Industry 4.0

Industry 4.0 là gì?

Industry 4.0 (Công nghiệp 4.0) là tên gọi dành cho xu hướng tự động hóa và trao đổi dữ liệu hiện tại trong các ngành công nghệ sản xuất. Nó bao gồm các hệ thống cyber-physical (không gian mạng), Internet của vạn vật (Internet of things – IoT), điện toán đám mây (cloud computing) và điện toán nhận thức (cognitive computing).  Industry 4.0 thường được gọi là cuộc cách mạng công nghiệp thứ 4.

Industry 4.0

Đặc trưng rõ rệt nhất của Industry 4.0 chính là việc nó tạo ra cái được gọi là những nhà máy thông minh (smart factory). Bên trong các smart factory được cấu trúc theo module này, các hệ thống cyber-physical theo dõi quy trình vật lý, tạo ra 1 bản sao ảo của thế giới thực và quyết định phân cấp. Dựa trên IoT, các hệ thống cyber-physical giao tiếp và hợp tác với nhau và với con người theo thời gian thực, và thông qua cloud computing, các dịch vụ được cung cấp và được sử dụng bởi những thành phần tham gia trong chuỗi giá trị.

Nguyên tắc thiết kế

Có 4 nguyên tắc thiết kế trong Industry 4.0. Những nguyên tắc này hỗ trợ các công ty trong việc xác định và thực hiện các kịch bản của Industry 4.0 (Industry 4.0 scenarios).

  • Khả năng tương tác (Interoperability): Là khả năng mà các máy móc, thiết bị, cảm biến (sensor) và con người kết nối và giao tiếp với nhau thông qua IoT hay IoP (Internet of People).
  • Sự “trong suốt” của thông tin (Information transparency): Khả năng mà các hệ thống thông tin tạo ra 1 bản sao ảo của thế giới thực bằng việc làm phong phú các mô hình nhà máy số thông qua dữ liệu cảm biến. Điều này đòi hỏi sự kết hợp dữ liệu thô của cảm biến (sensor raw data) với các thông tin ngữ cảnh có giá trị cao hơn.
  • Sự hỗ trợ về kỹ thuật (Technical assistance): Đầu tiên, là khả năng mà các hệ thống hỗ trợ có thể hỗ trợ con người bằng việc kết hợp và hình ảnh hóa (visualizing) thông tin một cách đầy đủ nhằm giúp đưa ra các quyết định sáng suốt và giải quyết các vấn đề khẩn cấp trong thời gian ngắn. Thứ 2, đó là khả năng mà các hệ thống cyber-physical hỗ trợ con người về thể chất bằng việc quản lý các tác vụ quá nặng nhọc và không an toàn đối với con người.
  • Quyết định phân quyền (Decentralized decisions): Là khả năng các hệ thống cyber-physical tự ra quyết định và tự thực hiện các tác vụ của nó ở mức độ tự động nhất có thể. Chỉ trong những trường hợp ngoại lệ, có sự cản trở hay xung đột về mục đích, thì các tác vụ này mới được đưa lên 1 mức cao hơn.

Các thách thức

Trong quá trình thực hiện Industry 4.0, chúng ta đang phải đối mặt với những thách thức sau:

  • Các vấn đề về bảo mật.
  • Độ xác thực và ổn định cho các giao tiếp giữa máy với máy (machine-to-machine – M2M), với độ trễ ổn định và rất ngắn.
  • Nhu cầu cần phải duy trì tính toàn vẹn của quy trình sản xuất.
  • Nhu cầu cần phải tránh bất kỳ trở ngại nào về IT, có thể gây ra tình trạng ngừng sản xuất.
  • Nhu cầu cần phải bảo vệ các know how về công nghiệp (chứa trong các tập tin điều khiển cho các thiết bị tự động hóa công nghiệp)
  • Sự thiếu hụt các tập kỹ năng đầy đủ để đẩy nhanh tiến trình bước vào cuộc cách mạng công nghiệp thứ 4.
  • Mối đe dọa về sự dư thừa các bộ phận IT trong các công ty.
  • Việc không sẵn sàng thay đổi của các bên liên quan.
  • Phải giải quyết vấn đề 1 bộ phận người lao động sẽ mất việc làm do việc sản xuất đã được tự động hóa hoặc được điều khiển bằng máy tính.
  • Cam kết quản lý cấp cao thấp.
  • Những vấn đề về pháp lý và an ninh dữ liệu chưa rõ ràng.
  • Những lợi ích về kinh tế chưa rõ ràng, cùng với sự đầu tư tốn kém.
  • Thiếu quy định, tiêu chuẩn và các hình thức xác nhận.
  • Người lao động chưa đủ trình độ.

Vai trò của Big data và các phân tích

Các công nghệ thông tin và truyền thông hiện đai như các hệ thống cyber-physical, phân tích big data, và cloud computing, sẽ giúp phát hiện sớm các vấn đề và lỗi sản phẩm, qua đó cho phép ngăn chặn những vấn đề này, nâng cao năng suất, chất lượng.

Trong các môi trường Industry 4.0 và các hệ thống cyber-physical, phân tích Big data là 1 hệ thống 6C, bao gồm:

  1. Connection (sensor và networks)
  2. Cloud (computing and data on demand)
  3. Cyber (model & memory)
  4. Content/context (meaning and correlation)
  5. Community (sharing & collaboration)
  6. Customization (personalization and value)

Để cung cấp những hiểu biết hữu dụng cho việc quản lý nhà máy, dữ liệu phải được xử lý với những công cụ tiên tiến (các phân tích và thuật toán) để tạo ra các thông tin có ý nghĩa. Cùng với sự có mặt của những vấn đề thấy được và không thấy được trong 1 nhà máy công nghiệp, các thuật toán phát sinh thông tin phải có khả năng nhận diện và giải quyết những vấn đề không thấy được như sự xuống cấp của máy móc, sự mài mòn của các thành phần .v.v…  bên trong nhà máy.

Ảnh hưởng của Industry 4.0

Industry 4.0 sẽ ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực, đáng chú ý nhất phải kể đến:

  1. Các mô hình dịch vụ và kinh doanh.
  2. Năng lực sản xuất công nghiệp.
  3. Độ tin cậy và năng suất liên tục
  4. An ninh trong CNTT.
  5. Sự an toàn của máy móc.
  6. Vòng đời sản phẩm.
  7. Chuỗi giá trị công nghiệp
  8. Việc giáo dục và các kỹ năng của công nhân.
  9. Các yếu tố về kinh tế xã hội

 

 

Leave a Reply