acecook

Hệ thống tự động điều khiển các quá trình công nghệ trong doanh nghiệp: ưu điểm và nhược điểm

Kỹ thuật điều khiển
07/06/2024 15:38
APCS được hiểu là sự thay thế các chức năng và quy trình hoạt động, vốn do con người thực hiện được chuyển sang thực hiện bằng một hệ thống tự động hóa, hệ thống đó bao gồm các cảm biến; các loại van; các loại thiết bị (điện, thủy lực, cơ khí, khí, PC,…) và các phần mềm tương thích.
aa

Một trong những yếu tố tạo nên một thế giới hiện đại, chính là sự tham gia của tiến bộ khoa học và công nghệ. Ngày nay chứng kiến sự tham gia tích cực của tất cả các loại hệ thống tự động hóa để thu thập thông tin và kiểm soát các quá trình công nghệ trong các loại hình doanh nghiệp khác nhau.

• Bảo mật thông tin trong mạng DCS các quá trình công nghệ được tự động hóa

Hệ thống tự động điều khiển các quá trình công nghệ (Automated process control system – APCS), được hiểu là sự thay thế các chức năng và quy trình hoạt động, vốn do con người thực hiện được chuyển sang thực hiện bằng một hệ thống tự động hóa, hệ thống đó bao gồm các cảm biến; các loại van; các loại thiết bị (điện, thủy lực, cơ khí, khí, PC,…) và các phần mềm tương thích.

Các loại APCS này có tác dụng: đơn giản hóa cuộc sống của con người bình thường; giảm nguy cơ tai nạn. Tuy nhiên, trong sản xuất thì ACPS, dù có hiện đại đến đâu cũng không thể có quyết định cuối cùng, quyết định đó vẫn phải do con người đưa ra.

APCS – đây là một tổ hợp “con người-máy móc”, cung cấp khả năng điều khiển các quá trình công nghệ tại các doanh nghiệp công nghiệp cơ giới hóa và tự động hóa hiện đại. Mục tiêu chính của APCS là tối ưu hóa các quá trình công nghệ, được đặc trưng bởi số lượng lớn các tham số và tình phức tạp của các thuật toán điều khiển [1].

Theo ГОСТ 34.003-90 thì ACPS – hệ thống tự động hóa, bao gồm các nhân sự và một bộ phương tiện thực hiện tự động điều khiển các quá trình công nghệ [2].

Một hệ thống điều khiển quá trình công nghệ thường có vài cấp độ, mỗi cấp độ là một đáp án cho một số chức năng và nhiệm vụ nhất định. Dưới đây là các cấp độ chính của APCS.

  1. Cấp quản lý doanh nghiệp (Enterprise Manageme-nt Level – EML)

Cấp độ này của APCS bao gồm trong nó các chức năng quản lý: lập kế hoạch sản xuất; kiểm soát nguồn nhân lực và quản lý nhân sự. Ở cấp độ này, các quyết định chiến lược được đưa ra và các mục tiêu sản xuất được hình thành. Trong APCS, cấp độ này thường được thể hiện bằng hệ thống hoạnh định nguồn lực của doanh nghiệp (Enterprise Resoutce Planning ERP), ví dụ, H. 1.

he thong tu dong dieu khien cac qua trinh cong nghe trong doanh nghiep uu diem va nhuoc diem
H. 1. Enterprise Resoutce Planning – ERP

  1. Cấp quản lý sản xuất (Production Management Le-vel – PML)

Ở cấp độ này, quy trình sản xuất và giám sát thiết bị trên dây chuyền sản xuất được thực hiện. Nhiệm vụ của PML là quản lý dự trữ nguyên liệu và vật tư trong kho; lập kế hoạch sản xuất; kiểm soát chất lượng sản phẩm. Cấp độ này của APCS thường được thể hiện ở hệ thống quản lý sản xuất tích hợp công nghệ tốt để gia tăng tối đa hiệu quả vận hành nhà máy (Manufacturing Execu-tion System – MES), thí dụ H. 2.

he thong tu dong dieu khien cac qua trinh cong nghe trong doanh nghiep uu diem va nhuoc diem
H. 2. Manufacturing Excution System — MES

  1. Cấp quản lý quá trình (Process Management — PM)

Cấp độ này của APCS thực hiện giám sát và quản lý các quá trình công nghệ tại doanh nghiệp. Bao gồm trong hệ thống này là thu thập và phân tích dữ liệu từ các cảm biến; điều chỉnh các tham số của quá trình và phản ứng với những thay đổi trong thời gian thực. Cấp độ này của APCS được thể hiện bởi: hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervision Control and Data Acquisition – SCADA), thí dụ H. 3; hệ thống điều khiển phân tán (Distributed Control System – DCS), ví dụ H. 4; và một vài hệ thống khác.

he thong tu dong dieu khien cac qua trinh cong nghe trong doanh nghiep uu diem va nhuoc diem
H. 3. Màn hình SCADA cho một quá trình công nghệ

he thong tu dong dieu khien cac qua trinh cong nghe trong doanh nghiep uu diem va nhuoc diem
H. 4. Cấu hình tổng quan của DCS

  1. Cấp quản lý thiết bị (Equipment Management – EM)

Cấp độ này của APCS thực hiện sự quản lý các thiết bị và cơ cấu cụ thể trong quá trình sản xuất. Bao gồm trong EM là kiểm soát và quản lý: các động cơ; các bơm; các van; các bộ truyền động; và các thiết bị khác.

Thông thường thì cấp độ này được thể hiện ở bộ điều khiển sử dụng bộ điều khiển lập trình (Programmable Logic Controller – PLC), ví dụ H. 5, hoặc các thiết bị tự động hóa khác.

he thong tu dong dieu khien cac qua trinh cong nghe trong doanh nghiep uu diem va nhuoc diem
H. 5. PLC quản lý các thiết bị

Các cấp độ nêu trên tương tác với nhau và có thể sắp xếp như ví dụ H. 6, chúng bảo đảm tự động hóa và kiểm soát hoàn toàn các quá trình sản xuất trong doanh nghiệp. APCS cho phép nâng cao chất lượng sản xuất và quản lý tốt hơn nguồn lực sản xuất thông qua hiện thực hóa các luật quản lý.

he thong tu dong dieu khien cac qua trinh cong nghe trong doanh nghiep uu diem va nhuoc diem
H. 6. Sắp xếp cấp độ các hệ thuộc APCS trong doanh nghiệp công nghiệp

Trường hợp lý tưởng nhất khi sử dụng APCS là tối thiểu hóa các chi phí cho sản xuất. Điều này có nghĩa là tổ hợp công nghệ và bản thân từng công nghệ phải được thiết kế-chế tạo sao cho chúng có kích thước và trọng lượng nhỏ nhất.

Các thiết bị phải có thiết kế-chế tạo sao cho bảo đảm các loại tổn thất khi chúng hoạt động là nhỏ nhất, còn công nghệ của chúng – sử dụng tối đa sản phẩm và năng lượng ban đầu. Cuối cùng, vận hành quá trình công nghệ cần bảo đảm cho ra đời sản phẩm có dung sai và khuyết tật là tối thiểu [3].

Việc triển khai tự động hóa trong doanh nghiệp là một quá trình phức tạp và tốn nhiều tài nguyên, đòi hỏi đầu tư tài chính và thời gian đáng kể. Đây là lý do tại sao nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp có nguồn tài chính hạn chế, có thể chỉ thực hiện được tự động hóa một phần. Sự tự động hóa một phần, được hiểu là chỉ áp dụng tự động hóa ở một số khu vực nhất định hoặc ở một vài giai đoạn của quá trình sản xuất, là những nơi phù hợp nhất cho sự tự động hóa hoặc quan trọng nhất cho chất lượng sản phẩm trong toán bộ quá trình sản xuất. Ví dụ, chỉ tự động hóa quá trình đóng gói hoặc kiểm soát chất lượng – những khâu đem lại lợi ích lớn khi tự động hóa.

Cách tiếp cận như vậy cho phép các doanh nghiệp triển khai tự động hóa toàn bộ một cách dần dần, giảm thiểu được các rủi ro về tài chính và phù hợp các đặc tình riêng của doanh nghiệp tại thời điểm thực hiện tự động hóa. Kết hợp cả hai sẽ cho doanh nghiệp chuyển đổi về chất để tiếp tục thực hiện tự động hóa tiếp theo với đặc tính riêng của doanh nghiệp đã thay đổi theo hướng tốt hơn. Ngoài ra, chính việc tự động hóa một phần (hoặc coi là tự động hóa toàn phần nhưng chia thành nhiều giai đoạn) giúp doanh nghiệp đánh giá đúng hiệu quả của các công nghệ mới sau từng giai đoạn (đặc biệt là ở giai đoạn đầu) để có thể điều chỉnh chiến lược triển khai nếu thấy cần thiết.

Như vậy, các doanh nghiệp có thể triển khai tự động hóa một cách dần dần, từng giai đoạn sẽ thực hiện thông minh dần lên dựa trên kết quả đạt được của giai đoạn trước, điều này cho phép doanh nghiệp cập nhật dần dần các quy trình sản xuất theo hướng tốt dần lên và duy trì được tình cạnh tranh trong thế giới hiện đại.

Bên cạnh những ưu điểm nêu trên thì tự động hóa cũng có những vấn đề riêng trong lĩnh vực sản xuất, nổi bật nhất là nó gây ra tình trạng thất nghiệp bởi sự thay thế lao động của con người bằng thiết bị máy móc và các hệ thống tự động điều khiển. Chính vì điều này, nảy sinh vấn đề phải đào tạo và đào tạo lại để có nguồn nhân lực mới có thể thích ứng nhanh với các yêu cầu mới của thị trường lao động.

Một vấn đề lớn nữa là tình trạng thiếu nhân sự trình độ cao trong quá trình tự động hóa quá trình sản xuất tại các doanh nghiệp. Tồn tại một nghịch lý là thường có nhiều nhân lực có kinh nghiệm khi làm việc với hệ thống thủ công, sau khi tự động hóa thì lượng nhân lực này lại không đủ trình độ để hiểu được “ruột” của tự động hóa, còn nhân lực trẻ thì lại thiếu kinh nghiệm về chất lượng “ruột” của sản phẩm, đòi hỏi nhân lực luôn được cập nhật về trình độ.

Dựa trên sự phân tích nêu trên, có thể kết luận rằng, tự động hóa sản xuất, bao gồm trong đó có sự triển khai ACPS là yếu tố chính cho sự phát triển công nghiệp hiện đại. Vai trò của ACPS, không chỉ trong tối ưu hóa các quá trình, mà còn tạo ra các điều kiện cho tăng trưởng ổn định và nâng cao chất lượng sản phẩm. Từ đó, giúp doanh nghiệp hoạt động hiệu quả hơn và có tác động tốt đến khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp trong thị trường hàng hóa và dịch vụ mang tính toàn cầu.

Nguyễn Tiến Dũng
Bauman Moscow State Technical University

Tài liệu tham khảo

[1] Словарь. Режим доступа: http://www.asutp.ru.

[2] Электронный фонд правовых и нормативных документов. Режим доступа: ГОСТ 34.003–90 Ин-формационная технология (ИТ). Комплекс станда-ртов на автоматизированные системы. Автомат-изированные системы. Термины и определения (с Поправкой) — docs.cntd.ru.

[3] Меньков А. В. Теоретические основы автома-тизированного управления / А. В. Меньков, В. А. Острейковский. Учебник для вузов. М.: Изда-тельство Оникс, 2005. 640 с.: ил

mca
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/8/2025: Tuổi Ngọ dễ vướng mâu thuẫn, tuổi Mão tràn đầy nhiệt huyết

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/8/2025: Tuổi Ngọ dễ vướng mâu thuẫn, tuổi Mão tràn đầy nhiệt huyết

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 1/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 31/7: Dòng tiền mạnh giúp chỉ số “rút chân” tích cực

Thị trường chứng khoán ngày 31/7: Dòng tiền mạnh giúp chỉ số “rút chân” tích cực

Sau khi mở cửa đầy tích cực và có thời điểm vượt mốc 1.520 điểm, thị trường đã bất ngờ đảo chiều khiến VN Index có lúc mất mốc 1.490 điểm. Tuy nhiên, lực cầu quay trở lại mạnh mẽ vào phiên chiều đã giúp chỉ số thu hẹp đà giảm đáng kể. Kết phiên, VN Index chỉ còn giảm nhẹ hơn 5 điểm, cho thấy tâm lý nhà đầu tư vẫn khá chủ động và dòng tiền chưa hề rút lui.
Dữ liệu và AI đang trở thành

Dữ liệu và AI đang trở thành 'nguồn điện thứ hai' cho ngành năng lượng

Ngành năng lượng Việt Nam đang đứng trước thời điểm bản lề để chuyển đổi, nơi dòng điện không chỉ đến từ lưới điện vật lý, mà còn qua sức mạnh của quản trị dữ liệu và trí tuệ nhân tạo (AI).
Từ 1/8: Hà Nội dùng robot, công nghệ hỗ trợ người dân làm thủ tục hành chính

Từ 1/8: Hà Nội dùng robot, công nghệ hỗ trợ người dân làm thủ tục hành chính

Người dân Hà Nội sắp được sử dụng miễn phí các tiện ích công nghệ như WiFi tốc độ cao, robot hỗ trợ đọc văn bản, thiết bị định hướng cho người khiếm thị tại các điểm hành chính công từ tháng 8/2025.
Trong thời gian tới, Bộ GDĐT nới lỏng quy định dạy thêm, học thêm tại trường

Trong thời gian tới, Bộ GDĐT nới lỏng quy định dạy thêm, học thêm tại trường

Trước Kỳ họp thứ 9 của Quốc hội, nhiều cử tri các tỉnh băn khoăn về quy định cấm dạy thêm (Theo Thông tư 29/2024/TT-BGDĐT). Xét trên nhiều góc độ, Bộ trưởng Bộ GDĐT Nguyễn Kim Sơn cho biết, Bộ sẽ nới lỏng quy định dạy thêm, học thêm, cho phép các đơn vị đào tạo dạy 2 buổi/ngày, trong đó có chương trình dạy thêm, học thêm tại trường, dưới sự quản lý chặt chẽ của ngành giáo dục.
Văn phòng đại diện VAA tại TP.HCM sẽ cùng Trung ương Hội đẩy mạnh đào tạo nhân lực chất lượng cao cho doanh nghiệp

Văn phòng đại diện VAA tại TP.HCM sẽ cùng Trung ương Hội đẩy mạnh đào tạo nhân lực chất lượng cao cho doanh nghiệp

Hiện nay, công nghệ tự động hóa, trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) đang định hình lại cách thức sản xuất và kinh doanh đối với doanh nghiệp. Do đó, trong thời gian tới, Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) sẽ tiếp tục phát huy những thành tựu đã đạt được, nắm bắt xu hướng công nghệ mới và đẩy mạnh hoạt động đào tạo, nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực trong lĩnh vực tự động hóa cho các doanh nghiệp.
Đầu nối cho sản xuất thông minh

Đầu nối cho sản xuất thông minh

Trí tuệ nhân tạo đang thúc đẩy một làn sóng đổi mới chưa từng có trong ngành sản xuất, nơi các hệ thống tĩnh truyền thống được thay thế bằng những mạng lưới tự động hóa thích ứng và giàu dữ liệu. Nhưng để AI thực sự phát huy sức mạnh trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, một thành phần vật lý tưởng chừng "nhỏ bé" lại đóng vai trò sống còn, đầu nối công nghiệp.
Nhận định phiên giao dịch ngày 31/7: Cẩn trọng trước mốc kháng cự quan trọng 1.515–1.520 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 31/7: Cẩn trọng trước mốc kháng cự quan trọng 1.515–1.520 điểm

Thị trường ngày 30/7 không chỉ hồi phục mà còn cho thấy tín hiệu xu hướng rõ ràng với sự tham gia mạnh mẽ của dòng tiền thông minh. Trong bối cảnh đó, việc lựa chọn đúng cổ phiếu, đúng ngành đang trở thành yếu tố then chốt quyết định thành bại. Ngoài ra, nhà đầu tư cũng cần cẩn trọng trước vùng kháng cự 1.515–1.520 điểm.
Nữ chiến sĩ Trường Sơn hồi sinh ca trù

Nữ chiến sĩ Trường Sơn hồi sinh ca trù

Ngoài 70 tuổi, thương binh, Nghệ nhân Ưu tú Phùng Thị Hồng (Phương Hồng) vẫn đều đặn đi xe bus đến các câu lạc bộ tại Hà Nội và các tỉnh, thành phố lân cận để truyền dạy nghệ thuật ca trù. Bỏ qua những khó khăn về sức khỏe, đường xa, bà Hồng vẫn cần mẫn gieo tình yêu ca trù đến cộng đồng.
Việt Nam -

Việt Nam - 'Cứ điểm chiến lược' cho các tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới

Dự và phát biểu tại lễ khánh thành Nhà máy Coherent tại Khu Công nghiệp Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai) vào sáng 28/7, Phó Thủ tướng Nguyễn Chí Dũng nhận định, đây là một bước tiến quan trọng trong chiến lược phát triển công nghệ toàn cầu của Tập đoàn Coherent (Hoa Kỳ), đồng thời là minh chứng sinh động cho sự tin tưởng ngày càng gia tăng của các tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới đối với môi trường đầu tư và tiềm năng phát triển của Việt Nam.