IOT TRONG SẢN XUẤT: CÁCH MẠNG HÓA QUY TRÌNH VỚI CÔNG NGHỆ KẾT NỐI

IoT trong sản xuất đang mở ra một kỷ nguyên mới, nơi máy móc, dây chuyền và hệ thống quản lý được kết nối thông minh, vận hành tự động và tối ưu hóa liên tục. Trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng khốc liệt, việc ứng dụng IoT trong sản xuất không còn là một lựa chọn mà đã trở thành yêu cầu tất yếu để doanh nghiệp duy trì lợi thế. Để khai thác tối đa tiềm năng của IoT, hãy cùng AI FIRST tìm hiểu về những lợi ích, thách thức và chiến lược triển khai phù hợp của công nghệ IoT trong sản xuất.

1. IoT trong sản xuất là gì?

IoT trong sản xuất đề cập đến việc tích hợp các cảm biến, thiết bị và hệ thống phần mềm để thu thập, phân tích và truyền tải dữ liệu trong suốt quá trình vận hành. Công nghệ này cho phép doanh nghiệp theo dõi hiệu suất máy móc, kiểm soát chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa quy trình một cách chính xác. 

Theo nghiên cứu của Gartner năm 2023, hơn 60% nhà máy sản xuất trên toàn cầu đã áp dụng IoT để nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm thiểu chi phí bảo trì. Với khả năng phân tích dữ liệu theo thời gian thực, IoT trong sản xuất không chỉ giúp doanh nghiệp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn mà còn hỗ trợ đưa ra quyết định chiến lược dựa trên dữ liệu thực tế. 

2. Vì sao IoT đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành sản xuất?

Theo báo cáo của McKinsey & Company năm 2023, các doanh nghiệp ứng dụng IoT trong sản xuất có thể giảm tới 30% chi phí bảo trì và tăng 25% năng suất lao động. Điều này cho thấy IoT không chỉ là xu hướng nhất thời mà đã trở thành một phần không thể thiếu trong chiến lược phát triển dài hạn của ngành sản xuất hiện đại.
Là một trong những xu hướng công nghệ 2025, IoT sẽ trở thành xu hướng tất yếu trong ngành sản xuất nhờ những lý do sau:

• Tăng cường khả năng giám sát và quản lý: IoT trong sản xuất cho phép các thiết bị, máy móc và hệ thống trong nhà máy kết nối và trao đổi dữ liệu theo thời gian thực. Điều này giúp các nhà quản lý và kỹ thuật viên theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị.
• Cải thiện hiệu suất và tiết kiệm chi phí: IoT giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ việc điều chỉnh tốc độ sản xuất cho đến việc phân bổ tài nguyên một cách hợp lý. 
• Tự động hóa quy trình sản xuất: IoT hỗ trợ tự động hóa nhiều công đoạn trong quy trình sản xuất thông qua việc kết nối các thiết bị thông minh. Các hệ thống tự động có thể điều chỉnh quá trình sản xuất mà không cần sự can thiệp của con người, giúp giảm sai sót và nâng cao độ chính xác.
•  Dự đoán và bảo trì chủ động: Các cảm biến IoT trong sản xuất có thể theo dõi các chỉ số quan trọng như nhiệt độ, áp suất và độ rung của các thiết bị. Dữ liệu này được sử dụng để dự đoán khi nào thiết bị có thể gặp sự cố và cần bảo trì, tránh được những gián đoạn không mong muốn.
• Tăng cường tính minh bạch và quản lý chuỗi cung ứng: Doanh nghiệp có thể theo dõi và quản lý toàn bộ chuỗi cung ứng từ sản xuất đến phân phối. Nhờ vào khả năng giám sát thời gian thực, đảm bảo rằng tất cả các yếu tố trong chuỗi cung ứng đều được vận hành một cách hiệu quả và không có sai sót.

3. Doanh nghiệp ứng dụng IoT trong sản xuất như thế nào?

Việc triển khai IoT trong sản xuất đòi hỏi một chiến lược rõ ràng và các bước thực hiện cụ thể để đảm bảo hiệu quả và tối ưu hóa lợi ích. Dưới đây là 4 bước để doanh nghiệp triển khai IoT trong sản xuất hiệu quả.

3.1. Xác định vấn đề sản xuất cần cải thiện

Trước tiên, doanh nghiệp cần phân tích quy trình sản xuất hiện tại để nhận diện các vấn đề hoặc hạn chế đang gặp phải, chẳng hạn như hiệu suất thiết bị thấp, chất lượng sản phẩm không đồng đều hoặc chi phí vận hành cao. Việc xác định rõ ràng những thách thức này sẽ giúp định hướng mục tiêu cho việc triển khai IoT trong sản xuất.

3.2. Chọn công nghệ IoT phù hợp với mô hình sản xuất

Sau khi đã xác định được vấn đề, doanh nghiệp nên nghiên cứu và lựa chọn các giải pháp IoT phù hợp với nhu cầu cụ thể của mình. Điều này bao gồm việc chọn loại cảm biến, thiết bị kết nối, nền tảng phân tích dữ liệu và phần mềm quản lý phù hợp với quy mô và đặc thù của quy trình sản xuất.

3.3. Thử nghiệm trên quy mô nhỏ trước khi triển khai rộng rãi

Trước khi triển khai toàn diện, việc thực hiện thử nghiệm trên một phần nhỏ của quy trình sản xuất sẽ giúp doanh nghiệp đánh giá hiệu quả của giải pháp IoT, đồng thời phát hiện và khắc phục các vấn đề tiềm ẩn. Giai đoạn này tạo cơ hội để điều chỉnh và tối ưu hóa hệ thống trước khi triển khai tự động hóa sản xuất với giải pháp IoT đã chọn trên quy mô lớn.

3.4. Đào tạo nhân sự và đảm bảo an toàn dữ liệu

Để đảm bảo thành công của việc triển khai IoT trong sản xuất, doanh nghiệp cần đầu tư vào đào tạo nhân viên về cách sử dụng và quản lý các công nghệ mới. Ngoài ra, việc thiết lập các biện pháp bảo mật để bảo vệ dữ liệu sản xuất và thông tin nhạy cảm khỏi các mối đe dọa trực tuyến là vô cùng quan trọng.

4. 8 ứng dụng thực tế của IoT trong sản xuất

IoT đang thay đổi cách thức hoạt động của ngành sản xuất bằng việc kết nối các thiết bị, cảm biến và hệ thống, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí, nâng cao chất lượng và tăng cường hiệu quả quản lý. Dưới đây là 8 ứng dụng thực tế của IoT trong sản xuất:

4.1. Giám sát tình trạng máy móc và bảo trì chủ động

IoT trong sản xuất giúp giám sát liên tục tình trạng máy móc thông qua cảm biến và dữ liệu thời gian thực. Thay vì bảo trì theo lịch cố định, doanh nghiệp có thể áp dụng bảo trì dự đoán (predictive maintenance), giúp phát hiện sớm các dấu hiệu hỏng hóc và xử lý kịp thời. 

Điều này không chỉ giảm thiểu thời gian ngừng máy mà còn kéo dài tuổi thọ thiết bị, tối ưu chi phí vận hành. Nhờ khả năng thu thập và phân tích dữ liệu từ xa, các nhà máy có thể nâng cao hiệu suất hoạt động và đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra ổn định. 

4.2. Tối ưu hóa quy trình sản xuất

Công nghệ IoT cho phép các doanh nghiệp theo dõi và điều chỉnh quy trình sản xuất theo thời gian thực. Các cảm biến thông minh giúp thu thập dữ liệu về năng suất, chất lượng sản phẩm và mức tiêu thụ năng lượng, từ đó tối ưu hóa các bước trong dây chuyền sản xuất. 

Nhờ khả năng phân tích dữ liệu lớn (Big Data), doanh nghiệp có thể sử dụng IoT trong sản xuất để phát hiện điểm nghẽn trong quy trình và đề xuất cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả. Việc tối ưu hóa này không chỉ giảm lãng phí tài nguyên mà còn giúp tăng tốc độ sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.  

4.3. Quản lý chuỗi cung ứng thông minh

IoT giúp doanh nghiệp theo dõi toàn bộ chuỗi cung ứng từ nguyên liệu đầu vào đến sản phẩm hoàn thiện. Cảm biến và thiết bị GPS có thể giám sát vị trí, tình trạng hàng hóa trong quá trình vận chuyển, giúp tối ưu hóa lộ trình giao hàng và giảm thiểu rủi ro mất mát. 

Ngoài ra, dữ liệu thời gian thực từ chuỗi cung ứng giúp doanh nghiệp dự báo nhu cầu chính xác hơn, tránh tình trạng thiếu hụt hoặc dư thừa hàng hóa. Khả năng này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất hoạt động mà còn giúp doanh nghiệp duy trì lợi thế cạnh tranh trên thị trường. 

4.4. Kiểm soát chất lượng sản phẩm

Các hệ thống IoT có thể theo dõi chất lượng sản phẩm trong suốt quá trình sản xuất bằng cách sử dụng cảm biến đo lường, camera AI và phân tích dữ liệu. Những công nghệ này giúp phát hiện nhanh các lỗi sản xuất và loại bỏ sản phẩm không đạt tiêu chuẩn ngay lập tức. 

Nhờ đó, tỷ lệ sản phẩm lỗi giảm đi đáng kể, đồng thời giúp cải thiện độ đồng nhất và chất lượng sản phẩm. Việc kiểm soát chất lượng thông minh còn giúp doanh nghiệp tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế, tăng cường uy tín thương hiệu và nâng cao sự hài lòng của khách hàng.

4.5. Tăng cường an ninh trong nhà máy

IoT trong sản xuất giúp nâng cao an ninh trong nhà máy thông qua hệ thống giám sát thông minh, bao gồm công cụ chấm công camera AI, cảm biến nhận diện khuôn mặt và hệ thống kiểm soát ra vào tự động. Các thiết bị này giúp phát hiện các hoạt động bất thường, ngăn chặn truy cập trái phép và cảnh báo kịp thời trong trường hợp có sự cố. 

Ngoài ra, công nghệ IoT còn hỗ trợ giám sát an toàn lao động, theo dõi điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, khí độc để bảo vệ nhân viên. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể giảm thiểu rủi ro an toàn và đảm bảo môi trường làm việc hiệu quả hơn.  

4.6. Sản xuất thông minh và tự động hóa

IoT đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng mô hình nhà máy thông minh, nơi các hệ thống tự động hóa được kết nối và điều khiển từ xa. Robot tự động hóa, dây chuyền tự động và các thiết bị cảm biến giúp doanh nghiệp giảm sự phụ thuộc vào lao động thủ công, tăng tốc độ sản xuất và giảm chi phí vận hành. 

Ngoài ra, IoT còn hỗ trợ hệ thống quản lý sản xuất (Manufacturing Execution System - MES), giúp doanh nghiệp theo dõi và điều chỉnh hoạt động sản xuất theo thời gian thực. Từ đó doanh nghiệp có thể tối ưu hóa năng suất và cải thiện độ chính xác trong từng công đoạn.

4.7. Quản lý tồn kho thông minh

IoT trong sản xuất giúp doanh nghiệp quản lý tồn kho chính xác và hiệu quả hơn bằng cách sử dụng cảm biến, RFID và hệ thống theo dõi thời gian thực. Nhờ đó, các nhà máy có thể tự động cập nhật số lượng nguyên vật liệu, phát hiện thiếu hụt hoặc tồn kho dư thừa để đưa ra quyết định nhanh chóng. 

Việc ứng dụng IoT giúp giảm thiểu lãng phí, tối ưu hóa không gian lưu trữ và đảm bảo nguồn cung ứng liên tục cho quá trình sản xuất. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất vận hành mà còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí logistics và quản lý kho bãi.  

4.8. Tối ưu hóa logistics và vận chuyển

IoT cải thiện đáng kể quy trình logistics và vận chuyển nhờ vào hệ thống định vị GPS, cảm biến theo dõi nhiệt độ, độ ẩm và dữ liệu giao thông thời gian thực. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể giám sát tình trạng hàng hóa trong quá trình vận chuyển, tối ưu tuyến đường và thời gian giao hàng. 

Bên cạnh đó, công nghệ IoT còn giúp cảnh báo sớm các rủi ro như hỏng hóc phương tiện hay trì hoãn vận chuyển. Việc áp dụng IoT trong logistics không chỉ đảm bảo chất lượng sản phẩm mà còn giúp giảm chi phí, nâng cao hiệu quả chuỗi cung ứng.

5. Tương lai của IoT trong ngành sản xuất

Sự phát triển không ngừng của IoT đang định hình lại ngành sản xuất, giúp mọi quy trình đều trở nên thông minh và tự động hóa cao. Với sự kết hợp của AI, Machine Learning và mạng 5G, các nhà máy tương lai sẽ đạt hiệu suất vượt trội, giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa toàn diện từ sản xuất đến quản lý chuỗi cung ứng. 

5.1. Tự động hóa hoàn toàn quy trình sản xuất

IoT sẽ tiếp tục phát triển để kết hợp với các công nghệ khác như Trí Tuệ Nhân Tạo (AI) và Robot tự động hóa, tạo ra các nhà máy hoàn toàn tự động. Việc sử dụng các thiết bị thông minh và các hệ thống IoT kết nối sẽ cho phép các quy trình sản xuất được điều khiển tự động mà không cần sự can thiệp của con người, giúp tăng năng suất và giảm thiểu sai sót.

5.2. IoT kết hợp với Machine Learning và AI

IoT sẽ không chỉ dừng lại ở việc thu thập và truyền tải dữ liệu mà còn tiến tới phân tích dữ liệu thông minh nhờ vào sự kết hợp với Machine Learning và AI trong sản xuất. Các thuật toán học máy sẽ giúp phân tích dữ liệu thu thập từ các cảm biến IoT, từ đó đưa ra dự đoán và các quyết định tối ưu cho quy trình sản xuất.

5.3. Các nhà máy thông minh

Trong tương lai, các nhà máy sẽ trở nên "thông minh" hơn bao giờ hết nhờ vào khả năng kết nối của IoT. Các cảm biến và thiết bị IoT sẽ thu thập dữ liệu thời gian thực về tình trạng của máy móc, sản phẩm, và quy trình sản xuất. Dữ liệu này sẽ được sử dụng để tối ưu hóa mọi khía cạnh của sản xuất, từ bảo trì thiết bị đến quản lý năng lượng và tối ưu hóa chuỗi cung ứng.

5.4. 5G và IoT trong sản xuất

Sự bùng nổ của mạng 5G sẽ mở ra cơ hội mới cho IoT trong sản xuất, giúp truyền tải dữ liệu với tốc độ siêu nhanh và độ trễ cực thấp. Điều này cho phép các nhà máy kết nối hàng triệu cảm biến IoT, đảm bảo hệ thống tự động hóa sản xuất hoạt động đồng bộ và mượt mà hơn. 

Với khả năng xử lý dữ liệu gần như tức thời, 5G sẽ hỗ trợ các hệ thống giám sát thông minh, tự động điều chỉnh sản xuất theo nhu cầu thực tế và nâng cao độ chính xác trong từng công đoạn. Đây chính là bước tiến quan trọng đưa ngành sản xuất lên một tầm cao mới, nơi công nghệ trở thành yếu tố cốt lõi cho sự phát triển bền vững.  

6. Cách giúp doanh nghiệp tận dụng IoT trong sản xuất để tạo lợi thế cạnh tranh

Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, doanh nghiệp cần biết cách khai thác IoT một cách hiệu quả để tối ưu quy trình sản xuất, giảm chi phí và nâng cao năng suất. Dưới đây là những chiến lược quan trọng giúp doanh nghiệp tận dụng IoT để tạo lợi thế cạnh tranh bền vững. 

• Xác định mục tiêu ứng dụng: Doanh nghiệp cần xác định rõ IoT sẽ được áp dụng vào khía cạnh nào của sản xuất, như giám sát máy móc, tối ưu hóa chuỗi cung ứng hay tự động hóa quy trình. Việc xác định đúng mục tiêu sẽ giúp doanh nghiệp triển khai IoT hiệu quả, nâng cao năng suất và giảm chi phí không cần thiết.  

• Đầu tư vào hạ tầng kỹ thuật số: Xây dựng hệ thống lưu trữ dữ liệu đám mây và kết nối các thiết bị IoT với phần mềm quản lý giúp thu thập và phân tích dữ liệu theo thời gian thực. Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả vận hành mà còn hỗ trợ doanh nghiệp đưa ra quyết định nhanh chóng, chính xác hơn.  

• Tận dụng phân tích dữ liệu thông minh: AI và Machine Learning có thể giúp doanh nghiệp khai thác tối đa dữ liệu từ IoT, dự đoán lỗi máy móc và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

• Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực: Doanh nghiệp cần tổ chức các chương trình đào tạo, giúp nhân viên làm chủ công nghệ và tận dụng tối đa lợi ích của IoT trong sản xuất. Điều này không chỉ nâng cao năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm.  

• Hợp tác với các nhà cung cấp công nghệ uy tín: Lựa chọn đối tác công nghệ phù hợp giúp doanh nghiệp triển khai IoT nhanh chóng và hiệu quả.

7. Thách thức khi triển khai IoT trong sản xuất

Mặc dù IoT mang lại nhiều lợi ích, nhưng doanh nghiệp vẫn phải đối mặt với không ít thách thức khi áp dụng công nghệ này vào thực tiễn. Dưới đây là những rủi ro và khó khăn chính: 

• Bảo mật dữ liệu: Khi số lượng thiết bị IoT kết nối ngày càng tăng, nguy cơ bị tấn công mạng cũng cao hơn. Các doanh nghiệp cần đầu tư vào hệ thống bảo mật mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu quan trọng và tránh rò rỉ thông tin.  
• Khó khăn trong việc tích hợp với hệ thống cũ: Nhiều doanh nghiệp sản xuất vẫn đang sử dụng các hệ thống truyền thống, gây ra sự không đồng bộ khi kết nối với thiết bị IoT hiện đại. 
• Chi phí đầu tư cao: Để triển khai IoT hiệu quả, doanh nghiệp có thể cần nâng cấp toàn bộ hệ thống, từ phần cứng đến phần mềm. Điều này đòi hỏi một khoản đầu tư lớn cả về tài chính lẫn thời gian, chưa kể đến chi phí bảo trì và nâng cấp định kỳ.  
• Thiếu hụt nhân lực có chuyên môn: Việc vận hành và quản lý IoT trong sản xuất đòi hỏi đội ngũ nhân sự có kiến thức về cả công nghệ lẫn quy trình sản xuất. Tuy nhiên, nguồn nhân lực có chuyên môn trong lĩnh vực này vẫn còn khan hiếm, khiến doanh nghiệp phải dành thêm nguồn lực để đào tạo hoặc tuyển dụng chuyên gia phù hợp.  

IoT không chỉ đơn thuần là xu hướng mà đã trở thành yếu tố cốt lõi giúp doanh nghiệp sản xuất nâng cao hiệu suất, tối ưu chi phí và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Đừng chậm chân trong cuộc đua chuyển đổi số, AI FIRST luôn sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp ứng dụng IoT trong sản xuất, với mục tiêu tiến xa hơn trong nền công nghiệp 4.0