Tự động hóa công nghiệp: Giải pháp cho tình trạng thiếu lao động

“Đến năm 2030, ngành sản xuất sẽ cần lấp đầy 4 triệu việc làm, 2,1 triệu trong số đó có thể không được lấp đầy nếu chúng ta không truyền cảm hứng cho nhiều người hơn theo đuổi sự nghiệp sản xuất hiện đại… Chi phí cho những việc làm bị thiếu đó có thể lên tới 1 nghìn tỷ USD chỉ riêng vào năm 2030. ” – The Manufacturing Institute and Deloitte

Dự đoán này nêu bật tình trạng thiếu lao động trầm trọng mà nhiều nhà sản xuất đang phải đối mặt hiện nay. Để duy trì tính cạnh tranh, họ cần tìm ra những cách sáng tạo để đáp ứng nhu cầu sản xuất và duy trì chất lượng.

Tự động hóa công nghiệp đã trở thành một chiến lược hiệu quả cho các nhà sản xuất đang đối mặt với thách thức này. Bằng cách triển khai các công nghệ tiên tiến, nhà sản xuất có thể hợp lý hóa quy trình, cắt giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Trong bối cảnh sản xuất cạnh tranh ngày nay, tự động hóa không chỉ là một lựa chọn mà còn là điều cần thiết.

Tự động hóa công nghiệp là gì?

Tự động hóa công nghiệp đề cập đến việc sử dụng các hệ thống điều khiển, như máy tính, robot và công nghệ thông tin để xử lý các quy trình và máy móc khác nhau trong một ngành nhằm thay thế sự can thiệp của con người.

Nó bao gồm một loạt các ứng dụng, từ chế tạo và sản xuất đến kiểm soát chất lượng và xử lý vật liệu.

Lợi ích của tự động hóa công nghiệp

Cải thiện năng suất: Tự động hóa tối ưu hóa quy trình và giảm thời gian ngừng hoạt động. Hệ thống tự động có thể hoạt động 24/7 không ngừng nghỉ, đảm bảo tốc độ sản xuất ổn định và cải thiện năng suất tổng thể. Ví dụ, dây chuyền lắp ráp tự động có thể sản xuất hàng hóa nhanh hơn và ít lỗi hơn dây chuyền thủ công.
Giảm chi phí: Một trong những lợi ích hấp dẫn nhất của tự động hóa là tiết kiệm chi phí. Bằng cách giảm nhu cầu lao động chân tay, các công ty tiết kiệm được tiền lương, phúc lợi và các chi phí liên quan đến lao động khác. Tự động hóa cũng giảm thiểu lãng phí và giảm chi phí vận hành thông qua việc sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn.
Chất lượng được cải thiện: Hệ thống tự động mang lại sự nhất quán và chính xác trong quy trình sản xuất. Chúng thực hiện các nhiệm vụ với độ chính xác cao, giảm thiểu sự biến đổi và sai sót liên quan đến con người. Điều này dẫn đến sản phẩm chất lượng cao hơn và ít lỗi hơn.
An toàn: Robot và hệ thống tự động có thể xử lý các vật liệu nguy hiểm và làm việc trong môi trường không an toàn cho người lao động, cải thiện sự an toàn tổng thể tại nơi làm việc.
Tính linh hoạt: Hệ thống tự động thích ứng nhanh chóng với các nhiệm vụ và sản phẩm mới. Chúng có thể được lập trình lại và cấu hình lại để xử lý các quy trình khác nhau, giúp nhà sản xuất dễ dàng điều chỉnh theo những thay đổi của thị trường và yêu cầu sản xuất mới.

Các loại tự động hóa công nghiệp

Để có thể chọn hệ thống phù hợp với nhu cầu sản xuất của mình, bạn cần hiểu các loại tự động hóa khác nhau hiện có.

Chúng ta hãy xem xét bốn loại chính : tự động hóa cố định, tự động hóa lập trình, tự động hóa linh hoạt và tự động hóa tích hợp.

Tự động hóa cố định

Còn được gọi là tự động hóa cứng, nó đề cập đến các hệ thống trong đó trình tự các hoạt động xử lý được cố định bởi cấu hình thiết bị. Loại tự động hóa này được thiết kế để sản xuất số lượng lớn với thiết bị chuyên dụng. Đó là lý tưởng cho các nhiệm vụ lặp đi lặp lại và sản xuất hàng loạt.

Ví dụ và trường hợp sử dụng

Dây chuyền lắp ráp ô tô: Các nhà sản xuất ô tô sử dụng tự động hóa cố định cho các công việc như hàn, sơn và lắp ráp. Các quy trình này đòi hỏi các hoạt động chính xác, lặp đi lặp lại ở tốc độ cao.
Nhà máy đóng chai: Tự động hóa cố định được sử dụng trong ngành công nghiệp đồ uống để chiết rót, đóng nắp, dán nhãn và đóng gói chai.

Tự động lập trình

Được sử dụng để sản xuất hàng loạt trong đó trình tự hoạt động có thể được thay đổi để phù hợp với các cấu hình sản phẩm khác nhau. Thiết bị có thể được lập trình lại để xử lý nhiều nhiệm vụ khác nhau, khiến nó linh hoạt hơn so với tự động hóa cố định.

Ví dụ và trường hợp sử dụng:

Máy CNC: Máy điều khiển số máy tính có thể được lập trình để tạo ra các bộ phận khác nhau với các thông số kỹ thuật khác nhau.
Hàn robot: Robot có thể được lập trình cho các nhiệm vụ hàn khác nhau, khiến chúng phù hợp với các hoạt động sản xuất khối lượng trung bình.
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC): PLC là hệ thống điều khiển máy tính công nghiệp kỹ thuật số thực hiện các hoạt động tự động trong các quy trình công nghiệp. Chúng liên tục giám sát và nhận thông tin từ các thiết bị đầu vào hoặc cảm biến, xử lý thông tin và kích hoạt các thiết bị đầu ra được kết nối để hoàn thành nhiệm vụ.

Tự động hóa linh hoạt

Còn được gọi là tự động hóa mềm, đây là hình thức tự động hóa dễ thích ứng nhất. Nó cho phép thay đổi nhanh chóng trong thiết kế sản phẩm và quy trình sản xuất mà không có thời gian ngừng hoạt động đáng kể. Loại tự động hóa này lý tưởng cho các ngành có quy mô sản xuất từ thấp đến trung bình, sản xuất nhiều loại sản phẩm.

Ví dụ và trường hợp sử dụng

Xe dẫn hướng tự động: AGV được sử dụng trong kho để vận chuyển vật liệu. Chúng có thể dễ dàng được lập trình lại để xử lý các tuyến đường và nhiệm vụ khác nhau.
Hệ thống sản xuất linh hoạt: Những hệ thống này phù hợp với môi trường sản xuất thường xuyên thay đổi thiết kế sản phẩm vì chúng có thể sản xuất nhiều loại mặt hàng mà không cần phải cấu hình lại đáng kể.
Giao diện người máy (HMI): HMI là một ứng dụng phần mềm cho phép tương tác và liên lạc giữa người vận hành và máy, dịch dữ liệu phức tạp thành thông tin có thể truy cập để kiểm soát tốt hơn quá trình sản xuất.

Hệ thống tự động hóa tích hợp

Các hệ thống này sử dụng các công nghệ tiên tiến như phần mềm CAD, robot và máy móc điều khiển bằng máy tính để hợp lý hóa các nhiệm vụ thường do con người thực hiện.

Họ cải thiện sản xuất bằng cách kết hợp các thiết bị, quy trình và dữ liệu độc lập thành một hoạt động thống nhất, đồng bộ.

Bằng cách tự động hóa các quy trình phức tạp, IAS cải thiện hiệu quả, độ chính xác và năng suất tổng thể. Ngoài ra, IAS có thể cung cấp khả năng giám sát và bảo trì dự đoán theo thời gian thực, giảm thời gian ngừng hoạt động và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Ví dụ và trường hợp sử dụng:

Nhà máy thông minh: Trong các nhà máy thông minh, nhiều quy trình và thiết bị tự động khác nhau hoạt động cùng nhau trong một môi trường gắn kết. Sự tích hợp này giúp tăng hiệu quả, giảm thời gian ngừng hoạt động và giảm thiểu lỗi của con người.
Triển khai Công nghiệp 4.0: IAS là trọng tâm của Công nghiệp 4.0, sử dụng các thiết bị IoT và phần mềm tiên tiến để tạo ra một hệ thống sản xuất được kết nối đầy đủ. Điều này cho phép trao đổi dữ liệu theo thời gian thực và quy trình sản xuất linh hoạt.
Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu: Các hệ thống này kiểm soát và giám sát các quy trình công nghiệp bằng cách thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực từ các thiết bị như cảm biến và PLC.

Tự động hóa để thành công

Tự động hóa công nghiệp đang giải quyết thành công các vấn đề mà chúng ta đang gặp phải trong ngành sản xuất. Đặc biệt, tự động hóa hàn mang lại độ chính xác, khả năng lặp lại và điều kiện làm việc an toàn hơn, khiến nó trở thành một sự bổ sung có giá trị cho nhiều quy trình sản xuất.