Nhà máy tối (Dark Factory) là gì?

Nhà máy tối (Dark Factory) là nhà máy hoạt động hoàn toàn tự động mà không có bất kỳ sự can thiệp hoặc giám sát nào của con người. Thuật ngữ "tối" mang ý nghĩa không có sự hiện diện của con người hoặc không cần đèn chiếu sáng, vì nhà máy có thể hoạt động độc lập trong bóng tối.  

Nhờ sử dụng công nghệ tiên tiến như robot, trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT) mà nhà máy có thể vận hành 24/7 và có thể thích ứng nhanh chóng với những thay đổi về nhu cầu hoặc yêu cầu sản xuất. 

Cốt lõi của Dark Factory

Dark Factory là một hệ thống tích hợp phức tạp, nơi các thiết bị tự động, phần mềm điều khiển, và hệ thống truyền thông công nghiệp phối hợp chặt chẽ để thực hiện quy trình sản xuất một cách trơn tru và chính xác. Dưới đây là các thành phần chính trong một nhà máy “Dark Factory”:  

1. PLC (Programmable Logic Controller)

PLC là một thiết bị điều khiển trung tâm, đóng vai trò là "bộ não" điều khiển các máy móc tự động. PLC được lập trình sẵn để thực hiện các chuỗi lệnh logic, nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến và công tắc, sau đó xử lý và gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị chấp hành như động cơ, xi lanh, hoặc van.  

2. DCS – Hệ thống điều khiển phân tán

DCS (Distributed Control System) là một hệ thống điều khiển có cấu trúc phân tán, thường được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất quy mô lớn hoặc có tính chất liên tục như hóa chất, thực phẩm, hoặc năng lượng.  

Khác với PLC, DCS chia nhỏ hệ thống điều khiển thành nhiều bộ phận hoạt động độc lập nhưng vẫn kết nối và quản lý tập trung thông qua mạng truyền thông.  

3. Thiết bị công nghiệp hiện trường (Field Devices)

Thiết bị hiện trường là tập hợp các cảm biến và thiết bị chấp hành được lắp đặt trực tiếp tại khu vực sản xuất. Các cảm biến đảm nhiệm việc thu thập thông tin như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, vị trí, tốc độ,... và truyền dữ liệu về bộ điều khiển trung tâm (PLC hoặc DCS).  

Ngược lại, thiết bị chấp hành như động cơ, xi lanh khí nén, hoặc van điện từ sẽ thực thi các lệnh điều khiển đã được xử lý.  

4. Hệ thống mạng và truyền thông công nghiệp

Hệ thống truyền thông công nghiệp là nền tảng giúp các thiết bị trong nhà máy giao tiếp và phối hợp với nhau thông qua các giao thức truyền dữ liệu chuyên dụng như PROFINET, EtherCAT, Modbus, hoặc CANopen.  

Khác với mạng văn phòng thông thường, mạng công nghiệp yêu cầu độ ổn định cao, tốc độ truyền nhanh và khả năng chống nhiễu tốt để đảm bảo dữ liệu giữa các bộ điều khiển, cảm biến và máy móc được truyền đi chính xác theo thời gian thực.  

5. HMI – Giao diện người và máy

HMI (Human Machine Interface) là thiết bị giao tiếp trực quan giữa con người và máy móc. Đây thường là các màn hình cảm ứng hoặc phần mềm máy tính, nơi người vận hành có thể theo dõi trạng thái hoạt động của dây chuyền, xem thông số kỹ thuật, nhận cảnh báo và thực hiện một số thao tác điều khiển.  

6. SCADA – Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu 

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là hệ thống phần mềm giúp giám sát, thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu từ toàn bộ hệ thống sản xuất. SCADA thường tích hợp với PLC, DCS và các thiết bị hiện trường để cung cấp cái nhìn toàn cảnh về hoạt động của nhà máy.  

Đọc thêm: Tại Sao Hệ Điều Hành SCADA Cần Thiết Trong Tự Động Hóa 

Tại sao các doanh nghiệp nên đầu tư vào Dark Factory

Khái niệm “Dark Factory” đang ngày càng thu hút sự chú ý của các nhà sản xuất, được thiết kế có thể tự vận hành và được hỗ trợ bởi các công nghệ tiên tiến như cobot, camera 3D, AMR và thuật toán học máy, v.v. Dark Factory mang lại nhiều lợi ích như: 

• Sản xuất liên tục 24/7: Tăng năng suất vượt trội mà không phụ thuộc vào thời gian làm việc của con người. 
• Giảm chi phí nhân công: Cắt giảm nhu cầu lao động trực tiếp, đặc biệt trong các quy trình lặp lại và nguy hiểm. 
• Giảm thiểu lỗi do con người: Các hệ thống tự động hóa và AI giúp nâng cao độ chính xác, ổn định chất lượng sản phẩm. 
• Nâng cao an toàn lao động: Có thể vận hành trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, độc hại hoặc nguy hiểm. 
• Tối ưu kiểm tra & bảo trì: Ứng dụng robot và drone giúp giám sát thiết bị chính xác, nhanh chóng, giảm rủi ro tai nạn. 
• Thân thiện với môi trường: Tối ưu năng lượng, giảm khí thải, góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững. 

Dark Factory không chỉ là xu hướng, mà còn là bước đi chiến lược giúp doanh nghiệp dẫn đầu trong cuộc đua chuyển đổi số ngành sản xuất. 

Những công ty đang triển khai Dark Factory

Một số công ty hàng đầu đã áp dụng sản xuất “tắt đèn”, đạt được những bước tiến đáng kể trong tự động hóa. Một số ví dụ đáng chú ý nhất bao gồm: 

1. Tesla (Mỹ) 

Tesla của tỷ phú Elon Musk đã và đang thúc đẩy tự động hóa trong các Gigafactory (nhà máy sản xuất pin xe điện) của mình. Công ty đã đặt mục tiêu chuyển sang sản xuất hoàn toàn tự động trong tương lai. 

2. Adidas (Đức và Mỹ)

Adidas đã áp dụng Dark Factory ở Đức và Mỹ, sử dụng Cobot và AI để sản xuất giày thể thao, giảm lượng nhân công ít nhất có thể. 

3. Siemens (Đức)  

Siemens đã chuyển từ nhà máy truyền thống sang “Nhà máy tối” để nâng cao năng suất bộ phận sản xuất điện tử của mình, đặc biệt là tại nhà máy Amberg ở Đức.  

4. Fanuc (Nhật Bản) 

Fanuc là công ty hàng đầu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Nhà máy của công ty tại Nhật Bản đang sản xuất cánh tay robot bằng dây chuyền hoàn toàn tự động, nơi đây máy móc có thể chế tạo ra máy móc mà không cần sự can thiệp của con người. 

5. Gia công CNC (Trung Quốc)

Trung Quốc là quốc gia đi đầu trong việc áp dụng Dark Factory trong sản xuất, đặc biệt là trong gia công CNC. Nhiều nhà sản xuất Trung Quốc đã chuyển sang mô hình “Nhà máy tối” cho gia công chính xác và sản xuất hàng loạt.  

(Theo YourStory)

So sánh Dark Factory với nhà máy truyền thống

Dưới đây là bảng so sánh chi tiết giữa Dark Factory (nhà máy không đèn) và nhà máy truyền thống, giúp bạn hình dung rõ ràng sự khác biệt giữa hai mô hình sản xuất này: 

Triển vọng trong tương lai của Dark Factory

Tương lai của ngành sản xuất có thể sẽ phát triển theo mô hình kết hợp, thay vì chuyển hoàn toàn sang “Nhà máy không đèn”. Mặc dù tự động hóa sẽ tiếp tục mở rộng, nhưng một số ngành công nghiệp và quy trình sản xuất vẫn sẽ cần đến sự giám sát của con người. 

Các nhà máy vận hành bằng trí tuệ nhân tạo có thể trở nên phổ biến hơn trong các lĩnh vực như điện tử, sản xuất ô tô và kỹ thuật chính xác. Tuy nhiên, những ngành đòi hỏi tính tùy biến cao và tay nghề thủ công vẫn sẽ phụ thuộc vào nhân công 

Chính phủ và doanh nghiệp cũng cần đối mặt với các vấn đề đạo đức, chẳng hạn như đào tạo lại lực lượng lao động, tạo việc làm mới và xây dựng khung quản lý cho AI, nhằm đảm bảo rằng tự động hóa mang lại lợi ích cho toàn xã hội, thay vì dẫn đến tình trạng mất việc làm trên diện rộng. 

Dark Factory đại diện cho một bước ngoặt lớn trong sản xuất công nghiệp, mang lại hiệu quả, tiết kiệm chi phí và khả năng mở rộng quy mô. Tuy nhiên, mô hình này cũng đặt ra những lo ngại liên quan đến việc làm, khả năng thích nghi và an ninh. 

Mặc dù nhiều doanh nghiệp đang đầu tư vào mô hình sản xuất Nhà máy không đèn, nhưng quá trình chuyển đổi này sẽ không diễn ra đồng đều giữa các ngành. 

Chìa khóa cho một tương lai thành công chính là cân bằng giữa tự động hóa và chuyên môn của con người, đảm bảo rằng công nghệ không chỉ nâng cao năng suất mà còn mở ra những cơ hội việc làm mới trong một thị trường lao động đang thay đổi.