Trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0, nhiều ngành công nghiệp của các quốc gia đang được xây dựng và phát triển dựa trên hệ thống sản xuất thông minh với khả năng khai thác “hệ thống thực ảo” thông qua hệ thống cảm biến, hệ thống điều khiển không dây, hệ thống công nghệ thông tin và truyền thông…

“Hệ thống thực ảo” là một thế hệ hệ thống tích hợp của “hệ thống sản xuất thực” và “hệ thống sản xuất ảo”. Cảm biến là bộ phận cơ bản cấu thành của “Hệ thống sản xuất ảo”. Trong khi đó “hệ thống sản xuất thực” bao gồm sẽ bao gồm các bộ phận thực hiện sản xuất. Các thành phần của “hệ thống thực ảo” hoạt động độc lập nhưng vẫn có sự kết nối, trao đổi thông tin và tương tác linh hoạt trong các tình huống khác nhau, ở tất cả cấp độ từ máy móc, thiết bị, quy trình, phân xưởng và doanh nghiệp.

Trong khi “hệ thống sản xuất thực” sẽ tương tác với công nghệ điều khiển, hệ thống công nghệ thông tin và truyền thông,… thì “hệ thống thực ảo” sẽ cho phép tương tác với các máy móc, thiết bị và con người. Tương tác giữa “hệ thống sản xuất ảo” và “hệ thống sản xuất thực” sẽ hỗ trợ nhà sản xuất ra quyết định tốt nhất, nhanh nhất. Từ đó, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất của doanh nghiệp.

Thông qua hệ thống cảm biến, “hệ thống thực ảo” có thể tiếp nhận thông tin, dữ liệu trực tiếp từ “hệ thống sản xuất thực” và chuyển đổi chúng thành các tín hiệu số. “Hệ thống thực ảo” có thể chia sẻ thông tin, dữ liệu nhằm kết nối với các mạng kỹ thuật số, từ đó hình thành Internet vạn vật kết nối (IoT).

“Hệ thống thực ảo” sẽ cho phép và hỗ trợ giao tiếp giữa sản phẩm, máy móc và con người. Các thành phần cấu tạo của một “hệ thống thực ảo” có thể thu thập, tổng hợp xử lý dữ liệu và có thể tự kiểm soát, ra quyết định trong một số nhiệm vụ cụ thể, đồng thời tương tác với con người thông qua hệ thống các giao diện.

Như vậy, hiểu một cách đơn giản nhất, “hệ thống thực ảo” chính là khái niệm chỉ sự tích hợp, kết nối của máy tính, mạng cùng hệ thống thiết bị, máy móc nhằm phục vụ sản xuất. Hệ thống thực ảo chính là nền tảng của nhà máy thông minh. Đây là sự tích hợp của rất nhiều công cụ, bộ phận và hệ thống khác nhau nhằm giúp quá trình sản xuất của doanh nghiệp trở nên nhanh nhẹn, linh hoạt và “thông minh” hơn.

Bằng cách tích hợp phương thức phân tích và mô phỏng, “hệ thống thực ảo” sẽ giúp so sánh, đánh giá, dự đoán và mô tả chi tiết về các thách thức của hệ thống sản xuất hiện tại đối với hoạt động của hệ thống cảm biến, cơ sở dữ liệu, bộ truyền động thông minh, … đặc biệt là các giao thức truyền thông.

“Hệ thống thực ảo” được dựa trên sự phát triển mới nhất, hiện đại nhất của khoa học máy tính, công nghệ thông tin và truyền thông, khoa học và công nghệ sản xuất, ... Đây đồng thời cũng là các ngành khoa học, công nghệ nền tảng của một cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Có thể nói, nhà máy thông minh được đặc trưng bởi “hệ thống thực ảo”, cung cấp các lợi thế về chất lượng sản phẩm, thời gian và chi phí so với mô hình nhà máy truyền thống. Nhà máy sản xuất thông minh được thiết kế theo mô hình hoạt động sản xuất, kinh doanh định hướng dịch vụ và phát triển ổn định, bền vững. Mô hình sản xuất thông minh có khả năng thích ứng, tự thích ứng, linh hoạt và quản lý rủi ro.

Mức độ tự động hóa cao là một trong những yếu tố quan trọng nhất của sản xuất trong nhà máy thông minh. Điều này được thực hiện nhờ tính linh hoạt, nhanh nhẹn của các hệ thống sản xuất dựa trên “hệ thống thực ảo”, tự động giám sát các quy trình sản xuất trong quy mô lớn. Sản xuất thông minh mang lại lợi thế vượt trội về thời gian hoàn thiện sản phẩm và cả lợi thế về không gian so với sản xuất truyền thống. Nhà máy thông minh có khả năng dự đoán và đáp ứng linh hoạt với thời gian sản xuất thực tế, qua đó cho phép tối ưu hóa quy trình sản xuất nội bộ một cách tốt nhất. Sản xuất thông minh không chỉ giới hạn ở điều kiện sản xuất tại một đơn vị nhà máy duy nhất, mà có thể được tối ưu hóa theo mạng lưới của nhiều đơn vị sản xuất trong cùng hệ thống hoặc nhà máy.

Hệ thống thực ảo được coi là nền tảng của sản xuất thông minh, sản xuất thông minh lại là yếu tố cấu thành nên nhà máy thông minh. Sản xuất thông minh không chỉ dẫn đến những đổi mới về công nghệ, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm thời gian và chi phí, mà còn hướng đến bảo vệ môi trường, thúc đẩy phát triển ổn định, bền vững, đồng thời tạo ra sự kết nối về không gian mạng giữa các đối tượng, công cụ sản xuất, mở ra nhiều cơ hội phát triển thị trường mới cho doanh nghiệp trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
 

Xem thêm:

• Cách thức lựa chọn đúng công cụ sản xuất tinh gọn
• Tìm hiểu về hệ thống MES trong sản xuất và cách ứng dụng hiệu quả