Xu hướng tự động hóa công nghiệp định hình tương lai của sản xuất

Quá trình phát triển của hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp

Từ bộ điều khiển logic có thể lập trình đến mạng lưới tích hợp

Từ thế hệ đầu tiên của PLC đến các hệ thống toàn diện, được kết nối mạng như ngày nay, 'sự thay đổi là thước đo cho sự tiến bộ của các hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp.' PLC ban đầu được tạo ra để thay thế các hệ thống điều khiển rườm rà bằng relay, cung cấp khả năng điều khiển có thể lập trình trong các môi trường sản xuất công nghiệp. Khi công nghệ phát triển, thiết kế này đã tiến hóa thành các mạng lưới tích hợp phức tạp, có khả năng mở rộng, tương thích và tự động hóa cao. Các hệ thống hiện đại này bao gồm nhiều phần cứng và phần mềm khác nhau, hoạt động đồng bộ để tăng cường năng suất và hiệu suất.

Các tính năng chính của mô-đun PLC hiện đại

Trong ngành tự động hóa ngày nay, các mô-đun PLC hiện đại đi kèm với nhiều tính năng đã khiến PLC trở thành công cụ không thể thiếu. Các mô-đun này đa năng và có khả năng xử lý thời gian thực, có thể, với dữ liệu đầu vào phù hợp, tạo ra những thay đổi nhanh chóng và kiểm soát chính xác trong các cơ sở sản xuất. Ngoài ra, việc mở rộng cổng I/O là có thể nhờ vào số lượng lớn các cổng I/O, thực hiện phạm vi rộng của giao tiếp dữ liệu. Các tiêu chuẩn giao tiếp là những yếu tố rất quan trọng để tăng cường khả năng của PLC và tích hợp chúng vào các hệ thống lớn hơn. Điều này cho phép PLC giao tiếp tốt với các hệ thống và thiết bị điều khiển khác, cho phép hoạt động đồng bộ và tự động hóa cao.

Hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến giá thành của Bộ điều khiển logic có thể lập trình

Ngoài bảo hành, có nhiều yếu tố khác mà người mua tiềm năng của PLC cần lưu ý, ảnh hưởng đến giá cả. Các yếu tố này bao gồm tên thương hiệu, trong đó có sự ưu ái dành cho các thương hiệu nổi tiếng vì cảm giác rủi ro thấp hơn và hiệu suất của thương hiệu tên tuổi. Ngoài ra, chức năng/thông số kỹ thuật của PLC và các chức năng tùy chọn, chẳng hạn như dung lượng bộ nhớ, tốc độ xử lý và khả năng truyền thông, ảnh hưởng rất lớn đến giá cả. Xu hướng thị trường, như những tiến bộ công nghệ và sự thay đổi về nhu cầu đối với bộ điều khiển logic lập trình được, cũng tác động đến giá cả. Hiểu rõ các yếu tố này có thể giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt khi chọn PLC cho ngành công nghiệp của mình.

Để có phân tích và thống kê chi tiết hơn về giá PLC, tôi khuyến khích tìm hiểu dữ liệu từ các báo cáo và ấn phẩm chuyên ngành theo dõi các thị trường này.

Biến Đổi Dựa Trên Dữ Liệu Trong Sản Xuất

Phân Tích Big Data Cách Mạng Hóa Sản Xuất

Việc sử dụng phân tích dữ liệu lớn trong ngành sản xuất không thể được nhấn mạnh quá mức, đặc biệt là trong các lĩnh vực bảo trì dự đoán, quản lý chất lượng và hiệu suất sản xuất. Dữ liệu quy mô lớn giúp các nhà sản xuất dự đoán sự cố thiết bị và lên kế hoạch bảo trì kịp thời, từ đó tối thiểu hóa thời gian ngừng hoạt động. Phân tích được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo này cho phép dự báo lịch trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm ở mức cao, theo một bài viết trên Manufacturing Today. Việc triển khai các thiết bị IoT để xử lý dữ liệu thời gian thực về hiệu suất máy móc cũng đã hỗ trợ quá trình này. Với các công nghệ như tính toán biên và các nền tảng phân tích nâng cao, việc thu thập và phân tích dữ liệu thời gian thực đang trở thành tiêu chuẩn, và dữ liệu lớn đang chứng minh là một tài sản quan trọng đối với lộ trình thay đổi của ngành sản xuất.

Tích hợp dọc để có những thông tin hoạt động có giá trị thực tiễn

Việc tích hợp dọc trong sản xuất bao gồm việc kết nối các giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất trong một công ty, từ nguyên liệu thô đến sản phẩm hoàn thiện, để thông tin lưu chuyển trơn tru và các quyết định có thể được đưa ra nhanh hơn. Cách tiếp cận này tăng cường khả năng giám sát hoạt động và cho phép các công ty theo dõi hiệu quả mọi giai đoạn của quy trình. Những lợi thế của việc tích hợp dọc là tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm chi phí bằng cách loại bỏ chi phí giao dịch và phối hợp. Theo các ấn phẩm ngành như BizTech Magazine, các doanh nghiệp tận dụng tích hợp dọc thường đạt được những lợi ích đáng kể về hiệu quả hoạt động cũng như đưa ra các quyết định kinh doanh tốt hơn, dẫn đến thời gian sản xuất nhanh hơn và chất lượng sản phẩm cao hơn.

Báo cáo Tự động để Tối ưu Hóa Kiểm Soát Chất Lượng

Báo cáo tự động đang thay đổi cách tiếp cận trong kiểm soát chất lượng. Báo cáo tự động chính xác hơn nhiều và có thể tiết kiệm thời gian, đồng thời cung cấp các chỉ số chất lượng tương tự cho phần lớn các trường hợp, điều này không thường xảy ra với các phương pháp truyền thống. Ví dụ, các nhà cung cấp hệ thống tự động đã tuyên bố rằng có sự giảm đáng kể về khuyết tật và cải thiện các chỉ số chất lượng. Các đánh giá công nghiệp cho thấy tự động hóa rất chủ động và tối thiểu hóa sai sót của con người, đồng thời cung cấp phản hồi thời gian thực, dẫn đến việc điều chỉnh nhanh hơn và duy trì mức sản xuất cao. Sự chuyển đổi này nhấn mạnh tầm quan trọng của tự động hóa trong các phương pháp kiểm soát chất lượng trong ngành công nghiệp ngày nay.

Các Yếu Tố Bảo Mật Cho Môi Trường Tự Động

Bảo Vệ Các Hệ Thống Công Nghệ Phức Hợp

Việc bảo vệ các hệ sinh thái công nghệ khác nhau trong thế giới tự động hóa ngày càng trở nên phức tạp hơn khi các cuộc tấn công mạng gia tăng. Trong một môi trường có nhiều thiết bị, nền tảng và ứng dụng phần mềm khác nhau chạy chồng lên nhau, mỗi tầng đều phơi bày những điểm yếu khác nhau mà một cách tiếp cận đồng nhất không thể bao quát hết. Tuy nhiên, để đảm bảo tốt nhất sự bảo vệ cho các môi trường này, các phương pháp an ninh mạng có trọng tâm cần được xây dựng dành cho tất cả các điểm xâm nhập có thể xảy ra. Ví dụ, việc sử dụng tường lửa, phát hiện xâm nhập và cập nhật bảo trì đồng thời với nhau sẽ làm tăng khả năng phòng thủ tổng thể của tổ chức. Việc đầu tư mạnh vào công nghệ bảo mật thực tế là bắt buộc, như đã được chỉ ra qua việc gia tăng các cuộc tấn công có chủ đích vào các hệ thống công nghiệp, tập trung vào những điểm yếu trong các thành phần hệ thống liên kết với nhau.

Tiêu chuẩn Mã hóa cho Mạng Công nghiệp

Việc chuẩn hóa mã hóa là rất quan trọng để đảm bảo truyền dữ liệu an toàn qua các mạng công nghiệp, giữ cho dữ liệu nhạy cảm được bảo mật và không bị thao túng. Nó cũng cung cấp nhiều giao thức nổi tiếng như AES và TLS, và những giao thức này được áp dụng rộng rãi vì đã chứng minh đầy đủ khả năng chống lại truy cập không được ủy quyền. Các số liệu thống kê cho thấy hiệu quả của chúng, chẳng hạn như X lần có báo cáo vi phạm trong đó có chứa tài liệu đã được mã hóa - và cách mà mọi thiệt hại đều bị vô hiệu hóa trong quá trình đó. Sự đồng thuận trong ngành là việc bao gồm các giao thức mã hóa như vậy là bắt buộc nếu các thiết bị ở biên cần được bảo mật hiệu quả, mang lại sự yên tâm về tính toàn vẹn và quyền riêng tư của dữ liệu cũng như bảo mật.

Giao tiếp An toàn Trong Các Nền tảng Tự động hóa

Các giao thức truyền thông an toàn là yếu tố thiết yếu để đảm bảo trao đổi dữ liệu an toàn trong các ứng dụng tự động. Truyền thông không an toàn có thể dẫn đến rò rỉ dữ liệu, gây thiệt hại cho hoạt động và cũng có thể đe dọa đến chất lượng của dữ liệu. Các tiêu chuẩn về chuyển nhượng dữ liệu an toàn và bảo mật như Giao thức Chuyển File An Toàn (SFTP) và Giao thức Chuyển Đổi Siêu Văn Bản Bảo Mật (HTTPS) được các chuyên gia trong ngành khuyến nghị. Chúng bảo vệ dòng dữ liệu và xác thực các thực thể đang trao đổi dữ liệu, cả bên gửi và bên nhận đều là các bên hợp pháp. Các thực hành tốt nhất, chẳng hạn như kiểm toán định kỳ và cập nhật lên phiên bản giao thức mới nhất, là những đề xuất quan trọng để duy trì sự an toàn trong truyền thông trên các nền tảng tự động hóa và giảm thiểu các mối đe dọa đánh chặn và thao túng dữ liệu.

Chiến lược về Hiệu quả Năng lượng và Giảm Thiểu Phế Thải

Trong bối cảnh sản xuất hiện nay, tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu chất thải là những mục tiêu cốt lõi có thể được cải thiện đáng kể với sự hỗ trợ của tự động hóa. Hệ thống thông minh tích hợp cho phép các nhà sản xuất tự động hóa quy trình để giảm thiểu việc sử dụng năng lượng không cần thiết và việc tạo ra chất thải. Ví dụ, rô-bốt dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) có thể tối ưu hóa dòng sản xuất và giảm thời gian chờ máy móc, từ đó giảm tiêu thụ năng lượng. Một nghiên cứu thực hiện trong môi trường công nghiệp đã phát hiện rằng nguồn tài nguyên tiêu thụ năng lượng đã giảm 25% khi các hoạt động tiêu tốn nhiều năng lượng được tự động hóa, chứng minh những lợi thế về môi trường và kinh tế của việc áp dụng các thực hành này. Hơn nữa, chất thải có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng hệ thống phân loại và tái chế tự động, giúp tách các vật liệu chính xác để tái sử dụng.

Vai trò của Tự động hóa trong Việc Thực hiện Kinh tế Tròn

Việc chuyển đổi từ nền kinh tế tuyến tính cũ sang một nền kinh tế tuần hoàn, thúc đẩy việc khôi phục tài nguyên thông qua tái chế, tái sử dụng hoặc phục hồi được gọi là nền kinh tế tuần hoàn. Trọng tâm của khung này là vai trò của tự động hóa trong việc hiệu quả tích hợp các thực hành tuần hoàn. Tái lắp ráp bằng rô bốt và hệ thống phân loại tự động cho công nghệ tái chế tiên tiến để tách hiệu quả vật liệu có thể tái chế khỏi dòng chất thải nhằm khôi phục tài nguyên. Ví dụ, các ngành mà công nghệ dựa trên trí tuệ nhân tạo đang được sử dụng trong quy trình tái chế đã thấy sự cải thiện 50% về việc thu hồi vật liệu. Sự hội tụ giữa tự động hóa và nền kinh tế tuần hoàn được minh họa bởi các hoạt động mà tự động hóa hỗ trợ quy trình sản xuất để cải thiện việc sử dụng tài nguyên và tính bền vững.

Các kỹ thuật tối ưu hóa tài nguyên được hỗ trợ bởi dữ liệu

Trong bối cảnh của các môi trường sản xuất tự động hóa, việc sử dụng tối ưu nguồn lực đòi hỏi phải có phân tích dữ liệu. Các nhà sản xuất có thể lọc qua một lượng lớn dữ liệu hoạt động để xác định những điểm kém hiệu quả và tối ưu hóa quy trình nhằm giảm thiểu lãng phí và đạt được hiệu quả cao nhất cho chi phí đầu tư. Các công cụ như phân tích dự đoán và giám sát thời gian thực giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa nguồn lực, dự đoán nhu cầu bảo trì và điều chỉnh hoạt động của họ để trở nên linh hoạt hơn trước những thay đổi về nhu cầu. Các tổ chức như Tesla đang sử dụng hiệu quả các phương pháp dữ liệu lớn để tìm ra các điểm nghẽn và cắt giảm lãng phí nguồn lực trong các dây chuyền sản xuất của mình. Hướng đi này không chỉ thân thiện với môi trường mà còn có thể tiết kiệm chi phí và nâng cao vị thế cạnh tranh trong lĩnh vực sản xuất.

Thực hiện Chiến lược về Công nghệ Tự động hóa

Chọn Nhà cung cấp Bộ Điều khiển Lô Ghép Chế(Programmable Logic Controller)

Việc lựa chọn một nhà cung cấp bộ điều khiển logic lập trình được (PLC) đáng tin cậy có thể là một trong những quyết định quan trọng nhất mà một quản lý nhà máy hoặc kỹ sư có thể đưa ra để đảm bảo xu hướng tự động hóa thành công. Các nhà sản xuất tốt nhất sẽ cung cấp cho bạn thiết bị đáng tin cậy, dịch vụ khách hàng tuyệt vời và chuyên gia am hiểu về ngành công nghiệp. So sánh những gì các nhà cung cấp tiềm năng cung cấp với nhu cầu và mục tiêu của tổ chức bạn là điều cần thiết. Điều này bao gồm việc đánh giá mọi thứ từ mức độ linh hoạt và khả năng mở rộng của các sản phẩm PLC của họ đến việc xem chúng có tương thích với các hệ thống đã lắp đặt hay không. Hãy cân nhắc các đánh giá trong ngành và phản hồi từ khách hàng, điều này có thể giúp bạn hình dung về vị thế của nhà cung cấp và độ tin cậy của dịch vụ. Việc chọn đúng nhà cung cấp không chỉ quan trọng đối với việc thực hiện thành công dự án mà còn đối với chất lượng tổng thể của quá trình tự động hóa. Khi đánh giá các nhà cung cấp bộ điều khiển logic lập trình, điều quan trọng là phải coi trọng mối quan hệ mà ở đó các nhà cung cấp đồng hành cùng các sáng kiến chiến lược của bạn.

Việc thích ứng của lực lượng lao động và chuyển đổi kỹ năng

[61] Khi các công nghệ tự động hóa được đưa vào hầu hết các ngành công nghiệp, những tác động kết quả đối với lực lượng lao động sẽ yêu cầu người lao động phải cập nhật và cải thiện cả công việc và kỹ năng của họ để tiếp tục làm việc. Nhìn về tương lai thậm chí còn tự động hóa hơn, nhu cầu về người lao động có kỹ năng trong việc vận hành các hệ thống phức tạp và bảo trì mạnh mẽ chỉ đang gia tăng. Điều đó đòi hỏi các chương trình đào tạo và giáo dục mạnh mẽ để giúp người lao động chuyển đổi sang các vị trí mới trong môi trường tự động hóa. Các doanh nghiệp cần đầu tư vào học tập suốt đời để duy trì nhóm nhân viên tiềm năng cạnh tranh. Dữ liệu cho thấy rằng các công ty tập trung vào sự chuyển đổi kỹ năng có hiệu suất thị trường vốn (PE) vượt trội rõ ràng và hiệu suất hoạt động đi kèm. Thật vậy, như chúng ta đã thấy trong các phát hiện chính liên quan đến tương lai của công việc (Phần 4), cách thức mà một nhà máy tự động hóa cao trong tương lai sẽ được vận hành. Sự thích ứng của lực lượng lao động sẽ là chìa khóa để giải quyết những mâu thuẫn của tự động hóa và tìm ra cách để đưa nó trở thành một phần của ngành sản xuất trong tương lai.

Các phương pháp tiếp cận Chuyển đổi Số Tích lũy

Việc áp dụng cách tiếp cận tuần tự cho quá trình chuyển đổi số mang lại nhiều lợi ích khi so sánh với các dự án quy mô lớn, đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất. Các tổ chức có thể giảm thiểu rủi ro và cải thiện việc phân bổ nguồn lực bằng cách nhắm đến những thay đổi nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Việc đón nhận những công nghệ này thường là một quá trình chậm—những khoản đầu tư hiệu quả cần thời gian để khởi động—vì vậy các công ty thường thực hiện điều này theo từng giai đoạn với các thử nghiệm ban đầu và triển khai dần dần. Điều này mang lại lợi ích cho doanh nghiệp vì nó tạo ra sự linh hoạt và khuyến khích môi trường thay đổi liên tục. Các ví dụ cho thấy rằng các doanh nghiệp áp dụng phương pháp tăng dần thay vì triển khai đại trà sẽ có sự chuyển đổi mượt mà hơn và đạt được nhiều lợi ích dài hạn hơn. Sự thay đổi từ từ của quá trình chuyển đổi số cho phép các công ty trả lời các câu hỏi theo từng bước và thích ứng với sự phát triển công nghệ.