Câu chuyện đằng sau nhà máy thông minh của Schneider Electric tại Mỹ

Quá trình tăng cường áp dụng các giải pháp thông minh của nhà máy tại Lexington, Kentucky đã bắt đầu từ nhiều thập kỷ trước, các khoản đầu tư gần đây đã nâng cấp khả năng của nó.

0

Chính xác thì định nghĩa một nhà máy thông minh là như thế nào? Các định nghĩa thô sơ có xu hướng nhấn mạnh một nhà máy thông minh sử dụng công nghệ kỹ thuật số và kết nối. Các mô tả phức tạp hơn vẽ nên một bức tranh rõ ràng hơn, chẳng hạn như của Deloitte. Định nghĩa này mô tả một nhà máy thông minh như là một hệ thống linh hoạt, có thể tự tối ưu hóa, tự điều chỉnh và điều chỉnh từ các điều kiện mới trong thời gian thực hoặc gần thời gian thực, và tự động điều hành toàn bộ quy trình sản xuất. Đây là một nhà máy thông minh tận dụng vòng phản hồi để tự tối ưu hóa hoạt động của mình trên quy mô rộng.

Schneider Electric mới đây đã công bố công ty đã ra mắt nhà máy thông minh đầu tiên tại Hoa Kỳ, dẫn đến việc loại bỏ 90%  công việc liên quan đến giấy tờ và giảm 20% thời gian sửa chữa trung bình.

Có trụ sở tại Lexington, Kentucky, cơ sở đã hoạt động từ năm 1958, khi công ty Square D mở cửa cơ sở. Schneider Electric mua lại Square D vào năm 1991. Kể từ đó, Schneider đã liên tục nâng cấp cơ sở, đặt nền móng cho thương hiệu nhà máy thông minh trong năm nay. Cơ sở sản xuất các trung tâm tải và thiết bị chuyển mạch an toàn. Quá trình sản xuất bao gồm ép, tán, hàn, sơn, lắp ráp và kiểm tra chất lượng.

Luke Durcan, giám đốc EcoStruxure tại Schneider Electric, đã nhanh chóng cho biết thách thức nằm ở việc chỉ ra bất kỳ thời điểm cụ thể nào khi cơ sở Lexington có được trạng thái thông minh. Triển vọng để xây dựng một nhà máy thông minh là “luôn luôn tiến bộ theo thời gian”, ông nói. “Nó không phải là một loại thỏa thuận một lần”.

Thật vậy, gốc rễ của nhà máy thông minh kéo dài hàng thập kỷ, trước cả khi thuật ngữ này được sử dụng rộng rãi. Quá trình tích hợp các công nghệ khác nhau và đặt chúng dưới “một chiếc ô duy nhất” đã nổi lên như một ưu tiên gần đây. “Bạn đặt nó dưới biểu ngữ [nhà máy thông minh], và thật bất ngờ, mọi người lại quan tâm hơn một chút”, ông Durcan cho biết. “Và nếu nó trông thật quyến rũ, sẽ dễ dàng hơn để có được sự đầu tư nội bộ để làm cho nó hoạt động”.

Các sáng kiến có liên quan trong câu chuyện nhà máy thông minh Lexington bao gồm đầu tư cập nhật phần mềm lập kế hoạch cho yêu cầu vật liệu (MRP) sau khi Schneider mua lại cơ sở của Square D vào năm 1991. Điều này sau đó đã dẫn đến việc triển khai phần mềm kế hoạch nguồn lực doanh nghiệp (ERP).

Những nỗ lực ban đầu để mở rộng tự động hóa trong toàn bộ nhà máy đã thúc đẩy năng suất của máy tiện, máy ép và trung tâm gia công. Khoản đầu tư này vào việc tự động hóa các máy bị cô lập, mà PwC gọi là sáng kiến của “Công nghiệp 3.0”, có thể cung cấp một bàn đạp cho các sáng kiến Công nghiệp 4.0, thường tập trung vào tăng năng suất toàn nhà máy dựa trên số hóa và tích hợp dữ liệu.

Vào những năm 1990, các nhà quản lý của nhà máy Lexington đã biết đến lean ‘bug’, giống như các đối tác của họ làm việc cho các công ty trên khắp thế giới.

Triết lý tinh gọn, với sự nhấn mạnh vào việc giảm lãng phí và tối ưu hóa quy trình và quy trình làm việc của công nhân, tiếp tục là ưu tiên hàng đầu. “Đây không phải là một phần công nghệ. Đây là về con người và quá trình. Đây là về việc đầu tư vào một khả năng và dòng chảy tinh gọn cũng như quản lý kanban thông qua cơ sở”, ông Durcan nói.

Xét về trọng tâm tinh gọn của nó, cơ sở Lexington là một loại mô hình thu nhỏ tiêu biểu cho việc Schneider Electric áp dụng triết lý sản xuất tinh gọn nói chung.

Một ví dụ về giảm lãng phí lấy cảm hứng từ sản xuất tinh gọn là việc triển khai công cụ Schneider- EcoStruxure Resource Advisor và Power Monitor Expert để cho phép giảm 3,5% sử dụng năng lượng hàng năm cũng như giảm 6,6 triệu đô la tiết kiệm trong khu vực kể từ năm 2012.

Khoảng một thập kỷ trước, các nhà quản lý của cơ sở Lexington đã đầu tư vào một hệ thống băng tải mạnh mẽ và miễn phí trong cơ sở. Hệ thống mạnh mẽ và miễn phí có rãnh trên và dưới. Đường trên cao được gọi là đường truyền sức mạnh, trong khi đường thấp hơn được gọi là đường miễn phí. Độ dài của toàn bộ cả đường là hơn một dặm.

Khoản đầu tư này để tự động hóa việc xử lý vật liệu trong cơ sở đã thúc đẩy sự phổ biến của các từ thông dụng như Công nghiệp 4.0 hoặc IoT. Tương tự với một khoản đầu tư hệ thống thực hiện sản xuất (MES) vào những năm 2000, giúp thúc đẩy tiến trình về mặt tích hợp dữ liệu dựa trên dòng chảy vật liệu.

“Khi chúng ta nhanh chóng chuyển tiếp đến ngày hôm nay, chúng ta đã có một vài sáng kiến lớn để kết hợp tất cả các phần dữ liệu khác nhau lại với nhau”, ông Durcan nói. Điều đó có nghĩa là tổng hợp dữ liệu từ MES, ERP và các hệ thống riêng biệt khác của nhà máy đang được đặt xung quanh cơ sở. Chẳng hạn, cơ sở sử dụng phần mềm IBM Max Maximo để quản lý bảo trì và các vấn đề liên quan đến quy trình. “Maximo giữ rất nhiều quy trình tài liệu sửa chữa bảo trì của chúng tôi. SAP nắm giữ mô hình tài sản mà chúng tôi có trên toàn bộ cơ sở”, ông Durcan nói. Nhà máy sử dụng nền tảng tích hợp dữ liệu Wonderware để giúp trực quan hóa mọi cách thức của dữ liệu liên quan đến cơ sở. “Chúng tôi đã có rất nhiều khoản đầu tư và quyết định mà chúng tôi đã thực hiện theo thời gian”, ông Durcan cho biết thêm. “Tuy nhiên, chúng tôi sử dụng OT tập trung và  lớp tích hợp dữ liệu công nghệ hoạt động để tập hợp tất cả lại với nhau”.

Khi được hỏi làm thế nào Wondware liên quan đến nền tảng Ecostruxure của Schneider, Durcan giải thích rằng công ty Aveva có trụ sở tại Anh quản lý phần mềm này là một công ty con thuộc sở hữu của Schneider. “Khi tôi nói về EcoStruxure, tôi nói về Wonderware như một phần của giải pháp EcoStruxure”, Durcan nói. “Đây là một thực thể pháp lý riêng biệt đối với Schneider, nhưng theo các khách hàng, thì nó là một phần của Ecosruxure”.

Theo một thông cáo báo chí, việc triển khai phần mềm Aveva Insight Data và tích hợp dữ liệu đã giúp giảm 5% thời gian chết của các quy trình quan trọng.

Cơ sở Lexington sử dụng mô hình thành phần với các mối quan hệ phân cấp của các đối tượng khác nhau để cung cấp thước đo “Hiệu quả Thiết bị Tổng thể” trên toàn cơ sở. “Khi bạn triển khai giải pháp phân cấp trong SAP, bạn có thể sử dụng nó như một khung mô hình thành phần mà sau đó bạn có thể trích xuất hoặc áp vào các hệ thống khác”, theo ông Durcan. “SAP là mô hình thành phần nền tảng. Nếu tôi muốn biết mô hình trong Maximo là gì, tôi có thể lấy nó từ SAP. Nếu tôi muốn biết nó là gì trong Wonderware, tôi sẽ lấy nó từ SAP.Vì vậy, một lần nữa, nó là một nguồn khái niệm duy nhất đang tạo ra một mô hình thành phần nhất quán trên toàn doanh nghiệp”.

Cơ sở Lexington cũng đã giúp ông Durcan trở thành một người hâm mộ công nghệ thực tế mở rộng, điều mà ông thừa nhận rằng ông đã nhìn nhận một cách hoài nghi vài năm trước. “Cách đây bốn hoặc năm năm trước, khi tôi lần đầu tiên bắt gặp AR, tôi đã nghĩ: ‘Vâng, nó mới lạ, nó bắt mắt. Nhưng nó thực sự sẽ chẳng làm được bất cứ điều gì.’”

Một sản phẩm của Schneider được gọi là “Cố vấn khai thác mở rộng” được sử dụng trong cơ sở Lexington đã thuyết phục ông ấy thành công. “Chúng tôi đã thực hiện nó ở Lexington hai năm trước, và nó thực sự rất tuyệt”, ông ấy nói. “Niềm tin của tôi đã thay đổi.”

Một công nhân sử dụng hệ thống có thể đi tới một trong 16 máy trong cơ sở hiện có khả năng thực tế tăng cường và xem dữ liệu vận hành trực tiếp. Điều các công nhân phải làm là quét mã QR bằng điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng trước. “Bạn có thể nhận được một nguồn cấp dữ liệu trực tiếp từ các PLC đến điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Bạn biết tình trạng này là gì, có chạy hay không, có bất kỳ lỗi, báo động hoặc vấn đề an toàn nào không. Từ góc độ  về điện, bạn có thể xem liệu có bất kỳ vấn đề điện nào ở đó không. Bạn có thể nhìn vào bên trong bảng điều khiển”, ông Durcan cho biết. Nhìn chung, công nghệ AR đã giảm khoảng 20% thời gian để sửa chữa một chiếc máy bị hỏng.

Công nghệ AR không chỉ thúc đẩy năng suất của từng máy mà còn làm như vậy cho toàn bộ cơ sở. “Các công cụ quy trình công việc này trong môi trường thực tế tăng cường cho phép chúng tôi tích lũy thông tin về hiệu suất máy từ nhân viên bảo trì để có thể nói: ‘Được rồi, chúng tôi đã thấy đoạn dữ liệu này. Chúng tôi nghĩ rằng đây là những gì đã xảy ra”. Điều đó có nghĩa là, người thợ đó có thể chọn từ danh sách và báo cáo khi ổ trục bị hỏng, có vấn đề về bôi trơn hoặc vấn đề về niêm phong hoặc khi động cơ bị kiệt. Ngược lại với việc yêu cầu công nhân báo cáo truy hồi về các vấn đề máy móc. “Trong khi đó, nếu bạn đang thực hiện [báo cáo này] trong thời gian thực với một công cụ tuyệt vời, nó sẽ thúc đẩy người dung và sẽ trở nên mạnh mẽ hơn rất nhiều”, ông Durcan nói. Quá trình điều khiển AR giúp đào tạo các mô hình phân tích và cuối cùng là máy móc chạy tốt hơn theo thời gian.

“Đây là sự áp dụng bối cảnh ở quy mô công nghiệp”, theo ông Durcan. “Khi bạn làm điều đó, đó thực sự là nơi chúng ta đến đến việc phát triển các nhà máy thông minh. Đó là cách mà bạn thực sự đạt đến một điểm mà chúng ta đào tạo các thuật toán để trở nên thực sự thông minh.”

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây