IIoT (Industrial of Things) đang diễn ra ở tốc độ chóng mặt với hàng tỷ thiết bị kết nối với các mạng tập trung trên toàn Thế giới. Để hiểu kĩ hơn về cảm biến IoT trong sản xuất  trước tiên chúng ta sẽ cùng AsiaSoft hiểu khái niệm IIoT là gì? Và Lợi ích của nó trong ngành công nghiệp hiện nay.

1. IoT công nghiệp (IIoT) là gì?

Công nghệ IoT tồn tại xung quanh chúng ta, tất cả những thiết bị kết nối mà chúng ta sử dụng như công nghệ thiết bị đeo và trợ lý ảo đều có thể thực hiện được nhờ IoT. Do đó, IoT công nghiệp đang tận dụng khả năng kết nối kỹ thuật số mà chúng ta ngày càng phụ thuộc vào và áp dụng nó vào các hoạt động sản xuất quy mô lớn, nơi có rủi ro cao hơn nhưng lợi ích thu được lớn hơn.

Theo TechTarget, IIoT có thể được định nghĩa chính thức là “việc sử dụng các cảm biến và bộ truyền động thông minh để nâng cao quy trình sản xuất và công nghiệp”. Khi ngành sản xuất chuyển đổi từ các tính năng tự động hóa và hệ thống kết nối của Công nghiệp 4.0 sang tính toán cá nhân hóa và nhận thức nâng cao của Công nghiệp 5.0, IIoT có thể được coi là một cách tiếp cận lấy con người làm trung tâm hơn trong sản xuất.

Cách tiếp cận này, còn được gọi là sản xuất thông minh, là khả năng của người vận hành đưa ra quyết định tốt hơn dựa trên thông tin chi tiết về Dữ liệu lớn được thu thập bởi các giải pháp IIoT. Để điều này xảy ra, các nhà sản xuất phải đầu tư vào việc số hóa rộng rãi các hoạt động của họ.

Có bốn yếu tố chính hỗ trợ hoạt động IIoT:

• Máy thông minh được trang bị cảm biến và phần mềm có thể theo dõi và ghi lại dữ liệu.
• Hệ thống máy tính đám mây mạnh mẽ có thể lưu trữ và xử lý dữ liệu.
• Hệ thống phân tích dữ liệu nâng cao có ý nghĩa và tận dụng dữ liệu được thu thập từ hệ thống, cung cấp thông tin cho hoạt động và cải tiến sản xuất.
• Những nhân viên được đánh giá cao đã được đào tạo để áp dụng những hiểu biết này vào công việc và được hỗ trợ trong việc đảm bảo hoạt động sản xuất phù hợp.

2. Lợi ích khi áp dụng IIoT trong sản xuất

IoT công nghiệp nhúng được hiểu là một phần thiết yếu trong tương lai của ngành sản xuất, hỗ trợ các chiến lược tạo doanh thu như kiếm tiền từ dữ liệu và các mô hình thương mại mới như Thiết bị dưới dạng Dịch vụ. 

Dưới đây là 8 lợi ích lớn nhất của việc áp dụng IIoT vào hoạt động sản xuất:

2.1. Tăng hiệu quả hoạt động

Lợi ích lớn nhất của IIoT là nó mang lại cho các nhà sản xuất khả năng tự động hóa và do đó tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của họ. Robot và máy móc tự động có thể hoạt động hiệu quả và chính xác hơn, tăng năng suất và giúp các nhà sản xuất hợp lý hóa các chức năng của họ.

Ngoài ra, máy móc vật lý có thể được kết nối với phần mềm thông qua các cảm biến theo dõi hiệu suất liên tục. Điều này cho phép các nhà sản xuất hiểu rõ hơn về hiệu suất hoạt động của từng bộ phận thiết bị cũng như toàn bộ nhóm thiết bị.

Hệ thống dữ liệu hỗ trợ IIoT hỗ trợ các nhà sản xuất nâng cao hiệu quả hoạt động bằng cách:

• Bỏ qua các nhiệm vụ và chức năng thủ công và triển khai các nhiệm vụ và chức năng tự động, kỹ thuật số
• Đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu liên quan đến tất cả các chức năng sản xuất
• Giám sát hiệu suất từ ​​mọi nơi trên sàn sản xuất hoặc từ xa hàng ngàn dặm

2.2. Thời gian đưa ra thị trường ngắn hơn

Hiệu quả hoạt động cao hơn cũng cho phép quy trình sản xuất nhanh hơn và hiệu quả hơn. Các giải pháp IoT công nghiệp cho phép giao tiếp trực tiếp từ các thành phần mạng tới nhân viên, trong đó:

• Cho phép đưa ra quyết định nhanh hơn trước những biến động của thị trường
• Cung cấp những hiểu biết sâu sắc hơn về hoạt động của chuỗi cung ứng và cải thiện thời gian phản hồi đối với sự gián đoạn
• Xác định sự thiếu hiệu quả trong thời gian chu kỳ sản phẩm, cho phép tối ưu hóa tốt hơn ở các dòng khác nhau

2.3. Giảm các lỗi vận hành và sản xuất 

IoT công nghiệp hỗ trợ các nhà sản xuất số hóa gần như mọi bộ phận trong hoạt động kinh doanh của họ. Bằng cách giảm quy trình và mục nhập thủ công, nhà sản xuất có thể giảm thiểu rủi ro lớn nhất liên quan đến lao động thủ công lỗi của con người.

Điều này không chỉ dừng lại ở các lỗi vận hành và sản xuất. Các giải pháp IIoT cũng có thể giảm nguy cơ vi phạm dữ liệu và mạng do lỗi của con người. Theo Báo cáo Rủi ro Toàn cầu của Diễn đàn Kinh tế Thế giới, 95% các mối đe dọa an ninh mạng có nguồn gốc từ lỗi của con người. Các chương trình và máy móc hỗ trợ AI và máy học có thể tự thực hiện phần lớn công việc tính toán cần thiết, loại bỏ khả năng ai đó mắc một lỗi đơn giản và khiến dữ liệu của nhà sản xuất gặp rủi ro.

2.4. Bảo trì dự đoán

Không có gì tác động tiêu cực đến hoạt động sản xuất nhiều hơn thời gian ngừng hoạt động của máy. Các chuyên gia ước tính rằng trung bình một nhà sản xuất phải trải qua 800 giờ ngừng hoạt động thiết bị mỗi năm, điều này làm tăng thêm chi phí ngoài kế hoạch cho toàn ngành lên tới hàng tỷ đồng mỗi năm. Điều gì có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng đến mức các nhà sản xuất không thể vận hành? Câu trả lời rất đơn giản: Thiếu hoạt động bảo trì thích hợp và có tính dự đoán.

Khi hoạt động bảo trì trong thế giới sản xuất mang tính phản ứng thay vì chủ động, các nhà sản xuất bị mắc kẹt trong việc cố gắng xác định vấn đề là gì, làm cách nào để sửa chữa, và nó sẽ có giá bao nhiêu. Với hoạt động bảo trì dự đoán được hỗ trợ bởi các giải pháp IoT công nghiệp, tất cả những vấn đề đó đều được giảm bớt.

Khi hiệu suất và chức năng của máy móc được giám sát nhất quán, nhà sản xuất có thể tạo đường cơ sở. Đường cơ sở này và dữ liệu tương ứng cung cấp cho các công ty thông tin họ cần để phát hiện bất kỳ vấn đề nào trước khi nó xảy ra. Sau đó, họ có thể lên lịch bảo trì trước thời gian ngừng hoạt động, điều này mang lại lợi ích:

• Có các bộ phận cần thiết cho công việc
• Biết trước chi phí của dự án và có thể lập ngân sách cho nó
• Di chuyển sản xuất sang khu vực khác của cơ sở để hạn ngạch sản phẩm không bị ảnh hưởng
• Đảm bảo máy móc hoạt động ở hiệu suất cao nhất

2.5. Tính an toàn được cải thiện

Tất cả dữ liệu và cảm biến cần thiết cho hoạt động sản xuất IIoT hoạt động đầy đủ cũng đang giúp tăng cường an toàn tại nơi làm việc. “Sản xuất thông minh” đang chuyển thành “bảo mật thông minh” khi tất cả các cảm biến IIoT phối hợp với nhau để giám sát sự an toàn của nhân viên và nơi làm việc.

Hệ thống an toàn tích hợp đang bảo vệ người lao động trên sàn, trên dây chuyền và trong phân phối. Nếu tai nạn xảy ra, mọi người trong cơ sở có thể được cảnh báo, hoạt động có thể ngừng và lãnh đạo công ty có thể can thiệp và đảm bảo tai nạn và sự cố được giải quyết. Sự cố này cũng có thể tạo ra dữ liệu có giá trị giúp ngăn chặn sự cố tái diễn trong tương lai.

Một lựa chọn mới hơn mà một số nhà sản xuất đang sử dụng là sử dụng công nghệ thiết bị đeo cho nhân viên của họ. Thiết bị đeo đã là một phần của IoT kể từ khi nó còn sơ khai và hiện đang được sử dụng trong các hoạt động IoT công nghiệp.

Thiết bị đeo giúp lãnh đạo theo dõi những thứ như tư thế của nhân viên và mức độ tiếng ồn xung quanh, đồng thời họ có thể sau đó cải thiện điều kiện làm việc và có khả năng cải thiện hiệu suất. Họ cũng có thể cảnh báo nhân viên khi họ không tuân thủ các quy trình an toàn phù hợp tại nơi làm việc để họ có thể điều chỉnh hành động của mình và giữ an toàn trong công việc.

2.6. Tối ưu hóa dây chuyền

Nếu việc sử dụng IIoT ban đầu trong Công nghiệp 4.0 là tối ưu hóa từng máy thì Công nghiệp 5.0 ngày nay tập trung hơn vào việc tối ưu hóa toàn bộ quy trình sản xuất. Các giải pháp IIoT cho phép tiêu chuẩn hóa sản lượng công việc trên toàn bộ dây chuyền sản xuất, giúp tối ưu hóa hoạt động trên toàn bộ nhà máy dễ dàng hơn.

Ví dụ: Giả sử bạn có sáu nhà máy, mỗi nhà máy có công suất và dây chuyền sản xuất khác nhau. IoT công nghiệp cung cấp khả năng xem xét quy trình sản xuất trên từng nhà máy, cho phép bạn xem xét các yếu tố như khả năng của máy, công suất hiện tại và tính khả dụng tổng thể. Những thông tin chi tiết này giúp dễ dàng xác định địa điểm hiệu quả nhất để sản xuất một sản phẩm cụ thể trên tất cả các cơ sở và cách nâng cao hiệu quả hoạt động trên các quy trình khác nhau ở nhiều địa điểm.

2.7. Bản sao kỹ thuật số

Bản sao kỹ thuật số đề cập đến các bản sao ảo chính xác của các vật thể vật lý được tạo ra nhờ IoT, AI, học máy và điện toán đám mây. Với các bản sao ảo của thiết bị và phụ tùng, các kỹ sư và nhà quản lý có thể mô phỏng nhiều quy trình, tiến hành thử nghiệm, phát hiện vấn đề và đạt được kết quả cần thiết mà không gây rủi ro hoặc làm hỏng tài sản vật chất.

Bản sao kỹ thuật số cũng cho phép xem xét bức tranh lớn hơn về toàn bộ dây chuyền sản xuất khi nó đang hoạt động, để đánh giá tốt hơn về hiệu suất và hiệu suất. Thông qua các hoạt động tái tạo kỹ thuật số, bạn có thể đi sâu vào phần trình bày của một chiếc máy đơn lẻ hoặc lùi lại để có cái nhìn lớn hơn về toàn bộ quá trình. Điều này cho phép bạn biết bất kỳ tắc nghẽn hiệu suất nào có thể xảy ra. Ví dụ: nếu máy cấp liệu của bạn hoạt động chậm thì việc xem xét biểu diễn kỹ thuật số của dây chuyền sản xuất có thể cho thấy sự kém hiệu quả của hệ thống đóng gói.

2.8. Giảm chi phí

Kiến thức là sức mạnh và kiến ​​thức được cung cấp cho nhà sản xuất thông qua giải pháp IIoT đang cung cấp cho họ những công cụ cần thiết để giảm chi phí và tạo thêm doanh thu. Những hiểu biết sâu sắc dựa trên dữ liệu về hoạt động, sản xuất, tiếp thị, bán hàng,… có thể thúc đẩy doanh nghiệp đi theo hướng có lợi nhuận. 

Tất cả những lợi ích nêu trên của IIoT như: Bảo trì dự đoán, ít lỗi hơn, kiểm soát chất lượng được cải thiện và hiệu quả tối đa đều sẽ tăng lợi nhuận cho nhà sản xuất. IoT công nghiệp cũng cung cấp công cụ có giá trị nhất cho các nhà lãnh đạo của một công ty sản xuất thông tin chuyên sâu từ mọi nơi, mọi lúc.

Giám sát từ xa các hoạt động sản xuất hiện có thể thực hiện được trong 365 ngày một năm, 24/7, từ mọi nơi trên thế giới. Cái nhìn 360 độ về toàn bộ quá trình sản xuất và dịch vụ tiếp theo được cung cấp cho khách hàng trong hành trình mua hàng của họ là tài sản vô giá.

3. Những thách thức khi áp dụng IIoT trong sản xuất

Một cách để chúng tôi hiểu những thách thức của việc triển khai IoT là xem xét các lĩnh vực khác nhau mà các nhà sản xuất mà chúng tôi hợp tác đã gặp khó khăn hoặc gặp khó khăn.

• Quyết định về các thiết bị

Ở cấp độ cơ bản là quyết định thiết bị nào sẽ thu thập dữ liệu. Đây có phải là một thiết bị hoàn toàn mới hay là một thiết bị hiện có sẽ được cập nhật các cảm biến mới? Nghe có vẻ là một quyết định đơn giản nhưng nhiều yếu tố khác nhau từ hậu cần đến ngân sách có thể khiến quyết định này trở nên phức tạp.

• Thiết lập cách thu thập dữ liệu 

Sau khi đã quyết định sử dụng (các) thiết bị, bạn sẽ cần xác định cách bạn sẽ thu thập dữ liệu. Nếu bạn cần thêm cảm biến vào thiết bị, chúng sẽ hoạt động như thế nào? Các thuật toán xác định loại thông tin nào được thu thập là gì? Nếu hiện tại không có thiết bị điện tử hoặc nguồn điện sẵn có, làm cách nào bạn có thể kích hoạt thiết bị theo cách an toàn, được bảo vệ và đáng tin cậy?

• Kích hoạt giao tiếp 

Sau khi thêm cảm biến, bạn kích hoạt giao tiếp như thế nào? Làm cách nào bạn có thể truyền dữ liệu nếu không có Wi-Fi nào ở gần hoặc thiết bị bị khóa trong hộp kim loại? Bạn sẽ cần một phương tiện để thu thập và phân tích thông tin cũng như theo dõi dữ liệu được tuần tự hóa.

Bạn cũng cần ưu tiên bảo mật và an toàn bằng cách triển khai biện pháp bảo vệ hiệu quả cho dữ liệu của mình. Sản xuất là mục tiêu chính của tin tặc và mỗi hạng mục được kết nối đều dễ bị tấn công mạng, bao gồm cả hành vi phá hoại và đánh cắp IP.

• Bạn sẽ quản lý dữ liệu như thế nào 

Sau khi có khả năng thu thập dữ liệu, bạn cần biết mình sẽ quản lý dữ liệu đó. Hệ thống có khả năng mở rộng không? Làm thế nào để hệ thống quản lý các bản cập nhật hoặc giải quyết các vấn đề mà không bị gián đoạn dịch vụ? Nếu bạn đã quen làm việc với các hệ thống tại chỗ, làm cách nào bạn có thể chuyển sang sử dụng các dịch vụ đám mây?

Phải có sự tiêu chuẩn hóa trên tất cả các thiết bị. Máy của các nhà cung cấp khác nhau có thể có thông tin, kết quả, số liệu khác nhau, v.v. Do không có tiêu chuẩn chung nên thường rất khó để chia nhỏ các silo dựa trên nhà cung cấp hoặc thiết bị.

Điều đó có thể xảy ra. rất khó khăn để tạo ra một mô hình tập trung và một quan điểm duy nhất đáp ứng nhu cầu của bạn, đặc biệt là khi tích hợp với các hệ thống cũ. Làm cách nào để bạn tạo mô hình dữ liệu có tính đến sự khác biệt của các loại thiết bị khác nhau mà không làm mất dữ liệu và không nhất quán về bảo mật?

• Hiểu rõ bạn đang sử dụng dữ liệu để làm gì 

Hầu hết các công ty đều gặp khó khăn với bước này. Về cơ bản, bạn đã hoàn thành tất cả công việc, nhưng bây giờ bạn kiếm tiền từ dữ liệu bằng cách nào? Động lực ban đầu thường là bán dữ liệu, nhưng đó là một giải pháp thiển cận. Dữ liệu của bạn có thể được sử dụng để mở thị trường mới, bán kèm các sản phẩm khác hoặc thậm chí thay đổi toàn bộ mô hình kinh doanh của bạn. Hãy hỏi xem bạn có thể sử dụng dữ liệu đã thu thập đó như thế nào để tạo ra giá trị cho khách hàng của mình?

Để đảm bảo sự đồng thuận trong toàn công ty, cần phải hiểu rõ về giá trị do IoT công nghiệp mang lại. Các công ty thường gặp khó khăn trong việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật và tập trung hoàn toàn vào đầu tư vào phần cứng (cảm biến, cổng, v.v.), kết nối, lưu trữ đám mây, lao động hành chính, hỗ trợ kỹ thuật, v.v. Để xem xét chính xác các giải pháp IoT và triển khai chúng một cách hiệu quả theo cách có thể tạo ra ROI tốt, bạn cần đạt được sự hiểu biết đó về giá trị cho cả công ty và khách hàng của bạn.

Đạt đến điểm mà bạn hiểu được giá trị mà bạn có thể tạo ra bằng giải pháp IIoT là một chiến thắng quan trọng, mặc dù có những vấn đề cần được giải quyết. Trong khi một số mang tính kỹ thuật, một số khác dựa trên văn hóa công ty có thể khó vượt qua hơn.