Những bước tiến công nghệ làm thay đổi nền sản xuất toàn cầu

Ứng dụng của thực tế ảo trải dài từ ngành công nghiệp ô tô cho đến hàng không và kỹ thuật cơ khí

Dưới dây là một số bước tiến công nghệ đã, đang và sẽ tiếp tục làm thay đổi nền sản xuất toàn cầu, định hình “mô hình” công xưởng của tương lai, theo báo cáo mới nhất của CBInsight.

Tự động hóa và robotics

Nhiều doanh nghiệp đã sử dụng các dây chuyền tự động hóa và robot để nâng cao tính an toàn trong sản xuất, cải thiện hiệu quả lao động và đẩy mạnh sản xuất hàng loạt. Việc ứng dụng tự động hóa và robotics ngày càng mạnh mẽ bởi robot ngày càng dễ sử dụng hơn, an toàn hơn và chi phí rẻ hơn.

Robotics là lĩnh vực khoa học - kỹ thuật liên ngành liên quan đến việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các sản phẩm robot cơ khí thông qua lập trình, lắp ráp điện tử. Robotics là sự giao thoa của khoa học, kỹ thuật và công nghệ để tạo ra các robot - người máy, một loại máy móc thông minh và vận hành tự động được. Qua đó mà loại máy móc này có thể thay thế (hoặc tái tạo) hành động của con người.

Đáng chú ý, xu hướng mới nhất của robotics là đặt robot và con người trong cùng môi trường làm việc (Cobots), để cả 2 có thể tương tác và cùng đồng hành. Các robot ban đầu được điều khiển bởi con người, sau đó có thể sao chép hành động và tự thực hiện nhiều công đoạn khác nhau. Universal Robots, một nhà sản xuất Cobots uy tín cho biết, các robot của họ có thể thực hiện công việc và hoàn vốn đầu tư trong trung bình 195 ngày.

Các nhà sản xuất trên toàn cầu đang gia tăng đầu tư vào robot. Theo một báo cáo mới của Hiệp hội Thúc đẩy tự động hóa Mỹ (AAA), đơn đặt hàng robot đã tăng 40% trong quý đầu tiên của năm 2022, trong bối cảnh lạm phát và tình trạng thiếu lao động gia tăng. Đơn đặt hàng cho robot tại các nhà máy tại Bắc Mỹ trong 3 tháng đầu năm đã tăng 40% so với cùng kỳ năm 2021. Theo đó, các công ty Bắc Mỹ đã mua nhiều robot nhất từ trước đến nay trong một quý.

Với sản xuất hàng loạt, việc sản phẩm có đạt yêu cầu trước khi xuất xưởng hay không thường phụ thuộc vào năng lực của người kiểm tra. Tuy nhiên, trong tương lai, các nhà máy có thể áp dụng máy học và phân tích dữ liệu thời gian thực, kết hợp thị giác máy tính để soi chiếu mọi lỗi có thể xuất hiện, thậm chí không bỏ qua những thứ mà mắt thường có thể nhầm lẫn.

Thị giác máy tính: Camera tích hợp máy học (machine learning) có thể phân loại từng hàng hóa trong nhà xưởng và soi chiếu mọi chi tiết trong quá trình kiểm soát chất lượng

Năm 2021, Google đã ra mắt Visual Inspection AI giúp các tổ chức cải thiện chất lượng kiểm soát. Công cụ này được sử dụng tại nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất xe hơi và thiết bị điện tử. Google cho biết, Công ty có thể triển khai công cụ này chỉ trong vài tuần tại các nhà máy hoặc triển khai ngay trên Google Cloud.

Các startup công nghệ tập trung vào thị giác máy tính cũng xuất hiện ngày càng nhiều, trong đó có thể kể tới Instrumental - huấn luyện AI (trí thông minh nhân tạo) nhận diện các vấn đề sản xuất; Landing AI - tập trung vào phát triển AI có thể kiểm soát phần nhìn, Neurala - cải thiện thị giác máy tính để mang tới chất lượng kiểm soát tốt hơn…

Các startup công nghệ này hiện đã hợp tác với một số doanh nghiệp sản xuất hàng đầu thế giới như Foxconn, nhà sản xuất thiết bị điện tử cho các nhãn hàng như Apple…

Nhà máy của tương lai, nơi công nghệ tái định hình các hoạt động

Công nghệ in 3D

Công nghệ in 3D ngày càng phát triển và trở nên quan trọng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp sản xuất, chế tạo, y khoa, kiến trúc, xây dựng… bởi in 3D giúp việc chế tạo mẫu nhanh chóng và chính xác hơn. Đồng thời, công nghệ in 3D giúp doanh nghiệp có lợi thế về chi phí sản xuất, cải tiến quy trình và sản phẩm cho các nhà cung cấp trong trường hợp cụ thể.

Công ty tư vấn McKinsey ước tính, thị trường in 3D sẽ tăng quy mô từ 180 tỷ USD đến 490 tỷ USD vào năm 2025 và sở hữu khả năng thực sự thay đổi quá trình sản xuất toàn cầu.

Nhiều công ty sản xuất lâu đời đã triển khai thành công công nghệ in 3D trong các quy trình sản xuất và đạt được những kết quả vượt trội, nhất là trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô. Tập đoàn BMW cho đến nay đã tích hợp 10.000 phụ tùng được sản xuất theo công nghệ in 3D để sản xuất mẫu Rolls-Royce Phantom, tuyên bố rằng các công nghệ mới như thế này sẽ rút ngắn thời gian sản xuất và tăng hiệu suất kinh tế của ngành sản xuất ô tô.

Hãng Airbus đang sử dụng công nghệ in 3D trong việc chế tạo máy bay và đã cho ra đời hơn 1.000 bộ phận in 3D trong chiếc A350.

Cần làm rõ, công nghệ in 3D sẽ không được sử dụng để sản xuất hàng loạt bất cứ thứ gì mà tiềm năng lớn nhất của công nghệ này nằm ở khả năng đơn giản hóa việc sản xuất các sản phẩm và bộ phận có tính tùy biến cao và phức tạp. Đối với các công ty tham gia vào loại hình sản xuất này, in 3D trong tương lai có thể trở thành một nhân tố xác định lại chiến lược sản xuất và chuỗi cung ứng truyền thống.

Robot với các cánh tay được lập trình có thể làm nhiều công đoạn khác nhau trong các nhà máy

Các thiết bị thực tế ảo

Đại dịch Covid-19 được xem là tác nhân đẩy nhanh hơn bao giờ hết quá trình nghiên cứu và đầu tư công nghệ. Cụ thể, 76% giám đốc sản xuất được Google Cloud khảo sát cho biết, họ bắt đầu ứng dụng trí thông minh nhân tạo và các sáng kiến công nghệ khác bởi vì đại dịch. Trong số đó, các công nghệ như AR (Augmented Reality - thực tế tăng cường), VR (Virtual Reality - thực tế ảo) và các thiết bị nghe nhìn liên quan tới thực tế ảo chính là điều mà các nhà sản xuất đang tìm kiếm.

AR và VR ngày càng trở nên phổ biến tại nhiều lĩnh vực, từ bất động sản, game cho tới du lịch, truyền thông… Trong lĩnh vực sản xuất, ứng dụng của VR và AR trải dài từ ngành công nghiệp ô tô cho đến hàng không và kỹ thuật cơ khí. Ngành công nghiệp ô tô sử dụng các công nghệ mới này chủ yếu trong các lĩnh vực kỹ thuật, sản xuất, dịch vụ và bảo trì. Việc sử dụng AR cho phép các nhà thiết kế và kỹ sư tạo và tối ưu hóa các biểu diễn trực quan về hình dạng, thiết kế và màu sắc trước khi các mẫu đầu tiên được chế tạo.

Trong giai đoạn sản xuất, AR giúp công nhân tối ưu hóa quy trình sản xuất và lắp ráp thủ công. Các lớp phủ chính xác đến từng milimet cuối cùng cho phép các giai đoạn tiếp theo trong quy trình sản xuất được phủ trực quan, giảm số lượng sai sót.

Ví dụ, từ lâu Ford Motors đã sử dụng công nghệ thực tế ảo FIVE (Ford Immersive Vehicle Everonment) của riêng mình để tạo ra những chiếc xe chưa tồn tại một cách chi tiết nhất. Các thiết kế được truyền vào môi trường xe ảo, cho phép các kỹ sư nhìn thấy những gì bên trong chiếc xe tương lai.

Hay công nghệ AR giúp loại bỏ sự nhầm lẫn và làm cho quá trình này nhanh chóng và chính xác. Ví dụ, một nhân viên kho đang cầm iPad hoặc đeo Microsoft HoloLens (hoặc bất kỳ tai nghe nào khác), được hướng dẫn về vị trí chính xác của một mặt hàng cụ thể và được hướng dẫn đến chính lối đi và kệ nơi lưu trữ. Không còn phỏng đoán và bị lạc giữa các kệ trông tương tự - bất cứ ai đã từng ở trong một nhà kho công nghiệp đều có thể hiểu được giá trị của giải pháp này. Các công ty như DHL và SAP đang tận dụng tối đa lợi thế của việc quản lý hàng tồn kho được hỗ trợ bởi AR.