Xuất hiện đồng thời với việc hình thành khái niệm về công nghiệp 4.0, các công nghệ mới như robot, phân tích dữ liệu lớn, điện toán đám mây, thực tế tăng cường, IoT… đang dần được hiện thực hóa trên các dây chuyền sản xuất và trong từng nhà máy. Với tốc độ thâm nhập ngày một nhanh, các công nghệ này hứa hẹn sẽ làm thay đổi đáng kể bộ mặt của ngành sản xuất.
Trong suốt lịch sử của mình, ngành sản xuất luôn là một trong những cái nôi của đổi mới sáng tạo. Rất nhiều công nghệ, triết lý vốn xuất phát điểm từ ngành sản xuất sau đó lan rộng trong các ngành nghề khác trong xã hội như Nguyên lý sản xuất tinh gọn, khái niệm Kaizen…Trước làn sóng của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, ngành sản xuất cũng là một trong những ngành tiên phong tiếp cận và thực hiện chuyển đổi số khi 91% các doanh nghiệp sản xuất cho biết họ đang đầu tư xây dựng và từng bước biến nhà máy của mình thành nhà máy số (1).
Trong quá trình thực hiện, tùy vào từng giai đoạn mà các doanh nghiệp sản xuất thường gặp phải một số khó khăn như sau:
- Thông tin chưa đồng bộ và lưu trữ rời rạc bởi đa phần thông tin vẫn tồn tại ở dạng giấy (kế hoạch sản xuất, thống kê sản xuất). Có những thông tin đã được số hóa và lưu trữ tập trung, nhưng có những thông tin chỉ được số hóa và lưu trữ riêng lẻ. Do vậy, thông tin không sẵn sàng được chia sẻ, sử dụng trong vận hành liên phòng ban và thông tin không được phân tích phục vụ điều hành.
- Chưa vận hành theo thể thống nhất vì các hệ thống, phần mềm được sinh ra trong quá trình hoạt động tương đối “tùy phát” theo yêu cầu nghiệp vụ mà thiếu quy hoạch tổng thể. Do vậy, qua thời gian các hệ thống phần mềm thiếu đồng bộ, khó kết nối với nhau và do đó tạo ra nhiều lãng phí trong vận hành.
- Việc thực hiện Chuyển đổi số thường phải đi kèm với việc tối ưu, điều chỉnh quy trình nghiệp vụ. Tuy nhiên, có những nhà máy chưa có hoặc chưa biết triết lý sản xuất mà mình định thay đổi sẽ như nào nên có những lúng túng trong việc triển khai. Từ đó, công nghệ áp dụng mà không đi kèm với quản trị sự thay đổi gây nên tình trạng tạo thêm công việc cho người lao động và không mang lại hiệu quả đột phá.
- Kỳ vọng hiệu quả ngay lập tức từ Chuyển đổi số, trong khi thực tế các kết quả thường cần từ 2 đến 5 năm để có thể đánh giá một cách chính xác. Do vậy, việc duy trì thực hiện Chuyển đổi số thường khó kéo dài nếu không có quyết tâm và định hướng chiến lược từ lãnh đạo. Điều này cũng dễ gây ra sự e ngại chuyển đổi trong đội ngũ vận hành khi họ vẫn luôn cần đảm bảo yếu tố hiệu quả và ổn định trong sản xuất.
Vượt qua những khó khăn và thách thức này là một trong những yếu tố bắt buộc để doanh nghiệp sản xuất có thể thành công trên con đường Chuyển đổi số. Thông thường các doanh nghiệp sẽ khởi đầu từ những việc rất đơn giản như số hóa toàn bộ thủ tục hành chính, giấy tờ và hướng tới “nhà máy không giấy”. Ở bước tiếp theo, việc khai thác và kết nối thông tin các hệ thống vận hành nhằm “nhìn” được toàn bộ quá trình sản xuất, giúp quyết định về các ưu tiên thực hiện. Đây sẽ là nền tảng vô cùng quan trọng giúp các doanh nghiệp sản xuất có thể hướng tới các tương lai xa hơn như tự động hóa một phần hoặc toàn phần và thực sự trở thành nhà máy số.
Thông qua các chương trình chuyển đổi, các doanh nghiệp sản xuất sẽ hướng tới một số các kết quả sau:
- Tối ưu chu trình sản xuất và giảm hàng tồn trên chuyền: Việc liên tục đo đếm và nhìn rõ năng suất, hiệu quả tại từng công đoạn sẽ giúp doanh nghiệp đưa ra các hình thức điều hành và cải tiến sản xuất. Từ đó, luồng sản xuất trở nên nhịp nhàng và đồng bộ với nhau, giảm thiểu tối đa công việc dang dở và hàng hóa bán thành phẩm trên chuyền.
Herman Miller là một doanh nghiệp sản xuất đồ nội thất văn phòng tại Mỹ. Giống như rất nhiều doanh nghiệp khác, Herman Miller thường xuyên gặp vấn đề về việc bàn giao sản phẩm chậm tiến độ trong khi chi phí và thời gian tồn kho bán thành phẩm cao. Thông qua việc đổi mới cải tiến trong sản xuất và đặc biệt là áp dụng hệ thống điều hành sản xuất Herman Miller Performance System. Herman Miller đã tối ưu tồn kho từ 4,5 ngày xuống 1,5 ngày và tiết kiệm 5 triệu USD chi phí phân phối hàng hóa (2).
- Cải thiện chất lượng sản phẩm: thông qua việc áp dụng công nghệ vào từng khâu trong sản xuất và phân tích dữ liệu chất lượng trong từng khâu, người điều hành biết các công đoạn có tỉ lệ lỗi cao, ảnh hưởng tới chất lượng và tiến độ sản phẩm. Từ việc xác định đúng nguyên nhân gây lỗi, các đơn vị R&D và quản lý sản xuất sẽ có phương án khắc phục và nâng cao chất lượng sản phẩm.(3)
Huntsman là một trong những công ty hóa chất hàng đầu sản xuất PU, một vật liệu cho ứng dụng cho nhiều ngành công nghiệp. Do đặc điểm hoạt động liên tục nên chỉ một sai sót nhỏ trong hệ thống vận hành có thể ảnh hưởng lớn tới tiêu chuẩn chất lượng của hãng. Để giải quyết vấn đề, Huntsman áp dụng công nghệ cảm biến và phân tích dữ liệu nhằm theo dõi và đưa ra cảnh báo sớm về các rủi ro trong chất lượng sản phẩm. Nhờ đó, Huntsman có thể vận hành nhà máy 24/7 với năng suất cao và chất lượng đảm bảo toàn diện (4).
- Quản lý và giảm thiểu sử dụng năng lượng và nâng cao hiệu năng máy móc: Việc tích hợp IIoT – IoT tiêu chuẩn (Industrial IoT) một cách toàn diện giúp doanh nghiệp sản xuất có khả năng nắm bắt toàn bộ hiện trạng sử dụng năng lượng, phát hiện các yếu tố bất thường hoặc điều chỉnh cân bằng giữa cao điểm – thấp điểm để tối ưu chi phí & hiệu năng hoạt động. Bên cạnh đó, việc thu thập dữ liệu từ máy móc cũng sẽ giúp công tác bảo hành bảo trì chuyển từ bảo trì theo thời gian (time based) sang bảo trì theo tình trạng (condtion based) và cao hơn nữa là dự báo bảo trì (predictive maintenance). Qua đó, thời gian đình trệ sản xuất do sự cố máy móc sẽ được giảm xuống mức tối thiểu và nâng cao hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE).
Danone, công ty sản xuất thực phẩm và sữa hàng đầu thế giới luôn gặp phải vấn đề trong việc tối ưu năng lượng và máy móc vận hành. Do đặc điểm hoạt động trong ngành thực phẩm, Danone cần tiêu tốn lượng lớn năng lượng và máy móc phục vụ cho việc làm mát và bảo quản sản phẩm. Ứng dụng công nghệ số, chi nhánh Danone tại Israel sử dụng 1 loạt cảm biến và hệ thống theo dõi, phân tích nhằm xây dựng hệ thống cảnh báo sớm đề phòng sự cố ngừng hoạt động và điều tiết năng lượng vào cuối tuần. Dựa trên dữ liệu từ cảm biến, hệ thống tự động điều chỉnh giảm công suất hoạt động của máy móc vào thời điểm cuối tuần giúp giảm 30% năng lượng tiêu thụ và tiết kiệm khoảng 150,000 USD hàng năm chi phí do cải thiện được tình trạng dừng hoạt động bất chợt (5).
Nguồn tham khảo
(1) PwC. 2020. Digital Factories Shaping the future of manufacturing.
(2) Lean Enterprise Institute. 2009. Herman Miller’s Experiment in Excellence.
(3) BCG. 2016. Sprinting to Value in Industry 4.0.
(4) Control Global. 2019. Chemical Plant Discovers Digital Optimization.
(5) Ecoplant. N.d. Global F&B Plant Launches Remote Monitoring & Energy Savings With Ecoplant.
