acecook

Tự động hóa, học máy và chuỗi khối đang thúc đẩy tương lai của ngành sản xuất điện tử như thế nào

Số hóa công nghiệp
11/08/2023 17:50
Bài viết này xem xét các xu hướng tự động hóa chính trong sản xuất điện tử, bao gồm các lớp kết nối ngày càng tăng, nhu cầu an ninh mạng ngày càng tăng, triển khai ML chuyên biệt cũng như cách truy xuất nguồn gốc và MES hỗ trợ các số liệu, phân tích sản xuất theo thời gian thực.
aa

Bài viết này xem xét các xu hướng tự động hóa chính trong sản xuất điện tử, bao gồm các lớp kết nối ngày càng tăng, nhu cầu an ninh mạng ngày càng tăng, triển khai ML chuyên biệt cũng như cách truy xuất nguồn gốc và MES hỗ trợ các số liệu, phân tích sản xuất theo thời gian thực.

Gia tăng các tầng kết nối

IIoT trong ngành công nghiệp 4.0 bao gồm nhiều lớp mạng có dây và không dây hơn cho mạng cảm biến, robot di động tự động (AMR) và các hệ thống khác. Ví dụ: IO-Link được phát triển để cung cấp kết nối mạng có dây được đơn giản hóa cho số lượng lớn cảm biến, bộ truyền động, chỉ báo và các thiết bị cạnh cũ chưa được kết nối trước đây cho các mạng cấp cao hơn như Ethernet IP, Modbus TCP/IP và PROFINET. Với IO-Link, đầu vào và đầu ra (IO) của các thiết bị này được thu thập và chuyển đổi thành giao thức IO-Link để kết nối nối tiếp được xác định trong IEC 61131-9 bằng một cáp không có vỏ bọc 4 hoặc 5 dây được xác định trong IEC 60974- 5-2 (Hình 1). Ngoài việc cung cấp một lớp mạng mới để nắm bắt thông tin chi tiết hơn về các quy trình của nhà máy, IO-Link hỗ trợ triển khai nhanh chóng và cấu hình, giám sát và chẩn đoán từ xa của các thiết bị được kết nối để hỗ trợ các thay đổi về quy trình và dây chuyền cần thiết cho việc tùy chỉnh hàng loạt trong các nhà máy Công nghiệp 4.0.

tu dong hoa hoc may va chuoi khoi dang thuc day tuong lai cua nganh san xuat dien tu nhu the nao
Hình 1: IO-Link có thể được sử dụng để kết nối các cảm biến và các thiết bị khác bằng các giao diện đa dạng với mạng Ethernet, PROFINET hoặc Modbus. (Nguồn hình ảnh: Banner Engineering )

Các thiết bị IIoT không dây, từ cảm biến đến robot cũng góp phần vào sự phát triển của các lớp mạng. Các giao thức không dây khác nhau, bao gồm Wi-Fi, 5G, LTE và các giao thức khác, được sử dụng trong các nhà máy hiện đại. Ví dụ: AMR sử dụng kết hợp các cảm biến tích hợp và kết nối Wi-Fi để hiểu môi trường của chúng, xác định các chướng ngại vật có thể xảy ra và di chuyển an toàn và hiệu quả từ nơi này sang nơi khác. Robot cộng tác (cobot) được thiết kế để làm việc với con người nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động và thường yêu cầu kết nối không dây. Trong một số trường hợp, AMR di chuyển cobot từ nhiệm vụ này sang nhiệm vụ khác khi cần thiết (Hình 2).

tu dong hoa hoc may va chuoi khoi dang thuc day tuong lai cua nganh san xuat dien tu nhu the nao
Hình 2: Một AMR (phía dưới) có thể điều hướng từ nơi này sang nơi khác bằng cách sử dụng kết hợp các cảm biến trên bo mạch và kết nối không dây, đồng thời nhặt và di chuyển một cubit (trên cùng) đến một máy trạm mới. (Nguồn ảnh: Omron )

Gia tăng mối nguy hiểm trên mạng

Các lớp ngày càng tăng trong các mạng công nghiệp, kết hợp với sự bùng nổ về số lượng thiết bị được kết nối, dẫn đến số lượng vectơ đe dọa bảo mật và các mối nguy hiểm trên mạng cũng ngày càng tăng. Một số tiêu chuẩn và phương pháp bảo mật dành riêng cho công nghiệp và IoT đã được phát triển, bao gồm Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC) 62443 và Tiêu chuẩn đánh giá bảo mật cho nền tảng IoT (SESIP).

IEC 62443 là một loạt các tiêu chuẩn được phát triển bởi ủy ban 99 của Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) và được IEC phê duyệt. IEC 62443 là bộ tiêu chuẩn dài hơn 800 trang dành cho Hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp (IACS) trong 14 tiểu mục và bốn tầng (Hình 3). Các phần chính xác định các yêu cầu bảo mật và phát triển sản phẩm cho các thành phần là: IEC 62443-4-1: Yêu cầu vòng đời phát triển bảo mật sản phẩm – xác định vòng đời phát triển sản phẩm bảo mật bao gồm định nghĩa yêu cầu ban đầu, thiết kế và triển khai bảo mật, xác minh và xác thực, quản lý lỗi và vá lỗi cũng như kết thúc vòng đời.

IEC 62443-4-2: Bảo mật cho các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp: Yêu cầu bảo mật kỹ thuật cho các thành phần IACS – chỉ định các khả năng bảo mật cho phép một thành phần giảm thiểu các mối đe dọa đối với một mức độ bảo mật nhất định.

tu dong hoa hoc may va chuoi khoi dang thuc day tuong lai cua nganh san xuat dien tu nhu the nao
Hình 3: IEC 62443 là một bộ tiêu chuẩn bảo mật IACS toàn diện. (Nguồn ảnh: IEC)

ML từ đám mây đến biên

ML là một công cụ hỗ trợ chính của tự động hóa thông minh, hỗ trợ cải tiến quy trình liên tục và các sản phẩm chất lượng cao. Việc sử dụng mạng nơ ron là một kỹ thuật ML được thiết lập tốt trong Công nghiệp 4.0. Nó bắt đầu được bổ sung với học sâu trên đám mây. Học sâu thêm một khung thuật toán hướng mục tiêu vào lõi mạng nơ ron. Ban đầu, việc ứng dụng kỹ thuật học sâu chỉ giới hạn trong các môi trường có thể lặp lại như chơi trò chơi. Ngày nay, các thuật toán có thể hoạt động trong các môi trường ảo. Trong tương lai, việc triển khai học sâu nâng cao có thể tiến tới ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

ML không chỉ có trên đám mây; nó được triển khai tận khu vực nhà máy. Các khe cắm mở rộng trong PC công nghiệp bộ điều khiển khả trình trong nhà máy ngày càng lưu trữ các thẻ tăng tốc ML và AI để kiểm soát quy trình thông minh.

Việc sử dụng ML trong các ứng dụng cảm biến đang phát triển nhanh chóng. Một ví dụ về ứng dụng ML là phân tích cảm biến IIoT trong các thiết bị biên chạy bằng pin hoặc sủ dụng năng lượng.

tu dong hoa hoc may va chuoi khoi dang thuc day tuong lai cua nganh san xuat dien tu nhu the nao
Hình 4: Bộ máy học tí hon của Arduino được thiết kế để phát triển các ứng dụng cảm biến IIoT. (Nguồn ảnh: Digi-Key)

Số liệu và phân tích thời gian thực

Số liệu và phân tích thời gian thực là những khía cạnh thiết yếu của tự động hóa thông minh. Truy xuất nguồn gốc 4.0 kết hợp khả năng hiển thị sản phẩm, khả năng hiển thị chuỗi cung ứng và khả năng hiển thị chi tiết đơn hàng từ các thế hệ truy xuất nguồn gốc trước đây. Ngoài ra, nó bao gồm tất cả các thông số của máy và quy trình, đồng thời hỗ trợ các số liệu về hiệu quả của thiết bị tổng thể (OEE) nhằm tối ưu hóa các quy trình sản xuất (Hình 5) .

tu dong hoa hoc may va chuoi khoi dang thuc day tuong lai cua nganh san xuat dien tu nhu the nao
Hình 5: Truy xuất nguồn gốc 4.0 là một triển khai toàn diện hỗ trợ các yêu cầu đa dạng của hoạt động Công nghiệp 4.0. (Nguồn ảnh: Omron)

Khả năng truy xuất nguồn gốc rất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất thiết bị y tế đến ô tô và hàng không vũ trụ. Hệ thống ô tô và hàng không vũ trụ có thể có hàng chục nghìn bộ phận để theo dõi, từ lịch sử, kích thước hình học của từng bộ phận riêng lẻ (GD&T).

Truy xuất nguồn gốc có thể cải thiện độ chính xác và hiệu quả của việc thực hiện thu hồi sản phẩm. Nó cho phép nhà sản xuất xác định tất cả các sản phẩm bị ảnh hưởng và nhà cung cấp hoặc các nhà cung cấp của bất kỳ thành phần bị lỗi nào.

Các hành động khắc phục và phòng ngừa có thể được tăng tốc thông qua việc sử dụng truy xuất nguồn gốc. Giống như việc thu hồi sản phẩm, việc biết được nguồn gốc đầy đủ của sản phẩm cho phép các nhà sản xuất nhắm mục tiêu và lên lịch hiệu quả cho các hoạt động dịch vụ và bảo trì cho các sản phẩm tại hiện trường.

Truy xuất nguồn gốc và MES

Việc triển khai MES hợp nhất kết hợp khả năng truy xuất nguồn gốc có thể tạo ra cơ sở dữ liệu có thể tìm kiếm được về tất cả thông tin liên quan đến các sản phẩm riêng lẻ, bao gồm các thiết kế theo kế hoạch và kết quả khi triển khai. Ví dụ: truy xuất nguồn gốc được sử dụng để theo dõi các thành phần và vật liệu riêng lẻ khi chúng đến nơi, bao gồm dữ liệu kiểm tra chất lượng đầu vào, vị trí của nhà máy cung cấp,… trước khi bắt đầu sản xuất. MES xác minh thông tin đó dựa trên thiết kế đã lên kế hoạch và đưa vào các hoạt động lắp ráp và hoạt động trong cơ sở dữ liệu quy trình.

Dữ liệu truy xuất nguồn gốc do IIoT cung cấp kết hợp với MES hỗ trợ tùy chỉnh hàng loạt sản phẩm trong Công nghiệp 4.0. MES cho phép sử dụng đúng nguyên liệu, quy trình và các nguồn lực khác ở đúng nơi để đảm bảo chi phí sản xuất thấp nhất và kết quả chất lượng cao nhất. Ngoài ra, MES và truy xuất nguồn gốc có thể kết hợp và chứng minh sự tuân thủ các quy định của chính phủ và giúp kiểm toán viên hoặc những người khác dễ dàng truy cập dữ liệu theo yêu cầu.

Chuỗi khối

Trong một chuỗi cung ứng có nhiều người tham gia, blockchain có thể cải thiện hiệu quả giao dịch và làm cho các giao dịch có thể xác minh và chống giả mạo. Hai ví dụ về lợi ích của việc sử dụng blockchain trong các hoạt động của chuỗi cung ứng bao gồm:

Thay thế các quy trình thủ công. Các quy trình dựa trên giấy thủ công dựa trên chữ ký hoặc các hình thức xác minh vật lý khác có thể được cải thiện bằng cách sử dụng chuỗi khối. Tuy nhiên, số lượng người tham gia trong sổ cái phải hữu hạn và dễ nhận biết. Một công ty giao hàng với cơ sở dữ liệu thay đổi liên tục về những khách hàng xa lạ có thể không phải là ứng cử viên sáng giá cho blockchain.

Tăng cường truy xuất nguồn gốc. Chuỗi khối có thể cung cấp một công cụ tốt để cải thiện tính minh bạch của chuỗi cung ứng và đáp ứng các yêu cầu về thông tin tiêu dùng và quy định ngày càng tăng. Ví dụ: chuỗi khối có thể hỗ trợ Đạo luật bảo mật và chuỗi cung ứng dược phẩm và ủy quyền nhận dạng thiết bị duy nhất từ ​​​​Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ. Trong ngành ô tô và các ngành công nghiệp khác, các nhà cung cấp trong toàn bộ chuỗi cung ứng có thể tham gia vào việc triển khai thu hồi và chuỗi khối có thể cung cấp một công cụ tốt để triển khai nguyên tắc truy xuất nguồn gốc do nhóm ngành ô tô triển khai.

Theo Jeff Shepard (DigiKey)

mca
Tin bài khác
Smart Factory: Xu hướng tất yếu của doanh nghiệp Việt trong kỷ nguyên 4.0

Smart Factory: Xu hướng tất yếu của doanh nghiệp Việt trong kỷ nguyên 4.0

Diễn ra trong khuôn khổ Secutech Vietnam 2025, Hội thảo “Công nghệ Tự động hóa và Nhà máy Thông minh” đã trở thành diễn đàn thảo luận thiết thực về hành trình để Việt Nam xây dựng Smart Factory. Trong bối cảnh “thập kỷ vàng” thu hút dòng dịch chuyển sản xuất toàn cầu, câu hỏi lớn không nằm ở việc công nghệ đã sẵn có đến đâu, mà ở cách Việt Nam triển khai thế nào để biến cơ hội này thành lợi thế cạnh tranh lâu dài.
Nhân dân nô nức cổ vũ buổi tổng hợp luyện đầu tiên diễu binh kỷ niệm 80 năm Quốc khánh

Nhân dân nô nức cổ vũ buổi tổng hợp luyện đầu tiên diễu binh kỷ niệm 80 năm Quốc khánh

Tối 21/8, không khí tại Quảng trường Ba Đình trở nên náo nức khi hàng nghìn người dân Thủ đô và các tỉnh thành đổ về theo dõi buổi hợp luyện diễu binh đầu tiên.
Thị trường chứng khoán ngày 22/8:  VN-Index mất hơn 42 điểm, khối ngoại nối dài chuỗi bán ròng

Thị trường chứng khoán ngày 22/8: VN-Index mất hơn 42 điểm, khối ngoại nối dài chuỗi bán ròng

Sau khi lập đỉnh mới, thị trường chứng khoán đảo chiều mạnh trong phiên 22/8. Lực bán lan rộng tại nhóm ngân hàng và chứng khoán kéo VN-Index giảm sâu nhất trong gần một tháng, trong khi khối ngoại tiếp tục bán ròng hơn 1.300 tỷ đồng, đánh dấu phiên thứ 12 liên tiếp.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/8/2025: Tuổi Tý tiến triển tốt, tuổi Mùi tránh thị phi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/8/2025: Tuổi Tý tiến triển tốt, tuổi Mùi tránh thị phi

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 23/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
BIDV được vinh danh “Top 50 công ty niêm yết tốt nhất Việt Nam”

BIDV được vinh danh “Top 50 công ty niêm yết tốt nhất Việt Nam”

Ngày 21/8/2025, tại TP. Hồ Chí Minh, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) đã được vinh danh trong Top 50 công ty niêm yết tốt nhất Việt Nam theo bảng xếp hạng của Tạp chí Forbes Việt Nam.
Điểm chuẩn HUST cao nhất là 29,39 điểm, các ngành công nghệ lấy từ 27 điểm trở lên

Điểm chuẩn HUST cao nhất là 29,39 điểm, các ngành công nghệ lấy từ 27 điểm trở lên

Chiều nay (22/8), Đại học Bách khoa Hà Nội công bố điểm chuẩn xét tuyển đại học vào 65 chương trình đào tạo năm 2025, theo đó, mức điểm chuẩn dao động từ 19,00 đến 29,39 theo điểm thi tốt nghiệp THPT. Điểm các ngành công nghệ mũi nhọn như công nghệ bán dẫn, AI có điểm chuẩn từ 27 điểm.
Bọ cánh cứng “người máy” tí hon có thể cứu người trong tình huống khẩn cấp

Bọ cánh cứng “người máy” tí hon có thể cứu người trong tình huống khẩn cấp

Các nhà khoa học đang biến những con bọ thật thành công cụ cứu hộ điều khiển từ xa, có khả năng di chuyển tới những nơi nguy hiểm mà robot hay con người khó tiếp cận.
Masterise Group: Tăng trưởng thần tốc và hành trình kiến tạo chuẩn sống quốc tế

Masterise Group: Tăng trưởng thần tốc và hành trình kiến tạo chuẩn sống quốc tế

Từ một doanh nghiệp nội địa với tầm nhìn phát triển khu dân cư hiện đại, Công ty Cổ phần Tập đoàn Masterise đã từng bước vươn mình trở thành nhà phát triển bất động sản hàng đầu trong phân khúc cao cấp, sở hữu danh mục Branded Residences lớn nhất Đông Nam Á. Trên hành trình đó, mỗi lần tăng vốn điều lệ không chỉ là dấu mốc về tài chính, mà còn là khởi điểm cho những tham vọng kiến tạo đẳng cấp sống mới tại Việt Nam.
Đại học Bách khoa Hà Nội và NIC ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác thực hiện dự án ViGen

Đại học Bách khoa Hà Nội và NIC ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác thực hiện dự án ViGen

Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) vừa tổ chức Lễ công bố Chương trình "Học viện AI Việt Nam", khởi động một mô hình đào tạo tiên tiến, hiện đại về AI, nhằm cung cấp nguồn nhân lực công nghệ cao, thúc đẩy một tương lai số bền vững. Trong khuôn khổ buổi lễ, HUST và Trung tâm Đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC) đã ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác thực hiện dự án ViGen.
Nhận định phiên giao dịch 22/8: VN-Index hướng tới mốc 1.700 điểm

Nhận định phiên giao dịch 22/8: VN-Index hướng tới mốc 1.700 điểm

Trong phiên 21/8, thị trường chứng khoán tiếp tục duy trì đà tăng mạnh mẽ. VN-Index mở cửa với gap-up, nhanh chóng vượt ngưỡng 1.680 điểm chỉ sau nửa giờ giao dịch và đóng cửa ở mức 1.688 điểm, tăng gần 24 điểm, tương đương 1,42% so với phiên trước. Dù vậy, xu hướng tăng chủ yếu đến từ nhóm cổ phiếu trụ, khiến độ rộng thị trường chưa thực sự khả quan.
song-gia-tri