Tự động hoá là gì? 

Tự động hóa là quá trình ứng các giải pháp khoa học kỹ thuật hay hệ thống các công nghệ tiên tiến để thực hiện các nhiệm vụ hoặc quy trình được thực hiện thủ công bởi con người. Mục tiêu của tự động hóa là tăng cường hiệu suất và chất lượng cao hơn trong quá trình thực hiện các tác vụ, giảm bớt gánh nặng lao động cho con người, giảm lỗi và tối ưu hóa sự linh hoạt trong các hoạt động công việc. Các công nghệ tự động hóa có thể bao gồm robot, hệ thống điều khiển tự động, máy học (Machine learning), và các giải pháp IoT (Internet of Things) để tạo ra một môi trường tự động hóa toàn diện. 

Phân loại 3 hình thức tự động hóa sản xuất phổ biến hiện nay

1. Tự động hóa cố định (Fixed Automation)

Đây là loại hình được thiết kế để thực hiện chỉ một chức năng duy nhất. Nếu doanh nghiệp cần sản xuất một sản phẩm lặp đi lặp lại theo một cách cụ thể, đây là loại tự động hóa phù hợp. Tự động hóa cố định được ứng dụng trong các môi trường sản xuất có yêu cầu sản xuất hàng loạt của một sản phẩm cụ thể với quy mô lớn. Hệ thống này được lập trình để thực hiện một chức năng duy nhất đảm bảo sự ổn định và chính xác trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, loại này không có tính linh hoạt cao và không thể chuyển đổi linh hoạt giữa các sản phẩm khác nhau.

2. Tự động hóa lập trình (Programmable Automation)

3. Tự động hóa linh hoạt (Flexible Automation)

Tự động hóa linh hoạt là loại hình được áp dụng trong môi trường sản xuất yêu cầu sự linh hoạt đối với các sản phẩm được sản xuất. Mặc dù nó có khả năng lập trình lại, nhưng chỉ giới hạn trong việc làm việc với một loại sản phẩm cụ thể. Điều này giúp doanh nghiệp kết hợp tính linh hoạt với hiệu suất, đặc biệt là trong môi trường sản xuất đòi hỏi mức độ chuyển động cao và khả năng đáp ứng nhanh chóng.

4 Cấp độ theo mô hình kim tự tháp tự động hoá

Ở tầng này, các thiết bị như nút nhấn, công tắc, cảm biến sẽ thu thập thông tin và truyền vào PLC để xử lý. Các thiết bị đầu ra như động cơ, van, xilanh sẽ được kích hoạt để thực hiện các nhiệm vụ truyền động trong quá trình sản xuất. Tầng này chứa phần cứng và thực thi mệnh lệnh phục vụ quá trình sản xuất.

Tầng 1: Kiểm soát giám sát quy trình sản xuất (Control Level)

PLC đảm nhận vai trò chủ đạo ở tầng này với nhiệm vụ đọc thông tin từ cấp độ hiện trường và áp dụng các điều kiện lập trình để điều khiển thiết bị phần cứng. Bộ điều khiển PID giữ ổn định biến số điều khiển bằng cách tỷ lệ, tích phân, và vi phân. Vai trò của tầng 1 này là thực hiện lập trình để kiểm soát các thiết bị sản xuất, đặc biệt trong những ứng dụng đòi hỏi điều khiển chính xác như nhiệt độ, lưu lượng, áp suất.

Tầng 2: Kiểm soát giám sát & thu thập dữ liệu (Supervisory Level)

Ở tầng kiểm soát, SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) được sử dụng để giám sát toàn bộ hệ thống và điều khiển PLC thực hiện các mệnh lệnh. SCADA sử dụng màn hình HMI và PC Station để hiển thị thông tin hệ thống và điều khiển thiết bị chấp hành. SCADA có khả năng giám sát và điều khiển nhiều hệ thống cùng một lúc, không chỉ giới hạn trong một HMI và hệ thống đơn lẻ.

Tầng 3: Quản lý, điều hành nhà máy (Planning Level)

MES (Manufacturing Execution System) được sử dụng ở tầng 3 nhằm mục đích giám sát, quản lý và điều hành quá trình sản xuất từ nguyên vật liệu đến sản phẩm hoàn thiện. MES cung cấp thông tin chi tiết để người quản lý có thể đưa ra quyết định và điều chỉnh kế hoạch sản xuất dựa trên dữ liệu thực tế. Từ đó, MES giúp cho doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện quy trình quản lý nhà máy.

Tầng 4: Tầng quản lý, hoạch định doanh nghiệp (Enterprise Level)

Tầng cao nhất trong tháp tự động hóa sử dụng hệ thống quản lý tích hợp ERP (Enterprise Resource Planning). ERP là một hệ thống quản lý hàng đầu, giúp quản lý toàn bộ hoạt động của doanh nghiệp. Hệ thống được tích hợp các ứng dụng từ các cấp độ thấp hơn, cho phép giám sát từ quy trình sản xuất đến quản lý tài chính và nhân sự. ERP là lựa chọn giúp các nhà quản lý đảm bảo sự tích hợp cao và minh bạch trong hoạt động doanh nghiệp.

Nhìn chung, để có thể ứng dụng hiệu quả cho nhà máy sản xuất của mình thì buộc các tầng trong kim tự tháp tự động hoá nêu trên phải có sự liên kết, kết nối chặt chẽ với nhau. Cụ thể, tầng sản xuất (gồm tầng nhà máy & thiết bị sản xuất, tầng Kiểm soát quy trình sản xuất, tầng Kiểm soát giám sát & thu thập dữ liệu) cần phải có được sự truyền tải thông tin sản xuất cho tầng quản trị (gồm tầng quản lý, hoạch định doanh nghiệp, tầng quản lý, điều hành nhà máy). 

Tuy nhiên, phần lớn các doanh nghiệp hiện nay khi bắt đầu chuyển đổi số hay gặp phải tình trạng chỉ đầu tư cục bộ, chỉ đầu tư vào tầng cao nhất là ERP trong khi những tầng ở dưới còn thô sơ, tồn đọng nhiều quy trình thủ công dẫn đến tình trạng đứt gãy thông tin giữa các tầng. Vì vậy, tầng hoạch định chiến lược không đủ dữ liệu thông tin về tình trạng sản xuất để có thể đo lường, đánh giá cũng như quản trị một cách hiệu quả.

Công ty TNHH Công nghệ và Đầu tư VIETNES
Trụ sở chính: 61 Lương Khánh Thiện, Tương Mai, Hoàng Mai, Hà Nội
Hotline: 0976 566 869
Website: www.vietnes.vn