Khắc phục những nút thắt ở hai bên của tự động hóa Công nghiệp 4.0

Th10 14,2022
Tác giả: admin

Một cái nhìn tổng thể là cần thiết cho các nhà sản xuất để tận dụng tối đa việc nâng cấp quy trình kỹ thuật số

Triển khai Công nghiệp 4.0? Số hóa, kết nối và minh bạch có thể cách mạng hóa một quy trình hoặc thậm chí toàn bộ hoạt động kinh doanh, nhưng việc triển khai thành công đòi hỏi một phân tích tổng thể

Các nhà sản xuất trên khắp thế giới đang phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc cung cấp các sản phẩm hiệu quả và hợp túi tiền hơn bao giờ hết trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn chất lượng. Trong một môi trường như vậy, tăng trưởng hữu cơ là không đủ. Tồn tại và phát triển là vấn đề của việc đạt được tăng trưởng thông qua đổi mới.

Các công nghệ hiện đại đang biến đổi gần như mọi ngành và lĩnh vực, bao gồm cả sản xuất, tạo cơ hội để cải thiện năng suất, hiệu quả và sự nhanh nhẹn, cũng như sự an toàn và sự hài lòng của người lao động.

Công nghiệp 4.0 mang đến một cơ hội như vậy cho các công ty muốn đổi mới và đạt được lợi thế cạnh tranh. Thuật ngữ Công nghiệp 4.0 về cơ bản mô tả cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (và hiện tại), là kết quả của sự kết hợp nhiều loại công nghệ hiện đại. Các yếu tố quan trọng là số hóa và kết nối. Sử dụng các cảm biến đo lường đầu vào và đầu ra, tạo ra các hệ thống con biến các đầu vào và đầu ra đó thành một luồng thông tin kỹ thuật số và làm cho luồng thông tin đó có sẵn và có thể truy cập được trong một hệ thống được kết nối là cơ sở của Công nghiệp 4.0.

Bất chấp động lực đáng kể mà Công nghiệp 4.0 đạt được kể từ năm 2011, giai đoạn sơ khai của nó có nghĩa là có rất ít tài liệu về tích hợp thành công tồn tại. Không có sách trắng, các bài báo trên tạp chí thương mại và báo cáo ngành, các nhà sản xuất không có thực tiễn tốt nhất để tham khảo, vì vậy ngay cả ngày nay, việc triển khai và tích hợp vẫn liên quan đến một số thử nghiệm và sai sót.

Những cải tiến của công nghiệp 4.0 đối với quy trình Sản xuất

Về năng suất, tự động hóa trong Công nghiệp 4.0 có khả năng làm cho các quy trình sản xuất trước đây gần như không thể nhận biết được. Các công ty có thể tăng đáng kể doanh thu hoạt động bằng cách triển khai tự động hóa được kết nối trong các cơ sở của họ. Hơn nữa, doanh thu trong thị trường robot, đại diện cho yếu tố quan trọng trong tự động hóa, được dự báo sẽ đạt 87 tỷ đô la vào năm 2025. Bây giờ là thời điểm thích hợp để khám phá và tham gia vào các công nghệ tự động hóa và kết nối để giúp định hình nền sản xuất trong tương lai.

Việc thực hiện thành công quy trình tự động với việc thu thập dữ liệu trong Công nghiệp 4.0 đòi hỏi phải có kế hoạch đáng kể, đặc biệt là xác định các nút thắt tiềm ẩn. Sự tắc nghẽn có thể có tác động đáng kể đến hiệu quả của các quá trình sản xuất và có thể làm tăng đáng kể thời gian và chi phí sản xuất, do đó làm giảm lợi nhuận. Do quá trình sản xuất bao gồm một loạt các công đoạn, hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào việc mỗi công đoạn này hoạt động hài hòa với nhau. Do đó, sự ra đời của tự động hóa Công nghiệp 4.0 ở bất kỳ giai đoạn nào có thể dẫn đến những ảnh hưởng đáng kể đến các giai đoạn thượng nguồn và hạ nguồn.

Ví dụ: nếu tự động hóa một giai đoạn duy nhất của quy trình sản xuất tám giai đoạn cắt giảm thời gian sản xuất ở giai đoạn 4 từ 268 giờ xuống còn 14 giờ, thì sự thay đổi này sẽ mang lại sự cải thiện đáng kể cho năng suất và lợi nhuận, nhưng chỉ khi tổ chức có thể hỗ trợ cần thiết những thay đổi trong quá trình thượng nguồn và hạ nguồn. Trong ví dụ này, nếu giai đoạn 4 là giai đoạn duy nhất trải qua các thay đổi, giai đoạn 4 sẽ áp đảo giai đoạn 5 và vượt qua giai đoạn 3, do đó, giai đoạn 4 sẽ dừng lại khi nó chờ giai đoạn 3 và giai đoạn 5 bắt kịp. Đây là một ví dụ cực đoan, nhưng tuy nhiên, nó được lấy từ một nghiên cứu điển hình trong ngành và nó minh họa rằng việc nâng cấp một giai đoạn là không đủ.

Để xác định các điểm nghẽn và do đó tạo ra các cải tiến hiệu suất lớn, việc xem xét quy trình kỹ lưỡng phải bao gồm:

  • Tích lũy công việc trong quy trình (WIP) – Lượng WIP lớn nhất xác định quy trình hoặc giai đoạn là điểm nghẽn lớn nhất. 
  • Thời gian chờ đợi – Bất kỳ giá trị nào cao hơn mức trung bình nhiều sẽ làm nổi bật các nút thắt cổ chai bổ sung. 
  • Thông lượng – Phân tích đầu ra của từng giai đoạn xác định giai đoạn nào có ảnh hưởng lớn nhất đến thông lượng tổng thể. 

Ngăn chặn tắc nghẽn trước khi tự động hóa

Kế hoạch phải bao gồm một quy trình làm việc dựa trên kế hoạch tích hợp và nó phải phân bổ quyền sở hữu ở mỗi giai đoạn — duy trì luồng công việc hiện tại trong khi thiết bị mới được lắp đặt; vận hành thử thiết bị; và đào tạo nhân viên về cách thức hoạt động của thiết bị mới và vai trò của nó trong quy trình.

Lập bản đồ Kế hoạch. Thay đổi cần có kế hoạch, và kế hoạch phụ thuộc vào con người. Nếu các bên liên quan chính không tham gia, sự thay đổi có thể nhanh chóng trở nên bất lợi. Thứ tự đầu tiên của doanh nghiệp là tạo ra môi trường hợp tác; hai là phân chia trách nhiệm. Hãy nhớ rằng kế hoạch tích hợp tự động hóa phải minh bạch, dễ thấy, có thể hành động, toàn diện và lâu dài. Các dự án tự động hóa thường không thành công nhất vì chúng tập trung quá ngắn hạn. Đảm bảo kế hoạch có tầm nhìn đủ xa để xem xét việc tích hợp tự động hóa có thể tác động như thế nào đến các quy trình thượng nguồn và hạ nguồn, bao gồm xác nhận từng phần hoặc kiểm soát chất lượng.

Đặt điểm chuẩn. Công nghiệp 4.0 tự động giao phối là một khoản đầu tư. Do đó, việc đo lường hiệu quả của nó là một vấn đề quyết định lợi tức đầu tư. Điều này đòi hỏi phải ghi lại các điểm chuẩn ở từng giai đoạn, trước và sau khi thực hiện. Điều này giúp nhóm điều hành xác định mức tăng năng suất và nó làm sáng tỏ những điểm nghẽn mới do sai sót trong quy trình hoặc các trường hợp không mong muốn.

Khắc phục tắc nghẽn sau quá trình tự động hóa

Ngay cả khi lập kế hoạch cẩn thận, các tình huống bất ngờ và sai sót trong quá trình có thể phát sinh cần được xác định và sửa chữa. Một số chiến lược có thể được thực hiện để quản lý các nút thắt cổ chai sau khi tự động hóa:

  • Phân phối lại nguồn lực – Tự động hóa cung cấp khả năng chuyển đổi nhân sự sang các vai trò giá trị gia tăng khác và cung cấp nền tảng để mở rộng cung cấp sản phẩm và dịch vụ. Ngoài ra, việc phân phối lại các nguồn lực hiện có thường giải phóng một số vốn nhân lực, giúp nhiều nhân viên có thể tham gia vào việc phân tích và ra quyết định cần thiết để hoàn thiện thêm kế hoạch. 
  • Thuê ngoài – Xem xét và xem xét tính khả thi của việc vật liệu được đúc sẵn bên ngoài công trường. Nếu một nhà cung cấp bên ngoài có thể tuân thủ các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng của bạn, thì việc thuê ngoài có thể giảm bớt tắc nghẽn bằng cách loại bỏ các công đoạn rườm rà của quy trình sản xuất và tiết kiệm thời gian đáng kể. 
  • Xem lại lịch trình hoạt động – Nếu một giai đoạn thủ công của quy trình nhất quán hoặc liên tục gây ra tắc nghẽn, hãy sắp xếp lại quy trình để giai đoạn được đề cập có thể hoạt động trong thời gian dài hơn, thậm chí chạy liên tục, nếu có thể. Việc sử dụng ca bổ sung hoặc làm thêm giờ có thể là cần thiết, và mặc dù các bước như vậy không làm giảm thời gian chu trình, nhưng chúng giúp tạo ra quy trình trôi chảy hơn. 
  • Tiếp tục tự động hóa – Tự động hóa không nhất thiết phải là một hoạt động cô lập. Mọi tích hợp tự động hóa ban đầu đều gây ra sự gián đoạn trong quy trình và hệ thống. Quá trình xem xét và quản lý thay đổi được lập thành văn bản là các bước tiếp theo để xử lý bất kỳ thay đổi bổ sung nào được yêu cầu sau khi tích hợp, có thể bao gồm một tích hợp khác ở giai đoạn khác. 
  • Giảm thời gian chết – Mặc dù tắc nghẽn chức năng là vấn đề, nhưng tắc nghẽn thời gian chết có thể cực kỳ bất lợi cho lợi nhuận. Chi phí tiềm ẩn của thời gian chết là đáng kể; nghiên cứu được thực hiện vào năm 2017 cho thấy thời gian ngừng hoạt động của máy móc khiến các nhà sản xuất ở Anh tiêu tốn hơn 2,67 tỷ USD mỗi năm. Có đội ngũ nhân viên có kiến ​​thức để tiến hành sửa chữa tại nhà, kiểm kê phụ tùng thay thế và mối quan hệ hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp để đảm bảo các bộ phận luôn sẵn sàng khi cần thiết để giảm thời gian ngừng hoạt động. 

Một nghiên cứu điển hình về tự động hóa

Hệ thống K-TIG sử dụng công nghệ hàn hồ quang vonfram khí và cung cấp nhiều tùy chọn tích hợp Công nghiệp 4.0 từ bán tự động đến kết nối hoàn toàn, với các công nghệ ngoại vi có vai trò ở công suất chủ hoặc công suất phụ. Hệ thống xử lý các mối hàn thông thường, giải phóng các thợ hàn để tập trung vào các mối hàn chuyên dụng, tùy chỉnh hoặc độc đáo, đòi hỏi sự khéo léo, linh hoạt và khả năng phán đoán. Bởi vì nó có thể ép một lỗ khóa xuyên qua vật liệu dày tới ½ in., Nó cung cấp các mối hàn xuyên thấu một lần, xuyên thấu toàn bộ mà không cần chuẩn bị mối hàn hoặc xử lý sau hàn.

Một dự án chế tạo đường ống ở Argentina đã chứng minh lợi ích của hệ thống. Acueducto Gran San Juan là một đường ống dài 30 dặm được xây dựng để vận chuyển nước uống đến San Juan ở Argentina. Trong số 30 dặm, khoảng 9 dặm liên quan đến đường ống thép không gỉ 63 in. Dia. và dày 3/8 inch.

Nhà thầu xử lý phần thép không gỉ, Industrias Metalurgicas Jaime srl, đã phát triển một cơ sở được xây dựng có mục đích ở San Juan và lên kế hoạch cho các quy trình xung quanh các đơn vị K-TIG để thực hiện cả các mối hàn theo chiều dọc và chu vi. Sau quá trình cán và xếp vật liệu ban đầu, các đơn vị hàn lỗ khóa thực hiện các mối hàn dọc. Khi một số chiều dài đã sẵn sàng, chúng được nối bằng các mối hàn theo chu vi.

Trong kế hoạch sử dụng công nghệ hàn thông thường, Industrias Metalurgicas Jaime ước tính rằng họ sẽ hàn 1.300 đường ống cần thiết cho dự án này trong vòng 720 ngày. Sau khi xem xét năng suất của hệ thống hàn lỗ khóa, nó đã điều chỉnh ước tính này thành 162 ngày. Điều này thể hiện việc giảm thời gian hàn hơn 75% và là một ví dụ về tầm quan trọng của việc điều phối các hoạt động thượng nguồn và hạ nguồn xung quanh một giai đoạn xử lý tự động mới.

Công ty Cổ phần Thiết bị và Giải pháp Cơ khí Automech
Trụ sở chính: số 285 đường Phúc Lợi, quận Long Biên, Hà Nội
Chi nhánh Đà Nẵng: lô 11, khu A4 – Nguyễn Sinh Sắc, quận Liên Chiểu, Đà Nẵng
Chi nhánh TP HCM: số 84, đường 10, khu đô thị Vạn Phúc, Hiệp Bình Phước, Thủ Đức
Hotline: 0987 899 347
Website: automech.vn
Fanpage: Automech Life