin về ứng dụng trong dự định của bạn. Daviteq có thể giúp bạn thiết kế một ứng dụng như bạn mong muốn.

Ngoài ra, nếu bạn muốn thảo luận thêm về công nghệ cảm biến và các ứng dụng vào mô hình kinh doanh thì hãy gửi tin nhắn cho chúng tôi qua email này nhé! — info@daviteq.com

 

Daviteq at Asia IoT Business Platform in Myanmar 2019