Ngành sản xuất đã bước vào giai đoạn mà tự động hóa không còn là lợi thế cạnh tranh—mà đang trở thành yêu cầu để tồn tại.

Chi phí lao động tăng, tình trạng thiếu nhân lực, sự biến động của chuỗi cung ứng và kỳ vọng ngày càng cao của khách hàng đang buộc các nhà sản xuất phải tự động hóa những quy trình trước đây do người vận hành thực hiện. Thách thức hiện nay không còn là quyết định có cần tự động hóa hay không. Thách thức thực sự là xác định cách triển khai tự động hóa nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và với rủi ro tối thiểu.

Trong nhiều thập kỷ, việc triển khai robot công nghiệp đòi hỏi khoản đầu tư vốn đáng kể. Các công ty cần mua robot, dịch vụ kỹ thuật, hệ thống an toàn, phần cứng điều khiển, hỗ trợ tích hợp, chương trình đào tạo và nguồn lực bảo trì dài hạn. Ngay cả sau khi thực hiện các khoản đầu tư này, thành công vẫn không được đảm bảo.

Nhiều dự án tự động hóa đã vượt ngân sách, bị trì hoãn triển khai hoặc không đạt được mức cải thiện năng suất như kỳ vọng.

Robotics-as-a-Service (RaaS) đưa ra một phương pháp thay thế. Thay vì mua đứt các hệ thống robot, các nhà sản xuất đăng ký sử dụng tự động hóa robot thông qua một mô hình dịch vụ, chuyển các rủi ro kỹ thuật và tài chính khỏi người dùng cuối.

Mô hình kinh doanh này đang nhanh chóng phát triển trong các lĩnh vực sản xuất, kho bãi, logistics, đóng gói, chế biến thực phẩm, đúc ép nhựa và xử lý vật liệu.

Thay vì xem tự động hóa là một dự án đầu tư lớn, RaaS biến robot thành một dịch vụ vận hành có khả năng mở rộng.

Hình 1. Giải pháp xếp pallet Robotics-as-a-Service được triển khai trong môi trường sản xuất công nghiệp.

Robotics-as-a-Service (RaaS) là gì?

Robotics-as-a-Service áp dụng cùng triết lý đăng ký thuê bao đã làm thay đổi ngành phần mềm thông qua Software-as-a-Service (SaaS).

Thay vì mua tài sản tự động hóa, các nhà sản xuất trả một khoản phí định kỳ cho năng suất robot.

Nhà cung cấp cung cấp robot, dịch vụ tích hợp, hỗ trợ triển khai, tối ưu hóa, giám sát, bảo trì, nâng cấp và hỗ trợ kỹ thuật liên tục.

Khách hàng chỉ trả tiền cho giá trị vận hành đã được cung cấp.

Trong nhiều thỏa thuận RaaS hiện đại, cơ cấu thanh toán được liên kết trực tiếp với hiệu suất sản xuất có thể đo lường.

Ví dụ bao gồm:

• Số linh kiện được xử lý mỗi giờ
• Số pallet hoàn tất mỗi ca
• Số chu kỳ gắp đặt máy đã hoàn tất
• Sản lượng đạt được
• Số giờ vận hành đã cung cấp
• Số lượt kiểm tra hoàn tất

Điều này tạo ra sự gắn kết đặc biệt giữa khách hàng và nhà cung cấp.

Các nhà tích hợp hệ thống truyền thống nhận thanh toán sau khi lắp đặt. Các nhà cung cấp RaaS chỉ tiếp tục tạo doanh thu khi hệ thống tự động hóa tiếp tục mang lại kết quả có thể đo lường.

Do đó, nhà cung cấp có lợi ích gắn chặt với hiệu suất hệ thống trong dài hạn.

Vì sao các dự án tự động hóa truyền thống thường gặp khó khăn

Để hiểu sự phát triển của RaaS, cần xem xét những thách thức liên quan đến các dự án tự động hóa truyền thống.

Một dự án triển khai robot điển hình có thể cần:

• Phê duyệt chi phí đầu tư
• Lựa chọn nhà cung cấp
• Phát triển đặc tả robot
• Kỹ thuật điều khiển
• Tích hợp PLC
• Xác nhận an toàn
• Kiểm thử sản xuất
• Đào tạo người vận hành
• Lập kế hoạch bảo trì
• Tồn kho phụ tùng thay thế

Những hoạt động này tiêu tốn đáng kể nguồn lực kỹ thuật.

Đối với nhiều nhà sản xuất, các nhóm kỹ thuật vốn đã phải đồng thời đảm nhiệm nhiều trách nhiệm, bao gồm hỗ trợ sản xuất, các dự án bảo trì, cải tiến chất lượng, sáng kiến an toàn và nâng cấp cơ sở vật chất.

Việc bổ sung một dự án tự động hóa quy mô lớn có thể làm quá tải các nguồn lực hiện có.

Ngay cả khi các dự án được phê duyệt, những điều kiện kinh doanh thay đổi thường tạo ra thêm rủi ro.

Một trạm robot được thiết kế hôm nay có thể không còn phù hợp với yêu cầu sản xuất sau mười hai tháng.

Nhu cầu thị trường biến động nhanh chóng.

Danh mục sản phẩm thay đổi.

Chuỗi cung ứng thay đổi.

Kỳ vọng của khách hàng tăng lên.

Các khoản đầu tư tự động hóa truyền thống gặp khó khăn trong việc thích ứng với mức độ bất định này.

Sự phát triển của sản xuất linh hoạt

Ngành sản xuất hiện đại ngày càng ưu tiên tính linh hoạt hơn là chỉ tập trung vào sản lượng.

Trước đây, các nhà máy được tối ưu hóa cho những đợt sản xuất dài với sự biến động sản phẩm tối thiểu.

Các nhà sản xuất ngày nay thường xuyên sản xuất hàng chục, thậm chí hàng trăm biến thể sản phẩm trên cùng các tài sản sản xuất.

Xu hướng này đã thúc đẩy nhu cầu đối với các nền tảng tự động hóa linh hoạt.

Các nhà cung cấp RaaS thường thiết kế giải pháp có thể đáp ứng những yêu cầu sản xuất thay đổi.

Các bản cập nhật phần mềm, điều chỉnh quy trình, thay đổi dụng cụ và tái cấu hình hệ thống thường có thể được thực hiện mà không cần lắp đặt hoàn toàn hệ thống robot mới.

Sự linh hoạt này làm giảm rủi ro tự động hóa dài hạn đồng thời cải thiện khả năng phản ứng trước những thay đổi của thị trường.

Các nhà sản xuất không còn cần duy trì một “nghĩa địa tự động hóa” đầy những thiết bị lỗi thời không còn hỗ trợ hoạt động hiện tại.

Thay vào đó, tự động hóa phát triển song song với các yêu cầu sản xuất.

Sự chuyển dịch tài chính: Từ CapEx sang OpEx

Một trong những động lực mạnh mẽ nhất thúc đẩy việc áp dụng RaaS là sự linh hoạt về tài chính.

Các dự án tự động hóa truyền thống nhìn chung đòi hỏi được phê duyệt khoản chi đầu tư vốn đáng kể.

Tùy theo mức độ phức tạp, các hệ thống robot có thể tiêu tốn hàng trăm nghìn, thậm chí hàng triệu đô la trước khi tạo ra bất kỳ khoản lợi nhuận nào.

Các chu kỳ phê duyệt vốn thường khiến các sáng kiến tự động hóa bị trì hoãn nhiều tháng hoặc nhiều năm.

Trong khi đó, những yếu kém trong sản xuất tiếp tục ảnh hưởng đến lợi nhuận.

RaaS làm thay đổi căn bản phương trình này.

Vì robot trở thành một khoản chi phí vận hành thay vì tài sản vốn, các quyết định triển khai thường có thể được phê duyệt nhanh hơn trong tổ chức.

Các nhà sản xuất được tiếp cận những năng lực tự động hóa tiên tiến mà không cần khoản đầu tư ban đầu lớn.

Mô hình tài chính này đặc biệt hấp dẫn đối với:

• Các nhà sản xuất quy mô nhỏ
• Các nhà sản xuất quy mô vừa
• Các nhà sản xuất theo hợp đồng
• Các cơ sở sản xuất theo mùa
• Các tổ chức tăng trưởng nhanh
• Hoạt động tại nhiều cơ sở

Khả năng bảo toàn vốn đồng thời vẫn nâng cao năng suất tạo nên một bài toán kinh doanh đầy thuyết phục.

Nhiều nhà sản xuất có thể tài trợ cho các dự án tự động hóa trong tương lai bằng khoản tiết kiệm tạo ra từ những lần triển khai RaaS ban đầu.

Lợi ích kỹ thuật vượt xa khoản tiết kiệm chi phí

Mặc dù tính linh hoạt tài chính thường nhận được nhiều sự chú ý nhất, các kỹ sư giàu kinh nghiệm hiểu rằng những dự án tự động hóa thành công phụ thuộc vào nhiều yếu tố hơn là chỉ các cân nhắc về ngân sách.

Giá trị thực sự của Robotics-as-a-Service thường thể hiện qua việc triển khai nhanh hơn, giảm khối lượng công việc kỹ thuật và tiếp cận chuyên môn chuyên biệt mà nhiều nhà sản xuất đơn giản là không có sẵn trong nội bộ.

Robot công nghiệp ngày càng trở nên tinh vi.

Các hệ thống robot hiện đại thường tích hợp:

• Hệ thống thị giác máy
• Thuật toán trí tuệ nhân tạo
• Công nghệ robot cộng tác
• Điều khiển chuyển động nâng cao
• Mạng công nghiệp
• Phân tích dữ liệu theo thời gian thực
• Nền tảng giám sát trên nền tảng đám mây
• Công cụ bảo trì dự đoán

Ngay cả những tổ chức sản xuất lớn nhất cũng khó duy trì chuyên môn về tất cả các công nghệ này.

Các nhà cung cấp RaaS chuyên về những công nghệ này và liên tục cải thiện phương pháp triển khai của họ trong nhiều ngành công nghiệp.

Nhờ đó, các nhà sản xuất được tiếp cận với chuyên môn tự động hóa mà nếu không sẽ đòi hỏi khoản đầu tư đáng kể cho việc tuyển dụng và đào tạo.

"Nút bấm dễ dàng" dành cho các nhóm kỹ thuật sản xuất

Hầu hết các kỹ sư sản xuất đều phải làm việc trong điều kiện nguồn lực liên tục hạn chế.

Họ hỗ trợ thiết bị sản xuất, khắc phục sự cố chất lượng, quản lý các dự án cải tiến, điều phối hoạt động bảo trì và tham gia các sáng kiến an toàn.

Việc bổ sung một hệ thống robot phức tạp thường khiến các nhóm kỹ thuật vượt quá giới hạn nguồn lực thực tế.

RaaS giải quyết thách thức này bằng cách chuyển phần lớn gánh nặng triển khai cho một đối tác tự động hóa chuyên trách.

Nhà cung cấp chịu trách nhiệm về:

• Thiết kế hệ thống
• Lựa chọn công nghệ
• Đánh giá rủi ro
• Lập trình robot
• Tích hợp hệ thống điều khiển
• Lập kế hoạch triển khai
• Tối ưu hóa hiệu suất
• Bảo trì liên tục

Điều này cho phép các nguồn lực kỹ thuật nội bộ tập trung vào các mục tiêu sản xuất cốt lõi thay vì quản lý mọi khía cạnh của việc triển khai tự động hóa.

Đối với nhiều cơ sở, việc giảm khối lượng công việc kỹ thuật này trở nên có giá trị không kém những lợi ích về năng suất mà bản thân hệ thống robot mang lại.

Giám sát 24/7 và hỗ trợ dự đoán

Một điểm yếu đáng kể của các dự án tự động hóa truyền thống xuất hiện sau khi nghiệm thu.

Sau khi đơn vị tích hợp hoàn tất việc lắp đặt, toàn bộ trách nhiệm chuyển sang nhà sản xuất.

Các sự cố bất ngờ có thể dẫn đến thời gian ngừng hoạt động kéo dài trong khi các nhóm nội bộ chẩn đoán vấn đề và phối hợp sửa chữa.

Theo mô hình Robotics-as-a-Service, các nhà cung cấp vẫn trực tiếp gắn lợi ích của mình với hiệu suất vận hành.

Nhiều nhà cung cấp duy trì các hệ thống giám sát từ xa liên tục theo dõi tình trạng của ô robot.

Các nền tảng giám sát này có thể đánh giá:

• Trạng thái vận hành của robot
• Hiệu suất chu kỳ
• Điều kiện lỗi
• Sản lượng sản xuất
• Mức độ sử dụng thiết bị
• Các chỉ báo bảo trì
• Kết nối mạng
• Trạng thái hệ thống an toàn

Các vấn đề tiềm ẩn thường có thể được xác định trước khi ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất.

Cách tiếp cận chủ động này phù hợp chặt chẽ với các chiến lược bảo trì dự đoán hiện đại được sử dụng tại các cơ sở sản xuất tiên tiến.

Khi các nhà máy ngày càng áp dụng các kiến trúc tự động hóa kết nối, hệ thống robot trở thành những thành phần đóng góp giá trị cho các sáng kiến chuyển đổi số rộng hơn.

Giải quyết tình trạng thiếu lao động thông qua các mô hình đăng ký tự động hóa

Khả năng cung ứng lao động vẫn là một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành sản xuất toàn cầu.

Nhiều cơ sở gặp khó khăn trong việc tuyển dụng và giữ chân người lao động cho các công việc lặp đi lặp lại, đòi hỏi nhiều sức lực hoặc gây khó khăn về công thái học.

Các vị trí liên quan đến xếp pallet, cấp phôi cho máy, đóng gói và xử lý vật liệu thường có tỷ lệ nghỉ việc đặc biệt cao.

Những hoạt động này là các cơ hội lý tưởng cho tự động hóa bằng robot.

Thay vì cạnh tranh trong các thị trường lao động ngày càng khó khăn, các nhà sản xuất có thể triển khai các giải pháp robot mang lại năng suất ổn định và có thể dự đoán.

Không giống lao động tạm thời, các hệ thống robot không yêu cầu tuyển dụng, đào tạo hội nhập, điều chỉnh lịch làm việc hoặc quản lý nhân sự liên tục.

Thông qua RaaS, các nhà sản xuất thực sự được tiếp cận với một lực lượng tự động hóa luôn sẵn sàng mà không cần thực hiện các khoản đầu tư lớn.

Mô hình này đặc biệt hấp dẫn trong các ngành đang phải đối mặt với tình trạng thiếu lao động kéo dài.

Xếp pallet: Một trong những ứng dụng RaaS phát triển nhanh nhất

Xếp pallet vẫn là một trong những ứng dụng phổ biến nhất được triển khai thông qua các nhà cung cấp Robotics-as-a-Service.

Hoạt động xếp pallet thủ công tạo ra một số thách thức:

• Mệt mỏi của người lao động
• Chấn thương do vận động lặp đi lặp lại
• Chất lượng xếp chồng không nhất quán
• Năng suất hạn chế
• Tỷ lệ nghỉ việc cao
• Mối lo ngại về an toàn

Hệ thống xếp pallet bằng robot giải quyết các vấn đề này đồng thời mang lại hiệu suất có tính dự đoán cao.

Robot xếp pallet hiện đại có thể xử lý:

• Hộp
• Túi
• Thùng carton
• Thùng chứa
• Tải sản phẩm hỗn hợp
• Mẫu xếp pallet thay đổi

Khi kết hợp với Hệ thống điều khiển PLC hiện đại và Nền tảng HMI công nghiệp, robot xếp pallet trở thành những tài sản tự động hóa linh hoạt cao, có khả năng đáp ứng các yêu cầu sản xuất thay đổi.

Hình 2. Tự động hóa bằng robot được áp dụng cho một hoạt động ép phun thông qua hình thức triển khai Robotics-as-a-Service.

Cơ hội tự động hóa ép phun

Các cơ sở ép phun đã trở thành một trong những đối tượng hưởng lợi lớn khác từ mô hình RaaS.

Nhiều hoạt động ép nhựa yêu cầu các công việc xử lý lặp đi lặp lại, vốn đặc biệt phù hợp với robot.

Ví dụ bao gồm:

• Lấy sản phẩm
• Cắt cuống phun
• Kiểm tra sản phẩm
• Đóng gói
• Lắp ráp thứ cấp
• Vận hành phân loại

Trước đây, nhiều công ty ép nhựa quy mô nhỏ và vừa không có đủ vốn cần thiết cho tự động hóa robot toàn diện.

RaaS giúp giảm đáng kể rào cản này.

Các nhà sản xuất có thể triển khai các cell robot mà không cần cam kết ngân sách đầu tư lớn, đồng thời vẫn hưởng lợi từ năng suất được cải thiện, chất lượng ổn định hơn và an toàn cho người vận hành.

Có lẽ quan trọng hơn, nhà cung cấp chịu trách nhiệm tối ưu hóa hiệu suất sau khi triển khai.

Nếu không đạt được các mục tiêu sản xuất, nhà cung cấp vẫn có động lực cải thiện hiệu suất hệ thống vì doanh thu phụ thuộc vào việc vận hành thành công.

Cơ cấu khuyến khích này tạo ra một mô hình hợp tác hiếm thấy trong các phương thức mua sắm tự động hóa truyền thống.

Chuyên môn không phụ thuộc công nghệ tạo ra các quyết định tự động hóa tốt hơn

Một trong những lợi thế thường bị bỏ qua nhất của Robotics-as-a-Service là khả năng tiếp cận chuyên môn kỹ thuật không phụ thuộc công nghệ.

Nhiều nhà sản xuất chỉ thỉnh thoảng đánh giá các giải pháp tự động hóa. Do đó, các đội ngũ nội bộ có thể ít được tiếp cận với thị trường robot đang phát triển nhanh chóng.

Hệ sinh thái tự động hóa ngày nay bao gồm hàng trăm nhà cung cấp robot, hệ thống thị giác, bộ kẹp, cảm biến, bộ điều khiển, nền tảng phần mềm và công nghệ kiểm tra ứng dụng AI.

Việc lựa chọn sự kết hợp tối ưu đòi hỏi kinh nghiệm sâu rộng.

Một nhà cung cấp RaaS chất lượng liên tục đánh giá các công nghệ mới nổi và phương pháp triển khai trong nhiều ngành.

Kinh nghiệm này cho phép các nhà cung cấp lựa chọn giải pháp phù hợp nhất dựa trên yêu cầu vận hành thay vì sự trung thành với thương hiệu.

Thay vì buộc phải đưa một công nghệ cụ thể vào mọi ứng dụng, nhà cung cấp có thể xác định sự kết hợp tối ưu của:

• Robot công nghiệp
• Robot cộng tác
• Hệ thống thị giác máy
• Camera công nghiệp
• Công nghệ băng tải
• Nền tảng PLC
• Hệ thống an toàn
• Công cụ phần mềm dựa trên AI

Cách tiếp cận không phụ thuộc công nghệ này thường mang lại kết quả dài hạn tốt hơn so với các giải pháp được phát triển nội bộ nhưng bị ràng buộc bởi các mối quan hệ với nhà cung cấp hiện có.

Giảm rủi ro tự động hóa thông qua các mô hình dựa trên hiệu suất

Một trong những lý do chính khiến các dự án tự động hóa đình trệ là sự không chắc chắn.

Các đội ngũ quản lý thường đặt ra những câu hỏi khó:

• Robot có đạt được thông lượng yêu cầu không?
• Chất lượng có được cải thiện không?
• Thời gian ngừng hoạt động sẽ kéo dài bao lâu?
• Người vận hành có chấp nhận quy trình mới không?
• Sẽ mất bao lâu để đạt ROI?
• Điều gì xảy ra nếu yêu cầu sản xuất thay đổi?

Theo các mô hình mua sắm truyền thống, nhà sản xuất phải gánh phần lớn những rủi ro này.

Robot vẫn được mua dù các mức cải thiện hiệu suất dự kiến có trở thành hiện thực hay không.

RaaS thay đổi cục diện bằng cách chuyển phần lớn rủi ro triển khai sang nhà cung cấp dịch vụ.

Vì doanh thu phụ thuộc vào năng suất đạt được, các nhà cung cấp có động lực mạnh mẽ để bảo đảm hệ thống đạt các mục tiêu hiệu suất.

Sự đồng nhất về lợi ích này giúp nâng cao đáng kể trách nhiệm giải trình của dự án.

Cả hai bên đều có chung mục tiêu: tối đa hóa sản lượng đồng thời giảm thiểu gián đoạn vận hành.

Hiện đại hóa thiết bị hiện hữu

Nhiều cơ sở sản xuất vận hành các thiết bị vẫn hoạt động hiệu quả về mặt cơ khí dù đã có tuổi đời hàng chục năm.

Thay thế hoàn toàn các máy móc này có thể không khả thi về mặt tài chính.

Tuy nhiên, việc tích hợp tự động hóa vào các tài sản sản xuất đã cũ thường đặt ra những thách thức kỹ thuật đáng kể.

Các nhà cung cấp RaaS thường chuyên cải tạo, tích hợp robot vào thiết bị hiện hữu.

Khả năng này cho phép các nhà sản xuất kéo dài tuổi thọ tài sản đồng thời nâng cao năng suất.

Các cơ hội hiện đại hóa phổ biến bao gồm:

• Máy ép phun
• Trung tâm gia công CNC
• Hệ thống máy ép
• Dây chuyền đóng gói
• Thiết bị lắp ráp
• Các trạm xử lý vật liệu

Thay vì thay thế máy móc vẫn đang hoạt động, các nhà sản xuất có thể nâng cao hiệu suất thông qua tích hợp robot.

Phương pháp này mang lại nhiều lợi ích của hiện đại hóa mà không phát sinh chi phí liên quan đến việc thay thế hoàn toàn thiết bị.

Khả năng mở rộng: Tự động hóa phát triển theo nhu cầu sản xuất

Nhu cầu sản xuất hiếm khi duy trì ổn định.

Đơn đặt hàng của khách hàng biến động.

Các sản phẩm mới được ra mắt.

Điều kiện thị trường thay đổi bất ngờ.

Các khoản đầu tư tự động hóa truyền thống thường khó thích ứng với sự biến động này.

Sau khi mua, các hệ thống robot trở thành tài sản cố định bất kể mức độ sử dụng.

RaaS đưa ra một mô hình có khả năng mở rộng cao hơn nhiều.

Khi yêu cầu sản xuất tăng, thường có thể nhanh chóng triển khai thêm các cell robot.

Khi sản lượng giảm, các nhà sản xuất tránh được gánh nặng tài chính do thiết bị vốn không được sử dụng hết công suất.

Tính linh hoạt này đặc biệt có giá trị đối với:

• Các nhà sản xuất theo hợp đồng
• Các nhà sản xuất hàng tiêu dùng
• Các đơn vị chế biến thực phẩm
• Các nhà sản xuất theo mùa vụ
• Hoạt động hoàn tất đơn hàng thương mại điện tử
• Các nhà cung cấp dịch vụ logistics

Khả năng điều chỉnh các khoản đầu tư tự động hóa theo nhu cầu sản xuất thực tế giúp tạo ra một chiến lược vận hành linh hoạt hơn.

Hình 3. Các nhóm kỹ thuật đánh giá và tối ưu hóa một triển khai Robotics-as-a-Service.

RaaS hỗ trợ các sáng kiến Công nghiệp 4.0 như thế nào

Công nghiệp 4.0 vượt xa tự động hóa đơn thuần.

Các nhà sản xuất hiện đại tìm kiếm những hệ thống được kết nối, có khả năng tạo ra thông tin chuyên sâu về vận hành.

Các triển khai Robotics-as-a-Service thường tích hợp các tính năng giám sát và phân tích nâng cao, góp phần trực tiếp vào các sáng kiến chuyển đổi số.

Dữ liệu do các hệ thống robot tạo ra có thể bao gồm:

• Thời gian chu kỳ
• Mức độ sử dụng thiết bị
• Tốc độ thông lượng
• Sự kiện thời gian ngừng hoạt động
• Điều kiện lỗi
• Các chỉ báo bảo trì
• Các chỉ số chất lượng
• Xu hướng sản xuất

Khi được tích hợp với cơ sở hạ tầng công nghiệp hiện đại như Hệ thống Truyền thông & Mạng, Nền tảng PLC & PAC và Giải pháp Điện toán Công nghiệp, các luồng dữ liệu này trở thành công cụ hỗ trợ ra quyết định có giá trị.

Các nhà sản xuất có được khả năng quan sát những hoạt động trước đây phụ thuộc vào việc theo dõi và báo cáo thủ công.

Tính minh bạch được nâng cao này hỗ trợ các sáng kiến cải tiến liên tục và các chương trình vận hành xuất sắc.

Các ứng dụng RaaS phổ biến trong các ngành sản xuất

Mặc dù xếp pallet và vận hành máy vẫn là những ví dụ dễ nhận thấy nhất, Robotics-as-a-Service hiện hỗ trợ nhiều ứng dụng công nghiệp.

Các triển khai phổ biến bao gồm:

• Xếp và dỡ pallet
• Nạp và dỡ máy
• Tự động hóa ép phun
• Hoạt động đóng gói
• Hệ thống đóng gói thùng
• Kiểm tra tự động
• Xác minh chất lượng
• Xử lý vật liệu
• Quy trình lắp ráp
• Các ứng dụng hàn
• Hoạt động gắp và đặt
• Hoàn tất đơn hàng trong kho

Những tiến bộ trong thị giác máy, trí tuệ nhân tạo và robot cộng tác tiếp tục mở rộng phạm vi các tác vụ phù hợp với tự động hóa dựa trên dịch vụ.

Những ứng dụng từng được xem là quá phức tạp hoặc tốn kém ngày càng trở thành các ứng viên khả thi để triển khai Robot dưới dạng Dịch vụ.

Vì sao các nhà sản xuất quy mô vừa đang thúc đẩy việc áp dụng

Các doanh nghiệp lớn đã triển khai robot trong nhiều thập kỷ.

Cơ hội tăng trưởng đáng kể nhất hiện nay nằm ở các nhà sản xuất nhỏ và vừa.

Các tổ chức này thường đối mặt với tình trạng thiếu lao động và áp lực nâng cao năng suất giống như các đối thủ lớn hơn, nhưng có ít nguồn lực tài chính và kỹ thuật hơn.

Robot dưới dạng Dịch vụ giúp thu hẹp khoảng cách này.

Bằng cách hạ thấp rào cản tài chính và giảm độ phức tạp về kỹ thuật, mô hình này giúp các nhà sản xuất quy mô vừa tiếp cận những năng lực tự động hóa trước đây chỉ dành cho các doanh nghiệp lớn hơn.

Khi công nghệ robot ngày càng dễ tiếp cận, lợi thế cạnh tranh sẽ phụ thuộc ít hơn vào quy mô công ty và nhiều hơn vào khả năng linh hoạt trong vận hành.

Robot dưới dạng Dịch vụ cho phép các tổ chức nhỏ hơn tham gia vào quá trình chuyển đổi này mà không phải gánh chịu rủi ro tài chính quá mức.

Đánh giá ROI thực tế của Robot dưới dạng Dịch vụ

Khi đánh giá các khoản đầu tư vào tự động hóa, nhiều nhà sản xuất chỉ tập trung vào chi phí mua sắm thiết bị. Cách tiếp cận này thường dẫn đến kết luận sai lệch vì bỏ qua toàn bộ chi phí vòng đời liên quan đến quyền sở hữu.

Một hệ thống robot được mua bao gồm nhiều hạng mục hơn là chỉ riêng robot.

Tổng chi phí sở hữu thường bao gồm:

• Phần cứng robot
• Thiết bị đầu cánh tay robot
• Hệ thống an toàn
• Tích hợp PLC
• Phát triển HMI
• Thiết kế điện
• Thiết kế cơ khí
• Nhân công lắp đặt
• Dịch vụ lập trình
• Chi phí đào tạo
• Tồn kho phụ tùng thay thế
• Hỗ trợ bảo trì
• Nâng cấp phần mềm
• Các điều chỉnh trong tương lai

Nhiều khoản chi phí trong số này vẫn tiếp tục phát sinh trong suốt vòng đời của hệ thống.

Do đó, tổng chi phí sở hữu thực tế thường vượt đáng kể giá mua ban đầu.

Robot dưới dạng Dịch vụ đơn giản hóa việc phân tích tài chính bằng cách hợp nhất các chi phí này thành mô hình chi phí vận hành có thể dự đoán.

Thay vì ước tính chi phí bảo trì trong tương lai và nhu cầu hỗ trợ kỹ thuật, các nhà sản xuất có thể đánh giá tự động hóa dựa trên năng suất thực tế đạt được.

Điều này tạo ra mối quan hệ rõ ràng hơn giữa khoản đầu tư và hiệu suất vận hành.

Tính toán chính xác hơn thời gian hoàn vốn của tự động hóa

Các dự án tự động hóa truyền thống thường dựa vào những giả định lạc quan.

Khoản tiết kiệm dự kiến có thể giả định:

• Thời gian hoạt động 100%
• Năng suất tăng ngay lập tức
• Không chậm trễ trong quá trình đưa vào vận hành
• Yêu cầu bảo trì tối thiểu
• Nhu cầu sản xuất ổn định

Các điều kiện thực tế hiếm khi phù hợp với những giả định này.

Thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến, điều chỉnh quy trình, thay đổi nhân sự và biến động sản xuất thường kéo dài thời gian hoàn vốn thực tế.

Theo mô hình Robot dưới dạng Dịch vụ, trách nhiệm về hiệu suất phần lớn vẫn thuộc về nhà cung cấp.

Vì nhà cung cấp tạo doanh thu thông qua việc vận hành thành công, họ có động lực mạnh mẽ để liên tục tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

Điều này thường mang lại kết quả vận hành dễ dự đoán hơn so với các mô hình sở hữu truyền thống.

Giải quyết những lo ngại của lực lượng lao động về tự động hóa

Mỗi khi thảo luận về tự động hóa, những lo ngại về việc lực lượng lao động bị thay thế chắc chắn sẽ xuất hiện.

Trên thực tế, hầu hết các nhà sản xuất theo đuổi tự động hóa hiện nay không thay thế số lượng lớn người lao động hiện có.

Thay vào đó, họ đang cố gắng tuyển dụng cho những vị trí vẫn khó thu hút và giữ chân nhân sự.

Nhiều cơ sở công nghiệp gặp khó khăn trong việc duy trì đủ nhân sự cho các công việc thủ công lặp đi lặp lại như:

• Xếp pallet
• Vận hành máy
• Xử lý vật liệu
• Đóng gói
• Vận hành phân loại
• Hoạt động kiểm tra

Thay vì loại bỏ việc làm, tự động hóa thường cho phép nhân viên chuyển sang các vai trò có giá trị cao hơn, bao gồm:

• Cải thiện chất lượng
• Bảo trì thiết bị
• Giám sát sản xuất
• Tối ưu hóa quy trình
• Hỗ trợ kỹ thuật
• Các sáng kiến cải tiến liên tục

Các tổ chức triển khai robot thành công thường nhận ra rằng tự động hóa nâng cao năng suất của lực lượng lao động thay vì chỉ đơn giản là giảm số lượng nhân sự.

Vai trò của PLC và hệ thống điều khiển công nghiệp trong các triển khai RaaS

Mặc dù phần cứng robot nhận được nhiều sự chú ý nhất, các hệ thống điều khiển vẫn là nền tảng của tự động hóa thành công.

Mọi triển khai robot đều phải giao tiếp với thiết bị sản xuất, hệ thống an toàn, cảm biến, băng tải và giao diện người vận hành.

Sự tích hợp này thường dựa trên các nền tảng điều khiển công nghiệp.

Các hệ thống phổ biến bao gồm:

• Giải pháp tự động hóa Allen-Bradley
• Tự động hóa công nghiệp Siemens
• Hệ thống điều khiển Schneider Electric
• Nền tảng PLC Omron
• Tự động hóa Mitsubishi Electric

Nhiều nhà cung cấp RaaS thiết kế giải pháp dựa trên các nền tảng công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhằm đơn giản hóa việc bảo trì và mở rộng trong tương lai.

Chiến lược này đảm bảo các nhà sản xuất vẫn duy trì khả năng tương thích với hạ tầng tự động hóa hiện có.

Thay vì tạo ra những “ốc đảo” robot biệt lập, các triển khai RaaS hiện đại trở thành những thành phần tích hợp trong các hệ sinh thái sản xuất lớn hơn.

Các yếu tố an ninh mạng đối với robot kết nối

Khi các hệ thống robot ngày càng được kết nối, an ninh mạng trở thành một yếu tố quan trọng cần cân nhắc.

Giám sát từ xa, phân tích đám mây, nền tảng bảo trì dự đoán và các dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật số đều yêu cầu các kênh liên lạc an toàn.

Các nhà cung cấp RaaS hàng đầu đầu tư mạnh vào kiến trúc an ninh mạng được thiết kế để bảo vệ hoạt động của khách hàng.

Các phương pháp hay nhất thường bao gồm:

• Truyền thông được mã hóa
• Kiểm soát truy cập dựa trên vai trò
• Phân đoạn mạng
• Giám sát liên tục
• Quy trình truy cập từ xa an toàn
• Cập nhật phần mềm thường xuyên

Các nhà sản xuất đánh giá nhà cung cấp RaaS nên xem xét kỹ năng lực an ninh mạng לצד các chỉ số năng suất và yếu tố tài chính.

Tự động hóa kết nối mang lại giá trị to lớn, nhưng việc triển khai an toàn vẫn là điều thiết yếu.

Vì sao RaaS phù hợp với các xu hướng sản xuất hiện đại

Một số xu hướng công nghiệp lớn tiếp tục thúc đẩy nhu cầu đối với Robotics-as-a-Service.

Các xu hướng này bao gồm:

• Tình trạng thiếu lao động
• Các sáng kiến chuyển hoạt động sản xuất đến các quốc gia lân cận
• Các chiến lược đưa hoạt động sản xuất trở về nội địa
• Áp dụng Công nghiệp 4.0
• Các chương trình nâng cao khả năng chống chịu trong vận hành
• Các nỗ lực chuyển đổi số
• Các sáng kiến về hiệu quả năng lượng
• Hiện đại hóa chuỗi cung ứng

Các nhà sản xuất ngày càng cần những giải pháp có thể được triển khai nhanh chóng đồng thời giảm thiểu rủi ro tài chính.

Các phương thức mua sắm tự động hóa truyền thống thường gặp khó khăn trong việc đáp ứng những yêu cầu này.

RaaS mang đến một khuôn khổ linh hoạt hơn, phù hợp chặt chẽ với các ưu tiên vận hành hiện đại.

Bằng cách giảm yêu cầu đầu tư ban đầu và rút ngắn thời gian triển khai, robot theo mô hình dịch vụ giúp các tổ chức phản ứng nhanh hơn trước những thay đổi của thị trường.

Sự linh hoạt này đã trở thành một yếu tố tạo khác biệt cạnh tranh quan trọng.

Hình 4. Xếp pallet bằng robot vẫn là một trong những ứng dụng Robotics-as-a-Service được áp dụng rộng rãi nhất trong các ngành sản xuất và logistics.

Tương lai của Robotics-as-a-Service

Thị trường Robotics-as-a-Service vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng tốc độ tăng trưởng tiếp tục tăng nhanh trên hầu hết mọi lĩnh vực công nghiệp.

Những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo, thị giác máy, robot tự hành, điện toán đám mây và mạng công nghiệp đang mở rộng phạm vi các tác vụ có thể được tự động hóa thông qua các mô hình dựa trên thuê bao.

Các triển khai RaaS trong tương lai có thể sẽ bao gồm:

• Kiểm tra chất lượng bằng AI
• Vận chuyển vật liệu tự động
• Vận hành máy thích ứng
• Lắp ráp bằng robot cộng tác
• Tối ưu hóa quy trình dự đoán
• Phân tích sản xuất theo thời gian thực

Khi các công nghệ này trưởng thành, các nhà sản xuất sẽ được tiếp cận những năng lực tự động hóa ngày càng tinh vi mà không cần đầu tư vốn khổng lồ.

Ranh giới giữa sở hữu tự động hóa và sử dụng tự động hóa sẽ tiếp tục trở nên mờ nhạt.

Các nhà sản xuất sẽ ngày càng tập trung vào việc mua kết quả năng suất thay vì mua thiết bị.

Kết luận

Robotics-as-a-Service không chỉ đơn thuần là một mô hình tài chính mới. Mô hình này thay đổi căn bản cách các nhà sản xuất xây dựng chiến lược tự động hóa.

Bằng cách chuyển các rủi ro tài chính, kỹ thuật và vận hành sang các nhà cung cấp giải pháp tự động hóa chuyên biệt, RaaS giúp các tổ chức triển khai robot nhanh hơn, giảm độ phức tạp khi thực hiện và nâng cao tính linh hoạt trong vận hành.

Đối với các nhà sản xuất đang đối mặt với tình trạng thiếu lao động, chi phí gia tăng và áp lực cạnh tranh ngày càng lớn, khả năng tiếp cận công nghệ tự động hóa tiên tiến thông qua mô hình thuê bao có thể mang lại những lợi thế đáng kể.

Dù được ứng dụng trong xếp pallet, vận hành máy, đóng gói, đúc phun, kiểm tra hay xử lý vật liệu, Robotics-as-a-Service mang đến một lộ trình thiết thực hướng tới tự động hóa công nghiệp hiện đại.

Khi các sáng kiến Công nghiệp 4.0 tiếp tục mở rộng và những thách thức về lực lượng lao động vẫn tồn tại, RaaS đang được định vị để trở thành một trong những mô hình tự động hóa có ảnh hưởng nhất, định hình tương lai của ngành sản xuất.