Bốn cấp độ cho sự phát triển của nhà máy thông minh

Sự phát triển của nhà máy thông minh là xây dựng dựa trên những tiến bộ của Cách mạng công nghiệp lần thứ ba bằng cách tự động hóa việc thu thập dữ liệu

Đối với nhiều nhà sản xuất, con đường xây dựng nhà máy thông minh vẫn còn nhiều nhầm lẫn vì quá tải thông tin. Để vượt qua thách thức này, các nhà sản xuất nên xem sự chuyển đổi này là một hành trình với bốn giai đoạn gặt hái những lợi ích liên tục cho hoạt động của họ. Như với bất kỳ sự chuyển đổi toàn diện nào của công ty, cố gắng đạt được mục tiêu cuối cùng quá nhanh có thể khiến bạn quay lại nơi bạn bắt đầu, lãng phí thời gian và tiền bạc.

Điều quan trọng là các nhà sản xuất hiểu rằng nhà máy thông minh chủ yếu là về dữ liệu.

Sự phát triển của nhà máy thông minh là xây dựng dựa trên những tiến bộ của Cách mạng công nghiệp lần thứ ba bằng cách tự động hóa việc thu thập dữ liệu từ máy móc và ứng dụng và biến dữ liệu đó thành những hiểu biết tức thời. Công nghệ mới này biến quá trình tẻ nhạt, nhưng quan trọng, trích xuất những hiểu biết sâu sắc từ dữ liệu thành một quy trình tức thời, hợp lý và có thể đạt được cho mọi nhà sản xuất.

4 cấp độ xây dựng dữ liệu cho nhà máy thông minh

Cấp một: Dữ liệu khả dụng

Một hệ thống cấp một có khá nhiều tình trạng khác nhau. Ở giai đoạn này, dữ liệu có sẵn nhưng khó sử dụng để đưa ra quyết định hoặc thực hiện cải tiến. Dữ liệu nằm trong các hệ thống độc lập, đòi hỏi công việc thủ công để tích hợp và chuyển thành thông tin hữu ích. Giải quyết vấn đề ở cấp độ này là có thể nhưng cực kỳ tốn thời gian. Khi chất lượng sản phẩm hoặc máy móc phát sinh, các nhà phân tích và kỹ sư mất nhiều thời gian để thu thập dữ liệu thủ công từ các hệ thống khác nhau trước khi họ có thể xác định điều gì đã xảy ra và cách khắc phục. Cách tiếp cận thủ công này không chỉ gây khó chịu mà còn tốn kém; nó làm cạn kiệt thời gian, tài nguyên và tiền bạc từ nhà máy. Các nhà sản xuất ở cấp một nên chuyển sang cấp hai càng sớm càng tốt hoặc có nguy cơ lãng phí hàng triệu đô la sản lượng sản xuất bị mất từ ​​thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​mỗi ngày.

Cấp độ hai: Dữ liệu có thể truy cập

Một hệ thống cấp hai tích hợp tất cả các nguồn dữ liệu khác nhau vào một nguồn sự thật duy nhất và liên tục thu thập và theo dõi dữ liệu sản xuất. Với dữ liệu ở một vị trí và luôn có sẵn, việc giải quyết vấn đề trở nên trơn tru hơn. Khi xảy ra sự cố, các nhà phân tích và kỹ sư có thể truy cập dữ liệu trong hệ thống bằng cách sử dụng trực quan hóa dữ liệu và bảng điều khiển, về cơ bản, tận dụng hệ thống như một công cụ truy vấn. Với quyền truy cập dễ dàng vào tất cả các dữ liệu, họ có thể trả lời các câu hỏi nhanh chóng, tăng năng suất của nhà máy.

Ngoài ra, hệ thống cấp hai cho phép các kỹ sư tập trung giải quyết các vấn đề có giá trị cao như cải thiện sản phẩm, thay đổi vật liệu hoặc áp dụng chiến lược đáp ứng đa số khách hàng. Tuy nhiên, ở cấp độ hai, phân tích chủ động, cho phép các nhà máy cải thiện trước khi xảy ra sự cố, vẫn cần thời gian, nỗ lực và sự tham gia của các kỹ sư.

Để chuyển từ cấp một sang cấp hai, các nhà sản xuất phải thực hiện một kiến ​​trúc dữ liệu mới, chỉ mất vài tháng. Để làm điều này, bạn cần đánh giá xem có nên xây dựng hệ thống của riêng bạn hay chọn nhà cung cấp giải pháp và đối tác phù hợp . Ngoài ra, khi chọn một kiến ​​trúc mới, hãy đảm bảo rằng nó cho phép bạn chia tỷ lệ lượng dữ liệu bạn có thể thu thập mà không phải trả chi phí biên cao hơn hoặc hy sinh hiệu năng hệ thống.

4 cấp độ cho sự phát triển của nhà máy thông minh

Tham khảo: Xây dựng nhà máy trực quan như thế nào?

Cấp ba: Dữ liệu hoạt động

Một hệ thống cấp ba chuyển các hoạt động sản xuất từ ​​giải quyết vấn đề phản ứng sang phân tích và cải tiến chủ động. Hệ thống cho phép các nhà phân tích và kỹ sư thực sự phòng ngừa và chủ động trong việc giải quyết các vấn đề, điều không thể có trong hệ thống cấp hai.

Để chuyển từ cấp hai lên cấp ba, bạn phải xây dựng kiến trúc dữ liệu của cấp trước bằng cách thêm các khả năng hệ thống mới như Machine Learning và AI. Những công cụ mới này cho phép bạn bắt đầu tạo thông tin chi tiết trong ít nhất hai hoặc ba tháng, tùy thuộc vào tất cả sản phẩm của bạn. Các tính năng mới này, kết hợp với hệ thống cấp hai tổng hợp tất cả dữ liệu sản xuất của bạn, tạo ra một hệ thống thông minh, tự nó sẽ tìm thấy những hiểu biết có giá trị và dự đoán các thất bại chính xác hơn, đồng thời cung cấp thông tin cho người thích hợp vào đúng thời điểm. Người dùng không phải truy vấn hệ thống hoặc thực hiện phân tích quy trình thủ công để tìm câu trả lời cho việc giải quyết các vấn đề sản xuất.

Một ví dụ về các thuộc tính hệ thống cấp ba bao gồm các mô hình Machine Learning dự đoán lỗi sản phẩm hoặc lỗi máy và xác định các cách để sản xuất sản phẩm hiệu quả hơn. Trong một hệ thống cấp ba, một người vẫn cần thiết để thực hiện các thay đổi mà hệ thống thông minh khuyến nghị.

Cấp độ bốn: Dữ liệu định hướng hành động

Ở cấp bốn, hệ thống dữ liệu thực sự triển khai các khuyến nghị mà nó tìm thấy từ việc phân tích dữ liệu sản xuất. Ví dụ: một mô hình Machine Learning sẽ xác định tối ưu hóa, sau đó tạo và gửi các cài đặt mới được đề xuất cho máy, nơi nó được thực hiện tự động. Trong một dây chuyền sản xuất được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo vòng kín như vậy, thời gian cần thiết để thực hiện một cái nhìn sâu sắc được phát hiện bởi hệ thống trở nên tối thiểu.

Để đạt được cấp độ bốn, đòi hỏi các bộ dữ liệu đủ lớn và có đủ các trường hợp được xác thực để cung cấp thông tin cần thiết cho hệ thống để biết được các tác động của thay đổi sản xuất. Thời gian cần thiết để chuyển từ cấp ba sang cấp bốn khác nhau dựa trên lượng thời gian cần thiết để thu thập các bộ dữ liệu cần thiết.

4 cấp độ cho sự phát triển của nhà máy thông minh

Xây dựng nhà máy thông minh

Tiếp cận việc chuyển đến Nhà máy thông minh như một hành trình với bốn giai đoạn là rất quan trọng vì một lý do đơn giản: không có phím tắt nào có thể chuyển nhà sản xuất từ ​​cấp một lên cấp bốn. Những người đã cố gắng tìm thấy hệ thống của họ có quá nhiều biến đổi dữ liệu và quy trình đến mức họ nhanh chóng bị sa lầy trong sự phức tạp. Hệ thống cấp ba và cấp bốn yêu cầu một lượng dữ liệu khổng lồ, chỉ có thể được tạo và làm cho hữu ích ở cấp hai. Cách tiếp cận từng bước cho phép các nhà sản xuất tiến bộ thông qua một sự tiến hóa tự nhiên. Ở các cấp độ trước, họ tìm hiểu thêm về các hệ thống dữ liệu nói chung và dữ liệu họ cần cho các quy trình cụ thể của mình. Khi họ tìm hiểu, họ bắt đầu tích lũy các bộ dữ liệu họ cần để cho phép hệ thống xác định và thực hiện các cải tiến quy trình sản xuất dựa trên dữ liệu.

Tác giả: Willem Sundblad là CEO và đồng sáng lập của Oden Technologies