Ứng dụng của sản xuất thông minh trong ngành nhựa

Sản xuất thông minh là xu hướng mà nhiều doanh nghiệp hướng đến trong Công nghiệp 4.0, với mục tiêu tự động hóa sản xuất, tiết kiệm chi phí và nâng cao khả năng cạnh tranh. Khi ngày càng có nhiều công nghệ hiện thực hóa mục tiêu ấy, các hoạt động kinh doanh và sản xuất dần thay đổi để đáp ứng. Vì vậy, những tiến bộ trong sản xuất thông minh đã ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động ngành sản xuất nhựa? Hãy cùng VTI Solutions tìm hiểu qua bài viết sau.

Tổng quan về sản xuất thông minh trong ngành nhựa

Việc sử dụng máy tính để tự động hóa các hoạt động chế biến nhựa khá bất ngờ đã xuất hiện từ tận những năm 70s. Ví dụ, ngay từ hội chợ thương mại K năm 1986, Arburg đã giới thiệu một hệ thống sản xuất hoàn toàn tự động bao gồm một số máy ép phun được liên kết với nhau sử dụng điều khiển máy tính trung tâm để loại bỏ hầu hết việc thiết lập thủ công. Hệ thống này, bao gồm phiên bản ban đầu của hệ thống máy chủ Arburg, được gọi là “Sản xuất tích hợp máy tính” (CIM), một bước cơ bản đầu tiên hướng tới cái mà ngày nay gọi là “Công nghiệp 4.0” hay “cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư”. Tất nhiên công nghệ sản xuất đã tiến bộ đáng kể trong 30 năm qua và ta có thể hình dung ra các quy trình phức tạp hơn bao giờ hết để đáp ứng nhu cầu về năng suất cao hơn. Vì đặc thù của ngành nhựa yêu cầu thành phẩm được sản xuất phải đạt chất lượng theo yêu cầu nhất định như bền, dẻo, cứng cáp,…nhưng đồng thời quá trình sản xuất phải nhanh chóng và dễ tùy chỉnh, cũng như cần phải linh hoạt và dễ quản lý, nên áp lực ngày càng tăng về sự hiệu quả và chi phí của sự tự động hóa sản xuất ngày càng cao. Điều này làm gia tăng tầm quan trọng của việc tích hợp chặt chẽ các yếu tố như máy móc, rô bốt, thiết bị ngoại vi khác và hệ thống máy tính trong quá trình sản xuất, sử dụng các công nghệ kết nối và giao tiếp tiên tiến hiện nay. Một số nhà sản xuất nhựa sáng tạo nhất đã tận dụng các công nghệ Công nghiệp 4.0 này để gia tăng giá trị, tăng hiệu quả sản xuất và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Ngành sản xuất nhựa thời kỳ 4.0

Nhựa là một trong lĩnh vực lớn nhất trong ngành sản xuất, và cũng là một ngành được chú trọng đầu tư công nghệ và chuyển đổi số nhiều nhất. Sự hội tụ của Công nghiệp 4.0 và Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) đã dẫn đến sự phát triển của các nhà máy thông minh, nơi các hệ thống công nghệ tận dụng IIoT để giám sát các quá trình vật lý, thu thập dữ liệu sản xuất nhằm thực hiện các phân tích và tự động hóa việc ra quyết định. Không chỉ ngành nhựa mà đặc trưng cả sản xuất hiện đại chính là việc sản sinh hàng triệu dữ liệu, từ thông tin nguyên liệu thô, thông số quy trình sản xuất, cho đến dữ liệu khách hàng, tất cả đều đóng các vai trò nhất định. Tập hợp tất cả các thông tin đó tạo nên Ví dụ, về các thành phần phức tạp của khuôn phun, dữ liệu được thu thập và phân tích có thể giúp đảm bảo độ lặp lại tối đa trong quá trình ép phun, chất lượng nhất quán và ít lỗi sản xuất. Và một lần nữa, dữ liệu cũng giúp xác định bảo trì máy phòng ngừa giúp tránh thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Từ quan điểm của khách hàng, sản xuất thông minh cung cấp nhiều lợi ích cho giao tiếp và khả năng hiển thị. Việc thu thập và báo cáo dữ liệu máy cung cấp cho khách hàng thông tin thời gian quan trọng về tình trạng dự án và đơn đặt hàng sản xuất. Sản xuất thông minh cũng tạo động lực thu thập dữ liệu nhiều hơn và tốt hơn – dữ liệu từ các thiết bị và hệ thống công nghiệp sẽ tiếp tục cải thiện năng suất trong lĩnh vực ép nhựa khi công nghệ, cảm biến và hệ thống tiếp tục phát triển, vì lợi ích của các nhà sản xuất và chính khách hàng.

Các giải pháp sản xuất thông minh trong ngành nhựa

Tất nhiên. sản xuất thông minh đi kèm với việc tự động hóa, nơi mà các thiết bị máy móc tự điều hành và sản xuất. Tuy nhiên, không phải chỉ cần lắp đặt các hệ thống robot vào và chúng sẽ tự sản xuất cho bạn, mà cần một “bộ não” điều hành và quản lý. Do đặc thù của ngành nhựa, các hệ thống này phải có khả năng thu thập và phân tích dữ liệu, cũng như tự động đưa ra các đề xuất cho nhà quản lý. Một số giải pháp có thể kể đến như:

Hệ thống MES

Chìa khóa để điều chỉnh và kiểm soát hiệu quả máy móc, tự động hóa toàn bộ quy trình sản xuất theo xu hướng Công nghiệp 4.0 là việc sử dụng một hệ thống có khả năng liên kết và chia sẻ dữ liệu từ khu vực sản xuất đến bộ phận quản lý của nhà máy. Điều này cho phép doanh nghiệp thu thập, xử lý, phân tích và lưu trữ tất cả dữ liệu liên quan về công việc, máy móc, thiết lập, quy trình và chất lượng. Giải pháp cho việc quản lý Big Data này chính là Hãy lấy ví dụ từ nhà sản xuất nhựa Arburg ở trên, sử dụng MES, “Dữ liệu lớn” này có thể được hiển thị trong ba khu vực thông tin: Trạng thái máy (chế độ vận hành, cảnh báo và nguyên nhân lỗi), Dữ liệu vận hành (bộ đếm, chương trình, khuôn mẫu và thông tin đặt hàng) và Quy trình Các thông số (giá trị thực tế từ chu trình đúc và ép nhựa). Từ đây, Arburg tạo nên một giao diện trực quan trao đổi dữ liệu hai chiều giữa các máy móc như máy phun, máy ép và MES. MES/máy tính chủ có thể bắt đầu một công việc bằng cách truyền các lệnh vào hệ thống điều khiển máy. Ngược lại, các thông số cụ thể của công việc liên quan đến máy móc và các thành phần tự động hóa được tích hợp trong quy trình được báo cáo trở lại máy tính chủ. Kết nối mạng đơn giản, được tiêu chuẩn hóa của máy móc và các thành phần ngoại vi cho phép trao đổi dữ liệu nhanh hơn và hiệu quả hơn giữa máy đúc và hệ thống máy tính chủ. Điều này làm cho việc giám sát quy trình chế biến nhựa, bao gồm ép, đúc sẽ được bao quát và hiệu quả hơn.

Trí tuệ nhân tạo AI và Machine Learning

Ngoài việc thu thập và phân tích dữ liệu, “Nhà máy nhựa thông minh” hoàn toàn có thể sử dụng AI để tự động học hỏi như một nhân viên đích thực. Đây là những thay đổi về hoạt động được thực hiện bằng cách nhận hàng triệu dữ liệu đầu vào kỹ thuật số và sau đó thúc đẩy phản hồi tự động để cải thiện các sản phẩm và dịch vụ được thực hiện. Với sự hỗ trợ từ cũng như học máy Machine Learning, nhà sản xuất sẽ có một hệ thống thích ứng với những thay đổi thông qua giám sát, quản lý và kiểm tra lại liên tục. Nó trở thành một vòng phản hồi được tự động hóa và có sự cải tiến liên tục ngay cả khi yêu cầu thay đổi, qua đó đáp ứng một cách hoàn hảo yêu cầu linh hoạt của ngành nhựa. Ví dụ, riêng về mặt sản xuất, doanh nghiệp sẽ hưởng lợi về năng suất, chất lượng và thời gian hoạt động của nhiều thành phần trong dây chuyền chế biến nhựa với các cảm biến giám sát nhiệt độ, áp suất, độ rung, âm thanh và thời gian chu kỳ cho:

Các thùng chứa
Bộ điều chỉnh lưu lượng nước
Bộ điều khiển lưu lượng và nhiệt độ
Động cơ truyền động trục vít
Máy ép phun, máy đùn và máy CNC

Lợi ích của sản xuất thông minh cho ngành nhựa

Quản lý chu kỳ hoạt động của máy móc

Một máy móc không hoạt động với năng suất tối ưu sẽ không sản xuất các bộ phận cần thiết theo yêu cầu hoặc trình tự làm việc, đồng nghĩa với việc mất thời gian và hiệu suất sử dụng máy. Ví dụ, một máy ép phun nhựa chỉ chạy dư một giây ngoài chu kỳ, đó có thể không phải là vấn đề lớn về chi phí, nhưng trong suốt một tháng hoặc một năm, việc dư thừa này sẽ khiến công ty tổn thất một chi phí không hề nhỏ Với các giải pháp quản lý sản xuất thông minh, doanh nghiệp có thể sửa chữa các máy chạy ngoài chu kỳ ngay lập tức theo thời gian thực qua đó bảo đảm mọi quy trình đều hoạt động đúng yêu cầu và không phát sinh chi phí.

Giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động

Ngoài các chu kỳ hoạt động, thời gian chết (ngừng hoạt động) của máy móc là một vấn đề lớn khác bao gồm cả việc sử dụng và sửa chữa. Việc quản lý khoảng thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch là rất quan trọng để kiểm soát tổn thất, nhưng việc biết chính xác khi nào thời gian chết của máy diễn ra là điều rất khó khăn. Các hệ thống như MES và trí tuệ AI sẽ thu thập và phân tích dữ liệu, sau đó gửi cảnh báo thời gian thực cho người quản lý để xem xét giải quyết. Giải pháp AI thậm chí còn có khả năng tự động đưa ra quyết định.

Kiểm soát chất lượng sản xuất

Trong ngành nhựa, các máy móc sản xuất như máy ép phun có thể sản xuất các bộ phận với khối lượng lớn,do đó việc sản xuất ra các sản phẩm lỗi (phế liệu sản xuất) là điều không thể tránh khỏi. Đối với ngành nhựa, ngay cả một lượng nhỏ thành phẩm lỗi cũng sẽ gây những hậu quả rất lớn từ tổn thất chi phí đến không đáp ứng kịp đơn hàng. Nghiêm trọng nhất, các thành phẩm nhựa kém chất lượng còn ảnh hưởng đến danh tiếng công ty và cả các yêu cầu tuân thủ về môi trường. Các giải pháp như Trí tuệ AI với khả năng Machine Learning giúp nhà sản xuất đáp ứng các yêu cầu này với khả năng giám sát mạnh mẽ trong thời gian thực và phát hiện sự bất thường, cũng như các cơ chế phản hồi tự động.

Lựa chọn các giải pháp nhà máy nhựa thông minh của bạn

Ngành nhựa là một trong những ngành đi đầu trong việc ứng dụng giải pháp công nghệ 4.0 vào các hoạt động sản xuất. Với tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai, các hệ thống tự động hóa trong nhà máy hứa hẹn sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong sản xuất trong tương lai gần. Do đó, việc bắt đầu ngay với quá trình chuyển đổi số trong nhà máy ngay từ hôm nay là điều rất đáng cân nhắc.

Hệ thống điều hành sản xuất MES-X: Theo dõi toàn diện các mặt của quy trình sản xuất (hàng tồn kho, nguyên vật liệu, bảo trì máy móc,…) và là giải pháp quản lý chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh doanh.
AI trong sản xuất: sử dụng trí thông minh nhân tạo để tự động hóa các hoạt động sản xuất trong nhà máy (kiểm soát chất lượng, quản lý hàng tồn kho,..)
Các giải pháp AI & IoT khác

Liên lạc với chúng tôi, và bạn sẽ nhận được một thay đổi toàn diện và tối ưu trong việc quản lý nhà máy của mình.

Search This Blog

Máy tính công nghiệp IPC247