Cách mạng công nghiệp 4.0

Cách mạng Công nghiệp 4.0 là gì? Và nó có ích lợi như thế nào với hoạt động kinh doanh của doanh nghiệp?

“Cách mạng Công nghiệp 4.0” là một trong các thuật ngữ rất phổ biến hiện nay. Nhưng chúng ta đã thực sự hiểu về khái niệm này như thế nào? Trong trang này, chúng tôi sẽ cung cấp các thông tin cơ bản về Cách mạng công nghiệp 4.0 với các ứng dụng công nghệ tiêu biểu trên thực tế.

Bốn cuộc Cách mạng công nghiệp

Trong giai đoạn các năm từ 1760 đến 1840, cuộc Cách mạng Công nghiệp đầu tiên đã diễn ra khi con người bắt đầu sử dụng động cơ hơi nước để cơ giới hóa sản xuất. Nó đã đánh dấu sự chuyển dịch từ phương thức sản xuất bằng chân tay sang máy móc cơ khí, qua các hệ thống nhà máy cơ giới hóa và sự phát triển của máy công cụ. 

Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ hai, còn được biết đến là Cách mạng Kỹ thuật, diễn ra từ cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 ở Châu Âu và Hoa kỳ.  Có rất nhiều các phát minh quan trọng đã xuất hiện trong giai đoạn này và chúng đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình thay đổi các ngành công nghiệp.  Sản xuất đã trở nên hiệu quả hơn nhờ các dây chuyền lắp đặt sử dụng điện năng.

Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ ba diễn ra vào những năm 1950 với sự ra đời của vật liệu bán dẫn, máy điện toán trung tâm, máy tính cá nhân và sau này là Internet.

Sự thay đổi từ các thiết bị điện tử dùng tín hiệu Analog sang ứng dụng công nghệ số Digital đã thay đổi nhanh chóng bộ mặt các ngành công nghiệp. Quá trình sản xuất chuyển sang việc tự động hóa các quy trình nhờ ứng dụng công nghệ điện tử và công nghệ thông tin.

Cách mạng Công nghiệp 4.0 (CMCN 4.0) là một khái niệm bắt nguồn từ nước Đức (nơi xuất hiện thuật ngữ đầu tiên được biết đến là “Industrie 4.0”) và thường được dùng để mô tả các “nhà máy thông minh” kết nối mạng, được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo và dựa trên phân tích dữ liệu, chúng được coi là những dấu hiệu của cuộc CMCN 4.0.  Sự dịch chuyển các quy trình sản xuất và công nghệ đã được dự báo dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau:

  • Mạng lưới kết nối rộng khắp về con người, máy móc và “vạn vật” về mặt thực tế vật lý và mô phỏng (kết nối vạn vật)
  • Xử lý các dữ liệu thông qua các công cụ và hệ thống giúp tăng giá trị của thông tin nhằm nâng cao năng suất và tính linh hoạt (chuyển đổi số)
  • Tăng chất lượng và cải thiện tốc độ đưa ra thị trường của sản phẩm nhờ các thử nghiệm ảo trước khi tiến hành sản xuất thực tế
  • Kế hoạch hóa, sản xuất, lắp ráp và bảo dưỡng dựa trên phân tích dữ liệu với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo

Chưa có một định nghĩa nào về CMCN 4.0 được công nhận rộng rãi, nhưng thuật ngữ này luôn gắn với các khái niệm như mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT), sản xuất bồi đắp, số hóa và sự tích hợp của dữ liệu và quy trình, giám sát từ xa, kỹ thuật đa ngành, tự động hóa điểu khiển thông qua học máy và phân tích dự báo.

Tìm hiểu về các phát minh công nghệ của Siemens:

Khám phá

Liên hệ

Khám phá các tiềm năng của Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 với Siemens

Liên hệ với Siemens để nhận các thông tin mới nhất cho Cách mạng Công nghiệp 4.0.
Giải pháp của Siemens cho CMCN 4.0

Doanh nghiệp Số

Số hóa đang thay đổi tất cả các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta cũng như các mô hình kinh doanh hiện tại. Các ngành công nghiệp sản xuất có thể thu được nhiều lợi ích từ việc tận dụng các xu hướng công nghệ như thiết kế dựa trên thuật toán tối ưu và các mô hình thông minh. Quy trình sản xuất trở nên sáng tạo hơn nhờ vào các công nghệ sản xuất bồi đắp, rô-bốt tiên tiến, trí tuệ nhân tạo, và các mô hình dịch vụ mới hiện đang được phát triển cùng với việc sử dụng các giải pháp điện toán đám mây và tự động hóa kiến thức. Nhằm giúp cho các công ty có thể tận dụng toàn bộ tiềm năng của số hóa, Siemens hiện đang cung cấp gói giải pháp Doanh nghiệp Số - một danh mục tổng thể bao gồm các giải pháp phần mềm và tự động hóa.

Doanh nghiệp Số

Danh mục Doanh nghiệp Số cho phép các công ty công nghiệp thuộc mọi quy mô có thể triển khai các công nghệ hiện tại và tương lai cho mục tiêu tự động hóa và số hóa. Với danh mục này, Siemens là đơn vị duy nhất trên thị trường có thể tích hợp thế giới ảo và thực, thông qua việc hỗ trợ các hoạt động khách hàng trong toàn bộ chuỗi giá trị, từ thiết kế sản phẩm, lập kế hoạch sản xuất, vận hành và dịch vụ.

Bản sao số

Bản sao số là phiên bản kỹ thuật số của một sản phẩm hay quy trình thực, được sử dụng để tìm hiểu và dự đoán các đặc điểm hiệu suất của sản phẩm trên thực tế. Các bản sao số được dùng trong suốt vòng đời của sản phẩm để mô phỏng, dự đoán và tối ưu hóa sản phẩm và hệ thống sản xuất trước khi đầu tư hệ thống thiết bị thực tế.

 

Bằng sự kết hợp mô phỏng đa chiều vật lý, phân tích dữ liệu và các khả năng học máy, bản sao số có thể mô phỏng các tác động của việc thay đổi thiết kế và các trường hợp giả định, các điều kiện môi trường, và vô vàn các biến số khác – loại bỏ nhu cầu mô phỏng thực tế, giảm thiểu thời gian phát triển, và cải thiện chất lượng của sản phẩm và quy trình cuối cùng.

 

Các ứng dụng tiềm năng đối với một bản sao số phụ thuộc vào giai đoạn cụ thể trong vòng đời sản phẩm mà nó mô phỏng.  Nói chung, có ba dạng bản sao số cần xem xét: sản phẩm, quy trình sản xuất và hiệu suất.

Sử dụng bản sao số giúp nâng cao hiệu quả thiết kế sản phẩm mới

Các bản sao số có thể được sử dụng để xác định hiệu suất mô phỏng của sản phẩm, đồng thời minh họa sản phẩm hiện tại hoạt động như thế nào trên thực tế.  Bản sao số này của sản phẩm cho biết sự liên hệ giữa thực tế và mô phỏng, giúp chúng ta phân tích sản phẩm sẽ hoạt động trong các điều kiện đa dạng và đưa ra các điều chỉnh ngay chính trong quá trình mô phỏng để đảm bảo rằng sản phẩm thực tế sẽ hoạt động chính xác như đã dự tính thiết kế.  Ngay cả với với các hệ thống và vật liệu phức tạp thì bản sao số sản phẩm sẽ giúp chúng ta xử lý các vấn đề để ra quyết định phù hợp.  Tất cả các điều này giúp loại bỏ sự cần thiết phải sản xuất nhiều nguyên mẫu, giảm thời gian triển khai tổng thể, cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng, đảm bảo đáp ứng nhanh phản hồi của khách hàng. 

Ứng dụng bản sao số trong lập kế hoạch lắp ráp và sản xuất

Một bản sao số trong sản xuất giúp xác thực mức độ chất lượng mô phỏng của quy trình sản xuất khi triển khai tại xưởng trước khi bắt đầu thực tế sản xuất.  Bằng cách mô phỏng quy trình thông qua sử dụng bản sao số giúp phân tích nguyên nhân giả định các sự cố có thể xảy ra, các công ty có thể thiết lập phương pháp sản xuất đảm bảo hiệu quả cao trong nhiều điều kiện sản xuất khác nhau.

 

Quy trình sản xuất có thể được tối ưu hóa hơn nữa thông qua việc tạo ra các bản sao số sản phẩm của tất cả các thiết bị trong dây truyền sản xuất.  Sử dụng các dữ liệu từ bản sao số sản phẩm và bản sao số quy trình sản xuất có thể giúp doanh nghiệp phòng tránh các sự cố khiến ngừng máy của thiết bị, và thậm chí dự tính trước thời gian bảo dưỡng máy móc thiết bị. Các luồng thông tin chính xác thường xuyên như vậy giúp hoạt động sản xuất diễn ra hiệu quả, nhanh chóng và đáng tin cậy hơn.

Sử dụng bản sao số giúp thu thập, phân tích và đưa ra hành động kịp thời dựa trên dữ liệu vận hành

Các sản phẩm và nhà máy thông minh tạo ra khối lượng lớn dữ liệu về mức độ hiệu quả và sử dụng của chúng. Bản sao số hiệu suất thu thập các thông tin này từ các sản phẩm và nhà máy đang vận hành, rồi phân tích chúng để có thông tin hành động giúp đưa ra quyết định chính xác. Bằng cách tập trung sử dụng bản sao số hiệu suất, các công ty có thể:

  • Tạo ra các cơ hội kinh doanh mới
  • Hiểu biết sâu sắc giúp cải thiện các mô hình mô phỏng
  • Thu thập, tổng hợp và phân tích dữ liệu vận hành
  • Cải thiện sản phẩm và nâng cao hiệu suất của hệ thống sản xuất 

Hệ điều hành mở kết nối vạn vật dựa trên nền tảng điện toán đám mây do Siemens phát triển

Hệ điều hành MindSphere là một hệ sinh thái mạnh mẽ với khả năng phân tích dữ liệu, khả năng kết nối, cùng các công cụ phát triển, các ứng dụng mạnh mẽ và các dịch vụ chuyên nghiệp.

 

MindSphere hỗ trợ một dải rộng các thiết bị và các lựa chọn cho giao thức kết nối, là một môi trường phát triển sáng tạo bao gồm cả Mendix, và là một ứng dụng công nghiệp mạnh mẽ với tính năng phân tích dữ liệu cao cấp.

 

Nhờ hệ điều hành MindSphere, các thông tin phân tích cụ thể từ xưởng sản xuất sẽ được phản hồi lại toàn bộ chuỗi giá trị, đến ngay quá trình thiết kế sản phẩm, nhờ đó hình thành chu trình ra quyết định khép kín để tối ưu hóa liên tục quy trình sản xuất và sản phẩm trong thực tế.

Tích hợp và Số hóa toàn bộ chuỗi giá trị

Bước tiếp cận tổng thể của Siemens

Gói giải pháp Doanh nghiệp Số đảm bảo các công ty sản xuất có thể tích hợp và số hóa các quy trình kinh doanh của họ, bao gồm cả các nhà cung ứng. Họ có thể bắt đầu tại bất cứ khâu nào trong chuỗi giá trị, từ thiết kế sản phẩm tới lập kế hoạch sản xuất, thiết kế nhà máy và vận hành sản xuất, dịch vụ, và từng bước phát triển quy trình số hóa.

 

Giải pháp tổng thể của Siemens cho việc tạo ra các bản sao số mang lại rất nhiều lợi ích cụ thể:   Chúng ta có thể giảm thiểu phần lớn số lượng các nguyên mẫu không cần thiết, dự báo hiệu suất của dây chuyền sản xuất và bản thân các sản phẩm, đảm bảo tạo ra sản phẩm thoả mãn mong muốn của khách hàng.

Bản sao số trong các công ty sản xuất và chế tạo máy móc

Cùng tìm hiểu cách các Bản sao số có thể hỗ trợ các công ty sản xuất và chế tạo máy đạt được các tiềm năng công suất của mình:

Tham khảo

Số hóa giúp các công ty chuyển đổi mô hình kinh doanh như thế nào?

Cùng tìm hiểu các ví dụ cụ thể của Siemens để hiểu được tiềm năng của Cách mạng Công nghiệp 4.0