Cuộc cách mạng công nghiệp diễn ra trong vài năm gần đây là bước chuyển mình đáng kể nhất mà lĩnh vực công nghiệp phải đối mặt. Nó bao gồm tất cả các xu hướng công nghệ tiên tiến hiện nay, bao gồm ô tô tự hành, thiết bị kết nối thông minh, cảm biến, chip máy tính và các công nghệ khác. Có điều này là do những tiến bộ trong công nghệ sản xuất luôn chào đón những ý tưởng mới. Một trong số đó là trí tuệ nhân tạo AI trong sản xuất công nghiệp .
 

Tại sao chúng ta cần trí tuệ nhân tạo AI trong sản xuất công nghiệp?

Chi phí chính của sản xuất là bảo trì liên tục thiết bị và máy móc của nhà máy, có ảnh hưởng lớn đến bất kỳ hoạt động kinh doanh nào. Ngoài ra, hàng tỷ đô la trong thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất bị mất xảy ra mỗi năm do các sự cố ngừng hoạt động không lường trước được. Do đó, các nhà sản xuất đang chuyển sang bảo trì dự đoán tiên tiến với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo để giảm thiểu những chi phí này.

Các nhà sản xuất đang gặp khó khăn trong việc duy trì chất lượng cao theo các tiêu chuẩn và quy định đã thỏa thuận trong thời hạn thị trường cực kỳ ngắn ngày nay với gánh nặng của sản phẩm. Các nhà sản xuất có thể đạt được mức chất lượng sản phẩm cao nhất thông qua trí tuệ nhân tạo trong sản xuất.

Người lao động sẽ được chuẩn bị cho những công việc nâng cao hơn trong lập trình, thiết kế và bảo trì khi hàng triệu công việc được robot đảm nhận. Việc tích hợp người-rô-bốt sẽ phải nhanh chóng và an toàn trong giai đoạn định kỳ này khi rô-bốt bước vào sàn sản xuất cùng với nhân viên của con người và trí tuệ nhân tạo có thể đáp ứng nhu cầu này.

Các phương pháp trí tuệ nhân tạo hiện đang được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất với nhiều mục đích:

• Mạng thần kinh: Trong lớp đầu vào, mạng thần kinh nhận thông tin. Đầu vào được gửi đến một lớp ẩn, lớp này sẽ gán một giá trị và gửi nó đến lớp đầu ra. 
• Học máy: Một quy trình trí tuệ nhân tạo trong đó một chương trình máy tính học từ dữ liệu đào tạo và áp dụng việc học này để đưa ra quyết định và phát hiện các mẫu trong dữ liệu trong thế giới thực. 
• Học sâu: Một kỹ thuật sử dụng máy học bắt chước bộ não con người, giống như mạng nơ-ron, nhưng thông tin được truyền từ lớp này sang lớp khác để xử lý tốt hơn. 

 

AI được sử dụng như thế nào trong công nghiệp?

Trí tuệ nhân tạo AI chắc chắn là chìa khóa cho sự phát triển và thành công trong tương lai trong ngành sản xuất. Bởi vì AI hỗ trợ các vấn đề như ra quyết định và quá tải thông tin, gần 50% nhà sản xuất coi nó là rất quan trọng trong các nhà máy của họ trong 5 năm tới. Sử dụng trí tuệ nhân tạo trong các công ty công nghiệp cho phép họ cách mạng hóa hoàn toàn hoạt động của mình.

Trong sản xuất, AI có thể mang lại nhiều giá trị nhất trong việc lập kế hoạch và vận hành sàn sản xuất. Các trường hợp sử dụng AI quan trọng nhất trong ngành sản xuất là:

• Máy móc thông minh, tự tối ưu hóa để tự động hóa quy trình sản xuất
• Dự báo tổn thất hiệu quả để lập kế hoạch tốt hơn
• Phát hiện các khuyết tật về chất lượng để tạo điều kiện cho việc bảo trì dự đoán

 

Các ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI trong sản xuất công nghiệp

 

1. Trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực hậu cần

 

Một thách thức thường xuyên đối với lĩnh vực sản xuất là tổn thất do tồn kho quá nhiều hoặc thiếu hàng . Dự trữ quá nhiều thường dẫn đến lãng phí và tỷ suất lợi nhuận thấp hơn. Dự trữ thiếu hàng có thể dẫn đến tổn thất về doanh số, doanh thu và khách hàng.

Sử dụng AI, các nhà sản xuất có thể:

• Theo dõi hoạt động của sàn sản xuất
• Cung cấp dự báo nhu cầu chính xác hơn
• Cắt giảm tổn thất liên quan đến hàng tồn kho và đơn giản hóa việc quản lý tài nguyên

 

2. Robot dựa trên AI

Robot AI khai thác các thuật toán máy học để tự động hóa việc ra quyết định và các tác vụ lặp đi lặp lại tại các nhà máy sản xuất. Vì các thuật toán này có khả năng tự học nên chúng tiếp tục cải tiến để xử lý các quy trình được giao tốt hơn.

Ngoài ra, robot AI không cần nghỉ và không dễ bị lỗi như con người. Vì vậy, các nhà sản xuất có thể dễ dàng mở rộng quy mô năng lực sản xuất của họ.

Robot cũng có thể thực hiện các công việc nặng nhọc trên các tầng sản xuất trong khi con người đảm nhiệm các công việc phức tạp hơn. Điều này cải thiện an toàn tại nơi làm việc và hiệu suất sản xuất tổng thể. 
 

3. Trí tuệ nhân tạo trong quản lý chuỗi cung ứng

Các hệ thống hỗ trợ AI có thể giúp các nhà sản xuất đánh giá các tình huống khác nhau (về thời gian, chi phí, doanh thu) để cải thiện việc giao hàng ở chặng cuối. AI có thể dự đoán các tuyến đường giao hàng tối ưu, theo dõi hiệu suất của người lái xe trong thời gian thực và đánh giá các báo cáo thời tiết và giao thông bên cạnh dữ liệu lịch sử để dự báo chính xác thời gian giao hàng trong tương lai.

AI cũng có thể cung cấp cho các nhà sản xuất quyền kiểm soát tốt hơn đối với chuỗi cung ứng của họ từ lập kế hoạch năng lực đến theo dõi và quản lý hàng tồn kho. Họ có thể thiết lập mô hình giám sát và đánh giá nhà cung cấp theo thời gian thực và dự đoán để nhận thông báo ngay khi có sự cố của nhà cung cấp và đánh giá mức độ gián đoạn chuỗi cung ứng ngay lập tức.
 

4. Xe tự hành AI

Các phương tiện tự hành trên sàn sản xuất có thể tự động hóa mọi thứ từ dây chuyền lắp ráp đến băng chuyền. Xe tự hành có thể tối ưu hóa việc giao hàng, hoạt động 24/7 và đẩy nhanh quá trình giao hàng tổng thể. 

Các phương tiện được kết nối được trang bị cảm biến cũng có thể theo dõi thông tin về ùn tắc giao thông, tình trạng đường xá, tai nạn và nhiều thông tin khác trong thời gian thực để tối ưu hóa các tuyến đường giao hàng, giảm thiểu tai nạn và thậm chí cảnh báo cho các cơ quan chức năng trong trường hợp khẩn cấp. Điều này cải thiện hiệu quả giao hàng và an toàn đường bộ.
 

5. AI để tự động hóa nhà máy

Với AI, các nhà sản xuất có thể giảm đáng kể chi phí lao động trong khi cải thiện năng suất và hiệu quả tổng thể tại các nhà máy của họ. Các ứng dụng khác bao gồm:

• Tự động hóa một số nhiệm vụ phức tạp trong nhà máy
• Phát hiện bất kỳ sự bất thường nào một cách nhanh chóng nhờ theo dõi và giám sát liên tục các hoạt động và cảnh báo cho các kỹ thuật viên ngay lập tức
• Xây dựng một kho lưu trữ trung tâm cho tất cả dữ liệu hoạt động, cùng với ngữ cảnh, giúp việc chuyển đổi của nhân viên trở nên dễ dàng hơn rất nhiều
• Giảm số lượng tài nguyên cần thiết để vận hành một nhà máy
• Quy mô sản xuất dễ dàng theo sự biến động của nhu cầu và chiến lược sản xuất

 

 

6. AI cho các hoạt động CNTT

AI cho các hoạt động CNTT rất quan trọng để tối ưu hóa các hoạt động CNTT.  Trường hợp sử dụng lớn nhất là tự động hóa việc quản lý dữ liệu lớn. Điều này sẽ liên quan đến:

• Thu thập và tích hợp dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị trong nhà máy
• Theo dõi và giám sát thời gian thực của sàn cửa hàng và đo lường hiệu suất của chúng dựa trên các điểm chuẩn đã đặt
• Sử dụng phân tích dự đoán để xác định, dự đoán và ngăn chặn các vấn đề về dịch vụ CNTT cũng như thực hiện lập kế hoạch năng lực chính xác
• Sử dụng phân tích dữ liệu lớn để theo dõi và cải thiện việc sử dụng tài nguyên cũng như hiệu suất cơ sở hạ tầng trên đám mây
• Các trường hợp sử dụng khác bao gồm tương quan và phân tích sự kiện, phân tích hiệu suất, phát hiện bất thường, xác định quan hệ nhân quả và quản lý dịch vụ CNTT.

 

7. AI trong thiết kế và sản xuất

Phần mềm hỗ trợ AI có thể giúp tạo ra một số thiết kế tối ưu hóa cho một sản phẩm. Phần mềm, còn được gọi là phần mềm thiết kế tổng hợp, yêu cầu các kỹ sư cung cấp các thông số đầu vào nhất định như:

• Nguyên liệu thô
• Kích thước và trọng lượng
• Phương pháp sản xuất
• Ràng buộc về chi phí và các nguồn lực khác

Phần mềm cho phép các kỹ sư có thể kiểm tra các thiết kế khác nhau dựa trên nhiều tình huống và điều kiện sản xuất để chọn ra kết quả tốt nhất có thể. Phần mềm như vậy cũng có thể được sử dụng để chọn các công thức phù hợp dẫn đến ít lãng phí nguyên liệu và năng lượng nhất.
 

8. Trí tuệ nhân tạo và IoT

IoT đề cập đến các thiết bị thông minh, được kết nối được trang bị cảm biến tạo ra khối lượng lớn dữ liệu hoạt động trong thời gian thực. Trong sản xuất, điều này được gọi là IIoT hoặc Internet vạn vật công nghiệp. Cùng với AI, IIoT có thể giúp các quy trình sản xuất đạt được mức độ chính xác và năng suất cao hơn.

Một số trường hợp sử dụng nổi bật nhất của IIoT bao gồm:

• Các thiết bị đeo được như kính thông minh để xem hướng dẫn rảnh tay và thực hiện nhận thức tình huống theo thời gian thực
• Theo dõi liên tục hiệu suất thiết bị, sử dụng năng lượng, nhiệt độ môi trường và sự hiện diện của khí độc để đảm bảo an toàn tại nơi làm việc tốt hơn
• Hệ thống chiếu sáng thông minh và điều khiển HVAC để tiêu thụ năng lượng hiệu quả
• Phân tích công nghiệp sử dụng dữ liệu từ các thiết bị cạnh trên sàn sản xuất

 

9. AI trong quản lý kho

 

AI có thể tự động hóa một số khía cạnh của hoạt động kho hàng. Vì họ thu thập dữ liệu trong thời gian thực, các nhà sản xuất có thể giám sát kho hàng của họ liên tục và lập kế hoạch hậu cần tốt hơn.

Dự báo nhu cầu có thể giúp các nhà sản xuất thực hiện hành động dự trữ trước các kho hàng của họ và đáp ứng nhu cầu của khách hàng mà không cần chi phí vận chuyển quá lớn.

Robot trong nhà kho có thể theo dõi, nâng, di chuyển và phân loại các mặt hàng, để lại những nhiệm vụ chiến lược hơn cho con người và giảm chấn thương tại nơi làm việc.

Kiểm soát chất lượng và kiểm kê tự động có thể giảm chi phí quản lý kho, cải thiện năng suất và yêu cầu một lực lượng lao động nhỏ hơn. Kết quả là, các nhà sản xuất có thể tăng doanh thu và tỷ suất lợi nhuận của họ.
 

10. Tự động hóa quy trình AI

Các công cụ khai thác quy trình được hỗ trợ bởi AI có thể xác định và loại bỏ các nút thắt cổ chai trong quy trình sản xuất một cách tự động. Các công cụ này cũng cho phép các nhà sản xuất so sánh hiệu suất của nhà máy trên một số khu vực. Điều này cho phép họ chuẩn hóa và hợp lý hóa quy trình làm việc để xây dựng quy trình sản xuất tốt hơn.

Tự động hóa quy trình cũng có thể:

• Giảm thời gian chu kỳ
• Tăng sản lượng
• Cải thiện độ chính xác
• Cải thiện an toàn nơi làm việc
• Thúc đẩy tinh thần và năng suất của nhân viên

 

 

11. AI để bảo trì dự đoán

 

Bảo trì dự báo là ưu tiên hàng đầu của Công nghiệp 4.0, các hệ thống được hỗ trợ bởi AI có thể:

• Thu thập và xử lý dữ liệu lớn (bao gồm âm thanh, video và GPS) từ các cảm biến trên sàn cửa hàng
• Giúp phát hiện những điểm bất thường hoặc hoạt động kém hiệu quả của thiết bị để ngăn ngừa sự cố thiết bị ngoài kế hoạch. Đây có thể là một âm thanh kỳ lạ trong động cơ của xe hoặc trục trặc trong dây chuyền lắp ráp.
• Ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động của thiết bị ngoài kế hoạch để cải thiện hiệu suất của nhà máy đồng thời giảm chi phí
• Bên cạnh đó, việc sửa chữa các lỗi hỏng hóc ở các thành phần riêng lẻ sẽ rẻ hơn so với việc thay thế toàn bộ một chiếc máy.

 

12. Phát triển sản phẩm dựa trên AI

Việc phát triển sản phẩm dựa trên AI có thể giúp các nhà sản xuất tạo ra một số mô phỏng và thử nghiệm chúng bằng cách sử dụng AR (thực tế tăng cường) cũng như VR (thực tế ảo) trước khi bắt đầu sản xuất. Kết quả là, các nhà sản xuất có thể:

• Giảm chi phí thử và sai
• Giảm thời gian tiếp thị
• Hỗ trợ các kỹ sư của họ dự đoán bất kỳ vấn đề nào và ngăn chặn chúng trước khi sản phẩm tung ra thị trường
• Hợp lý hóa quy trình bảo trì và gỡ lỗi

Với sự phát triển sản phẩm dựa trên AI , các nhà sản xuất có thể làm phong phú và tăng tốc độ đổi mới của họ để đưa ra những sản phẩm mới và tiến bộ hơn trước đối thủ cạnh tranh. Ngoài ra, vì các thuật toán AI có một vòng phản hồi liên tục, chúng trở nên tốt hơn với mỗi lần lặp lại và giúp tạo ra các sản phẩm tốt hơn.
 

13. Nhà máy kết nối dựa trên AI

Các nhà máy được kết nối hoặc nhà máy thông minh được xây dựng bằng cách sử dụng cảm biến và đám mây là con đường phía trước cho ngành sản xuất. Nhà máy thông minh giúp:

• Cung cấp khả năng hiển thị tầng cửa hàng theo thời gian thực
• Giám sát việc sử dụng tài sản
• Thiết lập hệ thống từ xa, không chạm
• Bật các biện pháp can thiệp theo thời gian thực
• Xây dựng một nguồn trung thực duy nhất cho tất cả dữ liệu sản xuất
• Quy mô năng lực sản xuất mà không có bất kỳ gián đoạn lớn nào

 

 

14. Kiểm tra trực quan dựa trên AI và kiểm soát chất lượng

Tính năng phát hiện khuyết tật do AI hỗ trợ khai thác vào thị giác máy tính, sử dụng camera có độ phân giải cao để giám sát mọi khía cạnh của quá trình sản xuất. Một hệ thống như vậy có thể gắn cờ các khiếm khuyết mà mắt người có thể bỏ sót và tự động kích hoạt các biện pháp sửa chữa. Điều này giúp giảm việc thu hồi sản phẩm và cắt giảm lãng phí.

Việc phát hiện các bất thường như khí thải độc hại khi đang bay cũng giúp ngăn ngừa các mối nguy tại nơi làm việc và tăng cường an toàn cho người lao động tại các nhà máy.
 

15. AI cho phương sai giá mua

Đối với các nhà sản xuất, bất kỳ sự chênh lệch nào về chi phí nguyên liệu thô đều có thể ảnh hưởng đến tỷ suất lợi nhuận của họ. Ước tính chi phí nguyên vật liệu một cách chính xác và chọn đúng nhà cung cấp là một thách thức lớn.

Sử dụng trang tổng quan được hỗ trợ bởi AI, các nhà sản xuất có thể theo dõi:

• Các tính năng tài nguyên như cao độ, đường kính, loại vật liệu hoặc hoàn thiện
• Các thứ nguyên của nhà cung cấp như quốc gia, tên thương hiệu hoặc dữ liệu hiệu suất

Sử dụng các thuật toán do AI hỗ trợ, các nhà sản xuất có thể:

• Nhóm các bộ phận sản phẩm phù hợp được yêu cầu trong sản xuất
• Dự đoán giá mua tiêu chuẩn bằng cách sử dụng dữ liệu lịch sử và xu hướng thị trường
• Xây dựng đường cơ sở để so sánh giá giữa các nhà cung cấp

 

Điều này cũng đơn giản hóa nhiệm vụ theo dõi các bộ phận được mua từ các nhà cung cấp khác nhau và quản lý tất cả dữ liệu mua sắm bằng cách sử dụng một hệ thống tập trung.
 

16. Quản lý đơn hàng bằng AI

Các quy trình quản lý đơn hàng phải nhanh nhẹn, tiết kiệm chi phí và có khả năng thích ứng theo những biến động của thị trường, nhu cầu, kỳ vọng của người tiêu dùng hoặc chiến lược sản xuất.

Sử dụng các hệ thống hoặc rô bốt dựa trên AI, các nhà sản xuất có thể:

• Tự động nhập đơn đặt hàng và các công việc "sao chép-dán" khác
• Sử dụng cảm biến để theo dõi hàng tồn kho để tự động tạo các yêu cầu mua hàng
• Quản lý mức độ phức tạp của các loại đơn đặt hàng khác nhau trên nhiều kênh
• Làm cho việc lập kế hoạch hàng tồn kho và quản lý đơn hàng trở nên liền mạch và minh bạch hơn

 

 

17. AI cho an ninh mạng

Nghiên cứu cho thấy các nhà sản xuất phải hứng chịu nhiều nhất từ ​​các cuộc tấn công mạng, vì ngay cả khi dây chuyền lắp ráp ngừng hoạt động trong thời gian ngắn cũng có thể gây tốn kém. Khi số lượng thiết bị IoT tăng lên, các mối đe dọa sẽ tiếp tục phát triển theo cấp số nhân. Các nhà máy thông minh đặc biệt dễ bị tấn công mạng.

Các hệ thống an ninh mạng do AI điều khiển và cơ chế phát hiện rủi ro có thể giúp bảo mật các cơ sở sản xuất và giảm thiểu các mối đe dọa. Sử dụng AI tự học, các nhà sản xuất có thể phát hiện các cuộc tấn công trên các dịch vụ đám mây và thiết bị IoT và làm gián đoạn chúng trong vài giây, với độ chính xác phẫu thuật. Hệ thống cũng có thể cảnh báo các đội phù hợp để hành động ngay lập tức để ngăn chặn bất kỳ thiệt hại nào tiếp theo. Sử dụng hộp cát , ký mã và các biện pháp bảo mật khác có thể giúp chống lại các mối đe dọa trên không gian mạng đối với công nghệ IIoT.
 

Tương lai của trí tuệ nhân tạo AI trong sản xuất

Trong tương lai gần, AI sẽ có ảnh hưởng to lớn đến lĩnh vực công nghiệp theo những cách mà chúng ta chưa thể dự đoán, nhưng chúng ta đã có thể quan sát được. Có hai sự phát triển hấp dẫn trong tương lai bao gồm sử dụng AI với IoT để cải thiện sản xuất và AI với thị giác máy tính.

Các nhà sản xuất trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như dược phẩm, ô tô, thực phẩm và đồ uống, năng lượng và điện, đã áp dụng trí tuệ nhân tạo. AI trên toàn thế giới trong thị trường sản xuất được cho là do các khoản đầu tư mạo hiểm ngày càng tăng, nhu cầu tự động hóa ngày càng tăng và các ngành công nghiệp thay đổi nhanh chóng.

Theo xu hướng mới nhất, nhu cầu ngày càng tăng về nền tảng phần cứng và nhu cầu ngày càng tăng về bộ xử lý tính toán hiệu suất cao để thực thi nhiều loại phần mềm AI đều được kỳ vọng sẽ thúc đẩy trí tuệ nhân tạo trên toàn thế giới trong thị trường sản xuất. AI trong sản xuất cũng có lợi trong việc thu thập và phân tích dữ liệu lớn .

Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng sản xuất như kiểm tra máy móc, an ninh mạng, kiểm soát chất lượng và phân tích dự đoán. Tất cả những yếu tố này được dự đoán sẽ giúp thúc đẩy AI toàn cầu trong lĩnh vực sản xuất về phía trước.

Kết luận

Trí tuệ nhân tạo AI đơn giản là một phiên bản tự động hóa tiên tiến hơn, là hệ quả tất yếu của quá trình chuyển đổi ngành công nghiệp 4.0. Nó có thể hữu ích trong việc tạo ra những thứ mới và giảm chi phí sản xuất bằng cách cải thiện chất lượng. Tuy nhiên, không có cách nào có thể thay thế được con người.

Khả năng thích ứng với các điều kiện thay đổi và tạo ra tỷ suất lợi nhuận cao hơn là một trong những lợi thế quan trọng nhất của AI trong sản xuất. Các công ty sớm chấp nhận AI, chẳng hạn như Google , đã vượt xa các đồng nghiệp của họ và phát triển nhanh chóng, phần lớn là nhờ vào năng lực vượt trội của họ trong việc dự đoán và liên tục sửa đổi để phù hợp với các hoàn cảnh luôn thay đổi.

Bài viết liên quan:
 

• Ưu điểm xe tự hành AGV là gì?
• Nhà kho thông minh là gì?
• Ưu điểm của Tự động hóa Kho hàng
• Top 5 dây chuyền sản xuất phổ biến nhất hiện nay