Hiện nay, công nghệ 4.0 đã bắt đầu ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đời sống và hoạt động sản xuất cũng được hưởng lợi rất lớn từ đó. Việc tích hợp phương pháp sản xuất trước đây với những tiến bộ mới nhất trong công nghệ sẽ giúp quá trình sản xuất tự chủ, tiết kiệm chi phí và hiệu quả hơn. Vì vậy, những nhà máy ở tương lai được mong đợi sẽ có bước thay đổi đáng kể khi áp dụng các công nghệ 4.0 sau.

1. Công nghệ in 3D

Công nghệ 4.0 giúp tiết kiệm chi phí và đẩy tốc độ nhanh hơn gấp nhiều lần

Công nghệ 4.0 giúp tiết kiệm chi phí và đẩy tốc độ nhanh hơn gấp nhiều lần

Đến nay, công nghệ 4.0 in 3D đã có những ứng dụng nhất định trong ngành sản xuất nhựa nhưng lại không mang lại hiệu quả như mong đợi bởi tốn thời gian và tốn kém hơn nhiều so với kỹ thuật ép phun truyền thống. Tuy nhiên, Neil Hopkinson (Đại học Sheffield) đã nghiên cứu kỹ thuật in 3D giúp in hàng loạt vật thể bằng nhựa trên quy mô lớn. Công nghệ thêu kết tốc độ cao sử dụng đầu phun mực để cung cấp vật liệu rồi hợp nhất với đèn hồng ngoại. 

Quá trình in 3D này có thể nhanh hơn gấp 100 lần so với kỹ thuật in 3D hiện có, tiết kiệm chi phí hơn. Ngoài ra, công ty in 3D Voxeljet của Đức đã thuê công nghệ này nhằm áp dụng vào quá trình sản xuất của họ.

2. Sản xuất bằng ánh sáng

Ứng dụng công nghệ 4.0 ánh sáng có thể sản xuất linh kiện trên thiết bị điện tử

Ứng dụng công nghệ 4.0 ánh sáng có thể sản xuất linh kiện trên thiết bị điện tử

Không cần dùng đến robot đắt tiền, các công ty vẫn có thể sử dụng ánh sáng để tiến hành lắp ráp. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế gần đây đã đưa ra nền tảng ứng dụng ánh sáng để sản xuất linh kiện điện tử trên điện thoại thông minh và máy tính. Các thiết bị điện tử sẽ sử dụng ánh sáng để điều khiển các vật thể nhỏ trong chất lỏng. Các kỹ thuật sản xuất bằng ánh sáng có thể cung cấp giải pháp đơn giản và rẻ hơn rất nhiều. 

3. Đo lường nhúng

Những hạn chế trong quá trình sản xuất được hạn chế nhờ vào công nghệ 4.0

Những hạn chế trong quá trình sản xuất được hạn chế nhờ vào công nghệ 4.0

Kiểm soát chất lượng trong nhà máy là quá trình dài và tốn kém. Các bộ phận được sản xuất bằng máy được lựa chọn ngẫu nhiên, loại bỏ khỏi dây chuyền sản xuất và kiểm tra riêng để xác định chúng có bị trầy xước hay bị lỗi gì không. Nếu bộ phận vượt qua thử nghiệm thì toàn bộ lô đó sẽ được thông qua. Tuy nhiên điểm hạn chế này có thể dẫn đến vấn đề không đáng tin cậy trong trường hợp một bộ phận bị lỗi lại được xác nhận thông qua và cực kỳ tốn thời gian.

Để giải quyết vấn đề trên, công nghệ 4.0 đo lường nhúng thực hiện các phép đo bộ phận trong quá trình sản xuất nhằm đảm bảo tính chính xác và ít cần đến sự can thiệp của con người vào dây chuyền. Công nghệ đo lường và giám sát hoàn toàn tự động được tích hợp có tiềm năng mang lại khả năng kiểm soát chất lượng cho nhà máy ở tương lai. Quá trình sản xuất sẽ nhanh, rẻ và hiệu quả hơn. 

4. Công nghệ mô phỏng

Mô phỏng cho phép kiểm soát quá trình sản xuất từ khâu đầu tiên đến bước cuối cùng

Mô phỏng cho phép kiểm soát quá trình sản xuất từ khâu đầu tiên đến bước cuối cùng

ANSYS đã tiên phong sáng tạo ra phần mềm mô phỏng kỹ thuật tuyên bố công ty họ đã mua lại công ty mô phỏng in 3D – 3DSIM. Hiện tại, sản xuất chất phụ gia chủ yếu dựa trên thử nghiệm và sai sót dẫn đến tốn kém hơn vì phải điều chỉnh hệ thống cho đến khi phù hợp. Việc tích hợp mô phỏng quá trình sản xuất từ bước thiết kế đến đến khâu cuối cùng, thể hiện cách các bộ phận hoạt động sẽ giúp phát huy hết tiềm năng của in 3D, giảm sai sót và tiết kiệm chi phí. 

5. Nhà máy thông minh

Các nhà máy thông minh tích hợp công nghệ 4.0 giúp cắt giảm thời gian sản xuất

Các nhà máy thông minh tích hợp công nghệ 4.0 giúp cắt giảm thời gian sản xuất

Vượt ra khỏi sự tự động hóa của các nhà máy trước đây, nhà máy thông minh tích hợp công nghệ vào mọi khâu của quy trình sản xuất. Mô hình sản xuất mới sẽ sử dụng công nghệ như trí tuệ nhân tạo, thực tế ảo, internet vạn vật để kết nối đầy đủ, linh hoạt và hiệu quả hơn. Ví dụ như Adidas, ông lớn này đã khai trương Speedfactory đầu tiên tại Đức để giao những đôi giày thời trang nhanh chóng với mức phí rẻ nhất. Speedfactory đã giúp cắt giảm thời gian từ thiết kế cho đến sản xuất trong vòng chưa đầy một tuần mang đến dịch vụ nhanh chóng nhất. 

Quá trình tích hợp công nghệ 4.0 vào các công ty, nhà máy được dự báo trước sẽ tạo nên kỷ nguyên sản xuất mới với việc giảm chi phí lao động, tăng hiệu quả, giảm chất thải và thân thiện hơn với môi trường. Nhìn chung, việc kiểm soát chất lượng được cải thiện sẽ mang lại lợi ích cho cả người tiêu dùng lẫn người sản xuất.

Tham khảo: