February 28, 2020
Đối tác của chúng tôi - HMS Industrial Networks đã lên một danh sách các xu hướng mà chúng tôi dự đoán sẽ tiếp tục có ảnh hưởng đến Internet vạn vật công nghiệp. Những xu hướng này sẽ mở rộng phạm vi tiếp cận của tự động hóa bằng cách kết nối nhiều hệ thống hơn với internet.
1) Tăng cường việc áp dụng thu thập dữ liệu để phân tích máy
Giám sát máy móc từ lâu đã được coi là một nhu cầu thiết yếu đối với các công ty muốn tăng sản lượng, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và nâng cao hiệu quả. Tuy nhiên, với sự tách biệt rõ ràng giữa OT và công nghệ thông tin, đây sẽ là một thách thức trong quá khứ mà hầu hết các doanh nghiệp vừa và nhỏ vẫn chưa thể vượt qua. Còn với thị trường ngày nay, sự xuất hiện của các cổng biên và sự phong phú của các nhà cung cấp nền tảng IIoT dựa trên đám mây giúp cho việc thu thập và xem dữ liệu máy không chỉ khả thi mà còn vô cùng hữu ích đối với nhiều công ty. Thay vì kéo dài thời gian thực hiện, các dự án có thể đi từ giai đoạn ý tưởng đến một nền tảng hoạt động trong vài tháng hoặc có thể vài tuần với rất ít rủi ro. Khi dữ liệu có thể truy cập được, các công ty có thể thay đổi hướng hoặc nhanh chóng mở rộng quy mô khi các yêu cầu của họ phát triển.
Sự gia tăng của quá trình phân tích máy có sẵn dẫn đến những tác động có thể tính trước được trong tương lai. Phân tích máy cung cấp chức năng bổ sung để tạo lợi thế cạnh tranh và dữ liệu có thể tạo ra cơ hội mới cho các luồng doanh thu khác. Điều này có thể khám phá ra những hướng đi đáng tin cậy để kiếm tiền từ dữ liệu.
2) Xu hướng không dây sẽ dễ được ưu tiên hơn trong nhà máy
Dữ liệu đã chỉ ra rằng việc triển khai không dây trong sản xuất đã tăng liên tục ở mức 32% trong vài năm qua và chiếm khoảng 6% tổng số cài đặt của mạng sản xuất. Xu hướng này ngày càng tăng tốc nhờ có sự thúc đẩy chủ yếu từ máy móc di động và sự gia tăng của máy tính di động trong sản xuất.
"Truyền thông không dây đã được chấp nhận như một công nghệ mạng cốt lõi."
Trước đây, mạng không dây thường được coi là không đáng tin cậy đối với thông tin liên lạc trong quy trình sản xuất. Với việc máy móc di động được kết nối không dây như xe có hướng dẫn tự động ngày càng được sử dụng nhiều hơn và mang lại lợi ích to lớn cho sản xuất, truyền thông không dây đã được chấp nhận như một công nghệ mạng cốt lõi. Hình ảnh hóa các quy trình sản xuất đang chuyển sang lĩnh vực máy tính di động vì các bên liên quan đến máy móc giờ đây có thể hiểu rõ hơn về hiệu suất hiện tại trong thiết bị của họ và cộng tác để cải thiện sản xuất, chính vì thế mà tất cả các khâu sản xuất đều sử dụng các thiết bị không dây.
3) Bạn có muốn sử dụng một động cơ kép kỹ thuật số? Các nhà chế tạo máy sẽ được yêu cầu cung cấp các động cơ kép kỹ thuật số đi cùng với máy móc vật lý của họ
Khái niệm về động cơ kép kỹ thuật số không phải là mới. Thuật ngữ này đã xuất hiện từ nhiều năm trước nhưng cho đến gần đây nó vẫn bị mắc kẹt trong lý thuyết. Với khả năng gửi và nhận một lượng lớn dữ liệu trong thời gian gần như thực, một máy có thể được quan sát ở dạng kỹ thuật số từ mọi nơi trên thế giới. Có nhiều lý do để thực hiện chức năng này nhưng gần như tất cả các doanh nghiệp đều hướng đến việc làm thế nào để kiếm nhiều lợi nhuận hơn. IDC dự đoán rằng, các công ty có thể sẽ thấy được sự cải thiện 30% trong thời gian chu kỳ của các quy trình quan trọng. Ngoài ra, GE cũng đang kỳ vọng sẽ đạt được hiệu suất cao hơn 20% trong các trang trại gió của họ. Điều này là nhờ Digital Twin không chỉ là một bức ảnh có thể xem trực tiếp trên điện thoại thông minh mà nó còn là đại diện cho một hộp công cụ đầy đủ các phương pháp giám sát máy. Dòng dữ liệu có thể được phân tích liên tục vì AI sẽ hoạt động mà không cần nghỉ ngơi. Bộ động cơ kép kỹ thuật số có thể tác động đến bộ động cơ dự đoán nhằm cung cấp cho người dùng các thông báo nâng cao liên quan đến vấn đề, do đó, thời gian ngừng hoạt động có thể được quản lý dễ dàng hơn. KPI sẽ được theo dõi liên tục với các thao tác điều chỉnh máy tự động giúp tăng hiệu quả, vì thế mà những lợi ích và cơ hội cứ thế xuất hiện.
Chủ sở hữu máy ngày càng nhận thức rõ hơn về những khả năng này và ý nghĩa của chúng đối với điểm mấu chốt của họ. Khi họ đầu tư vào thế hệ sản xuất tiếp theo, họ sẽ không muốn bị bỏ lại phía sau trong tương lai. Điều này sẽ dẫn đến một thị trường mới mà ở đó các nhà chế tạo máy sẽ phải bắt đầu đặt ra 1 câu hỏi: "Bạn có muốn sử dụng một động cơ kỹ thuật kép?" Cuộc cạnh tranh đã bắt đầu từ những player chính muốn giải quyết nhu cầu này, tuy nhiên, đây là một nhiệm vụ không hề đơn giản vì người dùng buộc phải hợp nhất hai thành phần mà chúng vẫn luôn tách biệt. Chính vì thế, để có được thành công, mỗi người dùng cần có đươc mối quan hệ đối tác mạnh mẽ giúp cho tất cả máy móc được ghép nối với các thiết bị từ xa để tạo thành một cỗ máy thông minh. Do đó, những người chế tạo máy không cập nhật sự phát triển này sẽ dần trở nên tụt hậu.
4) Mức độ tích hợp dữ liệu cao hơn và có khả năng tự đưa ra quyết định
Hệ thống phục hồi điện năng tự động của PPL Electric Utilities là một ví dụ tuyệt vời về mạng lưới điều khiển và cảm biến IoT được sử dụng để quản lý lưới điện với khả năng ra quyết định tự động. Lưới điện thông minh PPL bao gồm khoảng 5000 cảm biến và rơ le điện tử. Khi một phần công việc
tiếp theo gây ra lỗi, lưới điện thông minh tự hoạt động sẽ đánh giá mạng lưới và đóng mở từ xa các rơ le để cô lập khu vực hư hỏng và cấp điện lại cho khách hàng để họ có thể nhận điện an toàn. Hệ thống được cài đặt tăng dần trong 5 năm qua và hoạt động như một hệ thống phân tích theo quy định trong hơn một năm (tức là con người đã kiểm tra kỹ mọi quyết định trước khi thực thi). Ngày nay, hệ thống hoạt động độc lập và cho ra hiệu suất rất ấn tượng. Trong một trường hợp xảy ra sét đánh điển hình, hệ thống tự vận hành có thể tối đa hóa số lượng khách hàng với các đường dây được cung cấp năng lượng trong vòng chưa đầy 90 giây, nhanh hơn so với hệ thống điều hành cũ của con người. Điều này làm giảm thiểu đáng kể số lượng khách hàng phải đối phó với tình trạng mất điện kéo dài
"Xu hướng giám sát và điều khiển các hệ thống phân tán sử dụng các thuật toán phần mềm tự vận hành sẽ tiếp tục tăng tốc."
Dựa trên ví dụ trên, có thể thấy rằng, các hệ thống phân tán phức tạp với tree quyết định được xác định là có thể tự hoạt động hoàn toàn. Xu hướng giám sát và điều khiển các hệ thống phân tán sử dụng các thuật toán phần mềm tự trị sẽ tiếp tục tăng tốc. Các công ty triển khai công nghệ này có thể thực hiện quá trình đưa ra quyết định với tốc độ nhanh hơn nhiều so với các công ty không triển khai công nghệ này, điều này sẽ dẫn đến lợi thế cạnh tranh. Sản xuất điện và phân phối điện, cũng như ngành dọc nước và nước thải, là những ngành dẫn đầu trong việc triển khai công nghệ này.
5) Giám sát từ xa sẽ tạo ra tính minh bạch, tối ưu hóa thời gian hoạt động và tạo ra một chiến lược bảo trì chủ động nhằm khắc phục các mối lo ngại về bảo mật
Sự thay đổi hiện tại để thực hiện việc giám sát từ xa và truy cập vào thiết bị công nghiệp sẽ tăng tốc với mong muốn tạo ra tính minh bạch, tối ưu hóa thời gian hoạt động và các chiến lược bảo trì chủ động nhằm khắc phục những lo ngại về bảo mật. Chúng ta cũng có thể thấy các giai đoạn đầu của truyền thông hướng bắc chuyển từ cấp độ điều khiển máy sang cấp độ thiết bị/thành phần khi người dùng cuối cho phép các nhà sản xuất OEM phục vụ họ tốt hơn với các thiết bị được kết nối. Những lo ngại về bảo mật tiếp tục là trở ngại lớn nhất mà người dùng cuối phải đối mặt khi xem xét sáng kiến IIoT. Tuy nhiên, các tổ chức vẫn lo ngại về máy móc trong nhà máy có mối liên hệ với thế giới bên ngoài. Mặc dù vậy, chúng tôi nhận thấy mối quan tâm này giảm dần khi các chuyên gia OT hợp tác chặt chẽ hơn với các chuyên gia và triển khai một giải pháp dữ liệu an toàn.
Ngoài ra còn có nhiều bằng chứng cho thấy việc thu thập và lưu trữ dữ liệu trên nền tảng đám mây đang thúc đẩy giá trị cho cả người dùng cuối và OEM đang cố gắng đa dạng hóa việc cung cấp sản phẩm và gia tăng giá trị. Các nhà sản xuất thiết bị đang đáp ứng bằng cách phát triển các sản phẩm giao tiếp với cả máy móc và thiết bị hướng nam với khả năng đưa ra quyết định tại chỗ cũng như lưu trữ và phân tích dữ liệu dựa trên đám mây. Khi chi phí uplink dữ liệu di động và các dịch vụ đám mây tiếp tục có xu hướng giảm, chi phí để kết nối các thiết bị không còn là trở ngại lớn.
Vậy điều này sẽ ảnh hưởng đến ngành công nghiệp của chúng ta như thế nào? Các tổ chức trong các lĩnh vực công nghiệp, công nghệ cao sẽ tiến bộ hơn với cách tiếp cận IIoT trong khi các công ty trong các ngành truyền thống sẽ tụt hậu cho đến khi xu hướng này trở thành một khuôn khổ phổ biến. Các nhà sản xuất thiết bị sẽ cần phải đáp ứng với sự cạnh tranh cung cấp tính năng dịch vụ và truy cập từ xa/thu thập dữ liệu. Cũng chính những nhà sản xuất này có thể nhận thấy dòng doanh thu của họ dần chuyển sang bán dịch vụ, hàng tiêu dùng hoặc thậm chí là các mô hình cho thuê sản phẩm.
6) OPC UA sẽ trở thành tiêu chuẩn IIoT thống trị trong tương lai
Khi không gian công nghiệp tiếp tục hiện đại hóa và hợp lý hóa hoạt động, ngày càng có nhiều công ty đang tìm cách triển khai các sáng kiến IIoT hoặc công nghiệp 4.0 trong nhà máy để cung cấp dữ liệu kịp thời và có thể hoạt động ngay giúp cho các quản lý cấp trên dễ dàng tiếp cận. Số hóa trong nhà máy có thể tăng hiệu quả và cải thiện thời gian hoạt động, mang lại lợi thế cạnh tranh; tuy nhiên, những thách thức nảy sinh khi các công ty cố gắng triển khai các sáng kiến IIoT hoặc công nghiệp 4.0 trong thế giới thực. Thông thường, một nhà máy bao gồm các hệ thống kế thừa khác nhau, cũng như các hệ thống hiện đại hơn có thể sử dụng các nền tảng PLC khác nhau để điều khiển. Hơn nữa, các công ty phải chọn một định dạng cho dữ liệu mà họ thu thập, để nó có thể dễ dàng được tích hợp vào hệ thống SCADA hoặc MES.
"... hơn 47 triệu sản phẩm tự động hóa được lắp đặt trên toàn cầu sử dụng công nghệ khách hàng OPC với một số khả năng."
OPC UA là một tiêu chuẩn giao tiếp an toàn, có thể tương tác và được thiết kế để trao đổi dữ liệu an toàn và đáng tin cậy trong các ứng dụng công nghiệp. Khi dữ liệu ở định dạng OPC UA, nó có thể dễ dàng được sử dụng bởi hầu hết các ứng dụng IIoT chính. Theo nhóm cố vấn ARC, hơn 47 triệu sản phẩm tự động hóa được lắp đặt trên toàn cầu sử dụng công nghệ khách hàng OPC ở một mức độ nào đó (dữ liệu từ arcweb). Hơn nữa, hơn 4.200 nhà cung cấp tự động hóa tạo ra hơn 35.000 sản phẩm sẵn sàng OPC UA mà chúng hoàn toàn độc lập và khác nhau, theo Hiệp hội tự động hóa Quốc tế (ISA). Con số này sẽ tiếp tục tăng lên khi nhu cầu về các nhà máy thông minh, nhu cầu về kết nối tăng, và nền tảng dữ liệu tiêu chuẩn xuất hiện. Bất kỳ chủ sở hữu doanh nghiệp nào đang tìm cách triển khai chiến lược IIoT đều sẽ được phục vụ tốt nhất, giúp cho OPC UA trở thành định dạng dữ liệu mà họ lựa chọn
Khi định dạng dữ liệu đã được chọn, bạn phải đưa ra quyết định về cách tổng hợp dữ liệu đó và gửi đến ứng dụng IIoT mong muốn. Một chủ doanh nghiệp phải cân bằng giữa chi phí triển khai và dễ sử dụng, chính vì thế, eWON Flexy là một lựa chọn hoàn hảo. Flexy tương thích với OPC UA và khả năng của máy khách, máy chủ. Hơn nữa, Flexy tích hợp sẵn hầu hết các giao thức PLC chính, vì vậy, việc ghi lại dữ liệu từ một máy có Rockwell PLC và gửi dữ liệu đó đến hệ thống MES dưới dạng dữ liệu OPC UA là vô cùng dễ dàng. Flexy cũng hỗ trợ ghi lại dữ liệu từ các thiết bị cũ, nối tiếp thông qua các thẻ mở rộng nối tiếp và dữ liệu từ các cảm biến sử dụng thẻ mở rộng I/O tùy chọn. Vậy nên, thao tác trích xuất dữ liệu cũng trở nên dễ dàng. Cho dù bạn cần dữ liệu cục bộ hay trên đám mây, Flexy có thể truyền thông tin đó một cách an toàn theo các khoảng thời gian đã định hoặc trong trường hợp khẩn cấp. Kết hợp tất cả các tính năng này với GUI trực quan và Flexy là sự lựa chọn rõ ràng và thông minh cho bất kỳ nỗ lực hiện đại hóa nhà máy nào.
7) Các mô hình kinh doanh mới xuất hiện - dựa trên quản lý từ xa
Ví dụ, trong thị trường sản xuất điện, việc quản lý từ xa các vi mạch mang đến một khái niệm “Năng lượng như một dịch vụ”. Mô hình kinh doanh EaaS này có thể được áp dụng cho cả nhà máy điện hòa lưới và không nối lưới, chuyển đổi cơ bản các khoản đầu tư vốn thành chi phí vận hành. Đối với các địa điểm nhỏ hơn, xa ngoài lưới điện, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, điều này cũng cho phép các mô hình kinh doanh mới "trả tiền khi khi sử dụng". Hơn nữa, kết nối từ xa tạo điều kiện liên kết nhiều microgrid để cân bằng những thay đổi về yêu cầu điện năng và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo.