Tự động hóa công nghiệp là gì? Hướng dẫn đầy đủ tối ưu quy trình sản xuất

Các bước sau đây sẽ giúp doanh nghiệp của bạn duy trì khả năng cạnh tranh trong một thế giới mà ngày càng nhiều dịch vụ đang chuyển đổi sang Công nghiệp 4.0, hỗ trợ bạn nâng cấp cơ sở vật chất của mình. Các quy trình tự động hóa công nghiệp có thể xử lý các tác vụ thủ công, kiểm soát các công cụ xử lý các bước riêng biệt, v.v. Nâng cấp cơ sở của bạn bằng tự động hóa có thể lập trình sẽ giúp giảm chi phí và cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc hơn về chi phí, quy trình sản xuất và tỷ lệ sản xuất của công ty bạn.
 

Tự động hóa công nghiệp là gì?

Tự động hóa công nghiệp là việc sử dụng các hệ thống điều khiển, chẳng hạn như máy tính hoặc rô bốt, và công nghệ thông tin để xử lý các quy trình và máy móc khác nhau trong một ngành công nghiệp để thay thế con người. Nhờ tự động hóa công nghiệp, con người không cần hoặc tham gia rất ít vào quá trình vận hành nhằm loại bỏ được những lỗi do con người mắc phải, giảm chi phí, tiết kiệm thời gian và đạt hiệu quả làm việc cao hơn.

Tự động hóa công nghiệp bao gồm việc sử dụng các thiết bị như bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC), máy tính cá nhân và bộ điều khiển logic lập trình (PLC).
 

Ví dụ về tự động hóa công nghiệp

Như bạn có thể thấy, tự động hóa công nghiệp là một lĩnh vực vô cùng rộng lớn, kết hợp nhiều kỹ thuật và giải pháp khác nhau. Và chúng tôi sẽ đề cập đến những giải pháp đáng chú ý, quan trọng và có liên quan nhất trong bài viết này chi tiết hơn.

Để minh họa cho sự đa dạng và tính phức tạp toàn diện của tự động hóa công nghiệp, sau đây là một số ví dụ về các giải pháp tự động hóa công nghiệp.
 

• Hệ thống xử lý vật liệu tự động
• Máy đóng gói
• Hệ thống lắp ráp
• Hệ thống băng tải các loại
• Gia công đường truyền
• Chế tạo kim loại; gia công, hàn, cắt, v.v.
• Quy trình tự động hóa sơn và lớp phủ
• Kiểm soát và kiểm tra chất lượng
• Bộ điều khiển logic lập trình các loại
• Robot công nghiệp
• Máy chế biến thực phẩm và đồ uống
• Kiểm tra và thử nghiệm không phá hủy
• Máy ép khuôn tự động
• Khoan và cố định bằng robot
• Giám sát tình trạng thiết bị
• Lệnh và xử lý dữ liệu
• Tự động hóa vận tải công nghiệp

 

Lịch sử của tự động hóa công nghiệp

Hình thức tự động hóa hiện đại hình thành trong cuộc Cách mạng Công nghiệp vào những năm 1800 khi các quy trình và công cụ tự động được sử dụng để tăng năng suất nhà máy. Việc sử dụng điện vào những năm 1920 đã dẫn đến quá trình sản xuất nhanh hơn tại nhà máy, thay đổi động lực của sàn nhà máy. Việc ngành công nghiệp áp dụng bộ điều khiển phản hồi trong những năm 1930 và 40 là một bước tiến đáng kể hướng tới tự động hóa hiện đại trong sản xuất.

Tuy nhiên, phải đến những năm 1950 và 1960, tự động hóa công nghiệp mới bắt đầu phát triển, với sự phát triển của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và các công nghệ khác.

Một số sự kiện và cột mốc quan trọng trong lịch sử tự động hóa công nghiệp bao gồm:
 

• 1882 : Máy phân tích của Charles Babbage, một máy tính cơ học, được thiết kế nhưng không bao giờ được chế tạo.
• 1890 : Động cơ điện đầu tiên được sử dụng để tự động hóa quá trình sản xuất khóa.
• 1922 : Công ty Ford Motor mở dây chuyền lắp ráp đầu tiên, sử dụng băng tải và các thiết bị cơ khí khác để tự động hóa quá trình sản xuất ô tô.
• 1937 : George Devol cấp bằng sáng chế cho thiết bị lập trình đầu tiên, dẫn đến sự phát triển của bộ điều khiển logic lập trình (PLC).
• 1968 : PLC đầu tiên, Bộ điều khiển lập trình, được phát triển bởi General Motors và Westinghouse.
• Những năm 1970 : PLC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để tự động hóa các quy trình.
• Những năm 1980 : Việc sử dụng máy tính và các công nghệ kỹ thuật số khác bắt đầu tăng lên trong tự động hóa công nghiệp.
• Những năm 1990 : Internet trở nên phổ biến rộng rãi, dẫn đến sự phát triển của các hệ thống tự động hóa công nghiệp dựa trên web.

Lịch sử tự động hóa công nghiệp đã chứng kiến ​​sự phát triển của nhiều công nghệ và hệ thống quan trọng giúp tăng đáng kể hiệu quả của các quy trình công nghiệp.
 

Các công nghệ cốt lõi trong tự động hóa công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp là một lĩnh vực phức tạp tập trung vào các khái niệm chính cần thiết cho việc thiết kế, triển khai và vận hành các hệ thống tự động hóa.
 

1 - Hệ thống điều khiển: Công nghệ cơ bản của tự động hóa công nghiệp

Một trong những công nghệ cơ bản của tự động hóa công nghiệp là hệ thống điều khiển công nghiệp (ICS). Hệ thống điều khiển có thể khác nhau về quy mô và độ phức tạp, từ bộ điều khiển khá đơn giản đến hệ thống SCADA toàn diện, có khả năng quản lý sản xuất và các quy trình công nghiệp khác trên nhiều lớp công nghệ và vị trí địa lý. 
 

- Bộ điều khiển logic lập trình (PLC)

Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) đóng vai trò là thành phần không thể thiếu trong tự động hóa công nghiệp , được thiết kế để điều khiển các quy trình, máy móc hoặc dây chuyền sản xuất cụ thể trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Hoạt động bằng cách liên tục giám sát các thiết bị đầu vào như cảm biến, PLC đưa ra quyết định dựa trên các chương trình tùy chỉnh, chỉ định trình tự hoạt động cho các thiết bị đầu ra như bộ truyền động. Từ những tác vụ đơn giản cho đến các quy trình phức tạp, PLC đều có thể đáp ứng. Với nhiều kích cỡ và cấu hình khác nhau, từ những chiếc PLC nhỏ gọn cho đến những hệ thống PLC mô-đun lớn, chúng ta có thể lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể. 
 

- Giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA)

Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu ( SCADA ) là một hệ thống điều khiển công nghiệp quan trọng để giám sát và kiểm soát các quy trình công nghiệp phân tán trong các lĩnh vực như phát điện, dầu khí, xử lý nước và viễn thông. Bao gồm một máy tính trung tâm hoặc trạm chính, SCADA giao tiếp với các thiết bị tại hiện trường, bao gồm các cảm biến và bộ truyền động , thông qua mạng có dây hoặc không dây bao phủ các khu vực địa lý rộng lớn. Sử dụng các giao thức truyền thông như TCP/IP, Modbus và DNP3, các hệ thống SCADA cho phép giám sát và kiểm soát theo thời gian thực , tạo điều kiện phản hồi nhanh chóng đối với các thay đổi quy trình để nâng cao hiệu quả và an toàn.
 

- Hệ thống điều khiển phân tán (DCS)

Hệ thống điều khiển phân tán ( DCS ) rất cần thiết để quản lý các quy trình công nghiệp mở rộng, cung cấp kiến ​​trúc phi tập trung với khả năng dự phòng và khả năng mở rộng được cải thiện. Được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí, phát điện và dược phẩm, DCS chia các chức năng điều khiển thành các hệ thống con, thúc đẩy giao tiếp liền mạch cho người vận hành trong phòng điều khiển trung tâm.
 

- Giao diện người-máy (HMI)

Giao diện người-máy là một thành phần của hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp, một giao diện người dùng hoặc bảng điều khiển cho phép con người tương tác với máy móc, hệ thống và thiết bị, cũng như theo dõi trạng thái của các quy trình.
 

- Bộ điều khiển tích phân tỉ lệ-đạo hàm (PID)

Điều khiển PID là một cách điều khiển hệ thống hướng đến một vị trí hoặc mức được chỉ định là mong muốn. Bộ điều khiển tỷ lệ-tích phân-đạo hàm được lập trình theo một cách cụ thể để có thể sử dụng phản hồi điều khiển vòng kín để giữ cho đầu ra thực tế từ một quy trình càng gần với đầu ra mục tiêu hoặc điểm đặt càng tốt. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp để điều khiển liên tục các biến quy trình quan trọng như lưu lượng, áp suất, tốc độ, nhiệt độ, v.v.
 

- Bộ điều khiển tự động hóa có thể lập trình (PAC)

Bộ điều khiển tự động hóa có thể lập trình tương tự như PLC, nhưng phức tạp hơn. Thông thường, chúng có một số bộ vi xử lý giúp tăng sức mạnh tính toán và cho phép PAC kiểm soát nhiều quy trình và thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc.
 

- Bộ điều khiển rời rạc

Bộ điều khiển rời rạc là một số loại thiết bị điều khiển tự động hóa công nghiệp đơn giản nhất. Chúng chủ yếu được sử dụng để điều khiển bật và tắt cơ bản trong các thiết bị như bộ điều nhiệt hoặc bộ hẹn giờ.
  

2 - Cảm biến và bộ truyền động: Cặp đôi hoàn hảo trong tự động hóa công nghiệp

Trong thế giới của các nhà máy thông minh, cảm biến và bộ truyền động chính là "cặp đôi hoàn hảo" làm nên sự kỳ diệu của tự động hóa.
 

• Cảm biến: Hãy tưởng tượng chúng như những "đôi mắt" của hệ thống. Chúng liên tục quan sát và thu thập thông tin về môi trường xung quanh, từ nhiệt độ, áp suất, độ ẩm cho đến vị trí, chuyển động. Mọi thay đổi nhỏ nhất đều được cảm biến ghi nhận và chuyển đổi thành các tín hiệu điện.
• Bộ truyền động: Nếu cảm biến là mắt thì bộ truyền động chính là "bàn tay". Nhận được tín hiệu từ cảm biến, bộ truyền động sẽ thực hiện các hành động cụ thể như mở van, khởi động động cơ, điều chỉnh tốc độ,... để điều khiển quá trình sản xuất.

Cảm biến và bộ truyền động làm việc cùng nhau một cách nhịp nhàng để tạo ra một hệ thống tự động hóa thông minh. Ví dụ, trong một dây chuyền sản xuất ô tô, cảm biến sẽ phát hiện khi nào một chi tiết đã được lắp ráp đúng vị trí, sau đó gửi tín hiệu cho bộ truyền động để tiến hành công đoạn tiếp theo.

Tại sao chúng lại quan trọng?

• Nhờ cảm biến và bộ truyền động, các quá trình sản xuất được thực hiện với độ chính xác cao, giảm thiểu lỗi hỏng.
• Tự động hóa giúp tăng năng suất, giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất.
• Cảm biến giúp phát hiện các tình huống nguy hiểm và kích hoạt các biện pháp bảo vệ, đảm bảo an toàn cho người lao động.
• Hệ thống tự động hóa có thể dễ dàng điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu sản xuất thay đổi.

 

3 - Robot công nghiệp: Những người thợ lành nghề trong nhà máy hiện đại

Robot công nghiệp là thành phần chính của nhiều  hệ thống tự động hóa công nghiệp  . Chúng là những cỗ máy có thể lập trình được thiết kế để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau với độ chính xác, tốc độ và khả năng lặp lại cao. Robot công nghiệp  đã cách mạng hóa ngành sản xuất và các ngành công nghiệp khác bằng cách đảm nhiệm các nhiệm vụ trước đây do con người thực hiện, thường có hiệu quả cao hơn và giảm nguy cơ thương tích.

Có một số loại robot công nghiệp, mỗi loại được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể. Một số loại phổ biến bao gồm:
 

• Robot khớp nối: Những robot này có nhiều khớp hoặc trục, cho phép chúng di chuyển theo nhiều hướng khác nhau. Robot khớp nối rất linh hoạt và có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ như hàn, sơn và lắp ráp.
• Robot Descartes: Còn được gọi là robot cổng trục, những robot này di chuyển theo phương thẳng đứng dọc theo các trục X, Y và Z. Robot Descartes thường được sử dụng cho các nhiệm vụ như hoạt động nhặt và đặt, xử lý vật liệu và bảo dưỡng máy móc.
• Robot SCARA: Viết tắt của Selective Compliance Assembly Robot Arm, robot SCARA có phạm vi chuyển động hạn chế so với robot có khớp nối nhưng được biết đến với tốc độ và độ chính xác cao. Chúng thường được sử dụng cho các nhiệm vụ lắp ráp, nhặt và đặt, và đóng gói.
• Robot Delta: Những robot này có cấu trúc liên kết song song độc đáo cho phép chúng di chuyển nhanh và chính xác. Robot Delta thường được sử dụng cho các hoạt động nhặt và đặt tốc độ cao, chẳng hạn như trong ngành thực phẩm và dược phẩm.
• Robot công nghiệp, được điều khiển bởi bộ điều khiển robot chuyên dụng, diễn giải các lệnh từ hệ thống cấp cao hơn để thực hiện các chuyển động chính xác và quản lý các tính năng an toàn. Chúng vượt trội trong các nhiệm vụ có độ chính xác cao, có thể lặp lại, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chất thải. Hoạt động liên tục, robot thúc đẩy năng suất. Khả năng xử lý vật liệu nguy hiểm, nhiệt độ khắc nghiệt và các nhiệm vụ đòi hỏi sức mạnh hoặc sự khéo léo khiến chúng trở nên vô giá. Những tiến bộ trong công nghệ đang mở rộng khả năng của robot công nghiệp  , khiến chúng trở thành một phần không thể thiếu trong  các hệ thống tự động hóa công nghiệp  đang phát triển.

 

4 - Internet vạn vật công nghiệp (IIoT): Cách mạng số trong sản xuất

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) là một cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, kết nối hàng tỷ thiết bị, máy móc và hệ thống trong các nhà máy sản xuất thông qua internet. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể thu thập và phân tích một lượng lớn dữ liệu thời gian thực, từ đó đưa ra các quyết định kinh doanh nhanh chóng và chính xác hơn.

Lợi ích của IIoT:

• IIoT giúp tự động hóa các hoạt động, giảm thiểu lỗi và tăng năng suất.
• Kiểm soát chất lượng chặt chẽ, đảm bảo sản phẩm luôn đạt tiêu chuẩn.
• Nhờ phân tích dữ liệu, doanh nghiệp có thể dự đoán được các vấn đề kỹ thuật và nhu cầu của thị trường.
• Quản lý hiệu quả hàng tồn kho, giảm thiểu chi phí và thời gian giao hàng.
• Giảm thiểu lãng phí năng lượng và nguyên vật liệu.

IIoT hoạt động như thế nào?

Các cảm biến được lắp đặt trên máy móc, thiết bị thu thập dữ liệu về nhiệt độ, áp suất, độ ẩm,... Dữ liệu này được truyền về nền tảng đám mây, nơi nó được xử lý và phân tích. Nhờ các thuật toán thông minh, hệ thống có thể phát hiện các bất thường, dự đoán sự cố và đưa ra các cảnh báo kịp thời.
 

5 - Trí tuệ nhân tạo AI - Động lực thúc đẩy cuộc cách mạng công nghiệp

Trí tuệ nhân tạo (AI) không còn là khái niệm xa lạ mà đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ những chiếc điện thoại thông minh đến những chiếc xe tự lái. Trong lĩnh vực sản xuất, AI đang tạo ra một cuộc cách mạng thực sự.

AI - Trợ lý đắc lực của nhà sản xuất:

• Phân tích dữ liệu lớn: AI có khả năng xử lý và phân tích khối lượng dữ liệu khổng lồ một cách nhanh chóng và chính xác, giúp doanh nghiệp đưa ra các quyết định kinh doanh sáng suốt.
• Bảo trì dự đoán: Nhờ AI, các doanh nghiệp có thể dự đoán được thời điểm máy móc thiết bị cần bảo trì, giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và tăng tuổi thọ của thiết bị.
• Tối ưu hóa chuỗi cung ứng: AI giúp doanh nghiệp dự báo nhu cầu thị trường, tối ưu hóa quá trình sản xuất và phân phối, giảm thiểu chi phí và tăng hiệu quả.
• Tự động hóa: Kết hợp với tự động hóa, AI tạo ra các dây chuyền sản xuất thông minh, linh hoạt và hiệu quả cao.

Lợi ích của AI:

Trong một thế giới cạnh tranh ngày càng khốc liệt, các doanh nghiệp cần phải không ngừng đổi mới và nâng cao năng suất. AI chính là công cụ giúp các doanh nghiệp đạt được mục tiêu đó. Bằng cách tận dụng sức mạnh của AI, doanh nghiệp có thể:

• Giảm thiểu lỗi sản xuất, tăng tốc độ sản xuất.
• Đảm bảo sản phẩm luôn đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.
• Tối ưu hóa quá trình sản xuất, giảm thiểu lãng phí.
• Đưa ra các sản phẩm và dịch vụ mới, đáp ứng nhu cầu của khách hàng một cách nhanh chóng và hiệu quả.

 

Ưu điểm của tự động hóa công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp có một số lợi thế mà các nhà sản xuất, OEM và hoạt động công nghiệp có thể tận dụng để tăng hiệu quả hoạt động.
 

- Cải thiện an toàn cho người lao động

Để bắt đầu, tự động hóa công nghiệp có thể giúp giải phóng người lao động khỏi những công việc nhàm chán, nguy hiểm và bẩn thỉu. Tự động hóa công nghiệp có thể giảm thương tích liên quan đến chuyển động lặp đi lặp lại và nâng vật thể để tạo ra môi trường làm việc an toàn hơn. Lợi ích ban đầu này có thể giúp cuộc sống hàng ngày của người lao động tốt hơn đồng thời giải phóng họ cho những công việc phức tạp hơn.
 

- Tăng năng suất

Thời gian chết, các vấn đề về hiệu suất và tắc nghẽn đều làm chậm quá trình sản xuất. Sử dụng các thiết bị giám sát và tự động giao tiếp trên một nền tảng duy nhất, những vấn đề này có thể được tìm thấy và giảm thiểu trước khi quá trình sản xuất chậm lại. Các vấn đề về thời gian chết và hiệu suất có thể được giảm bớt hoặc loại bỏ thông qua dữ liệu cung cấp bảo trì dự đoán. Thông tin thời gian thực có thể tìm ra nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề, điều chỉnh hàng tồn kho và theo dõi tốc độ sản xuất để có thể điều chỉnh trước khi xảy ra tắc nghẽn.
 

- Chất lượng cao hơn

Các thiết bị tự động hóa được kết nối cung cấp khả năng lặp lại cao hơn, độ trung thực cao hơn, thu thập dữ liệu từ hầu như mọi nơi trong dây chuyền sản xuất và gửi thông báo cho bất kỳ ai có quyền truy cập. Việc phát hiện sớm những thay đổi về chất lượng có thể cải thiện sản xuất, giảm lãng phí, cắt giảm việc làm lại và tăng lợi nhuận. Ngoài ra, các thiết bị tự động hóa có khả năng xác minh và xác thực chất lượng có thể cải thiện tính minh bạch và đảm bảo các bộ phận được sản xuất đáp ứng yêu cầu của khách hàng trước khi rời khỏi nhà máy.
 

- Quyết định tốt hơn

Khi ngày càng nhiều thiết bị được kết nối và điều khiển bằng các công cụ tự động hóa công nghiệp, các nhà quản lý sẽ có thể tạo ra các mô hình chính xác hơn để tìm ra các luồng doanh thu mới và đưa ra ước tính tốt hơn để xây dựng mối quan hệ bền chặt hơn với các bên liên quan. Công nghệ tự động hóa công nghiệp có thể tăng khả năng giám sát và điều khiển nhiều địa điểm từ xa để có giải pháp toàn diện có thể hợp lý hóa việc quản lý chuỗi cung ứng, theo dõi tài sản tại hiện trường và cung cấp dữ liệu để đưa ra quyết định sáng suốt hơn.
 

- Giám sát thời gian thực và bảo trì dự đoán

Một lợi thế cuối cùng mà chúng tôi muốn nhấn mạnh, một trong những chức năng chính của hệ thống tự động hóa công nghiệp là cho phép giám sát liên tục tất cả các quy trình ở chế độ thời gian thực. Nhờ có nhiều loại cảm biến có độ nhạy cao trong máy móc công nghiệp hiện đại, các vấn đề và lỗi trong quy trình sản xuất có thể dễ dàng được phát hiện và giải quyết. Điều này dẫn đến chi phí bảo trì thấp hơn và vòng đời của thiết bị dài hơn, cũng như giảm thiểu các trục trặc ngẫu nhiên. 

Nhược điểm của tự động hóa công nghiệp

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật thì tự động hóa công nghiệp vẫn còn một số mặt hạn chế nhất định:
 

• Chi phí đầu tư mua trang thiết bị máy móc cho quá trình tự động hóa công nghiệp ban đầu rất cao so với thành phẩm được tạo ra. Mặc dù những trang thiết bị máy móc hay dây chuyền sản xuất này có thể tái sử dụng, nâng cấp và tiếp tục tạo ra lợi nhuận trong tương lai. Tuy vậy, không phải chủ đầu tư nào cũng sẵn sàng mạo hiểm với một số vốn cao ban đầu.
• Không thể dự đoán chính xác chi phí đầu tư cho các trang thiết bị máy móc, dây chuyền sản xuất,... tự động hóa công nghiệp. Đôi khi con số phát sinh sẽ vượt mức dự đoán và gây khó khăn cho chủ đầu tư.
• Công nghệ tự động hóa công nghiệp hiện nay tuy đã phát triển rất nhanh chóng, thế nhưng vẫn chưa thể tự động hóa tất cả các nhiệm vụ hay yêu cầu con người đặt ra như mong muốn.
• Mỗi hệ thống tự động sẽ có một mức độ thông minh nhất định và sẽ bị giới hạn. Vì thế chúng vẫn bị phạm lỗi khi ngoài phạm vi xử lý hay ngoài tầm kiểm soát. Do đó, đòi hỏi một số nhân viên phải có năng lực vận hành, giám sát và khắc phục khi có sự cố phát sinh.

 

Ứng dụng của Tự động hóa công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để cải thiện hiệu quả, năng suất và an toàn. Bằng cách tự động hóa nhiều quy trình khác nhau, các công ty có thể giảm chi phí lao động, giảm thiểu lỗi của con người và tăng chất lượng tổng thể của sản phẩm. Một số ứng dụng phổ biến nhất của tự động hóa công nghiệp có thể được tìm thấy trong các ngành sản xuất, ô tô và thực phẩm và đồ uống.
 

- Ngành sản xuất

Sản xuất là một trong những lĩnh vực chính mà tự động hóa công nghiệp được ứng dụng rộng rãi. Công nghệ tự động hóa đã cách mạng hóa cách sản xuất sản phẩm, cho phép các nhà sản xuất sản xuất hàng hóa nhanh hơn, chính xác hơn và ít chất thải hơn.

Trong sản xuất, tự động hóa công nghiệp có thể được sử dụng cho nhiều quy trình khác nhau, bao gồm:
 

• Xử lý vật liệu: Hệ thống tự động có thể vận chuyển nguyên liệu thô, linh kiện và thành phẩm giữa các giai đoạn khác nhau của quy trình sản xuất. Ví dụ bao gồm băng tải, xe tự hành (AGV) và cánh tay rô bốt.
• Lắp ráp: Robot công nghiệp và máy lắp ráp tự động có thể thực hiện các nhiệm vụ như ghép các bộ phận, lắp đặt linh kiện và đóng gói sản phẩm. Các hệ thống này có thể hoạt động với độ chính xác và tốc độ cao, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất.
• Gia công: Máy điều khiển số bằng máy tính (CNC) được điều khiển bằng máy tính có thể lập trình, có thể thực hiện các hoạt động cắt, khoan và phay phức tạp với độ chính xác và khả năng lặp lại cao. Máy CNC đã cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác của các quy trình gia công.
• Kiểm tra và kiểm soát chất lượng: Các hệ thống kiểm tra tự động, chẳng hạn như hệ thống thị giác máy và cảm biến, có thể kiểm tra nhanh chóng và chính xác các sản phẩm để tìm lỗi hoặc sai lệch so với thông số kỹ thuật. Điều này giúp các nhà sản xuất duy trì chất lượng sản phẩm cao và giảm thiểu lãng phí.
• Kiểm soát quy trình: Tự động hóa công nghiệp có thể được sử dụng để kiểm soát nhiều quy trình sản xuất khác nhau , chẳng hạn như trộn, gia nhiệt và làm mát. Bằng cách giám sát và điều chỉnh các thông số quy trình theo thời gian thực , các hệ thống tự động hóa có thể đảm bảo quy trình hoạt động trong các thông số kỹ thuật mong muốn, mang lại chất lượng sản phẩm đồng nhất.

Bằng cách triển khai  công nghệ tự động hóa công nghiệp vào quy trình sản xuất, các công ty có thể đạt được những cải tiến đáng kể về năng suất, hiệu quả và chất lượng sản phẩm, cuối cùng dẫn đến tăng khả năng cạnh tranh và lợi nhuận.
 

- Ngành công nghiệp ô tô

Ngành công nghiệp ô tô là một lĩnh vực khác mà tự động hóa công nghiệp đã được áp dụng rộng rãi. Công nghệ tự động hóa đã chuyển đổi sản xuất ô tô , cho phép các nhà sản xuất ô tô tăng tốc độ sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

Trong ngành công nghiệp ô tô , tự động hóa công nghiệp được sử dụng ở nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất, bao gồm:
 

• Lắp ráp thân xe: Đây là nơi thân xe được lắp ráp từ các bộ phận riêng lẻ. Robot công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong giai đoạn này để thực hiện các nhiệm vụ như hàn, tán đinh và dán keo. Những robot này có thể hoạt động với độ chính xác và tốc độ cao, đảm bảo chất lượng đồng nhất và giảm thời gian lắp ráp.
• Sơn: Hệ thống sơn tự động được sử dụng để sơn lên thân xe. Các hệ thống này có thể sơn đều và đồng đều, tạo ra lớp hoàn thiện chất lượng cao. Chúng cũng giảm thiểu chất thải bằng cách giảm thiểu phun quá mức và có thể nhanh chóng chuyển đổi giữa các màu sơn khác nhau.
• Lắp ráp cuối cùng: Ở giai đoạn này, các bộ phận của xe như động cơ, hộp số và nội thất được lắp đặt. Trong khi một số nhiệm vụ này vẫn do con người thực hiện do tính phức tạp của chúng, nhiều nhiệm vụ đã được tự động hóa. Ví dụ, robot công nghiệp  có thể được sử dụng để lắp các bộ phận nặng, bôi chất trám hoặc lắp kính chắn gió.
• Kiểm tra: Hệ thống kiểm tra tự động, chẳng hạn như hệ thống thị giác máy, được sử dụng để kiểm tra các xe đã hoàn thiện để tìm lỗi. Các hệ thống này có thể phát hiện nhanh chóng và chính xác các lỗi mà người kiểm tra có thể bỏ sót, đảm bảo rằng chỉ những xe đạt tiêu chuẩn chất lượng mới được giao cho khách hàng.
• Xử lý vật liệu: Xe tự hành (AGV) và hệ thống băng tải được sử dụng để vận chuyển các bộ phận và ô tô thành phẩm giữa các giai đoạn khác nhau của quy trình sản xuất. Các hệ thống này cải thiện hiệu quả bằng cách đảm bảo các bộ phận phù hợp được giao đến đúng nơi vào đúng thời điểm.

Ngành công nghiệp ô tô đòi hỏi các hệ thống tự động hóa có độ chính xác cao và nhanh chóng, với các robot công nghiệp  cần khả năng tải trọng cao, khả năng lặp lại và tính linh hoạt. Việc áp dụng tự động hóa giúp cải thiện năng suất, hiệu quả và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí và tăng khả năng phản ứng với những thay đổi của thị trường, dẫn đến tăng khả năng cạnh tranh và lợi nhuận.
  

- Ngành Thực phẩm và đồ uống

Ngành thực phẩm và đồ uống là một lĩnh vực khác mà tự động hóa công nghiệp đã tạo ra tác động đáng kể. Các công nghệ tự động hóa đã được áp dụng trong nhiều giai đoạn sản xuất thực phẩm và đồ uống, từ chế biến nguyên liệu thô đến đóng gói thành phẩm. Việc sử dụng tự động hóa trong ngành này đã dẫn đến tăng hiệu quả, cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng cường an toàn.

Trong ngành thực phẩm và đồ uống, tự động hóa công nghiệp được sử dụng trong nhiều quy trình khác nhau, bao gồm:
 

• Xử lý: Hệ thống tự động được sử dụng để xử lý nguyên liệu thô, chẳng hạn như trộn, cắt và nấu. Các hệ thống này có thể đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất bằng cách duy trì kiểm soát chính xác các thông số quy trình, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất và tốc độ trộn.
• Chiết rót và đóng gói: Máy chiết rót và đóng gói tự động được sử dụng để chiết rót các sản phẩm thực phẩm hoặc đồ uống vào các thùng chứa và niêm phong chúng. Các máy này có thể xử lý nhiều loại kích thước và hình dạng thùng chứa, đảm bảo chiết rót chính xác và niêm phong đồng đều. Chúng cũng làm giảm nguy cơ ô nhiễm bằng cách giảm thiểu tiếp xúc của con người với sản phẩm.
• Ghi nhãn và mã hóa: Hệ thống ghi nhãn và mã hóa tự động được sử dụng để dán nhãn và in thông tin, chẳng hạn như ngày hết hạn và số lô, trên bao bì thực phẩm và đồ uống. Các hệ thống này đảm bảo rằng nhãn được dán chính xác và nhất quán, giảm nguy cơ dán nhãn sai và đảm bảo tuân thủ các quy định.
• Kiểm tra và kiểm soát chất lượng: Các hệ thống kiểm tra tự động, chẳng hạn như hệ thống thị giác máy và cảm biến, được sử dụng để kiểm tra các sản phẩm thực phẩm và đồ uống để tìm lỗi hoặc sai lệch so với thông số kỹ thuật. Các hệ thống này có thể phát hiện nhanh chóng và chính xác các vấn đề, chẳng hạn như vật lạ, nhãn không chính xác hoặc bao bì bị hỏng, đảm bảo rằng chỉ những sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng mới được giao đến khách hàng.
• Xử lý vật liệu: Hệ thống xử lý vật liệu tự động, chẳng hạn như băng tải và xe tự hành (AGV), được sử dụng để vận chuyển nguyên liệu thô, sản phẩm đang sản xuất và thành phẩm giữa các giai đoạn khác nhau của quy trình sản xuất. Các hệ thống này cải thiện hiệu quả bằng cách đảm bảo vật liệu được giao đến đúng nơi vào đúng thời điểm.

Về mặt thông số kỹ thuật, ngành thực phẩm và đồ uống đòi hỏi các hệ thống tự động hóa phải vệ sinh, dễ vệ sinh và chống ăn mòn. Điều này là do môi trường sản xuất thường xuyên tiếp xúc với nước, hóa chất và các hạt thức ăn. Các hệ thống tự động hóa được sử dụng trong ngành này cũng cần phải linh hoạt và thích ứng, vì các nhà sản xuất thực phẩm và đồ uống thường sản xuất nhiều loại sản phẩm với các yêu cầu sản xuất khác nhau
 

Tương lai của Tự động hóa Công nghiệp

Phạm vi tự động hóa công nghiệp đang mở rộng nhanh chóng. Chúng ta có thể dự đoán sự tích hợp sâu hơn giữa AI và robot, mở rộng ranh giới về những gì máy móc có thể thực hiện. Sự tiến hóa này sẽ tinh chỉnh các quy trình hiện có và tạo ra các mô hình sản xuất mới, trong đó tính linh hoạt và khả năng thích ứng là cốt lõi. Đây là một sự chuyển đổi hứa hẹn hiệu quả và sự nhanh nhẹn chưa từng có.

Tuy nhiên, sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ cũng đi kèm những thách thức đáng kể. An ninh mạng trở nên quan trọng hơn khi sự phụ thuộc vào các hệ thống kết nối ngày càng tăng. Khoảng cách kỹ năng có thể mở rộng, đòi hỏi phải đầu tư đáng kể vào đào tạo và phát triển. 

Nhưng bên trong những thách thức này lại ẩn chứa những cơ hội to lớn. Đó là lý do tại sao khả năng thích ứng và tích hợp công nghệ mới một cách nhanh chóng sẽ rất quan trọng. Những người sẵn sàng đầu tư vào những tiến bộ này và giải quyết trực tiếp những thách thức đi kèm sẽ dẫn đầu trong kỷ nguyên thành tựu công nghiệp tiếp theo

Bài viết liên quan:
 

• Sự khác nhau giữa Trí tuệ nhân tạo AI và Tự động hóa là gì?
• Kỷ nguyên công nghiệp 4.0 là gì?
• Quy trình sản xuất là gì? Ưu và nhược điểm của sản xuất theo quy trình