Tự động hóa là gì? Tất tần tật những điều bạn cần biết

Tự động hóa đang dần trở thành yếu tố then chốt trong mọi lĩnh vực, từ sản xuất đến dịch vụ, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao năng suất làm việc. Vậy chính xác tự động hóa là gì? Bài viết này của DACO sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện, bao gồm định nghĩa, lợi ích, ứng dụng và xu hướng phát triển trong tương lai.

Tổng quan về tự động hóa

Tự động hóa là gì?

Tự động hóa là một quá trình ứng dụng các giải pháp khoa học kỹ thuật, hay nói cách khác là tích hợp hệ thống các công nghệ tiên tiến, nhằm thực hiện những nhiệm vụ hoặc quy trình vốn được thực hiện thủ công bởi con người. 

Mục tiêu cốt lõi là nâng cao hiệu suất làm việc và đảm bảo chất lượng đầu ra tốt hơn, đồng thời giải phóng sức lao động cho con người, giảm thiểu sai sót không đáng có và tối ưu hóa sự linh hoạt trong các hoạt động. 

Để đạt được điều này, tự động hóa thường sử dụng sự kết hợp của nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm robot, hệ thống điều khiển tự động, trí tuệ nhân tạo (AI) với khả năng máy học (Machine learning), và kết nối vạn vật (Internet of Things – IoT) để tạo nên một môi trường làm việc tự động toàn diện.

Tự động hóa sản xuất là gì?

Tự động hóa sản xuất về cơ bản là việc ứng dụng công nghệ để thực hiện các công việc trong quy trình sản xuất với sự can thiệp tối thiểu của con người. Thay vì phải thực hiện các thao tác thủ công lặp đi lặp lại, con người sẽ giám sát và điều khiển các hệ thống tự động, từ đó nâng cao hiệu quả và năng suất làm việc.

Cụ thể hơn, quy trình này bao gồm việc sử dụng các loại máy móc, robot, hệ thống điều khiển và phần mềm chuyên dụng để tự động các công đoạn như: vận chuyển nguyên vật liệu, lắp ráp sản phẩm, kiểm tra chất lượng, đóng gói và lưu kho. Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể giảm thiểu sức lao động, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời tăng cường độ chính xác, tính nhất quán và an toàn trong vận hành.

Tầm quan trọng của tự động hóa sản xuất là gì?

Tăng tốc độ sản xuất

Trong bối cảnh thị trường biến động không ngừng, khả năng tăng tốc độ sản xuất của tự động hóa mang đến sự linh hoạt vượt trội, giúp doanh nghiệp thích ứng nhanh chóng và giành lợi thế cạnh tranh. Nhờ ứng dụng công nghệ, máy móc có thể sản xuất số lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn với độ chính xác cao. Sự kết hợp giữa robot và cảm biến tiên tiến cho phép thực hiện quy trình xác nhận và kiểm tra chất lượng tự động, góp phần tăng tốc độ sản xuất đáng kể.

Cải thiện an toàn lao động và chất lượng sản phẩm

Tự động hóa giúp hạn chế tối đa sai sót của con người trong quá trình sản xuất, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều và ổn định. Điều này không chỉ mang lại lợi ích về mặt thương hiệu cho doanh nghiệp mà còn góp phần quan trọng trong việc nâng cao an toàn lao động. 

Bằng cách giảm thiểu các sự cố do lỗi con người gây ra, doanh nghiệp có thể giảm chi phí sửa chữa, thu hồi sản phẩm và đặc biệt là ngăn ngừa tai nạn lao động nghiêm trọng, bảo vệ sức khỏe và tính mạng cho người lao động.

Khắc phục tình trạng thiếu hụt lao động

Ứng dụng tự động hóa sản xuất cho phép doanh nghiệp thay thế các công đoạn lao động thủ công bằng máy móc và robot, từ đó giảm tải khối lượng công việc cho người lao động, tăng năng suất lao động và tạo điều kiện để người lao động chuyển sang các vị trí công việc đòi hỏi kỹ năng cao hơn như vận hành, giám sát, bảo trì hệ thống,…

Giải pháp này góp phần giải quyết hiệu quả bài toán thiếu hụt lao động phổ biến hiện nay trong ngành sản xuất, đồng thời tối ưu hóa chi phí nhân công và nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp.

Tối ưu hóa quy trình sản xuất

Việc ứng dụng các công nghệ như cảm biến, robot và giải pháp phần mềm tiên tiến trong tự động hóa giúp doanh nghiệp thu thập dữ liệu và theo dõi toàn bộ quá trình sản xuất một cách hiệu quả. 

Cảm biến cung cấp thông tin chi tiết về lượng hàng tồn kho, hiệu suất hoạt động của máy móc và tình trạng bảo trì hệ thống, trong khi robot có khả năng thực hiện kiểm tra chất lượng và giám sát quy trình sản xuất. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể lập kế hoạch sản xuất chính xác, đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu thực tế, tối ưu hóa hiệu quả hoạt động và cải thiện lợi nhuận đầu tư (ROI).

Những hình thức tự động hóa phổ biến

Tùy thuộc vào mục tiêu, quy mô và mức độ phức tạp, tự động hóa được phân loại theo nhiều cách khác nhau, mỗi loại mang những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt.

Cụ thể:

Phân loại theo quy trình

Tự động hóa quy trình nghiệp vụ (BPA): Loại hình này tập trung vào việc số hóa và tự động hóa các quy trình kinh doanh phức tạp, thường xuyên lặp lại, nhằm cải thiện hiệu suất làm việc, giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa chi phí vận hành.

Tự động hóa quy trình bằng robot (RPA): RPA sử dụng robot phần mềm (bot) để thực thi các tác vụ máy tính lặp đi lặp lại, thay thế con người trong các công việc như nhập liệu, xử lý và trích xuất thông tin,… giúp giải phóng sức lao động cho con người và nâng cao năng suất.

>>>Chi tiết: RPA là gì? Ứng dụng RPA vào doanh nghiệp

Tự động hóa quy trình thông minh (IPA): IPA là sự kết hợp giữa RPA và trí tuệ nhân tạo (AI), cho phép bot không chỉ thực hiện các tác vụ đơn giản mà còn có khả năng học hỏi, tự thích ứng và cải thiện hiệu suất làm việc theo thời gian.

Phân loại theo hình thức sản xuất

Trong lĩnh vực sản xuất, tự động hóa được phân loại dựa trên tính linh hoạt và khả năng thích ứng của hệ thống:

• Tự động hóa cố định: Loại hình này được thiết kế để thực hiện một chức năng duy nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt quy mô lớn, đòi hỏi độ chính xác và ổn định cao. Tuy nhiên, hệ thống này thiếu tính linh hoạt và khó chuyển đổi sang sản xuất sản phẩm khác.
• Tự động hóa lập trình: Hệ thống này có thể được lập trình lại để thực hiện nhiều chức năng khác nhau, sản xuất đa dạng sản phẩm. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi giữa các loại sản phẩm có thể gây gián đoạn sản xuất.
• Tự động hóa linh hoạt: Đây là sự kết hợp giữa tự động hóa cố định và lập trình, cho phép hệ thống vừa đảm bảo năng suất cao vừa có khả năng thích ứng với các thay đổi trong sản xuất, phù hợp với môi trường sản xuất năng động, đòi hỏi tính linh hoạt cao.

Phân loại theo cấp độ

Dựa trên cấp độ, có thể phân thành ba loại:

• Cơ bản: Hệ thống đảm nhiệm các nhiệm vụ đơn giản, lặp đi lặp lại một cách hoàn toàn tự động.
• Quy trình: Máy móc thực hiện các quy trình phức tạp, đa bước và có khả năng tích hợp với nhiều hệ thống khác nhau.
• Thông minh: Đây là cấp độ cao nhất, kết hợp công nghệ với trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) để tự động hóa các quy trình phức tạp, đồng thời liên tục học hỏi và cải thiện hiệu suất dựa trên dữ liệu và phân tích.

5 cấp độ trong mô hình kim tự tháp tự động hóa

Tầng 0: Tầng thiết bị sản xuất (Field Level)

Ở cấp độ này, các thiết bị vật lý như cảm biến, công tắc, nút nhấn, động cơ, van… đóng vai trò then chốt. Cảm biến thu thập dữ liệu về trạng thái của quá trình sản xuất, ví dụ như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng. Dữ liệu này được truyền đến bộ điều khiển (PLC) để xử lý. PLC sau đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị chấp hành như động cơ, van để thực hiện các hoạt động cần thiết. 

Đây là cấp độ cơ bản nhất, nơi diễn ra các hoạt động vật lý trực tiếp trong quá trình sản xuất.

Tầng 1: Kiểm soát giám sát quy trình sản xuất (Control Level)

Bộ điều khiển lập trình (PLC) là thành phần chính ở cấp độ này. PLC nhận dữ liệu từ các cảm biến ở cấp độ 0, xử lý thông tin dựa trên chương trình được lập trình sẵn, và gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị chấp hành. 

Bộ điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) cũng được sử dụng để điều chỉnh chính xác các thông số quá trình như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

Tầng 2: Giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Level)

Hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) được sử dụng để giám sát và điều khiển toàn bộ quá trình sản xuất. SCADA thu thập dữ liệu từ các PLC, hiển thị thông tin trên giao diện người-máy (HMI) và cho phép người vận hành giám sát, điều khiển từ xa. SCADA cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống, giúp phát hiện sự cố và đưa ra quyết định kịp thời.

Tầng 3:  Quản lý sản xuất (Management Level)

Hệ thống thực thi sản xuất (MES) được sử dụng để quản lý và tối ưu hóa quá trình sản xuất. MES thu thập dữ liệu từ các cấp độ dưới, theo dõi tiến độ sản xuất, quản lý nguyên vật liệu, lên kế hoạch sản xuất, và phân tích hiệu suất. MES cung cấp thông tin chi tiết về hoạt động sản xuất, giúp nhà quản lý đưa ra quyết định chính xác và cải thiện hiệu quả sản xuất.

>>>Tìm hiểu chi tiết: Hệ thống MES là gì – Chìa khóa tối ưu nhà máy thông minh

Tầng 4: Tầng Quản lý và hoạch định cấp doanh nghiệp (Enterprise Level)

Sự liên kết giữa các cấp độ trong mô hình kim tự tháp là yếu tố then chốt để đạt được hiệu quả tối ưu. Thông tin cần được truyền tải thông suốt từ cấp độ thiết bị hiện trường lên đến cấp độ quản lý sản xuất. 

Tuy nhiên, nhiều doanh nghiệp hiện nay gặp phải tình trạng “đứt gãy” thông tin giữa các cấp độ do đầu tư không đồng bộ, tập trung vào hệ thống ERP (Enterprise Resource Planning) ở cấp độ cao nhất mà bỏ quên việc nâng cấp các cấp độ thấp hơn. Điều này dẫn đến thiếu hụt dữ liệu, khó khăn trong việc giám sát, quản lý và ra quyết định.

Ngành sản xuất nào đang ứng dụng tự động hóa phổ biến?

Tự động hóa đang “len lỏi” vào mọi ngóc ngách của đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất. Việc ứng dụng công nghệ này đã mang lại những thay đổi to lớn, góp phần nâng cao năng suất, hiệu quả và an toàn lao động trong nhiều ngành công nghiệp. 

Ngành sản xuất ô tô

Việc áp dụng robot và các quy trình tự động (RPA) mang lại hiệu quả cao và đảm bảo an toàn trong ngành sản xuất ô tô. Sự phối hợp giữa robot và con người cho phép hoàn thành nhiều công việc trong thời gian ngắn với chất lượng được kiểm soát chặt chẽ. 

Công nghệ này giảm thiểu sai sót do con người trong các quy trình đòi hỏi độ chính xác cao, tự động lập báo cáo và lưu trữ tài liệu, đồng thời tích hợp tính năng an toàn, cho phép dừng máy khi phát hiện người tiếp cận.

Ngành dược phẩm và thiết bị y tế

Trong lĩnh vực y tế, công nghệ tự động có khả năng thực hiện các nhiệm vụ với độ chính xác vượt trội và giảm thiểu sai sót so với con người. Do đó, nó trở thành công cụ thiết yếu trong việc ghi chép, báo cáo và sản xuất dược phẩm cũng như thiết bị y tế. Việc ứng dụng công nghệ giúp đảm bảo chất lượng và tuân thủ các quy định nghiêm ngặt của ngành.

>>>Xem thêm: Quy trình sản xuất dược phẩm đạt chuẩn GMP – Bạn đã biết?

Ngành sản xuất hàng tiêu dùng

Ngành hàng tiêu dùng áp dụng các quy trình tự động để đáp ứng nhu cầu thị trường một cách hiệu quả về chi phí, đặc biệt trong bối cảnh thiếu hụt lao động. Việc ứng dụng trong sản xuất hàng tiêu dùng đóng gói (CPG) bao gồm tất cả các khâu: lắp ráp, đóng gói, xử lý nguyên liệu, vận chuyển, kiểm tra, thử nghiệm, lập kế hoạch và báo cáo.

Ngành F&B thực phẩm và đồ uống

Ứng dụng tự động hóa trong ngành thực phẩm và đồ uống giúp đảm bảo tính đồng nhất về chất lượng sản phẩm, hạn chế sự can thiệp của con người, từ đó cải thiện an toàn vệ sinh thực phẩm và giảm thiểu rủi ro thu hồi sản phẩm. 

Các công nghệ này hỗ trợ theo dõi, truy xuất nguồn gốc hàng tồn kho; báo cáo, phân tích dữ liệu giúp doanh nghiệp đưa ra quyết định điều chỉnh lịch trình, quy trình sản xuất hiệu quả, giảm thiểu lãng phí và thất thoát.

Ngành điện tử và công nghệ cao 

Khi nhu cầu về các sản phẩm điện tử và công nghệ ngày càng tăng, robot sản xuất tự động giúp tăng tốc độ sản xuất, phát hiện và loại bỏ sản phẩm lỗi, đồng thời duy trì các điều kiện sản xuất tối ưu để tạo ra sản phẩm chất lượng cao với chi phí thấp hơn.

Ngành sản xuất bao bì

Việc áp dụng công nghệ trong ngành bao bì giúp các nhà sản xuất duy trì tính cạnh tranh và chất lượng sản phẩm ổn định, bảo vệ an toàn cho nhân viên và cải thiện tính linh hoạt của bao bì để phù hợp với nhiều loại sản phẩm đa dạng. 

Tự động hoá sản xuất với Hệ thống quản lý sản xuất SEEACT-MES

SEEACT-MES là giải pháp quản lý sản xuất toàn diện, được thiết kế để tối ưu hóa hiệu quả hoạt động và nâng cao năng suất cho doanh nghiệp. Hệ thống cung cấp các tính năng vượt trội, bao gồm:

• Giám sát sản xuất theo thời gian thực: Theo dõi tiến độ sản xuất, tình trạng máy móc và hiệu suất hoạt động chi tiết, giúp nhà quản lý nắm bắt thông tin chính xác và kịp thời.
• Quản lý chất lượng: Kiểm soát chất lượng sản phẩm trong từng công đoạn, từ nguyên liệu đầu vào đến thành phẩm, đảm bảo tiêu chuẩn và giảm thiểu sai sót.
• Truy xuất nguồn gốc: Theo dõi toàn bộ lịch sử sản xuất của từng sản phẩm, từ nguyên liệu, quy trình sản xuất đến thông tin lô hàng, giúp dễ dàng truy xuất nguồn gốc khi cần thiết.
• Phân tích dữ liệu: Thu thập và phân tích dữ liệu sản xuất, cung cấp báo cáo chi tiết về hiệu suất, năng suất, chất lượng và các chỉ số quan trọng khác, hỗ trợ ra quyết định chính xác.
• Tích hợp hệ thống: Kết nối và trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác như ERP, SCM, giúp quản lý toàn diện hoạt động sản xuất và kinh doanh.

>>>Tìm hiểu thêm về Hệ thống quản lý sản xuất SEEACT-MES

Hoặc liên hệ Hotline để được tư vấn trực tiếp: 0904.675.995

Lời kết

Nói tóm lại, trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, việc ứng dụng tự động hóa và công nghệ tiên tiến vào sản xuất và đời sống là xu hướng tất yếu. Đây không chỉ là giải pháp nâng cao năng suất, hiệu quả và độ chính xác, mà còn là chìa khóa then chốt để các doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu chi phí và nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường.