Tự động hóa là gì? Ứng dụng ngành tự động hóa ra sao

Tự động hóa

Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đang là xu thế của thời đại. Và tự động hóa công nghiệp là một khái niệm song hành, giúp các hệ thống và máy móc sử dụng cho các ngành sản xuất chế tạo hoạt động tối ưu nhất. Nếu muốn hội nhập và phát triển vào thị trường toàn cầu, tự động hóa là điều kiện không thể thiếu hiện nay. Vậy tự động hóa là gì và ứng dụng của tự động hóa công nghiệp như thế nào? Cùng tìm hiểu qua bài viết sau.

1. Tự động hóa là gì?

Tự động hóa là việc ứng dụng các công nghệ kỹ thuật hiện đại vào trong quá trình sản xuất công nghiệp, quy trình hay thủ tục. Máy móc sẽ tự động làm việc, giảm thiểu một phần khối lượng công việc, qua đó giải phóng sức lao động cho con người.

Tự động hóa được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất, dây chuyền lắp ráp, gia công, kiểm soát chất lượng,…Và ngày càng phát triển mạnh mẽ, trở nên phổ biến trong nhiều ngành nghề hơn. Hiện nay, tự động hóa được ứng dụng trong đa lĩnh vực như sản xuất, vận tải, tiện ích, quốc phòng, cơ sở vật chất, hoạt động và gần nhất là công nghệ thông tin. Các kỹ thuật hiện đại được sử dụng như kỹ thuật điều khiển, kỹ thuật cơ khí hiện đại và kỹ thuật máy tính,…

tu dong hoa 1
Tự động hóa là gì

2. Ngành Tự động hóa

Nhu cầu tiêu dùng của con người luôn tăng, kéo theo đó là đòi hỏi các mô hình sản xuất công nghiệp phải luôn được tối ưu hóa, nâng cao năng suất, tạo ra hàng hóa nhiều và đa dạng hơn hơn. Yêu cầu cần phải ngày càng một hiện đại hơn, đòi hỏi việc phải ứng dụng các công nghệ kỹ thuật hiện đại hóa. Quá trình tạo ra sản phẩm trên dây chuyền công nghiệp hiện đại này gọi là tự động hóa sản xuất. Và việc kết hợp các yếu tố tự động hóa này để tạo ra các dây chuyền tự động hóa sản xuất gọi là ngành tự động hóa.

tu dong hoa 2
Ngành Tự động hóa

3. Lợi ích của tự động hóa công nghiệp

Công nghệ tự động hóa công nghiệp giúp các doanh nghiệp tăng cường an toàn, tiết kiệm thời gian, thúc đẩy sản xuất chất lượng, giảm giám sát và hạ giá thành. Cụ thể:

3.1 Tiết kiệm nguồn chi phí vận hành

Mục tiêu chính của hoạt động hệ thống tự động hoá công nghiệp chính là cắt giảm một phần nào đó sự tham gia của con người trong dây chuyền sản xuất. Chính vì vậy, chi phí chi trả cho nguồn nhân công cũng giảm đi đáng kể. Nhất là ở những công đoạn cồng kềnh, kém an toàn. Khi đó, doanh nghiệp sẽ cắt giảm số lượng lao động thủ công để chú trọng phát triển chất lượng nguồn nhân lực. Để họ có thể trở thành những chuyên viên kỹ thuật, điều khiển được máy móc, nhanh nhạy với công nghệ.

tu dong hoa 3
Tiết kiệm nguồn chi phí vận hành

3.2 Khả năng hoạt động bền bỉ

Nếu con người chỉ có thể làm việc 8 tiếng/ngày thì hệ thống tự động hoá công nghiệp cho phép khả năng hoạt động liên tục trong nhiều giờ liền. Lấy ví dụ về sản phẩm máy tính công nghiệp (IPC) trong hệ thống điều khiển. So với các loại máy tính thông thường thì IPC thể hiện rõ nhiều ưu thế vượt trội hơn hẳn. Như vận hành bền bỉ, ổn định và hiệu quả cả ngày, thích ứng tốt với môi trường khắc nghiệt, sử dụng được trong thời gian dài và rất ít khi xảy ra sự cố.

tu dong hoa 4
Khả năng hoạt động bền bỉ

3.3 Thay thế con người trong những công đoạn nguy hiểm

Không chỉ lĩnh vực công nghiệp mà hầu như với tất cả ngành nghề luôn những có công đoạn sản xuất cực kỳ khó khăn. Thậm chí còn tiềm ẩn cả những nguy hiểm hay điều kiện làm việc không tốt như mong muốn. Lúc này dây chuyền hệ thống tự động hóa công nghiệp sẽ là công cụ tối ưu hỗ trợ con người giảm bớt gánh nặng. Đồng thời đảm bảo tuyệt đối an toàn cho người lao động.

tu dong hoa 5
Thay thế con người trong những công đoạn nguy hiểm

3.4 Đẩy mạnh sự tăng tăng trưởng của năng suất lao động

Bởi khả năng vận hành liên tục mà hệ thống tự động hóa công nghiệp sẽ mang đến cho doanh nghiệp sản xuất thành quả vượt ngoài mong đợi. Thực tế chứng minh, với dây chuyền hiện đại này, nhà máy có thể tăng gấp đôi thậm chí gấp 4, 5 lần kiểu làm việc truyền thống. Hơn thế nữa mỗi công đoạn được thực hiện bằng máy móc cũng cho tốc độ nhanh hơn rất nhiều. Đơn cửa nếu một người đóng gói sản phẩm cần khoảng 1 phút thì với tự động hoá, có thể chỉ mất từ 1- 2s.

tu dong hoa 6
Đẩy mạnh sự tăng tăng trưởng của năng suất lao động

3.5 Đảm bảo nguồn hàng ra có chất lượng tốt nhất

Không chỉ năng suất mà chất lượng hàng hoá cũng được đánh giá cao hơn. Do đa phần các thông số được lập trình từ trước nên sản phẩm tạo thành sẽ tuân thủ theo đúng mẫu đó. Vì thế hạn chế tối đa những lỗi, sai sót không đáng có, đem đến cho nhà sản xuất sự an tâm tuyệt đối. Doanh nghiệp ứng dụng tự động hóa không cần lo lắng việc công nhân vì 1 phút mất tập trung mà ảnh hưởng đến thành phẩm.

tu dong hoa 8
Đảm bảo nguồn hàng ra có chất lượng tốt nhất

3.6 Tăng sự thống nhất giữa sản phẩm với quy trình

Ngoài sự chính xác cao, quy trình hệ thống tự động hoá công nghiệp còn mang đến sự đồng bộ, nhất quán tuyệt đối giữa sản phẩm với quy trình sản xuất. Hàng hoá được làm ra bởi một nhà máy mang tính thương hiệu, rất khó làm giảm, làm nhái. Cũng nhờ vào tận dụng công nghệ mà công tác kiểm tra thủ công, giám sát từng lỗi nhỏ được cắt giảm, hiệu quả tăng cao.

tu dong hoa 7
Tăng sự thống nhất giữa sản phẩm với quy trình

3.7 Tính thích ứng cao với những cái mới

Trước đây, khi quy trình sản xuất có thêm công đoạn nào mới thì doanh nghiệp thường mất khá nhiều thời gian, công sức để truyền tải, đào tạo nhân công của mình. Và hệ thống tự động hoá công nghiệp ra đời đã xoá tan hoàn toàn trở ngại này. Giờ đây, với một mặt hàng mới, doanh nghiệp chỉ cần thao tác lập trình trên máy tính chủ. Là một chương trình tùy biến mới đã ra đời, vận hành trơn tru.

tu dong hoa 9
Tính thích ứng cao với những cái mới

3.8 Xử lý nhanh nhạy mọi tình huống

Hệ thống tự động hoá công nghiệp còn giúp doanh nghiệp phát hiện kịp thời những sai sót để có hướng giải quyết nhanh chóng nhất. Tránh được việc để hàng hoá xuất ra thị trường mới tìm ra lỗi gây mất niềm tin với khách hàng, đối tác. Bên cạnh đó, khi có sự cố xảy ra ví dụ như điện áp biến động, dây chuyền này còn có khả năng tự ngắt, đảm bảo tính an toàn.

tu dong hoa 10
Xử lý nhanh nhạy mọi tình huống

3.9 Cung cấp nguồn thông tin, dữ liệu với độ chính xác cao

Một lợi ích khác đó chính là khả năng thu thập dữ liệu lớn với độ chính xác đến bất ngờ. Bên cạnh đó, thời gian lưu trữ dữ liệu cũng rất lâu, có thể kết nối được mọi thông tin từ các thiết bị khác nhau. Việc này có vai trò rất quan trọng đối với doanh nghiệp. Những thông tin này sẽ giúp công ty nhận ra hạn chế, ưu điểm của mình từ đó đưa ra những cải tiến phù hợp nhất.

3.10 Khẳng định, nâng tầm vị thế của doanh nghiệp

Việc hệ thống tự động hoá công nghiệp dường như trở thành một giai đoạn mà các doanh nghiệp cần thiết phải thực hiện. Không chỉ vì những lợi ích tích cực mà dây chuyền này mang lại. Mà còn vì sức ép cạnh tranh gay gắt đến từ công ty đối thủ. Nếu không cải tiến, ắt chúng ta sẽ bị bỏ lại phía sau, không đủ sản phẩm cung ứng cho thị trường.

4. Nhược điểm của ứng dụng tự động hóa

Có ưu điểm thì chắc chắn sẽ tồn tại nhược điểm kèm theo. Điều đầu tiên mà chúng ta sẽ nghĩ đến khi nhắc đến tự động hóa là những mối đe dọa an ninh. Theo đó, việc có những lỗi xảy ra trong quá trình vận hành mang đến những nguy hiểm tiềm ẩn và có thể bùng phát mạnh mẽ. Chúng ta phải chấp nhận rằng không phải khâu nào trong quy trình sản xuất cũng có thể áp dụng tự động hóa. Chỉ một số công đoạn nhất định mới có thể ứng dụng công nghệ mới này.

tu dong hoa 11
tự động hóa là những mối đe dọa an ninh

Tự động hóa là lĩnh vực rất khó kiểm soát về các khoản chi phí và khoản chi phí đầu tư ban đầu thường rất lớn. Quá trình nghiên cứu và phát triển tự động hóa thường cần một khoảng thời gian dài và có sự đầu tư chỉnh chu. Chính vì vậy, không khó hiểu khi chi phí cho hoạt động nghiên cứu bị “đội” lên và kéo theo chi phí lớn.

tu dong hoa 12
chi phí đầu tư ban đầu thường rất lớn

5. Thành phần của hệ thống tự động hóa trong công nghiệp

Các hình thức tự động hóa đã và đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất và gia công cơ khí, dây chuyền lắp ráp tự động cũng như các ứng dụng đo, kiểm tra, QC. Các thành phần chủ yếu của tự động hóa trong công nghiệp gồm:

tu dong hoa 13
Robot công nghiệp
  • Servo, Biến tần, Drive (Mitsubishi, Delta, Yaskawa, Panasonic…)
  • PLCmàn hình HMI (ABB, Siemens, Rockwell, Omron, Panasonic, Schneider, Mitsubishi, Detal, Keyence…)
tu dong hoa 14
màn hình HMI
  • Cảm biến áp suất, đầu đo nhiệt độ, hành trình, nồng độ
  • Camera chụp tự động, các cơ cấu chấp hành như động cơ, van, xylanh thủy lực khí nén, thiết bị đóng cắt..,
  • Các thiết bị chỉ báo như bảng LED, LCD…
  • Những bộ điều khiển được tích hợp thêm các bộ vi xử lý và trí tuệ nhân tạo đang ngày càng tinh vi và có những đột phá công nghệ không ngừng

6. Ứng dụng tự động hóa công nghiệp phổ biến

Nhiều ngành công nghiệp có thể được hưởng lợi từ các quy trình tự động hóa công nghiệp. Một số trong những công ty lớn nhất bao gồm sản xuất thông minh, dầu khí, nhà máy giấy và nhà máy thép. Dưới đây là một số ví dụ về cách các doanh nghiệp áp dụng công nghệ này: Sản xuất: Các công ty sản xuất nói chung sử dụng tự động hóa công nghiệp theo nhiều cách khác nhau để lắp ráp hoặc tạo ra sản phẩm, giám sát các nhiệm vụ bảo trì hoặc quản lý mức tồn kho. Khoan dầu khí thường liên quan đến các trạm ngoài khơi và các vị trí xa, nên tự động hóa công nghiệp cực kỳ hữu ích trong ngành này. Cảm biến và các thiết bị giám sát sẽ giảm thiểu các nguy cơ tiềm ẩn

tu dong hoa 19
dầu khí

Sử dụng trong các nhà máy giấy để quản lý sản xuất hàng loạt, cũng như kiểm soát thiết bị đo đạc, thiết bị nhà máy và thiết bị. Điều này cho phép người vận hành có tầm nhìn tuyệt vời vào toàn bộ hệ thống sản xuất

tu dong hoa 20
quản lý sản xuất hàng loạt

Nhà máy thép: Tự động hóa công nghiệp điều khiển phân cấp trong các nhà máy thép. Công nghệ này cung cấp một hệ thống tích hợp quản lý và kiểm soát toàn bộ nhà máy thép Vận chuyển: Tự động hóa công nghiệp từ lâu đã có một vị trí trong ngành hàng không với các điều khiển lái tự động trên máy bay phản lực thương mại. Hiện tại, phong trào hướng tới các phương tiện tự vận hành, được sử dụng ở cấp độ thương mại và cá nhân, sẽ kết hợp với sự phát triển tự động hóa công nghiệp

tu dong hoa 18
Vận chuyển

Phân phối: Một khi sản phẩm được sản xuất và sẵn sàn xuất xưởng, ngành phân phối sẽ tiếp quản. Kỳ vọng về việc giao hàng nhanh hơn tiếp tục tăng tốc trong tất cả các lĩnh vực. Do đó, nó sẽ tiếp tục triển khai các giải pháp trong lĩnh vực phân phối để quản lý việc vận chuyển và phân phối sản phẩm với tốc độ nhanh hơn nữa.

7. Các công cụ tự động hóa nào là tốt nhất hiện nay?

Hiện nay có rất nhiều công cụ tự động hóa nổi bật được nghiên cứu và sản xuất thành công. Sau đây là top 3 công cụ tự động hóa tốt nhất hiện nay.

7.1 Công cụ Active Batch

Đây là công cụ hỗ trợ lên lịch đặc biệt nổi bật. Theo đó, công cụ này có khả năng làm việc đa nền tảng với khả năng lên lịch tác vụ tốt trong môi trường phân tán. Phần mềm này diễn giải luồng công việc vào hướng dẫn dòng lệnh cho các ứng dụng trên giao diện người dùng. Công cụ Active Batch được đánh giá là dễ sử dụng và có thể hoạt động được trên các máy chủ đám mây. Công cụ này có thể được tối ưu hóa VM ảo để phân bổ máy chủ linh hoạt. Đặc biệt, với tính năng báo cáo ưu việt mang đến cho người dùng những con số về lượng tài nguyên cần sử dụng cho các quy trình tự động.

tu dong hoa 17
Công cụ Active Batch

7.2 Công cụ tự động hóa điều khiển – M

Đây là công cụ hỗ trợ con người trong việc điều phối quy trình công việc theo phần mềm BMC. Người dùng thiết lập lệnh tự động hóa bằng cách lập nên quy trình công việc trên giao diện điều khiển của M. Sau đó hệ thống sẽ tiến hành diễn dài các biểu diễn đồ họa và thực hiện nhiệm vụ theo tuần tự. Quy trình làm việc cũng có thể được thiết lập tương tự như trên để có thể hoạt động vào khoảng thời gian cài đặt trước.

7.3 Công cụ tự động hóa Redwood Workload

Phần mềm này được thiết lập như một dịch vụ tự động hóa quy tình làm việc trên các nền tảng dựa vào điện toán đám mây. Theo đó, Redwood Workload có thể giao tiếp tốt với các hệ thống ERP để thực hiện nhiều tác vụ quản lý dữ liệu thủ công tốt hơn. Ngoài ra, công cụ này còn có thể ứng dụng cho các điều khiển ở dự án di chuyển. Chuyển dữ liệu từ hệ thống này sang hệ thống khác thường sẽ tốn nhiều nhân lực, chi phí sản xuất và thời gian. Tự động hóa các khâu di chuyển giúp tiết kiệm nhiều hơn.

tu dong hoa 16
Công cụ tự động hóa Redwood Workload

8. Ví dụ cụ thể về tự động hóa

Định nghĩa công nghệ tự động chắc chắn không phải là một định nghĩa đơn giản để hiểu. Nhưng chúng ta hãy thử hiểu tự động hóa công nghiệp là gì với một ví dụ nhỏ như sau:

Hãy xem xét một quy trình sản xuất công nghiệp thủ công, trong đó người vận hành đang quan sát nhiệt độ của lò nướng. Giả sử nhiệm vụ là đạt đến một nhiệt độ nhất định và duy trì nhiệt độ đó trong khoảng 30 phút.

Vì vậy, trước tiên người vận hành phải điều chỉnh lượng nhiên liệu vào lò bằng cách điều khiển van để tăng nhiệt độ lên mức mong muốn. Sau khi đạt được nhiệt độ cần thiết, họ phải được duy trì bằng cách liên tục điều chỉnh van. Tức là tăng hoặc giảm nhiên liệu tùy thuộc vào nhiệt độ trong 30 phút tiếp theo.

Giờ đây, với tự động công nghiệp, toàn bộ quy trình được thực hiện mà không cần sự trợ giúp của người vận hành. Đầu tiên, có một cảm biến nhiệt độ được đặt gần lò để báo nhiệt độ cho máy tính. Dựa trên kết quả đo nhiệt độ từ cảm biến, máy tính sẽ mở van để cho nhiên liệu nhiều hơn lúc ban đầu. Sau khi đạt được nhiệt độ mong muốn, van sẽ được ngắt. Bộ hẹn giờ trong máy tính sẽ báo sau khi hết 30 phút và máy tính có thể tắt hoàn toàn hệ thống.

cong nghe tu dong hoa 1
Một ví dụ về công nghệ tự động hóa

Ví dụ trên có thể giúp hiểu được cách thực hiện một hệ thống nhúng tự động hóa công nghiệp điển hình. Trong ví dụ trên, hoàn toàn không có sự can thiệp của con người và toàn bộ nhiệm vụ được thực hiện hoàn toàn bởi hệ thống tự động.

Tài liệu giới thiệu giải pháp:

dang ky tu van
Tự động hóa là gì? Ứng dụng ngành tự động hóa ra sao