Bài 13: Tự động hóa quá trình sản xuất dưới tác động của cách mạng công nghiệp lần thứ 4 | Công Nghệ Công Nghệ Cơ Khí | Chương IV: Sản xuất cơ khí - Lớp 11 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 64)

Hình 13.1. Công nghệ 4.0 hỗ trợ đào tạo

Quan sát Hình 13.1 và hãy cho biết:

- Người công nhân đang làm gì và thao tác trên mô hình thật hay ảo?

- Cách làm như trong hình có tác dụng gì?

I - CÔNG NGHỆ NỔI BẬT CỦA CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 4

1. Một số công nghệ nổi bật

Cách mạng công nghiệp 4.0 dựa trên ba lĩnh vực chính là kĩ thuật số, công nghệ sinh học và vật lí. Công nghệ kĩ thuật số là công nghệ cốt lõi được sử dụng trong dây chuyền sản xuất. Những thành tố chính của công nghệ kĩ thuật số là: dữ liệu lớn (Big Data), kết nối vạn vật (IoT: Internet of Thing) và trí tuệ nhân tạo (Al: Artificial Intelligence).

- Công nghệ kết nối vạn vật trong công nghiệp (IIoT: Industrial Internet of Thing): Công nghệ này được phân biệt với loT về phạm vi ứng dụng. Công nghệ loT được sử dụng chủ yếu trong đời sống, sinh hoạt. Công nghệ lIoT được ứng dụng nhiều trong sản xuất công nghiệp nhằm mục đích thu thập các thông số của các thiết bị, máy móc trong quá trình hoạt động.

- Dữ liệu lớn: nhằm mục đích tiếp nhận, lưu trữ và phân tích dữ liệu. Dữ liệu thu thập từ các nguồn thiết bị thông qua công nghệ IIoT được tập hợp, xử lí, lưu trữ và hiển thị....

- Trí tuệ nhân tạo: nhằm khai thác các dữ liệu đã thu thập, xử lí được trước đó để hỗ trợ quá trình ra quyết định. Ví dụ dự đoán tình trạng và thời điểm cần bảo dưỡng, thay thết thiết bị, linh kiện trong máy.

(Trang 65)

Hình 13.2. Quy trình xử lí dữ liệu

Kết nối năng lực

Thông tin bổ sung

II – TÁC ĐỘNG CỦA CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 4 TRONG TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

Ứng dụng các thành tựu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 vào quá trình sản xuất nói chung và quá trình sản xuất cơ khí nói riêng đã giúp cải thiện nhiều công đoạn. Sau đây là một số tác động tốt giúp nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất.

1. Gia công thông minh

Gia công thông minh dựa vào các hệ thống vật lí không gian mạng (CPS: Cyber Physical Systems). Một số đặc điểm của bộ hệ thống vật lí không gian mạng:

- Mỗi đối tượng vật lí sẽ tồn tại một đối tượng ảo tương ứng. Để xây dựng các mô hình này ta sử dụng các công nghệ mô phỏng (Simulation).

- Tín hiệu vật lí được phản ánh lên đối tượng ảo nhờ công nghệ loT để hiển thị, mô phỏng.... Công nghệ loT giúp thu thập các dữ liệu về tình trạng, trạng thái các thiết bị, hệ thống.... sau đó dữ liệu (lớn) được xử lí, lưu trữ, phân tích,... Dữ liệu trạng thái, tình trạng có thể được sử dụng để phản ánh lên các đối tượng ảo nêu trên phục vụ công tác mô phỏng, hiển thị.

- Đối tượng ảo có thể được sử dụng mô phỏng, dự đoán, ra quyết định. Dữ liệu lớn được thu thập, xử lí, phân tích,... sẽ dùng để đào tạo ra các mô hình toán học dự báo tình trạng hoạt động các thiết bị, chất lượng các quá trình sản xuất. Các mô hình này là đặc trưng của công nghệ trí tuệ nhân tạo.

(Trang 66)

Hình 13.3. Ví dụ về nguyên lí máy gia công vật lí không gian mạng

Luyện tập

2. Giám sát thông minh giúp giám sát tiêu thụ năng lượng tốt hơn

Việc triển khai rộng rãi các cảm biến khác nhau đã giúp cho việc giám sát thông minh trở nên khả thi. Ví dụ, dữ liệu về các đối tượng sản xuất khác nhau như năng lượng tiêu thụ cũng như nhiệt độ, rung động và tốc độ có thể được thu thập trong thời gian thực. Giám sát thông minh không chỉ cung cấp trực quan (dạng hình ảnh, đồ thị) về những dữ liệu này mà còn cảnh báo khi xảy ra bất thường trong máy móc hoặc công cụ (Hình 13.4).

Hình 13.4. Ví dụ về giám sát thông minh

Thông tin bổ sung

(Trang 67)

3. Điều khiển thông minh

Điều hành thông minh chủ yếu được thực hiện để quản lí các máy hoặc công cụ thông minh thông qua nền tảng hỗ trợ đám mây (Cloud- internet). Người sử dụng có thể tắt máy hoặc robot thông qua điện thoại thông minh. Sau đó, các quyết định có thể được phản ánh kịp thời tại các địa điểm sản xuất, chẳng hạn như dây chuyền lắp ráp sử dụng robot hoặc máy móc thông minh.

4. Lập lịch thông minh

Lập lịch thông minh có thể đạt được dựa trên máy thông minh, giám sát thông minh (ví dụ: giám sát mức tiêu thụ năng lượng) và hệ thống điều khiển thông minh từ đám mây. Lập lịch thông minh chủ yếu sử dụng các mô hình và thuật toán tiên tiến để lấy thông tin từ dữ liệu được cảm biến thu thập, trạng thái máy (bận, rảnh, sự cố,...) từ đó hỗ trợ điều chỉnh kế hoạch, chương trình sản xuất linh hoạt.

Hình 13.5. Ví dụ về quá trình hình thành sản phẩm trong nhà máy thông minh ứng dụng thành tựu Cách mạng công nghiệp lần thứ 4

Vận dụng