Tự Động Hóa Công Nghiệp – Ứng Dụng Trong Sản Xuất

Chưa bao giờ công nghệ, AI, tự động hóa, số hóa dữ liệu được nhắc đến nhiều như vậy. Tự động hóa len lỏi vào mọi ngành nghề, mọi ngóc ngách của cuộc sống. Bạn có thể thấy một sự chuyển mình mạnh mẽ của thời đại công nghệ bùng nổ, đặc biệt là với các ngành kinh doanh, sản xuất. Vậy thì tự động hóa công nghiệp là gì? Ưu và nhược điểm của tự động hóa sản xuất ra sao? Hãy cùng theo dõi ngay những chia sẻ dưới đây của Đức Phát về vấn đề này nhé!

Tự động hóa công nghiệp là gì?

Tự động hóa công nghiệp là việc sử dụng công nghệ, các thiết bị máy móc, robot vào quá trình sản xuất. Với tự động hóa ngày nay, con người không tham gia hoặc chỉ tham gia ở một số công đoạn trong dây chuyền sản xuất. 

Các thiết bị tự động hóa có thể ở dạng cơ điện như động cơ hoặc thiết bị dạng hóa chất như máy sấy. Tất cả đều nhằm nâng cao hiệu suất, mức độ hiện đại và chất lượng của hàng hóa cũng như đời sống con người. 

Vai trò của công nghiệp tự động hóa

Công nghệ đóng vai trò chủ đạo, hạt nhân của toàn bộ các lĩnh vực hiện nay. Đây là điều không ai có thể phủ nhận. Công nghệ giúp nhìn ra được các lỗi sai mà con người khi làm có thể không thấy. Nó không chỉ làm được những thứ trước đây con người làm mà còn dần dần làm được cả những thứ mà trước đây hay bây giờ con người khó có thể làm được. Công nghệ giúp con người kết nối với nhau dễ dàng hơn, mạng lưới sản xuất, vận chuyển, bảo quản hàng hóa phát triển dày đặc. Công nghệ có thể lấy đi một số công việc của lao động con người, nhưng đồng thời, cũng tạo ra nhiều công việc mới với nhiều nguồn thu nhập mới cao hơn và yêu cầu trình độ chuyên môn hơn.  

Công nghệ điều khiển tự động hóa được áp dụng trong những ngành nào?

Với tính ứng dụng cao trong thời kỳ hội nhập, làn sóng tự động hóa công nghiệp gần như phủ khắp các ngành:

Lĩnh vực sản xuất

Lĩnh vực sản xuất là một lĩnh vực rất rộng bởi hàng hóa đa dạng từ thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, phương tiện giao thông, đồ dùng dụng cụ, đồ điện tử, luyện kim,… Tất cả các hàng hóa này đều có thể tự động hóa sản xuất. Trong đó, nổi bật nhất, ứng dụng công nghệ cao nhất phải kể đến ngành sản xuất:

• Ô tô, máy bay, tàu điện
• Đồ điện tử như điện thoại, ti vi, máy tính, các máy móc trong ngành y học
• Thực phẩm và đồ uống
• Hóa chất, luyện kim

Lĩnh vực nông nghiệp

Trồng trọt và chăn nuôi, công nghệ đang dần trở thành một con đường mới cho lĩnh vực nông nghiệp. Kể từ thời điểm EU đưa ra tiểu chuẩn xanh, cụ thể là đánh thuế carbon với toàn bộ hàng hóa xuất khẩu sang thị trường này, nó đã làm thay đổi và xoay chuyển mạnh mẽ ngành xuất khẩu của các quốc gia, trong đó có Việt Nam.

Các mặt hàng xuất khẩu chủ yếu của Việt Nam sang EU có nông sản và thủy hải sản. Vì vậy, Việt Nam buộc phải giảm lượng phát thải trong quá trình sản xuất hai mặt hàng này. Cách giải quyết chính là ứng dụng công nghệ cao, thân thiện với môi trường và tự động hóa nông nghiệp. Có thể kể đến một số thiết bị, ứng dụng sau:

• Các ứng dụng, thiết bị đo khí thải nhà kính trực tiếp hoặc dựa trên các số liệu do người làm nông tự nhập
• Máy móc sử dụng để nuôi cấy, trồng, tưới tiêu và thu hoạch. 
• Máy móc đóng gói thực phẩm, dán nhãn bao bì tự động hóa dễ dàng sử dụng, kiểm soát đầu ra sản phẩm.

Lĩnh vực vận tải, giao thông

Công nghệ được ứng dụng trong lĩnh vực vận tải chủ yếu được thấy ở ngành logistics. Các thiết bị, máy móc được sử dụng để bốc vác hàng hóa, tự động quản lý hệ thống hàng hóa lưu kho. Đặc biệt trong thời đại phát triển các sàn giao dịch thương mại điện tử, việc vận chuyển hàng hóa trong nước và giữa các quốc gia cực kỳ sôi động, các sàn giao dịch lớn như Shopee, Taobao, Amazon,… cần phải có công nghệ để quản lý hàng trăm triệu đơn hàng được giao dịch mỗi ngày. 

Bên cạnh đó, lĩnh vực vận tải không chỉ chở hàng hóa mà còn chở người. Công nghệ được ứng dụng trong hạ tầng giao thông như tàu điện ngầm, tàu cao tốc Shinkansen, ô tô điện Tesla, máy bay,… đều là những cái tên nổi trội trong vài năm trở lại đây.

Lĩnh vực quốc phòng

Lĩnh vực quân sự, quốc phòng cũng là một trong những lĩnh vực ứng dụng công nghệ cao nhất. Các loại xe tăng, tiêm kích, máy bay phản lực không người lái, vũ khí sinh học, tàu ngầm, vũ khí hạt nhân,… đều có dấu chân đậm nét của công nghệ tự động hóa. 

Lĩnh vực khoa học vũ trụ

Con người vẫn luôn không dừng lại ở việc khám phá Trái Đất mà còn vượt ra ngoài, tìm hiểu về vũ trụ rộng lớn bao la ngoài kia. Để chứng minh cho các giả thuyết, tìm kiếm sự sống mới, đánh giá về tuổi thọ của Trái Đất cũng như các hành tinh, công nghệ đã bước vào lĩnh vực không gian, vũ trụ từ thế kỷ XX. Các tên lửa không người lái, trạm vũ trụ không gian, thiết bị thăm dò và trạm điều khiển tại mặt đất đều sử dụng công nghệ “khủng” nhất hiện nay. 

Lĩnh vực công nghệ thông tin

Chúng ta đều biết mạng Internet, mạng điện thoại có sức ảnh hưởng lớn mạnh thế nào. Sự bùng nổ của Internet đã đưa cả thế giới bước sang thời đại 4.0. Không chỉ vậy, sự ra đời của AI, công nghệ thực tế ảo, công nghệ blockchain đều đang khuấy đảo toàn bộ thế giới. Sự quan trọng và quan tâm mà tất cả chúng ta dành cho những điều này đều cho thấy vai trò của công nghệ và ngành tự động hóa công nghiệp.

Xem thêm: Lợi ích khi sử dụng dây chuyền chiết rót trong ngành sản xuất

Phân loại tự động hóa trong sản xuất

Tự động hóa theo quy trình

• BPA (Business Process Automation): Tự động hóa đối với các quy trình kinh doanh phức tạp, quá trình chuyển đổi số của một tổ chức, doanh nghiệp. 
• RPA (Robotic Process Automation): Tự động hóa bằng việc ứng dụng robot phần mềm (bot). Robot phần mềm sẽ sao chép và thực hiện nhiệm vụ như con người.
• IPA (Intelligent Process Automation): Đây là loại tự động hóa gồm các công cụ quy trình thông minh. Chúng mô phỏng và cải thiện chất lượng theo thời gian dựa trên tác động, sự điều chỉnh của con người. 

Tự động hóa theo hình thức sản xuất

• Tự động hóa cố định (Fixed Automation): Tự động hóa cố định sử dụng các máy móc cơ học để thực hiện các hoạt động sản xuất. Ví dụ như các dây chuyền gia công, dây chuyền lắp ráp là những dây dây ứng dụng loại tự động hóa cố định nhiều nhất. Tự động hóa cố định thích hợp với hoạt động sản xuất hàng loạt, có số lượng sản phẩm lớn và cực lớn. 
• Tự động hóa lập trình (Programmable Automation): Đây là hình thức sản xuất được điều khiển bởi chương trình lập trình, giúp hệ thống máy có thể đọc và thực hiện theo. Các dây chuyền hoạt động thông qua điều khiển số hay dùng robot đa phần là tự động hóa lập trình. Loại tự động hóa này thích hợp đối với các dây chuyền sản xuất số lượng thấp và trung bình theo lô.
• Tự động hóa linh hoạt (Flexible Automation): Tự động hóa linh hoạt giống như một phiên bản mở rộng của tự động hóa lập trình. Nếu tự động hóa lập trình phải mất thời gian thay đổi chương trình, cài đặt lại máy móc khi chuyển từ sản phẩm này sang sản phẩm khác thì tự động hóa linh hoạt không mất thời gian để thay đổi khi chuyển đổi sản phẩm. Nhờ vậy, hệ thống có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau.

Tự động hóa theo cấp độ

• Mức độ cơ bản: Tự động hóa ở mức độ cơ bản là loại hệ thống chuyên thực hiện các hành động đơn giản, lặp đi lặp lại.
• Mức độ quy trình: Ở mức độ quy trình, máy móc có thể thực hiện một quy trình có nhiều bước với độ phức tạp cao hơn, có sự tích hợp với máy móc và hệ thống khác.
• Mức độ thông minh: Đây là cấp độ tự động hóa cao nhất. Tự động hóa mức độ thông minh có thể kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và mô hình học máy (Machine Learning) để học hỏi, điều chỉnh hoạt động của mình tốt hơn từ những tình huống mà chúng từng xử lý trong quá khứ. 

Ứng dụng công nghệ kỹ thuật tự động hóa trong ngành sản xuất

Pick & Place

Pick & Place là ứng dụng được sử dụng nhiều nhất hiện nay, thường là trong các dây chuyền sản xuất. Ứng dụng này sản xuất, lắp ráp sản phẩm từ một vị trí ban đầu (cố định hoặc di động) sang vị trí khác thông qua hệ thống truyền động cơ học hoặc robot. Bạn có thể ứng dụng Pick & Place từ bước xử lý nguyên liệu đầu vào cho đến giai đoạn đóng gói sản phẩm đầu ra.

Mô hình quản trị thông minh (Business Intelligence)

Mô hình quản trị thông minh (viết tắt là BI) là việc hệ thống hóa dữ liệu từ các phân xưởng, cơ sở sản xuất, nhà máy và chuyển chúng tới cấp quản lý của doanh nghiệp như trụ sở, văn phòng quản lý,… Khi nhận dữ liệu, hệ thống BI sẽ tự biến các dữ liệu thành biểu đồ, báo cáo. Từ đó, người quản trị doanh nghiệp, chủ công ty sẽ dễ dàng theo dõi được hoạt động sản xuất từ các cấp thấp hơn cũng như phân tích được các cơ hội, khó khăn, xu hướng mới và đưa ra phương án phù hợp. 

Quy trình của hoạt động tự động hóa sản xuất

Cấp giám sát

Tại cấp giám sát, người giám sát chịu trách nhiệm kiểm tra, theo dõi quá trình tự động hóa sản xuất. Việc theo dõi có thể thông qua các PC công nghiệp, máy tính gắn trên giá hoặc bảng điều khiển. Cấp độ này yêu cầu doanh nghiệp phải có hệ điều hành tiêu chuẩn, có phần mềm quản lý và có mạng để dữ liệu được truyền tải cho nhau nhanh chóng và hiệu quả. 

Cấp kiểm soát

Cấp kiểm soát sử dụng điều khiển PLC. Đây là thiết bị có khả năng giao tiếp với các thiết bị cơ học như cảm biến, đèn, động cơ hay giao thức truyền thông CAN (Controller Area Network). PLC được ứng dụng phổ biến và rộng rãi trong các quy trình sản xuất nước giải khát, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, ngành đóng gói hàng hóa,…

Cấp tự động hóa

Tại cấp độ tự động hóa, các cảm biến về nhiệt độ, áp suất, quang học cũng như các máy móc cơ học, van, động cơ sẽ kết nối với PLC bằng phương thức giao tiếp gọi là mạng truyền thông công nghiệp. Có sự kết nối giữa các thiết bị và PLC, doanh nghiệp mới có thể kiểm soát và giám sát hoạt động sản xuất một cách dễ dàng. 

Ưu điểm của công nghệ kỹ thuật tự động hóa

Nhược điểm của tự động hóa trong sản xuất

Đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lớn

Để triển khai hệ thống tự động hóa, doanh nghiệp phải đầu tư số vốn lớn vào các thiết bị. Có khi, doanh nghiệp phải thay đổi gần như toàn bộ dây chuyền hiện tại và cách làm việc để phù hợp với công nghệ mới. Điều này có thể là một rào cản đối với các doanh nghiệp nhỏ và vừa. Các doanh nghiệp có thể thực hiện dây chuyền bán tự động thay vì tự động để tiết kiệm chi phí. Khi muốn chuyên nghiệp hóa, mở rộng quy mô, doanh nghiệp mới đầu tư vào tự động hóa. Đa phần các doanh nghiệp lớn đi lên từ quy mô nhỏ và áp dụng cách làm này.

Yêu cầu kiến thức kỹ thuật cao

Vận hành và quản lý các hệ công nghiệp tự động hóa đòi hỏi kiến thức kỹ thuật cao. Nhân viên phải được đào tạo để hiểu và sử dụng hiệu quả các thiết bị tự động hóa. Điều này có thể đòi hỏi thời gian và chi phí đào tạo. Tuy nhiên, nếu đã biết cách vận hành máy, việc quản lý sẽ trở nên vô cùng đơn giản và dễ dàng. Nhân công cũng có thể tăng thu nhập nhờ tay nghề của mình. Về lâu dài, đây là một con đường hiệu quả hơn so với việc chỉ sử dụng lao động phổ thông.

Rủi ro về an ninh mạng

Các hệ thống tự động hóa có thể gặp phải rủi ro về an ninh mạng. Đặc biệt, khi kết nối với internet và hệ thống mạng khác. Điều này đòi hỏi doanh nghiệp phải đảm bảo an toàn thông tin và bảo mật cho các thiết bị tự động hóa. Cách để hạn chế và ngăn chặn các rủi ro này là sử dụng mạng nội bộ. Với các lớp khóa và mạng chỉ có hiệu lực trong nội bộ, doanh nghiệp sẽ bảo toàn được công nghệ và bí mật kinh doanh.

Bài viết trên đây là những chia sẻ của Đức Phát về những thông tin có liên quan đến tự động hóa công nghiệp là gì? Ưu và nhược điểm của tự động hóa sản xuất. Hy vọng bài viết của chúng tôi cung cấp những nội dụng cần thiết đến bạn.

Nếu bạn đang quan tâm đến các thiết bị có tính tự động hóa để cải thiện năng suất kinh doanh của công ty mình thì hãy liên hệ ngay 0919476666. Đức Phát chuyên cung cấp các dây chuyền sản xuất thực phẩm, dây chuyền chiết rót đóng chai… cùng nhiều thiết bị hiện đại khác. Bạn cũng có thể đến trực tiếp showroom tại 126Đ Tam Trinh, Q. Hoàng Mai, TP. Hà Nội để được các chuyên viên tư vấn và hỗ trợ.