Kết nối iot trong nhà máy thông minh

Công nghiệp 3.0 với việc sử dụng những bộ điều khiển logic và công nghệ thông tin đã giúp ngành công nghiệp tạo ra những cỗ máy tự động thông minh, hiệu quả có thể thay thế con người trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, những cỗ máy tự động hóa ưu việt đó vẫn là những đối tượng độc lập. Vẫn có những khía cạnh mà con người vẫn còn hiện diện. VD: Vận hành và giám sát thiết bị, cung cấp những thông tin đầu vào, thực hiện bảo trì bảo dưỡng…

Tiếp nói thành tựu của công nghiệp 3.0 là sự kế tiếp của 4.0, nó tạo ra các nền tảng mà trên đó các thiết bị được kết nối, định vị và tương tác với nhau. Nền tảng IOT là một không gian có thể không giới hạn mà các đối tượng liên kết.

Có rất nhiều các IoT platform khác nhau, tuy nhiên hầu hết tất cả đều có các thành phần cơ bản chung giống nhau:

Thiết bị kết nối: Chúng là các loại máy móc, cảm biến hay các thiết bị kết nối khác thực hiện một hành động cụ thể: thu thập dữ liệu, kết nối với nhau, truyền và nhận dữ liệu, ...
Phương thức kết nối: Dựa trên mạng viễn thông mà các thiết bị có thể kết nối, giao tiếp được với nhau và với server/cloud. Điều này phụ thuộc vào yêu cầu của dự án IoT từ đó chọn ra phương thức kết nối hiệu quả nhất.
Xử lý dữ liệu: Được xử lý ở trên server/cloud. Nhận dữ liệu từ các thiết bị, từ đó phân tích và đưa ra hành động sẽ được thực hiện trong IoT platform.
Giao diện: Cung cấp cho người dùng một giao diện trực quan để có thể tương tác và nhìn thấy được hoạt động của toàn bộ hệ thống.

Các IoT platform đảm bảo việc tích hợp liền mạch các phần cứng khác nhau bằng cách sử dụng một loạt các giao thức giao tiếp phổ biến (như MQTT, HTTP, CoAP, …). Sử dụng các API do IoT platform cung cấp, ta có thể tải dữ liệu IoT thu thập được vào các hệ thống phân tích, lưu trữ hoặc xử lý dữ liệu tới các thiết bị được kết nối hoặc truyền dữ liệu giữa chúng bằng việc sử dụng các loại ứng dụng người dùng khác nhau. Có thể nói IOT là một không gian kết nối vạn vật trong thế giới vật lý, và ứng dụng của nó trên toàn bộ các mặt khía cạnh của cuộc sống. Tuy nhiên trong bài viết này chúng ta cùng xem một vài ví dụ những lợi ích của IOT trong lĩnh vực công nghiệp IIOT(Industrial Internet of Things)

Kiểm soát và cấu hình các thiết bị từ xa

Không gian IIOT được tạo ra, nơi mà các thiết bị & thành phần (máy móc, cảm biến, máy tính, CSDL…) trong chuỗi sản xuất được kết nối. Dữ liệu của các thành phần này được cập nhật Realtime lên đám mây.
Các ứng dụng người dùng được thiết kế có thể cập nhật dữ liệu để mô phỏng toàn bộ tiến trình theo thời gian thực. Như vậy toàn bộ các hoạt động diễn ra trong nhà máy được giám sát ở bất cứ nơi đâu mà không cần thiết phải có mặt trong nhà máy.
Và khi có yêu cầu thay đổi thì thông qua ứng dụng và đám mây, người sử dụng lại có thể tương tác ngược lại toàn bộ thành phần nhà máy cái mà đã được kết nối và định vị trong không gian (Dừng dây chuyền A, vận hành dây chuyền B…VV).

Đưa ra thông tin nhanh chóng và chính xác.

Khi tất cả các thành phần trong chuỗi sản xuất được kết nối, thì các dữ liệu được đồng bộ và liên kết với nhau. Đầu ra của thành phần này chính là đầu vào của thành phần kia, dữ liệu được trao đổi liền mạch, chính xác và tức thì.

Ví dụ:

Khi bộ phận bán hàng nhận được một đơn hàng. Để trả lời thời gian giao hàng của sản phẩm thông thường sẽ có một loạt những thông tin cần xác nhận. Ví dụ như: Tình trạng nguyên vật liệu tồn kho, năng lực cung ứng nhà cung cấp, năng lực sản xuất hiện tại, năng lực nhân sự, tình hình tài chính, tình hình kho vận & logistic…vv. Và đương nhiên để có câu trả lời chính xác thì phải mất không ít thời gian.
Nhưng thử tưởng tượng ra viễn cảnh, tất cả các khâu và các dữ liệu được kết nối với nhau. Ứng dụng kết nối và phân tích kho dữ liệu được cung cấp bởi các đối tượng, ngay tức thì câu trả lời có cho khách hàng. Và hơn thế nữa có một loạt ứng dụng được kết nối với kho dữ liệu này để lên kế hoạch cho từng khâu để đáp ứng điều kiện của đơn hàng.

Xử lý sự cố.

Trong các máy móc hoạt động trong nhà máy, phát sinh sự cố là điều không thể tránh khỏi, sự cố có thể đến từ nhiều nguyên nhân, có thể do chủ quan. Từ phía bản thân các thiết bị trong dây chuyền. Hoặc sự cố khách quan đến từ phía người sử dụng vận hành dây chuyền đó. Vấn đề đối với đội ngũ kỹ thuật là làm sao để phát hiện sự cố và xử lý kịp thời để tránh làm giám đoạn sản xuất.

Ví dụ: đối với cả một hệ thống dây chuyền, có một vị trí sensor bị lỏng chân kết nối. Việc sửa rất đơn giản đôi khi chỉ mất 1 phút để cố định lại. Tuy nhiên có khi mất tới hàng ngày trời để có thế phát hiện ra vị trí sensor nào bị hỏng. Tuy nhiên khi các phần tử (Thing) được kết nối và được định vị. Ngay lập tức trên màn hình HMI chúng ta có thể định vị được nguyên nhân và ngay lập tức chúng ta có thể xử lý được vấn đề và hoạt động sản xuất lại diễn ra bình thường.

Bảo trì dự đoán.

Nội dung phía trên liên quan tới việc xử lý sự cố đối với máy móc. Tuy nhiên việc ngăn chặn sự cố xảy ra, việc bảo trì bảo dưỡng thiết bị là hoạt động bắt buộc trong mỗi nhà máy. Thông thường bảo dưỡng thường diễn ra định kỳ đối với từng loại hạng mục.
Lấy ví dụ: Khi chúng ta bảo dưỡng robot bốc xếp hàng tự động. Định kỳ chúng ta cần kiểm tra những hạng mục động cơ, hộp số, dây đai… Tuy nhiên bản thân bên trong robot 6 trục, có những trục di chuyển rất nhiều, có những trục di chuyển rất ít, cái này tùy thuộc vào tính chất của di chuyển. Thông thường chúng ta không thể biết trục nào di chuyển bao nhiêu nên khi kiểm tra hoặc thay thế cách làm hiện nay là kiểm tra và thay thế với tần xuất như nhau, điều này gây lãng phí về cả thời gian lẫn tiền bạc.
Làm sao để tối ưu hóa quá trình bảo dưỡng.
Hiện tại các hãng robot lớn như ABB, họ đã tích hợp robot lên đám mây, Những thông số về di chuyển của robot như: Quãng đường, vận tốc, tải trọng…được đẩy hết lên đám mây. Ứng dụng xử lý và phân tích dữ liệu sẽ đưa ra cảnh báo. thời điểm nào cần phải bảo dưỡng, và thay thế thiết bị nào.
Và chính việc bảo trì bằng dự đoán như vậy sẽ tối ưu hóa quá trình bảo trì và bảo dưỡng thiết bị.

Công nghệ 4.0 đề cập đến rất nhiều dữ liệu có thể được thu thập thông qua các cảm biến và được sử dụng để đưa ra quyết định vận hành, sửa chữa, bảo trì và tiến đến sự thông minh hóa hệ thống. IOT cùng điện toán đám mây giúp ngành tự động hóa công nghiệp đạt đến tầm cao mới hơn cho phép chúng ta thu thập và phân tích dữ liệu theo những cách không thể có trước đây và các công nghệ đó được thể hiện ở mọi khía cạnh của sản xuất. Từ sản xuất, đến bảo trì, đến tiếp thị, và thậm trí sau đó đến những sản phẩm cuối cùng mà chúng ta tạo ra.

Tuy nhiên sự kết hợp công nghệ này đòi hỏi cơ sở hạ tầng mới, bao gồm những ứng dụng phần cứng và phần mền, cũng như một hệ điều hành. Các nhà sản xuất sẽ phải đối phó với dòng dữ liệu lớn bắt đầu chảy vào và phân tích nó theo thời gian thực khi nó phát triển theo thời gian.

=>> Xem thêm: Smart Factory | Giải pháp nhà máy thông minh - Nâng tầm sản xuất