Bài 13: Tự động hóa quá trình sản xuất dưới tác động của cách mạng công nghiệp lần thứ 4

I. CÔNG NGHỆ NỔI BẬT CỦA CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 4

- Cách mạng công nghiệp 4.0 bao gồm:

+ Kĩ thuật số.

+ Công nghệ sinh học.

+ Vật lí.

- Công nghệ kĩ thuật số là cốt lõi trong dây chuyền sản xuất (Big Data, IoT và AI):

+ Công nghệ IoT được sử dụng trong đời sống, sinh hoạt.

=> Thu thập thông số của các thiết bị và máy móc.

+ Dữ liệu lớn được thu thập từ các thiết bị thông qua công nghệ IloT, được tập hợp, xử lí, lưu trữ và hiển thị.

- Trí tuệ nhân tạo được sử dụng để:

+ Khai thác dữ liệu đã thu thập.

+ Hỗ trợ quá trình ra quyết định.

II. TÁC ĐỘNG CỦA CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 4 TRONG TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã được ứng dụng vào quá trình sản xuất cơ khí, cải thiện nhiều công đoạn.

=> Nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất cơ khí.

1. Gia công thông minh

- Gia công thông minh sử dụng các hệ thống vật lí không gian mạng (CPS: Cyber Physical Systems).

- Công nghệ IoT được sử dụng để thu thập dữ liệu:

+ Tình trạng, trạng thái các thiết bị.

+ Hệ thống và phản ánh chúng lên các đối tượng ảo thông qua việc hiển thị, mô phỏng,...

- Dữ liệu được xử lí, lưu trữ, phân tích để:

+ Tạo ra các mô hình toán học dự báo tình trạng hoạt động các thiết bị.

+ Chất lượng các quá trình sản xuất,

+ Sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo.

- Các đối tượng ảo có thể được sử dụng để:

+ Mô phỏng.

+ Dự đoán.

+ Ra quyết định.

2. Giám sát thông minh giúp giám sát tiêu thụ năng lượng tốt hơn

- Việc triển khai rộng rãi các cảm biến khác nhau đã giúp cho việc giám sát thông minh trở nên khả thi.

- Dữ liệu về các đối tượng sản xuất như:

+ Năng lượng tiêu thụ.

+ Nhiệt độ.

+ Rung động.

+ Tốc độ.

=> Có thể được thu thập trong thời gian thực.

- Giám sát thông minh giúp:

+ Cung cấp trực quan về các dữ liệu này.

+ Cảnh báo khi xảy ra bất thường trong máy móc hoặc công cụ.

- Ví dụ: gia đình B sử dụng hệ thống giám sát thông minh để theo dõi mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị điện trong nhà.

+ Sau khi phân tích dữ liệu, gia đình nhận thấy rằng máy sấy quần áo là thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng nhất.

+ Thay thế máy sấy quần áo cũ bằng một máy mới tiết kiệm năng lượng hơn, giúp giảm tiêu thụ năng lượng 20%.

3. Điều khiển thông minh

- Điều hành thông minh trong quản lí các máy và công cụ thông qua nền tảng đám mây.

- Người sử dụng có thể tắt máy hoặc robot thông qua điện thoại thông minh và các quyết định được phản ánh kịp thời tại các địa điểm sản xuất.

4. Lập lịch thông minh

- Lập lịch thông minh được thực hiện bằng:

+ Máy thông minh.

+ Giám sát thông minh.

+ Hệ thống điều khiển thông minh.

- Dữ liệu được lấy từ các cảm biến và trạng thái máy để hỗ trợ điều chỉnh kế hoạch sản xuất linh hoạt.

- Các thuật toán và mô hình tiên tiến được sử dụng để xử lý thông tin từ dữ liệu cảm biến và trạng thái máy.