Lợi thế cạnh tranh của ngành sản xuất không còn nằm ở máy móc—mà là dữ liệu

Trong nhiều thập kỷ, thành công trong sản xuất được đo lường bằng công suất thiết bị, hiệu quả lao động và sản lượng. Tuy nhiên, ngày nay, những nhà máy có sức cạnh tranh cao nhất được phân biệt bởi một yếu tố ít hữu hình hơn nhưng mạnh mẽ hơn nhiều: dữ liệu sản xuất theo thời gian thực.

Khi chuỗi cung ứng toàn cầu ngày càng trở nên phức tạp và kỳ vọng của khách hàng tiếp tục tăng, các nhà sản xuất chịu áp lực phải cải thiện hiệu suất giao hàng mà không hy sinh chất lượng sản phẩm. Khả năng quan sát hoạt động theo thời gian thực đã nổi lên như một trong những cách hiệu quả nhất để đạt được cả hai mục tiêu.

Dữ liệu sản xuất được tạo ra từ máy móc, cảm biến, bộ điều khiển và các hệ thống doanh nghiệp cho phép tổ chức hiểu được điều gì đang diễn ra tại phân xưởng khi các sự kiện xảy ra, thay vì chỉ biết sau khi vấn đề đã ảnh hưởng đến sản xuất.

Biến tín hiệu máy móc thành thông tin chuyên sâu có thể hành động

Môi trường sản xuất hiện đại tạo ra khối lượng thông tin vận hành khổng lồ thông qua giao tiếp máy với máy, mạng công nghiệp và cảm biến thông minh. Tuy nhiên, dữ liệu thô tự thân mang lại rất ít giá trị nếu không thể được diễn giải và chuyển hóa thành những thông tin chuyên sâu có thể hành động.

Các nhà sản xuất ngày càng phụ thuộc vào những nền tảng tích hợp, kết hợp thông tin từ phân xưởng với các hệ thống kinh doanh để tạo ra các bảng điều khiển vận hành có khả năng cung cấp các chỉ số hiệu suất theo thời gian thực.

Hình 1. Bảng điều khiển vận hành hợp nhất giúp các nhà sản xuất phân phối thông tin quan trọng đến đúng đội ngũ vào đúng thời điểm.

Khi dữ liệu về sản xuất, bảo trì, hàng tồn kho và lập lịch được kết hợp thành một góc nhìn thống nhất, các nhà ra quyết định có được sự hiểu biết rõ ràng hơn nhiều về tình trạng vận hành. Khả năng quan sát này cho phép phản ứng nhanh hơn trước các gián đoạn và cải thiện độ chính xác của việc lập kế hoạch giữa các phòng ban.

Vì sao số hóa đang thúc đẩy việc áp dụng

Sự phát triển của các sáng kiến Công nghiệp 4.0 đã thúc đẩy đáng kể đầu tư vào các công nghệ sản xuất kết nối. Các tổ chức công nghiệp đang triển khai cảm biến thông minh, thiết bị biên và nền tảng phân tích nâng cao để khai thác nhiều giá trị hơn từ dữ liệu vận hành.

Nhiều cơ sở cũng đang hiện đại hóa hạ tầng tự động hóa thông qua các hệ thống điều khiển tiên tiến như hệ thống điều khiển phân tán và các nền tảng phần mềm sản xuất tích hợp hỗ trợ thu thập, phân tích dữ liệu theo thời gian thực.

Cải thiện chất lượng bắt đầu từ khả năng hiển thị

Quản lý chất lượng theo truyền thống dựa vào các cuộc kiểm tra được thực hiện sau sản xuất. Mặc dù có hiệu quả ở một mức độ nhất định, phương pháp này thường phát hiện vấn đề sau khi vật liệu, nhân công và thời gian máy móc đã được sử dụng.

Giám sát sản xuất theo thời gian thực thay đổi hoàn toàn mô hình này. Người vận hành có thể ngay lập tức quan sát những sai lệch của quy trình và thực hiện hành động khắc phục trước khi lỗi lan rộng ra toàn bộ lô sản phẩm.

Từ kiểm tra phản ứng sang kiểm soát liên tục

Biểu đồ kiểm soát chất lượng, xu hướng quy trình và các công cụ giám sát thống kê trở nên hiệu quả hơn nhiều khi được cung cấp dữ liệu sản xuất trực tiếp. Kỹ sư có thể xác định những thay đổi trong hoạt động của máy móc, tình trạng dụng cụ và các thông số quy trình trước khi ảnh hưởng đến các đặc tính kỹ thuật của sản phẩm.

Thay vì chờ kiểm tra cuối dây chuyền, các nhà sản xuất có thể duy trì kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn trong suốt chu kỳ sản xuất, cải thiện tính nhất quán đồng thời giảm chi phí phế phẩm và làm lại.

Tác động tài chính của dữ liệu sản xuất tốt hơn

Khả năng sinh lời trong sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào việc lập kế hoạch chính xác. Khả năng hiển thị theo thời gian thực về vật tư, hàng tồn kho, mức sử dụng lao động và tình trạng sẵn sàng của máy móc cho phép các tổ chức xây dựng lịch trình sản xuất thực tế hơn.

Lập kế hoạch dựa trên dữ liệu giúp các nhà sản xuất đánh giá chi phí định mức nguyên vật liệu, xác định rủi ro nguồn cung và dự báo chi phí sản xuất với độ tin cậy cao hơn. Điều này làm giảm sự bất định và cải thiện việc triển khai dự án trên toàn bộ chuỗi giá trị.

Bằng cách liên kết thông tin vận hành với các mục tiêu kinh doanh, doanh nghiệp có thể đưa ra quyết định nhanh hơn đồng thời giảm thiểu những gián đoạn tốn kém.

Bảo trì dự đoán làm thay đổi bài toán thời gian ngừng hoạt động

Sự cố thiết bị bất ngờ vẫn là một trong những thách thức tốn kém nhất đối với các cơ sở công nghiệp. Gián đoạn sản xuất có thể ảnh hưởng đến cam kết giao hàng, làm tăng chi phí bảo trì và gây ra những lo ngại về an toàn.

Giám sát tình trạng máy móc theo thời gian thực giúp phát hiện các sự cố đang phát triển trước khi chúng trở thành hỏng hóc nghiêm trọng.

Hình 2. Giám sát liên tục cho phép các đội ngũ bảo trì xác định vấn đề của thiết bị trước khi chúng gây ra tổn thất sản xuất.

Sử dụng phân tích để dự đoán hỏng hóc thiết bị

Dữ liệu máy móc trong quá khứ và theo thời gian thực cho thấy các kiểu vận hành thường xuất hiện trước khi xảy ra sự cố cơ khí. Các thông số như mức độ rung, số giờ vận hành, điều kiện tải và xu hướng nhiệt độ có thể cho thấy tình trạng xuống cấp từ rất lâu trước khi xảy ra hỏng hóc.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị quay trọng yếu được giám sát bằng những hệ thống như Hệ thống Bảo vệ Máy móc Bently Nevada 3500, trong đó việc phát hiện sớm lỗi giúp ngăn ngừa những lần ngừng hoạt động tốn kém.

Các chiến lược bảo trì dự đoán cho phép đội ngũ bảo trì lên lịch can thiệp trong các đợt dừng máy theo kế hoạch thay vì ứng phó với sự cố khẩn cấp.

MES và ERP trở nên giá trị hơn khi kết hợp

Các nền tảng Hệ thống Điều hành Sản xuất (MES) và Hoạch định Nguồn lực Doanh nghiệp (ERP) theo truyền thống hoạt động như những nguồn thông tin riêng biệt. Tuy nhiên, giá trị thực sự của chúng được phát huy khi cả hai hệ thống được tích hợp.

MES cung cấp khả năng hiển thị hoạt động ở cấp độ sản xuất, trong khi ERP cung cấp bối cảnh kinh doanh rộng hơn, bao gồm hàng tồn kho, mua sắm, lập lịch và hoạch định tài chính.

Hình 3. Việc tích hợp các hệ thống MES và ERP tạo ra góc nhìn toàn diện về hiệu suất sản xuất và hoạt động kinh doanh.

Khi được kết hợp, các hệ thống này hỗ trợ dự báo sản xuất chính xác hơn, lập kế hoạch công suất tốt hơn và phối hợp chuỗi cung ứng hiệu quả hơn.

Các đội nhóm kết nối mang lại kết quả sản xuất tốt hơn

Dữ liệu sản xuất ảnh hưởng đến hầu như mọi phòng ban trong một tổ chức sản xuất. Các bộ phận kỹ thuật, bảo trì, vận hành, mua sắm, đảm bảo chất lượng và ban lãnh đạo đều phụ thuộc vào thông tin kịp thời.

Khả năng hiển thị chung giúp giảm khoảng cách giao tiếp và cho phép các phòng ban phối hợp hoạt động dựa trên cùng một thực tế vận hành.

Các tổ chức theo đuổi chiến lược sản xuất tinh gọn và sản xuất đúng lúc đặc biệt hưởng lợi từ việc truy cập ngay vào thông tin đáng tin cậy tại xưởng.

Tự động hóa mở rộng vượt ra ngoài dây chuyền sản xuất

Các nhà sản xuất ngày càng sử dụng dữ liệu vận hành để tự động hóa các quy trình kỹ thuật, bán hàng, lập báo giá và dịch vụ khách hàng. Các nền tảng cấu hình–định giá–báo giá, công cụ kỹ thuật số và hệ thống quản lý vòng đời sản phẩm đều có thể hưởng lợi từ việc truy cập thông tin sản xuất theo thời gian thực.

Hình 4. Các hệ thống kỹ thuật và sản xuất được kết nối hỗ trợ việc ra quyết định nhanh hơn trong suốt vòng đời sản phẩm.

Khi các nhà máy ngày càng được kết nối, tự động hóa mở rộng vượt ra ngoài máy móc để bao gồm lập kế hoạch, cộng tác thiết kế, phân bổ nguồn lực và tương tác với khách hàng.

Góc nhìn ngành: Dữ liệu đang trở thành tài sản sản xuất

Lĩnh vực công nghiệp đang bước vào giai đoạn mà dữ liệu cần được coi trọng ngang với máy móc, nguyên vật liệu và nhân công. Các tổ chức chuyển đổi thành công thông tin vận hành thành thông tin chuyên sâu có thể hành động luôn vượt trội hơn đối thủ về năng suất, chất lượng và khả năng phản ứng.

Các lãnh đạo ngành công nghiệp đang đầu tư mạnh vào nền tảng phân tích, mạng công nghiệp, công nghệ giám sát máy móc và các sáng kiến chuyển đổi số vì lợi ích thu được ngày càng có thể đo lường rõ ràng.

Góc nhìn của nhà phân tích

Nhiều nhà sản xuất đã đầu tư vào phần cứng tự động hóa, PLC, nền tảng DCS và hệ thống giám sát tình trạng. Cơ hội lớn tiếp theo không nằm ở việc thu thập thêm dữ liệu, mà ở việc kết nối các nguồn dữ liệu hiện có và giúp chúng có thể truy cập trên toàn tổ chức.

Những nhà máy đạt được mức cải thiện hiệu suất mạnh mẽ nhất là những nhà máy tích hợp công nghệ vận hành với các hệ thống kinh doanh và sử dụng khả năng quan sát theo thời gian thực để thúc đẩy việc ra quyết định. Trong môi trường sản xuất ngày nay, tốc độ thu nhận thông tin chi tiết đang trở nên quan trọng không kém chính tốc độ sản xuất.