‘Hệ thống thực ảo’ – nền tảng cốt lõi của sản xuất thông minh

Theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (National Institute of Standards and Technology, NIST), sản xuất thông minh là hệ thống được tích hợp đầy đủ, thích ứng với điều kiện thay đổi trong mạng lưới cung ứng tổng thể của doanh nghiệp và nhu cầu của khách hàng trong thời gian thực.

Do đó, sản xuất thông minh tích hợp thiết bị sản xuất với các cảm biến, nền tảng điện toán, công nghệ truyền thông, mô hình hóa dữ liệu, điều khiển, mô phỏng và kỹ thuật dự đoán. Sản xuất thông minh sử dụng công nghệ về “hệ thống thực ảo”, internet vạn vật, điện toán đám mây, điện toán phục vụ, trí tuệ nhân tạo và khoa học dữ liệu… đưa sản xuất chính thức trở thành trụ cột quan trọng của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

“Hệ thống thực ảo” cung cấp cái nhìn tổng quan về sản xuất thông minh đối với vòng đời của một sản phẩm. (Ảnh minh họa)

Nền tảng cốt lõi của sản xuất thông minh là “hệ thống thực ảo” (Cyber Physical Systems, CPS) bao gồm: “hệ thống sản xuất thực” (hệ thống sản xuất vật lý) gồm: máy móc, phương tiện, các quy trình sản xuất… và “hệ thống sản xuất ảo” (hệ thống sản xuất mạng) gồm: công nghệ nhận dạng qua tần số vô tuyến (Radio Frequency Identification, RFID), công nghệ cảm biến, công nghệ vi xử lý, công nghệ thông tin viễn thông; “hệ thống nhúng” (Embedded Systems, ES)… Trong sản xuất thông minh, khoa học máy tính và công nghệ thông tin đã “thu hẹp” không gian của hệ thống sản xuất trên thực tế hiện nay.

“Hệ thống thực ảo” cung cấp cái nhìn tổng quan về sản xuất thông minh đối với vòng đời của một sản phẩm, bắt đầu từ giai đoạn thiết kế sản phẩm, sản xuất, kinh doanh, bảo trì và khai thác sản phẩm đó.

“Hệ thống thực ảo” cho phép tối ưu hóa quá trình trao đổi thông tin cần thiết để sản xuất, đồng thời kiểm soát toàn bộ quy trình sản xuất dựa trên nền tảng IoT. Thông qua “hệ thống sản xuất ảo” với sự tích hợp của hạ tầng công nghệ thông tin và các phần mềm ứng dụng, “hệ thống thực ảo” được kích hoạt bởi sự tham gia của con người, máy móc, thiết bị.

Hay nói cách khác, con người không chỉ tham gia trực tiếp vào quản lý và kiểm soát hệ thống sản xuất thông minh; con người (bao gồm: nhà sản xuất, người tiêu dùng…) được “nhúng” vào trong hệ thống sản xuất thông minh thành một thể thống nhất.

Trái ngược với các hệ thống sản xuất thông thường hiện nay, “hệ thống thực ảo” có thể được coi là hệ thống của các hệ thống với sự tham gia của nhiều lĩnh vực khác như: kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật điện, khoa học máy tính…

Sự chuyển đổi nền công nghiệp truyền thống hiện nay sang cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 gắn liền với việc hình thành và phát triển hệ thống sản xuất thông minh, “hệ thống thực ảo” sẽ tạo ra nhiều thách thức mới về công nghệ, mô hình tổ chức sản xuất và thậm chí là đối với người lao động trong doanh nghiệp. Con người, máy móc… và “hệ thống sản xuất ảo” sẽ tương tác chặt chẽ, hiệu quả và an toàn với nhau thông qua các giao diện phù hợp để hình thành nên mô hình kinh doanh sáng tạo mới (Business Model, BM), giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, đạt lợi nhuận cao.

Thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đó là sản xuất thông minh và các ý tưởng đổi mới sáng tạo khác sẽ là nền tảng vững chắc để giúp các doanh nghiệp vượt qua những thách thức này, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp thực hiện quá trình chuyển đổi sản xuất truyền thống sang sản xuất thông minh.

Thanh Tùng