Tự động hóa đang trở thành xu hướng phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, thể hiện sự chuyển đổi đáng kể đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất. Theo số liệu từ Bộ Công Thương Việt Nam, giai đoạn 2016-2020 ghi nhận sự gia tăng đáng kể về số lượng doanh nghiệp áp dụng công nghệ tự động hóa trong quy trình sản xuất. Đặc biệt, theo Hiệp hội Công nghiệp Tự động hóa Việt Nam (VAA), có hơn 2,000 doanh nghiệp áp dụng các giải pháp tự động hoá vào sản xuất năm 2022, tăng 30% so với mức năm trước đó.

Sự hỗ trợ của Chính phủ trong việc thúc đẩy tự động hoá được thể hiện qua các chính sách ưu đãi, khuyến khích đầu tư vào công nghệ hiện đại. Ngoài ra, các doanh nghiệp lớn cũng đang tích cực đầu tư vào quá trình tự động hoá để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản xuất.

Tự động hoá là gì? 

Tự động hóa là quá trình ứng các giải pháp khoa học kỹ thuật hay hệ thống các công nghệ tiên tiến để thực hiện các nhiệm vụ hoặc quy trình được thực hiện thủ công bởi con người. Mục tiêu của tự động hóa là tăng cường hiệu suất và chất lượng cao hơn trong quá trình thực hiện các tác vụ, giảm bớt gánh nặng lao động cho con người, giảm lỗi và tối ưu hóa sự linh hoạt trong các hoạt động công việc. Các công nghệ tự động hóa có thể bao gồm robot, hệ thống điều khiển tự động, máy học (Machine learning), và các giải pháp IoT (Internet of Things) để tạo ra một môi trường tự động hóa toàn diện. 

Phân loại 3 hình thức tự động hóa sản xuất phổ biến hiện nay

1. Tự động hóa cố định (Fixed Automation)

Đây là loại hình được thiết kế để thực hiện chỉ một chức năng duy nhất. Nếu doanh nghiệp cần sản xuất một sản phẩm lặp đi lặp lại theo một cách cụ thể, đây là loại tự động hóa phù hợp. Tự động hóa cố định được ứng dụng trong các môi trường sản xuất có yêu cầu sản xuất hàng loạt của một sản phẩm cụ thể với quy mô lớn. Hệ thống này được lập trình để thực hiện một chức năng duy nhất đảm bảo sự ổn định và chính xác trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, loại này không có tính linh hoạt cao và không thể chuyển đổi linh hoạt giữa các sản phẩm khác nhau.

2. Tự động hóa lập trình (Programmable Automation)

Tự động hóa lập trình có khả năng thực hiện nhiều chức năng, sản xuất nhiều loại sản phẩm trong khoảng thời gian ngắn. Loại hình này được sử dụng trong môi trường sản xuất nơi có sự đa dạng trong các sản phẩm. Hệ thống này có thể được lập trình lại để thích ứng với các chức năng mới, nhưng có thể có thời gian gián đoạn khi hệ thống phải chuyển đổi để sản xuất một sản phẩm mới.

3. Tự động hóa linh hoạt (Flexible Automation)

Tự động hóa linh hoạt là loại hình được áp dụng trong môi trường sản xuất yêu cầu sự linh hoạt đối với các sản phẩm được sản xuất. Mặc dù nó có khả năng lập trình lại, nhưng chỉ giới hạn trong việc làm việc với một loại sản phẩm cụ thể. Điều này giúp doanh nghiệp kết hợp tính linh hoạt với hiệu suất, đặc biệt là trong môi trường sản xuất đòi hỏi mức độ chuyển động cao và khả năng đáp ứng nhanh chóng.

4 Cấp độ theo mô hình kim tự tháp tự động hoá

Tầng 0: Nhà máy & thiết bị sản xuất (Field Level)

Ở tầng này, các thiết bị như nút nhấn, công tắc, cảm biến sẽ thu thập thông tin và truyền vào PLC để xử lý. Các thiết bị đầu ra như động cơ, van, xilanh sẽ được kích hoạt để thực hiện các nhiệm vụ truyền động trong quá trình sản xuất. Tầng này chứa phần cứng và thực thi mệnh lệnh phục vụ quá trình sản xuất.

Tầng 1: Kiểm soát giám sát quy trình sản xuất (Control Level)

PLC đảm nhận vai trò chủ đạo ở tầng này với nhiệm vụ đọc thông tin từ cấp độ hiện trường và áp dụng các điều kiện lập trình để điều khiển thiết bị phần cứng. Bộ điều khiển PID giữ ổn định biến số điều khiển bằng cách tỷ lệ, tích phân, và vi phân. Vai trò của tầng 1 này là thực hiện lập trình để kiểm soát các thiết bị sản xuất, đặc biệt trong những ứng dụng đòi hỏi điều khiển chính xác như nhiệt độ, lưu lượng, áp suất.

Tầng 2: Kiểm soát giám sát & thu thập dữ liệu (Supervisory Level)

Ở tầng kiểm soát, SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) được sử dụng để giám sát toàn bộ hệ thống và điều khiển PLC thực hiện các mệnh lệnh. SCADA sử dụng màn hình HMI và PC Station để hiển thị thông tin hệ thống và điều khiển thiết bị chấp hành. SCADA có khả năng giám sát và điều khiển nhiều hệ thống cùng một lúc, không chỉ giới hạn trong một HMI và hệ thống đơn lẻ.

Tầng 3: Quản lý, điều hành nhà máy (Planning Level)

MES (Manufacturing Execution System) được sử dụng ở tầng 3 nhằm mục đích giám sát, quản lý và điều hành quá trình sản xuất từ nguyên vật liệu đến sản phẩm hoàn thiện. MES cung cấp thông tin chi tiết để người quản lý có thể đưa ra quyết định và điều chỉnh kế hoạch sản xuất dựa trên dữ liệu thực tế. Từ đó, MES giúp cho doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện quy trình quản lý nhà máy.

Tầng 4: Tầng quản lý, hoạch định doanh nghiệp (Enterprise Level)

Tầng cao nhất trong tháp tự động hóa sử dụng hệ thống quản lý tích hợp ERP (Enterprise Resource Planning). ERP là một hệ thống quản lý hàng đầu, giúp quản lý toàn bộ hoạt động của doanh nghiệp. Hệ thống được tích hợp các ứng dụng từ các cấp độ thấp hơn, cho phép giám sát từ quy trình sản xuất đến quản lý tài chính và nhân sự. ERP là lựa chọn giúp các nhà quản lý đảm bảo sự tích hợp cao và minh bạch trong hoạt động doanh nghiệp.

Nhìn chung, để có thể ứng dụng hiệu quả cho nhà máy sản xuất của mình thì buộc các tầng trong kim tự tháp tự động hoá nêu trên phải có sự liên kết, kết nối chặt chẽ với nhau. Cụ thể, tầng sản xuất (gồm tầng nhà máy & thiết bị sản xuất, tầng Kiểm soát quy trình sản xuất, tầng Kiểm soát giám sát & thu thập dữ liệu) cần phải có được sự truyền tải thông tin sản xuất cho tầng quản trị (gồm tầng quản lý, hoạch định doanh nghiệp, tầng quản lý, điều hành nhà máy). 

Tuy nhiên, phần lớn các doanh nghiệp hiện nay khi bắt đầu chuyển đổi số hay gặp phải tình trạng chỉ đầu tư cục bộ, chỉ đầu tư vào tầng cao nhất là ERP trong khi những tầng ở dưới còn thô sơ, tồn đọng nhiều quy trình thủ công dẫn đến tình trạng đứt gãy thông tin giữa các tầng. Vì vậy, tầng hoạch định chiến lược không đủ dữ liệu thông tin về tình trạng sản xuất để có thể đo lường, đánh giá cũng như quản trị một cách hiệu quả.

Các ngành sản xuất ứng dụng tự động hoá phổ biến hiện nay 

Sản xuất ô tô

Tự động hóa quy trình thông qua robot (RPA) làm tăng hiệu suất và đảm bảo an toàn trong ngành sản xuất ô tô. Sự cộng tác giữa robot và con người giúp doanh nghiệp hoàn thành nhiều tác vụ công việc trong thời gian ngắn với chất lượng kiểm soát cao. Công nghệ này giảm thiểu lỗi của con người trong các quy trình đòi hỏi chính xác, tự động báo cáo và tài liệu, và tích hợp tính năng an toàn có thể dừng máy khi có người đến gần.

Thiết bị y tế & Dược phẩm 

Công nghệ tự động trong ngành y tế có thể thực hiện các nhiệm vụ với độ chính xác cao hơn và giảm tỷ lệ lỗi so với khả năng của con người và do đó, nó đã trở thành công cụ trong việc ghi chép, báo cáo và sản xuất các sản phẩm dược phẩm và thiết bị y tế .

Thực phẩm & Đồ uống 

Tự động hóa đảm bảo cung cấp sản phẩm nhất quán cho mọi khách hàng và có thể hạn chế sự can thiệp của con người để cải thiện an toàn thực phẩm và giảm rủi ro thu hồi. Các công nghệ tự động giúp theo dõi và truy tìm hàng tồn kho, việc báo cáo và phân tích tự động giúp tổ chức cải thiện việc ra quyết định điều chỉnh lịch trình và quy trình công việc nhằm giảm lãng phí thực phẩm hoặc thất thoát sản phẩm. 

Xem thêm: Xu thế sản xuất thông minh ngành thực phẩm và đồ uống F&B – 5 lợi ích đáng giá

Sản phẩm tiêu dùng

Ngành sản phẩm tiêu dùng và hàng tiêu dùng ứng dụng các quy trình tự động hoá để đáp ứng nhu cầu thị trường mà không làm giảm chi phí, đặc biệt là trong thời điểm thiếu lao động. Tự động hóa sản xuất trong hàng tiêu dùng đóng gói (CPG) có thể được nhìn thấy trong tất cả các phần của quy trình, bao gồm lắp ráp, đóng gói, xử lý nguyên liệu, vận chuyển, kiểm tra, thử nghiệm, lập kế hoạch và báo cáo. 

Đồ điện tử & Công nghệ cao 

Khi nhu cầu về các sản phẩm điện tử và công nghệ gia tăng, robot sản xuất tự động có thể tăng cường đáng kể tốc độ sản xuất, kiểm tra và loại bỏ sản phẩm bị lỗi, đồng thời hỗ trợ duy trì các điều kiện sản xuất tối ưu để tạo ra sản phẩm chất lượng cao hơn với chi phí sản xuất ít hơn. 

Bao bì 

Tự động hóa trong ngành bao bì giúp các nhà sản xuất duy trì tính cạnh tranh và nhất quán trong sản phẩm của họ, giúp nhân viên an toàn hơn và cải thiện tính linh hoạt của bao bì để phù hợp với nhiều loại sản phẩm lớn hơn và đa dạng hơn.

Tầm quan trọng của tự động hóa sản xuất

Giảm thiểu thời gian sản xuất

Khả năng tăng tốc về thời gian sản xuất của tự động hóa mang lại sự linh hoạt cho các nhà sản xuất khi phải đối mặt với những biến động ngày càng phức tạp trên thị trường ngày nay, từ đó tạo lợi thế cạnh tranh hơn. Máy móc có thể sản xuất nhiều sản phẩm hơn trong thời gian ngắn hơn, với ít lỗi hơn, và robot kết hợp với các cảm biến tiên tiến có thể cùng nhau thực hiện quy trình xác nhận và kiểm tra để đảm bảo kiểm soát chất lượng và tăng tốc độ sản xuất.

Giảm tỷ lệ lỗi và nguy hiểm cho người lao động 

Tự động hoá giúp giảm tỷ lệ lỗi của con người trong quá trình sản xuất, điều này không chỉ mang lại lợi ích về chất lượng sản phẩm tốt hơn cho doanh nghiệp mà còn tăng cường an toàn lao động. Từ đó, tạo tiền đề cho tổ chức có thể giảm thiểu chi phí sửa chữa, thu hồi sản phẩm, và tránh các tai nạn lao động nghiêm trọng. 

Giải quyết bài toán thiếu hụt lao động & giảm chi phí nguồn nhân lực

Bằng việc thay thế các tác vụ công việc trong quy trình sản xuất bằng máy móc và robot, doanh nghiệp có thể giảm tải công việc cho lao động con người, tăng hiệu quả sản xuất, và mở ra cơ hội chuyển đổi sức lao động sang các công việc nâng cao kỹ năng và nghiên cứu. Những lợi ích trên giúp doanh nghiệp giải quyết vấn đề cấp bách về thiếu hụt nhân sự trong ngành sản xuất, đóng góp vào sự bền vững và cạnh tranh của doanh nghiệp. 

Xem thêm: Top 4 Giải Pháp Giảm Chi Phí Sản Xuất Hiệu Quả Cho Doanh Nghiệp

Cải thiện khả năng phân tích và theo dõi quá trình sản xuất

Tự động hoá cải thiện khả năng phân tích và theo dõi quá trình sản xuất bằng việc ứng dụng cảm biến, robot và giải pháp công nghệ tiên tiến. Các cảm biến giúp theo dõi thông tin về hàng tồn kho, hiệu suất máy móc, và tình trạng bảo trì hệ thống. Robot có khả năng thực hiện các công việc kiểm tra chất lượng và xác nhận các quy trình sản xuất. Những lợi ích trên giúp doanh nghiệp tối ưu hóa kế hoạch sản xuất, đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu chính xác và cụ thể, và cuối cùng cải thiện lợi nhuận đầu tư (ROI).

Tự động hoá sản xuất với Hệ thống quản lý sản xuất thông minh MES-X

Hệ thống MES (Manufacturing Execution System) đóng vai trò là mắt xích quan trọng kết nối giữa quá trình sản xuất trong nhà máy và bộ phận quản lý bằng cách thu thập dữ liệu trực tiếp từ các thiết bị sản xuất. Thay vì phải đợi đến khi công đoạn sản xuất hoàn thành theo cách truyền thống, MES cho phép doanh nghiệp cập nhật thông tin về sản xuất ngay lập tức theo thời gian thực.

MES-X là hệ thống điều hành quản lý toàn diện quy trình sản xuất thông minh cung cấp cho doanh nghiệp cái nhìn tổng thể trên từng công đoạn về toàn bộ quá trình sản xuất được phát triển bởi VTI Solutions – VTI Group. Với khả năng hỗ trợ doanh nghiệp tự động hóa sản xuất bằng tính năng kết nối trao đổi thông tin giữa các tầng. 

MES-X cho phép trao đổi thông tin tự động giữa các công đoạn sản xuất và các hệ thống khác trong nhà máy như hệ thống ERP (Enterprise Resource Planning), hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), hệ thống PDM (Product Data Management) và hệ thống QMS (Quality Management System).

• Quản lý quy trình sản xuất: MES-X giúp quản lý và tối ưu hóa quy trình sản xuất trên từng công đoạn. Cung cấp công cụ để định nghĩa và theo dõi các bước trong quy trình sản xuất, đảm bảo tính tuần tự, đúng thứ tự và đúng quy trình của từng công đoạn.
• Quản lý nguyên liệu và linh kiện: MES-X giúp quản lý nguồn cung cấp nguyên liệu và linh kiện cho từng công đoạn sản xuất. Cung cấp thông tin về lượng tồn kho, đặt hàng, theo dõi nguồn cung cấp và cảnh báo khi nguồn cung cấp không đủ hoặc gặp sự cố.
• Theo dõi hiệu suất sản xuất: MES-X cho phép theo dõi hiệu suất sản xuất trên từng công đoạn. Chúng tự động thu thập dữ liệu về tốc độ sản xuất, thời gian chờ, thời gian chế biến và các chỉ số hiệu suất khác để phân tích và đánh giá hiệu suất của từng công đoạn.
• Quản lý nhân công: MES-X hỗ trợ quản lý nhân công trong quy trình sản xuất. Nó giúp theo dõi số lượng và kỹ năng của nhân viên, quản lý lịch làm việc, phân công công việc và theo dõi hiệu suất làm việc của từng nhân viên trên từng công đoạn.
• Quản lý chất lượng: MES-X giúp quản lý quá trình kiểm tra chất lượng và đảm bảo tuân thủ các quy trình kiểm tra và tiêu chuẩn chất lượng. Nó cung cấp các công cụ để ghi lại kết quả kiểm tra, theo dõi lỗi và hỗ trợ quy trình kiểm tra lại và sửa chữa khi cần thiết.

Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và nhận demo miễn phí hệ thống MES hàng đầu Việt Nam!

5432105/5 - (2 bình chọn)