Giải pháp nhúng cho Công nghiệp 4.0: một cuộc cách mạng thông minh
12/4/2564
Thế giới đã thay đổi rất nhiều trong ba thập kỷ qua. Và công nghệ là trung tâm của sự chuyển đổi này. Nó đã giúp các tổ chức trở nên kết nối hơn - với nhau, với đối tác và khách hàng của họ. Nó thúc đẩy sự nhanh nhẹn và hiệu quả quy trình cao hơn, giảm chi phí và mang đến một cái nhìn hấp dẫn về một tương lai tập trung vào dữ liệu, nơi các hệ thống kỹ thuật số có thể được sử dụng để hỗ trợ việc ra quyết định thông minh trong thế giới thực. Đây là lời hứa của Công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh. Và nó đã giúp làm thay đổi trật tự cũ, giống như các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây: 91% các công ty công nghiệp ở châu Âu hiện đang đầu tư vào các nhà máy kỹ thuật số, theo PwC.
Thông tin sơ lược
Công nghiệp 4.0 thậm chí không được đặt ra như một thuật ngữ khi Advantech bắt đầu phát triển các giải pháp công nghiệp tự động, thông minh. Nó được chính phủ Đức thúc đẩy lần đầu tiên vào năm 2011 như một phần của chiến lược giúp số hóa cơ sở sản xuất lớn của đất nước. Cơ bản của khái niệm này là sử dụng Internet of Things (IoT) hoặc IoT công nghiệp (IIoT) để thúc đẩy các cải tiến. Các cảm biến trên thiết bị máy tính của nhà máy thu thập khối lượng dữ liệu khổng lồ có thể được phân tích trong thời gian thực để tối ưu hóa các quy trình hiện có và thúc đẩy sự đổi mới thông qua việc ra quyết định tự động ở mức độ cao. Khi làm như vậy, người ta hy vọng rằng, các nhà máy có thể trở nên xanh hơn, hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn, và nhân viên có thể được giải phóng để làm việc với các nhiệm vụ có giá trị cao hơn. Sự chuyển động hướng tới Công nghiệp 4.0 đòi hỏi sự hội tụ của các hệ thống IT và OT - phá vỡ các lỗ hổng trong tổ chức từ lâu đời. Trong khi các hệ thống IT như nền tảng đám mây, cơ sở dữ liệu, lưu trữ, mạng và máy chủ tập trung vào việc quản lý xử lý thông tin, OT xoay quanh máy móc, cảm biến và phần mềm nhúng được thiết kế để điều khiển thiết bị và quy trình vật lý. Trong kỷ nguyên mới của IIoT, cả hai đang đến với nhau - bổ sung kết nối thông minh vào OT để thúc đẩy quá trình tự động hóa mà không cần sự tương tác của con người.
Các ước tính trong ngành xác nhận sự phổ biến của Công nghiệp 4.0: một báo cáo năm 2018 từ công ty tư vấn Bain tuyên bố rằng IIoT tiếp tục phát triển nhanh chóng và dự đoán thị trường có thể tăng gấp đôi quy mô lên trị giá hơn 200 tỷ đô la vào năm 2021.
Một cơ hội lớn
Đang có một nguồn động lực mạnh mẽ đằng sau sản xuất thông minh, nhưng nó vẫn có khả năng tăng trưởng mạnh mẽ hơn nữa. Một cuộc thăm dò của Deloitte với 1.500 giám đốc điều hành cấp C ở 19 quốc gia cho thấy chỉ 14% rất tự tin vào khả năng tối đa hóa tiềm năng của tổ chức trong Công nghiệp 4.0. Chỉ 20% cho biết họ đã chuẩn bị kỹ lưỡng để xử lý các mô hình kinh doanh / giao hàng mới và con số này giảm thêm (15%) về mức độ sẵn sàng của họ đối với các công nghệ thông minh và tự động. Tại sao điều này quan trọng? Bởi vì Công nghiệp 4.0 không chỉ là giúp các tổ chức làm những việc tương tự nhanh hơn, tốt hơn và rẻ hơn. Nó cũng mang lại cơ hội vô song để phát triển các mô hình kinh doanh mới sáng tạo và nhờ đó, thúc đẩy lợi thế cạnh tranh.
Thúc đẩy sự đổi mới
Sự chuyển đổi số như thế này trong lĩnh vực sản xuất đã thúc đẩy sự đổi mới ở khắp mọi nơi từ các phương tiện không người lái đến logistics, từ điện toán đám mây đến an ninh mạng.
Trọng tâm của sự đổi mới thúc đẩy một cuộc cách mạng thông minh trong sản xuất nằm ở sự kết hợp giữa IIoT và trí tuệ nhân tạo (AI). Nhờ các thuật toán AI thông minh, các tổ chức có thể dự đoán chính xác hơn khi máy móc có khả năng bị lỗi và khắc phục trước nó, giảm thiểu thời gian chết. Họ cũng có thể sử dụng các thuật toán thiết kế chung cho phép các kỹ sư tạo và thử nghiệm các thiết kế khác nhau để tìm ra giải pháp tối ưu. Các ứng dụng khác bao gồm mô phỏng dự đoán để giúp giảm thiểu lãng phí trong sản xuất và hệ thống AI để dự đoán nhu cầu thị trường và tối ưu hóa chuỗi cung ứng.
AI cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống robot thông minh có thể được sử dụng một cách an toàn và đáng tin cậy cùng với công nhân để thúc đẩy các cải tiến và đổi mới quy trình.
Cơ hội trong lĩnh vực robot
Thị trường robot trong sản xuất thông minh là rất lớn và vẫn luôn phát triển. Năm 2018, nó được định giá hơn 18 tỷ đô la, nhưng dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ trung bình hàng năm là 12,5% từ 2019-2024 để đạt giá trị gần 38 tỷ đô la, theo Mordor Intelligence. Điều gì đang thúc đẩy sự tăng trưởng này? Sự nổi lên của nhà máy thông minh và Công nghiệp 4.0, sử dụng robot thông minh, hỗ trợ bởi AI và hợp tác để cải thiện hiệu quả quy trình, giảm lỗi của con người, tăng sản lượng và tăng cường an toàn tại nơi làm việc cho nhân viên của con người.
Nhu cầu về các robot công nghiệp đang là đặc biệt cao trong các lĩnh vực yêu cầu lắp ráp quy mô lớn thông qua dây chuyền sản xuất tự động. Chúng bao gồm 3C (máy tính, truyền thông và điện tử tiêu dùng) và sản xuất ô tô. Trong ngành công nghiệp xe hơi nói riêng, việc lắp ráp bằng các robot tự động đã giúp các nhà sản xuất tái cấu trúc hoạt động kinh doanh của họ sau cuộc khủng hoảng kinh tế năm 2008. Doanh số bán robot trong năm 2017 đã tăng 22% trong lĩnh vực này lên mức cao mới gần 125.700 chiếc, theo Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR). Tuy nhiên, nhiều lĩnh vực khác đang đầu tư vào robot công nghiệp. Tổng doanh số bán tăng 30% lên 381.335 đơn vị, mức cao mới trong năm thứ năm liên tiếp. Ngành công nghiệp kim loại (+55%) và 3C hoặc ngành điện / điện tử (+ 33%) dẫn đầu về mức đầu tư cho robot.
Sự thật là các robot tự động và có thể lập trình có thể được sử dụng trong một loạt các tình huống bên trong các nhà máy thông minh. Các lĩnh vực này bao gồm từ hàn và sơn đến lắp ráp, chọn và đặt, đóng gói, đặt các mặt hàng trên pallet, dán nhãn và kiểm tra sản phẩm. Giá trị của chúng là có thể thực hiện các công việc có tính lặp lại cao với tốc độ và độ chính xác cao, với ít thời gian chết hơn.
Lợi thế của Advantech trong lĩnh vực robot
Kiến thức chuyên môn của Advantech trong lĩnh vực điện toán nhúng và IoT làm cho họ trở nên phù hợp để hỗ trợ các yêu cầu của Công nghiệp 4.0 đối với các dây chuyền sản xuất tự động hóa bằng robot. Các giải pháp của chúng tôi tập trung vào trung tâm của hệ thống robot: bộ điều khiển.
Không cần phải nói thêm rằng các hệ thống này phải luôn ổn định và đáng tin cậy. Nhưng trong sản xuất có độ chính xác cao cũng có yêu cầu về thiết bị có khả năng chịu được các điều kiện bất lợi.
Đây là lý do tại sao các sản phẩm nhúng của Advantech cho các trường hợp sử dụng robot công nghiệp được thiết kế để hoạt động ở dải nhiệt độ -40°C ~ 85°C. Nguyên liệu và quy trình sản xuất được sử dụng để lắp ráp chúng được kiểm soát chặt chẽ để tối đa hóa độ ổn định và độ tin cậy của chúng. Chúng tôi cũng cung cấp giao diện I/O phong phú để điều khiển máy và bộ nhớ / lưu trữ trên bo mạch có độ tin cậy cao.
Advantech đã nhanh chóng dự đoán nhu cầu ngày càng tăng đối với robot cộng tác (“cobots”) được thiết kế để hoạt động đặc biệt bên cạnh con người. Chúng mang lại lợi thế so với các hệ thống robot truyền thống hơn về hình thức nhỏ hơn và chi phí triển khai thấp hơn, cho phép sản xuất hàng loạt và đưa ra thị trường nhanh hơn. Advantech tập trung vào việc đáp ứng các yêu cầu khác nhau của các khách hàng sản xuất này, xoay quanh tính linh hoạt, tinh chỉnh, khả năng sử dụng và dễ triển khai. Ví dụ: hệ thống máy chủ & cánh tay rô bốt sử dụng sản phẩm AIMB-U117 / MIO-5850 của chúng tôi được thiết kế để chiếm ít không gian hơn, nhằm cải thiện tính linh hoạt của rô bốt.
Đó chưa phải là tất cả: Advantech cũng đang khám phá các giải pháp robot để sử dụng bên ngoài không gian công nghiệp, chẳng hạn như trong các hệ thống thiết bị bay không người lái, phương tiện không người lái và các trường hợp sử dụng trong lĩnh vực logistics.
Hơn ba thập kỷ cung cấp giải pháp cho tự động hóa công nghiệp
Advantech đã dành hơn 30 năm qua để xây dựng bí quyết và sản phẩm giúp biến Công nghiệp 4.0 thành hiện thực. Từ nguồn gốc là một nhà sản xuất máy tính công nghiệp vào những năm 1980, chúng tôi đã phát triển đều đặn chuyên môn về thu thập dữ liệu, tự động hóa công nghiệp và hệ thống máy tính nhúng để cung cấp cho khách hàng toàn cầu các giải pháp dựa trên tiêu chuẩn, có thể tương tác, mở cho những thách thức về nhà máy thông minh của họ. Đó là cách tiếp cận giúp chúng tôi phát triển để trở thành một doanh nghiệp tỷ đô la và là công ty nằm trong Top 100 IIoT với sự hiện diện tại 28 Quốc gia trên thế giới.
Các giải pháp của Advantech đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi kỹ thuật số được thúc đẩy bởi sự đổi mới trên nhiều lĩnh vực, từ chăm sóc sức khỏe đến bán lẻ, năng lượng đến thành phố thông minh. Cùng nhau, họ đang giúp chúng tôi hoàn thành sứ mệnh của mình: cho phép kiến tạo một hành tinh thông minh và trao quyền cho các tổ chức phát triển các cách làm việc và cuộc sống thông minh hơn. Nhưng trọng tâm của sự thúc đẩy này vẫn là cam kết của chúng tôi trong việc hỗ trợ Công nghiệp 4.0. Chúng tôi thực hiện điều này thông qua:
- Phần cứng nhúng + các sản phẩm phụ trợ: Được xây dựng dựa trên năng lực của chúng tôi về phần cứng máy tính được tích hợp, nhúng, nền tảng điện toán cốt lõi cung cấp “trí tuệ” cần thiết cho bất kỳ hệ thống tự động thông minh nào. Các sản phẩm máy tính nhúng có liên quan bao gồm bộ nhớ và lưu trữ công nghiệp, màn hình công nghiệp và bảng chỉ dẫn kỹ thuật số, và các mô-đun IoT không dây.
- Gói giải pháp cụ thể theo ngành dọc: Advantech đã hợp tác với các đối tác đồng sáng tạo để cung cấp một loạt các Gói giải pháp sẵn sàng (SRP). Các mô-đun dựng sẵn này được thiết kế để dễ dàng lắp ráp và tùy chỉnh, vượt qua các rào cản truyền thống đối với Công nghiệp 4.0 bằng cách đẩy nhanh hành trình đến với sản xuất thông minh.
- Nền tảng phần mềm: WISE-PaaS là nền tảng đám mây IoT công nghiệp của Advantech được thiết kế để giúp các SI dễ dàng hơn trong việc xây dựng các hệ thống tự động thông minh ngay từ đầu. Dựa trên các giao thức RESTful API / SDK mở, nền tảng phần mềm đám mây tích hợp hỗ trợ phân tích dữ liệu được thu thập bởi phần cứng và cảm biến IoT. Nó cũng giúp nhà máy thông minh dễ tiếp cận hơn bằng cách tập trung trực quan hóa dữ liệu thông qua bộ điều khiển video.
- Robot công nghiệp: Advantech cung cấp một loạt các hệ thống tự động hóa nhúng để hỗ trợ việc sử dụng robot trong các nhà máy thông minh: từ bảng quản lý thiết bị IoT đến máy tính và cảm biến biên và hiển thị dữ liệu thông qua phần mềm WISE-PaaS.
- Hội tụ IT - OT: Advantech có thế mạnh trong việc phát triển chuyên môn cấp miền về cả phần cứng và phần mềm. Đây là điều cần thiết để cho phép loại hình đổi mới cần thiết để đưa các hệ thống IT và OT lại với nhau. Chúng tôi cũng thúc đẩy mô hình hợp tác đồng sáng tạo với nhiều đối tác trong ngành của chúng tôi, để đảm bảo rằng chúng tôi có nhiều khả năng cần thiết để hỗ trợ các nhu cầu IoT phức tạp về tự động hóa thông minh trong sản xuất.
Tại Advantech, chúng tôi cũng thử nghiệm những gì chúng tôi phát triển. Công ty đã xây dựng các nhà máy sản xuất thông minh ở Côn Sơn, Trung Quốc và Linkou, Đài Loan để chứng minh sức mạnh của Công nghiệp 4.0. Các cơ sở này được trang bị toàn bộ các giải pháp đổi mới: từ tiết kiệm năng lượng và giao tiếp thiết bị tiên tiến, đến thu thập dữ liệu, trực quan hóa dữ liệu sản xuất, dữ liệu lớn và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Đó là minh chứng cho một công ty đã đi đầu trong đổi mới công nghệ kể từ năm 1983 và tiếp tục vượt qua ranh giới của những gì có thể xảy ra trong kỷ nguyên mới của cuộc cách mạng công nghiệp.
