Mục đích chính của tự động hóa công nghiệp là giảm sự cần thiết của con người trong các quy trình sản xuất. Điều này cho phép sản xuất tăng tốc, tăng độ an toàn và sử dụng tốt hơn các nguồn lực cũng như phân tích công nghiệp của họ trong sản xuất . Đạt được mục tiêu này được thực hiện bằng cách vạch ra đầy đủ quy trình công nghiệp và hiểu các mối quan hệ của quy trình con để máy móc có thể được chỉ định làm việc và tự động hóa các nhiệm vụ quy trình nhất định.
Công nghệ tự động hóa máy móc có thể được thiết lập để hoạt động như các ứng dụng cố định, ứng dụng có thể lập trình hoặc ứng dụng linh hoạt/có thể thích ứng. Mỗi loại tự động hóa máy này đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định. Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực tự động hóa máy móc là nhờ sự hiểu biết tốt hơn về tự động hóa máy móc và việc áp dụng các khả năng mới của máy móc như bộ điều khiển phản hồi, người máy, mạng, máy tính kỹ thuật số và khả năng kết nối lẫn nhau.
Ví dụ, các máy tự động cố định chỉ hoạt động để thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại và thông thường nhưng các máy mới được kết nối với nhau, có thể lập trình có thể cho phép các nhà sản xuất giảm tải nhiều quyết định quy trình cho bộ điều khiển tốc độ cao, đôi khi hoạt động hoàn toàn mà không cần sự can thiệp của con người.
IoT làm gì cho tự động hóa công nghiệp?
Internet of Things (IoT) mô tả hiện tượng ngày càng có nhiều thiết bị IoT được kết nối với Internet, chẳng hạn như nhà thông minh, tủ lạnh thông minh và máy móc sản xuất công nghiệp. Các thiết bị thông minh được kết nối với nhau này có ý nghĩa quan trọng trong việc cho phép tự động hóa trong các ngành công nghiệp.
Rất khó để tách biệt IoT và tự động hóa vì tự động hóa đã là động lực to lớn cho các thiết bị IoT vì nó mang lại mục đích áp dụng cho nhiều công nghệ IoT. Các thiết bị công nghiệp như cảm biến, đầu nối, bộ truyền động, cổng IoT, giao diện, bộ điều khiển chuyển động, bóng đèn, khóa, v.v., ngày nay, có khả năng chia sẻ thông tin về tình trạng và hiệu suất của chúng, đồng thời cung cấp quyền truy cập và điều khiển từ xa. Kết hợp với điện toán đám mây và phân tích dữ liệu nâng cao, phần mềm IoT tự động hóa có thể quản lý các thiết bị này và học cách điều chỉnh phù hợp để chứa các thiết bị mới khi cần thiết.
Ưu điểm và nhược điểm của tự động hóa trong IoT
Nhiều tổ chức đầu tư mạnh vào IoT và tự động hóa công nghiệp vì lợi ích kinh doanh to lớn của họ. Và mặc dù việc giảm chi phí và lợi nhuận là những động lực quan trọng, nhưng khả năng các công ty mở rộng quy mô và cải thiện các hoạt động công nghiệp do AI điều khiển thường có giá trị hơn, đặc biệt là trong các ngành chăm sóc sức khỏe và các ngành duy trì sự sống khác. Đối với tất cả những cải tiến và tiến bộ mà tự động hóa mang lại cho các ngành công nghiệp, các kỹ thuật vốn có của việc sử dụng IoT mang đến những thách thức riêng. Ví dụ, về bản chất, công nghệ IoT đặt ra những mối lo ngại quan trọng về bảo mật, ngay cả với các phương pháp mới, được đặt tên một cách thích hợp là bảo mật IoT, đã xuất hiện để giải quyết những mối lo ngại này.
Ưu điểm của tự động hóa IoT
- Khả năng mở rộng quy mô sản xuất — Quy mô sản xuất đạt được bằng cách tăng sản lượng và trở nên hiệu quả hơn, hai mục tiêu mà quá trình chuyển đổi công nghiệp kỹ thuật số cho phép và tăng tốc. Thật không may cho lực lượng lao động khi yếu tố con người đôi khi là mắt xích yếu nhất trong quy trình sản xuất. Tuy nhiên, bằng cách loại bỏ con người khỏi một quy trình, các công ty có thể nhân thông lượng của họ lên bằng cách đặt hoạt động sản xuất vào tay robot.
- Tăng thời gian hoạt động của hệ thống — Giống như quy mô sản xuất bị giới hạn bởi thành phần con người, thời gian hoạt động cũng vậy. Mọi người cần nghỉ ngơi, thực phẩm, môi trường làm việc an toàn và được đối xử có đạo đức. Mặt khác, máy không bị giới hạn bởi thời gian nghỉ và đói. Cần phải đề cập rằng nhiều sàn nhà máy rất an toàn vì thực hành tự động hóa có thể cải thiện mức độ an toàn của nhà máy.
- Hiệu quả hoạt động — Hiệu quả hoạt động là lợi ích kinh doanh chính được cải thiện trực tiếp nhờ các khoản đầu tư tự động hóa. Điều này có nghĩa là nhiều hơn việc sử dụng máy móc để thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại thông thường, nó có nghĩa là các hệ thống kết nối với nhau và các hệ thống tích hợp để chia sẻ thông tin và cho phép cải tiến hoạt động theo cấp số nhân. Với logic máy tính, các hệ thống có thể đáp ứng các nhu cầu khác của hệ thống. Ứng dụng cơ bản này hiện có ở khắp mọi nơi, từ tắt đèn khi không cần thiết, đến thông báo ngay lập tức cho các hệ thống của nhà cung cấp trên toàn cầu rằng hệ thống nhà máy sẽ sớm cạn kiệt nguyên liệu thô và yêu cầu cung cấp lại.
- Cải thiện an toàn cho người lao động — Mặc dù tự động hóa có thể giảm số lượng công nhân trong dây chuyền, điều này có thể cải thiện sự an toàn của người lao động bằng cách giảm thiểu số lượng thi thể, bằng cách sử dụng phân tích dữ liệu và IoT, nhưng quá trình tự động hóa tương tự cũng có thể cải thiện ngay lập tức sự an toàn của người lao động. Thông tin cảm biến có thể được thu thập và phân tích để phát hiện các lỗi máy sắp xảy ra và cảnh báo cho nhân viên bảo trì.
- Cải thiện việc tuân thủ quy định — Một số công ty bị áp lực phải duy trì chất lượng tiêu chuẩn nhất định do chính phủ quy định trong các sản phẩm của họ, điều mà tự động hóa có thể giúp ích do khả năng sản xuất ổn định của nó. Khả năng loại bỏ phần lớn các khiếm khuyết về năng suất này cho phép các công ty tuân thủ các quy định nghiêm ngặt. Ví dụ, trong các trường hợp như nhà sản xuất thực phẩm, Đạo luật Hiện đại hóa An toàn Thực phẩm của FDA yêu cầu các cơ quan chức năng bảo vệ người tiêu dùng và thúc đẩy sức khỏe cộng đồng, thông qua nhiều chương trình như Thực hành Sản xuất Tốt Hiện tại (CGMP), HACCP, Bộ luật Thực phẩm Bán lẻ của FDA.
- Kiểm soát và truy cập bảo mật được tăng cường thông qua công nghệ — Mặc dù công nghệ IoT có thể giới thiệu nhiều hướng tấn công vào các hệ thống tự động hóa, nhưng nó cũng đưa ra giải pháp. Về mặt vật lý, tự động hóa IoT có thể phát hiện sự hiện diện của các cá nhân trái phép và cảnh báo cho cơ quan chức năng, tự động khóa cửa hoặc ngăn chặn truy cập hoàn toàn. Bảo mật máy tính nâng cao cũng có thể tận dụng lợi thế của tự động hóa để chống lại những kẻ tấn công mạng. Tự động hóa giúp người bảo vệ hiển thị toàn bộ mạng của họ, tuân thủ cách tiếp cận dựa trên chính sách đối với cấu hình, quản lý và bảo mật hệ thống, đồng thời tự động thực hiện nhiều nhiệm vụ bảo trì cấp thấp đồng thời cảnh báo cho các nhóm CNTT về các vi phạm nghiêm trọng hơn hoặc các mẫu có thể báo hiệu các cuộc tấn công.
Nhược điểm của Tự động hóa IoT
- Khả năng kết nối tốt hơn làm tăng các nguy cơ An Ninh mạng — Thật không may, việc thêm nhiều thiết bị hơn đồng nghĩa với nhiều truy cập trái phép hơn cho những kẻ tấn công mạng. Bảo mật IoT là một nhánh của các hoạt động bảo mật nhằm giải quyết mối lo ngại ngày càng tăng này.
- Phụ thuộc vào Internet — IoT và tự động hóa phụ thuộc rất nhiều vào Internet để hoạt động. Các hệ thống kết nối dự phòng được khuyến khích, trong khi việc mất kết nối dù chỉ trong thời gian ngắn có thể làm tê liệt nghiêm trọng hoạt động sản xuất với chi phí rất lớn.
- Độ phức tạp làm tăng điểm lỗi — Tương tự như các thiết bị được kết nối nhiều hơn dưới dạng vectơ tấn công, điều này cũng đúng đối với các lỗi cục bộ và hệ thống. Khi các hệ thống tự động hóa IoT ngày càng phức tạp, trọng lượng của rủi ro vốn có của các thành phần bị lỗi trong hệ thống phải được giải quyết. Có nhiều phương pháp và thiết kế giúp khắc phục, bao gồm chia nhỏ hệ thống và bổ sung các phần dư thừa.
- Sự phức tạp của việc lập kế hoạch, xây dựng, quản lý IoT — Đơn giản là có kế hoạch quan trọng, xây dựng và quản lý sự phức tạp trong các hệ thống tự động IoT. Đối với tất cả các lợi thế của họ, các kỹ sư vẫn phải tích cực tham gia vào các hệ thống này để đảm bảo chúng tiếp tục hoạt động như dự định.