Phillip Dodd, Trưởng nhóm Công nghệ Cơ sở hạ tầng Kỹ thuật IIoT
Trong thời đại đổi mới và công nghệ, Tự động trong công nghiệp đã trở thành một từ thông dụng cho tiềm năng to lớn của nó để cách mạng hóa các quy trình sản xuất và chế tạo. Không giống như lao động thủ công, tự động hóa công nghiệp cho phép máy móc thực hiện các nhiệm vụ với độ chính xác và nhất quán, giúp tăng hiệu quả, tiết kiệm chi phí và cải thiện năng suất. Trong bài đăng trên blog này, chúng ta sẽ đi sâu vào thế giới tự động hóa công nghiệp – từ lịch sử của nó đến các xu hướng trong tương lai – khám phá cách nó đã biến đổi các ngành công nghiệp xung quanh chúng ta. Vì vậy, hãy thắt dây an toàn của bạn khi chúng ta bắt đầu một cuộc hành trình thú vị trong lĩnh vực Tự động hóa Công nghiệp!
Tự động hóa công nghiệp là gì?
Tự động hóa công nghiệp là việc sử dụng công nghệ và máy móc để thực hiện các nhiệm vụ trước đây được thực hiện thủ công bởi con người. Nó liên quan đến việc tích hợp các công nghệ khác nhau như trí tuệ nhân tạo, robot, cảm biến và hệ thống phần mềm vào các quy trình sản xuất. Mục tiêu chính của tự động hóa công nghiệp là hợp lý hóa các quy trình sản xuất đồng thời nâng cao hiệu quả và năng suất.
Một khía cạnh quan trọng của tự động hóa công nghiệp là nó làm giảm nhu cầu lao động thủ công – điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các ngành có liên quan đến các nhiệm vụ lặp đi lặp lại hoặc nguy hiểm. Bằng cách tự động hóa các nhiệm vụ này bằng máy móc, các công ty có thể giảm thiểu rủi ro chấn thương cho công nhân đồng thời giảm chi phí lao động.
Tự động hóa công nghiệp bao gồm nhiều ứng dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau như sản xuất ô tô, chế biến thực phẩm, kỹ thuật hàng không vũ trụ, dược phẩm, v.v. Trên thực tế, hầu hết mọi ngành công nghiệp ngày nay đều sử dụng một số hình thức tự động hóa công nghiệp để cải thiện mức năng suất của họ.
Tự động hóa công nghiệp đã trở thành một phần thiết yếu của quy trình sản xuất hiện đại do nhiều lợi ích của nó như tăng hiệu quả & độ chính xác cũng như giảm chi phí vận hành và thời gian ngừng hoạt động.
Chứng minh tương lai cho mạng tự động hóa công nghiệp của bạn
Lịch sử tự động hóa công nghiệp
Sản phẩm lịch sử tự động hóa công nghiệp có từ thế kỷ 18 khi máy chạy bằng điện được phát minh. Tuy nhiên, phải đến thế kỷ 20, tự động hóa công nghiệp mới cất cánh. Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) đầu tiên được giới thiệu vào cuối những năm 60 và đã chứng tỏ là một bước đột phá trong quá trình tự động hóa sản xuất.
Trong những năm 70 và 80, công nghệ máy tính trở nên tiên tiến hơn và được tích hợp vào các quy trình công nghiệp. Với điều này đã làm tăng hiệu quả và năng suất cũng như giảm chi phí sản xuất.
Việc sử dụng robot để tự động hóa cũng bắt đầu trong khoảng thời gian này. Ban đầu được sử dụng cho các nhiệm vụ lặp đi lặp lại như hàn hoặc sơn, robot đã trở nên đủ tinh vi để xử lý các hoạt động phức tạp như dây chuyền lắp ráp.
Theo thời gian, những phát triển như thuật toán học máy đã tạo ra các hệ thống thông minh có khả năng dự đoán thời gian ngừng hoạt động trước khi nó xảy ra đồng thời tối ưu hóa năng lực sản xuất.
Ngày nay, chúng ta thấy những tiến bộ nhanh chóng được tạo ra với các công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI), điện toán đám mây, phân tích dữ liệu lớn đang tiến vào các nhà máy thông minh, nơi máy móc có thể giao tiếp với nhau một cách liền mạch mà không cần sự can thiệp của con người.
Các loại hệ thống tự động hóa khác nhau
Ngày nay có nhiều loại hệ thống tự động hóa công nghiệp có thể được sử dụng để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Một loại là tự động hóa cố định, bao gồm việc sử dụng thiết bị chuyên dụng để hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể lặp đi lặp lại. Tự động hóa cố định thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất hóa chất và chế biến thực phẩm.
Một loại khác là tự động hóa có thể lập trình, trong đó máy móc có thể được lập trình để thực hiện nhiều tác vụ mà không cần sự can thiệp của con người. Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) thường được sử dụng trong loại hệ thống tự động hóa này.
Tự động hóa linh hoạt đề cập đến một hệ thống đã được thiết kế với tính linh hoạt, cho phép nó dễ dàng thích ứng với những thay đổi trong thiết kế hoặc thông số kỹ thuật của sản phẩm. Loại hệ thống này thường sử dụng robot và thiết bị điều khiển bằng máy tính, khiến nó trở nên lý tưởng cho môi trường sản xuất khối lượng lớn.
Tự động hóa tích hợp kết hợp các loại hệ thống tự động khác nhau thành một đơn vị gắn kết hoạt động liền mạch với nhau, mang lại hiệu quả và năng suất cao hơn bất kỳ thành phần đơn lẻ nào có thể tự đạt được.
Rô-bốt cộng tác hay “cobot” hoạt động cùng với con người một cách an toàn trong khi vẫn hoàn thành các nhiệm vụ lặp đi lặp lại hoặc nguy hiểm một cách nhanh chóng và hiệu quả. Khi công nghệ tiến bộ với tốc độ chưa từng thấy, chúng ta có thể mong đợi nhiều loại hệ thống tự động hóa công nghiệp sáng tạo hơn sẽ xuất hiện trong những năm tới.
Tự động hóa đã ảnh hưởng đến ngành công nghiệp như thế nào?
Tự động hóa đã có tác động sâu sắc đến lĩnh vực công nghiệp. Với sự ra đời của các hệ thống tự động, các ngành công nghiệp đã có thể cải thiện năng suất, giảm chi phí và tăng hiệu quả. Một trong những tác động đáng kể nhất của tự động hóa đối với ngành là khả năng sản xuất hàng hóa với số lượng lớn với tốc độ nhanh hơn nhiều so với trước đây.
Các hệ thống tự động đã cách mạng hóa các quy trình sản xuất bằng cách cho phép các nhà máy hoạt động liên tục mà không bị gián đoạn hoặc ngừng hoạt động. Điều này có nghĩa là việc sản xuất có thể tiếp tục suốt ngày đêm, dẫn đến công suất đầu ra tăng theo cấp số nhân. Do đó, các ngành công nghiệp hiện có thể đáp ứng nhu cầu của khách hàng nhanh chóng và hiệu quả hơn bao giờ hết.
Tự động hóa cũng đã dẫn đến tăng tiêu chuẩn an toàn trong nhiều môi trường công nghiệp. Bằng cách loại bỏ lỗi của con người khỏi các nhiệm vụ nguy hiểm như nâng vật nặng hoặc xử lý vật liệu nguy hiểm, giờ đây nơi làm việc an toàn hơn cho nhân viên đồng thời giảm rủi ro trách nhiệm pháp lý cho các công ty.
Ngoài ra, tự động hóa cho phép kiểm soát chính xác hơn các quy trình sản xuất, dẫn đến các sản phẩm có chất lượng cao hơn được tạo ra với ít chất thải hơn trong chu kỳ sản xuất – điều này mang lại lợi ích cho cả nhà sản xuất và người tiêu dùng.
Rõ ràng là tự động hóa đã có tác động cực kỳ tích cực đến ngành bằng cách cải thiện hiệu quả và tăng mức năng suất trong khi vẫn đảm bảo an toàn cho người lao động trong suốt mọi thay đổi quy trình được thực hiện thông qua các công nghệ này!
Mạng nhạy cảm với thời gian cho tự động hóa công nghiệp là gì?
Mạng nhạy cảm với thời gian (TSN) là công nghệ cho phép giao tiếp thời gian thực trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Nó đảm bảo rằng dữ liệu quan trọng được phân phối trong các giới hạn thời gian nghiêm ngặt, giúp giảm độ trễ và nâng cao hiệu quả. TSN cần thiết cho các ứng dụng mà thời gian là quan trọng, chẳng hạn như điều khiển chuyển động hoặc tự động hóa quy trình.
Một trong những lợi ích chính của TSN là khả năng đồng bộ hóa các thiết bị trên toàn bộ mạng, đảm bảo rằng tất cả các thành phần hoạt động liền mạch với nhau. Việc đồng bộ hóa này giúp loại bỏ sự chậm trễ và đảm bảo rằng các quy trình diễn ra chính xác khi chúng cần.
TSN cũng cung cấp giao tiếp xác định, nghĩa là các thông báo được gửi có thể dự đoán được mà không có bất kỳ sự can thiệp nào từ lưu lượng truy cập khác trên mạng. Điều này làm giảm khả năng xảy ra xung đột và truyền lại, vốn có thể gây ra sự chậm trễ và giảm hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Mạng nhạy cảm với thời gian ngày càng trở nên quan trọng trong môi trường công nghiệp hiện đại vì nó cho phép đồng bộ hóa chính xác giữa các máy khác nhau đồng thời cải thiện độ tin cậy của hệ thống bằng cách giảm độ trễ thông qua các giao thức truyền thông xác định.
Tương lai của tự động hóa công nghiệp
Tương lai của tự động hóa công nghiệp rất thú vị và đầy tiềm năng. Với những tiến bộ trong công nghệ, có vô số khả năng đạt được thông qua tự động hóa. Người máy và trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ đóng vai trò chính trong việc định hình tương lai của tự động hóa công nghiệp.
Một lĩnh vực mà chúng ta có thể mong đợi để thấy những cải tiến đáng kể là an toàn. Robot được trang bị cảm biến và camera sẽ có thể phát hiện các mối nguy tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra, ngăn ngừa tai nạn xảy ra. Ngoài ra, robot sẽ có thể thực hiện các nhiệm vụ quá nguy hiểm đối với con người, chẳng hạn như làm việc với hóa chất độc hại hoặc xử lý máy móc hạng nặng.
Một lợi ích khác của tự động hóa công nghiệp là tăng hiệu quả. Các hệ thống tự động có thể hoạt động suốt ngày đêm mà không cần nghỉ ngơi hay mệt mỏi, điều đó có nghĩa là thời gian sản xuất có thể giảm đáng kể. Điều này dẫn đến thời gian quay vòng nhanh hơn và chi phí thấp hơn cho doanh nghiệp.
Hơn nữa, các thuật toán AI sẽ tiếp tục cải thiện theo thời gian, cho phép máy móc đưa ra các quyết định phức tạp hơn một cách độc lập mà không cần sự can thiệp của con người. Điều này có thể dẫn đến các hình thức tự động hóa thậm chí còn tiên tiến hơn mà chúng ta chưa hình dung được.
Tuy nhiên, một số lo ngại đã được đặt ra về tác động đối với việc làm do mức độ tự động hóa ngày càng tăng. Khi máy móc trở nên thông minh và có khả năng hơn, có thể một số chức năng công việc nhất định có thể trở nên lỗi thời hoặc hoàn toàn không cần thiết.
Mặc dù vậy, tương lai có vẻ tươi sáng đối với tự động hóa công nghiệp khi nó tiếp tục phát triển với tốc độ chưa từng thấy, mang lại những lợi ích như cải thiện các biện pháp an toàn và tăng tỷ lệ hiệu quả đồng thời giải quyết các mối quan tâm còn tồn tại chủ yếu liên quan đến cơ hội việc làm do những thay đổi về xu hướng công nghệ này tạo ra trong không gian này!