Không còn nghi ngờ gì nữa rằng Công nghiệp 4.0 chuyển đổi số đã thay đổi đáng kể bối cảnh sản xuất. Các công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI) và tự động hóa cho phép các nhà sản xuất tăng cường hiệu quả hoạt động, đạt được năng suất tăng đáng kể (tăng từ 15% đến 30%) và thời gian chết giảm đáng kể (giảm từ 30% đến 50%).
Những cải tiến công nghệ này cũng dẫn đến sự xuất hiện rộng rãi hơn của các nhà máy siêu nhỏ.
Các nhà máy siêu nhỏ là những nhà máy nhỏ hơn tận dụng các công cụ và giải pháp tiên tiến để đạt được lợi thế cạnh tranh trong khi cung cấp mức độ linh hoạt và khả năng mở rộng mới mà các nhà máy thông thường lớn hơn khó có thể đạt được. Sử dụng AI, máy học, dữ liệu lớn và các công nghệ tiên tiến khác đã giúp loại bỏ chất thải, tối ưu hóa quy trình và cá nhân hóa dễ dàng hơn nhiều.
Trong khi các nhà máy truyền thống vẫn còn nhiều thứ để cung cấp về mặt quy mô kinh tế và hiệu quả hoạt độngTính mô-đun của các nhà máy siêu nhỏ đang thu hút sự chú ý khi các nhà sản xuất đạt được năng suất hiệu quả hơn nhờ AI và Internet vạn vật công nghiệp (IIoT).
Nhưng liệu những nhà máy siêu nhỏ được hỗ trợ bởi AI này có thể thay thế những nhà máy truyền thống không? Liệu những nhà máy siêu nhỏ có bền vững hơn những nhà máy thông thường không?
Nhà máy siêu nhỏ là gì?
Đầu tiên, một nhà máy siêu nhỏ có quy mô vừa và nhỏ, tiên tiến về mặt công nghệ, với mức độ tự động hóa và kết nối cao thúc đẩy các quy trình của nó. So với các nhà máy truyền thống, các nhà máy siêu nhỏ tiêu thụ ít điện năng và nguồn nhân lực hơn do các công nghệ mới hơn có hiệu quả cao hơn, do đó hầu như không cần đầu vào của con người.
Bản chất mô-đun của các nhà máy siêu nhỏ cho phép sản xuất khối lượng lớn vì mỗi nhà máy siêu nhỏ có thể được coi là một "tế bào" của một dây chuyền sản xuất mở rộng hơn, thực hiện nhiều nhiệm vụ sản xuất khác nhau giúp rút ngắn thời gian sản xuất khi hoạt động song song.
Hoạt động được cải thiện và tính bền vững cao hơn với các nhà máy siêu nhỏ
Tăng hiệu quả chi phí
Với những thay đổi nhanh chóng trong các nhà máy hiện đại, các nhà sản xuất đang đầu tư mạnh vào các công cụ và giải pháp công nghệ sáng tạo mới để quản lý nhu cầu thay đổi. Những khoản đầu tư này có thể nhanh chóng tăng lên nếu nhà máy cần cập nhật thường xuyên, ảnh hưởng đến thời gian sản xuất, chi phí sản phẩm và nhiều thứ khác.
Đối với các nhà máy siêu nhỏ, chi phí này sẽ thấp hơn nhiều so với các dây chuyền nhà máy truyền thống vì chỉ có các ô hoặc thành phần cụ thể được thay đổi. Điều này giúp kiểm soát chi phí với các bản cập nhật nhanh hơn và thời gian ngừng hoạt động ngắn hơn.
Tăng khả năng sửa chữa và dễ bảo trì
Các nhà máy siêu nhỏ là mô-đun và được chuẩn hóa về mặt phần cứng, phần mềm và cơ sở hạ tầng chung để duy trì mức hiệu quả cao nhất và dễ sửa chữa. So với các nhà máy hiện đại lớn hơn với công nghệ tinh vi và các thành phần phần cứng tùy chỉnh, điều này giúp bảo trì nhà máy dễ dàng hơn.
Tăng khả năng tùy chỉnh và cá nhân hóa
Với sự ra đời của IIoT, AI và các công nghệ tiên tiến khác, khách hàng ngày nay có thể lựa chọn nhận các sản phẩm và dịch vụ được cá nhân hóa cao. Nhu cầu ngày càng tăng về khả năng tùy chỉnh đã dẫn đến những thách thức sản xuất lớn hơn trong việc tạo ra các sản phẩm thích ứng với nhu cầu thay đổi của người tiêu dùng. Các nhà máy siêu nhỏ có thể theo kịp những nhu cầu này nhờ các hệ thống nhanh nhẹn và tự động của họ, tạo điều kiện cho những thay đổi nhanh chóng trong yêu cầu sản xuất.
Tăng tính bền vững và giảm lượng khí thải carbon
Các nhà máy siêu nhỏ tiêu thụ ít điện năng và tài nguyên hơn so với các nhà máy thông thường nhờ vào sự dễ dàng triển khai và vận hành. Mỗi ô trong cơ sở hạ tầng sản xuất có thể được sao chép hàng loạt và sản xuất riêng biệt, dẫn đến tổng thời gian sử dụng, năng lượng sử dụng và lượng khí thải phát sinh thấp hơn. Các ô này cũng có thể dễ dàng hoán đổi so với việc thay đổi toàn bộ dây chuyền sản xuất, dẫn đến ít chất thải và tăng tính tuần hoàn.
Nghiên cứu điển hình: nhà máy siêu nhỏ trong ngành công nghiệp ô tô
Có một số trường hợp sử dụng nhà máy siêu nhỏ trên toàn cầu do những lợi ích đáng kể của chúng. Một ví dụ là nhà sản xuất xe có trụ sở tại Vương quốc Anh Đến.
Arrival chuyên sản xuất xe điện, sản xuất chúng thông qua các nhà máy vi mô phi tập trung với quy trình tự động hóa cao. Các nhà máy vi mô này sử dụng robot và phần mềm tiên tiến cho phép dây chuyền sản xuất thích ứng với những thay đổi nhanh chóng mà không cần sự can thiệp của con người. Nhà máy vi mô này cũng sử dụng các thành phần composite nhẹ hơn và chắc hơn, giúp giảm lãng phí vật liệu và chi phí.
Các ô vi mô của Arrival cũng sử dụng phần cứng mô-đun để tạo điều kiện lắp ráp, tương thích và thay thế dễ dàng hơn khi cần thiết. Do đó, Arrival có thể đạt được mức độ tùy chỉnh cao hơn để đáp ứng nhu cầu của khách hàng trong khi cắt giảm lãng phí tiềm ẩn.
Xét đến tất cả các yếu tố này, Arrival đã tối đa hóa sản lượng và tính linh hoạt với chi phí môi trường và tài chính thấp hơn nhiều nhờ thiết lập nhà máy siêu nhỏ.
Chuyển đổi số và các nhà máy trong tương lai
Khi được triển khai đúng cách, chuyển đổi số có thể mang lại những kết quả đáng kể. Tuy nhiên, thách thức mà nhiều nhà sản xuất phải đối mặt là không biết liệu họ có đang tiến triển đúng tốc độ cho ngành của mình hay không và thiếu khả năng hiển thị các lĩnh vực cụ thể cần cải thiện. Điều này cuối cùng ngăn cản họ có được cái nhìn rõ ràng về việc liệu họ có đang đi đúng hướng trong hành trình chuyển đổi số Công nghiệp 4.0 của mình hay không.
Chỉ với các công cụ và khuôn khổ đánh giá chuẩn phù hợp, các nhà sản xuất mới có thể có được thông tin và phân tích hữu ích để thúc đẩy họ trong hành trình chuyển đổi. Chỉ số sẵn sàng của ngành công nghiệp thông minh (SIRI) cho phép các nhà sản xuất – bất kể quy mô hay ngành nghề – đánh giá mức độ trưởng thành kỹ thuật số của họ thông qua các đánh giá toàn diện. Chỉ số Sẵn sàng cho Ngành công nghiệp thông minh cũng cung cấp hướng dẫn và hỗ trợ thông qua các lộ trình chuyển đổi được tạo ra, do đó giúp các nhà sản xuất vạch ra con đường rõ ràng hơn hướng tới việc áp dụng Công nghiệp 4.0 và trao quyền cho họ đạt được các mục tiêu về hiệu quả hoạt động của mình.
Tìm hiểu thêm về Chỉ số sẵn sàng của ngành công nghiệp thông minh đây hoặc liên hệ với chúng tôi tại liên hệ@incit.org để bắt đầu một cuộc trò chuyện.
