Sản xuất trong tương lai: Công nghiệp 4.0, gia công tiên tiến và Tự động hóa nhà máy

08:16 PM 14/03/2019 In bài viết

Sản xuất, như chúng ta biết, đã phát triển qua nhiều thế kỷ và trở thành ngành công nghiệp khổng lồ như ngày nay. Thế kỷ 18 và cuộc cách mạng công nghiệp đã mở ra cánh cửa cho hàng hóa sản xuất hàng loạt được hưởng lợi từ quy mô kinh tế và dẫn đến những tiến bộ trong xã hội, chào đón một kỷ nguyên mới của nền văn minh. Công nghiệp và sản xuất đã phát triển hơn ba thế kỷ, từ công nghiệp 1.0 sử dụng năng lượng hơi nước đến 2.0 ứng dụng dây chuyền điện khí hóa và lắp ráp, 3.0 sử dụng công nghệ điện toán thông tin và hiện chúng ta đang chuyển sang sản xuất công nghiệp thông minh 4.0 thông qua số hóa và ứng dụng của vật thể vật lý trong không gian mạng. Một trong những công nghệ được cho là tạo điều kiện cho sự thay đổi này là blockchain, nhưng ứng dụng của nó sẽ có ảnh hưởng như thế nào đến ngành sản xuất?

Giới thiệu gắn gọn về Blockchain

Blockchain dựa trên công nghệ sổ cái phân tán (là sự đồng thuận về dữ liệu kỹ thuật số được sao chép, chia sẻ và đồng bộ hóa trên nhiều trang, quốc gia hoặc tổ chức. Không có quản trị viên trung tâm hoặc lưu trữ dữ liệu tập trung), loại bỏ các hệ thống tập trung. Hơn nữa, ý tưởng đằng sau sổ cái là nó chống làm giả. Khi dữ liệu nhập vào nó, chúng được lưu trữ trong một hệ thống các khối (block) theo thứ tự thời gian được liên kết thông qua một câu đố toán học phức tạp (hàm băm mật mã học) để tạo thành một chuỗi. Đó chính là blockchain. Công nghệ này đã trở nên nổi tiếng với ứng dụng trong Bitcoin, một loại tiền điện tử được sử dụng như một phương tiện trao đổi giá trị, nhưng nó có thể được áp dụng trên nhiều ngành, loại bỏ các trung gian và do đó mang lại hiệu quả cao cho giao dịch. Giảm chi phí, nâng cao truy xuất nguồn gốc sản phẩm và tính minh bạch là động lực chính của việc áp dụng blockchain. Một ngành được thiết lập để hưởng lợi rất nhiều từ việc áp dụng blockchain chính là sản xuất.

Blockchain + Sản xuất =?

Sẽ không có gì là thổi phồng khi cho rằng mặc dù blockchain, cho đến nay chỉ tìm thấy ứng dụng trong thế giới thực là trong lĩnh vực tài chính và tiền điện tử, nhưng nó có tiềm năng lớn nhất trong việc mang lại giá trị cho doanh nghiệp nói chung và trong sản xuất nói riêng. Tính minh bạch và xuất xứ sản phẩm đầy đủ ở đây là chìa khóa của mọi vấn đề. Blockchain có thể tạo ra các mô hình kinh doanh hoàn toàn mới bằng cách ghi lại mọi khía cạnh của sản xuất, từ nguyên liệu thô, đến xử lý và tìm nguồn cung ứng các đầu vào này, đến cung cấp, phân phối hàng hóa và ghi lại thời điểm hàng hóa được bán. Trong thế giới toàn cầu hóa ngày nay, người tiêu dùng quan tâm nhiều hơn đến việc sản phẩm của họ có nguồn gốc từ đâu, liệu chúng được sản xuất theo cách thân thiện với môi trườngn v.v... Về bản chất, blockchain có giá trị lớn trong chuỗi cung ứng và chuỗi cung ứng là nền tảng của mọi doanh nghiệp sản xuất. Do đó, tăng hiệu quả chuỗi cung ứng thông qua việc thực hiện công nghệ này sẽ có nghĩa là các nhà sản xuất có thể cải thiện quy trình đặt hàng nguyên liệu, chất lượng sản phẩm, dẫn đến doanh số tốt hơn.

Những người tiên phong

Ứng dụng

Các công ty áp dụng

Mô tả

Quản lý chuỗi cung ứng & bộ nhớ sản phẩm kỹ thuật số

 

- Maersk

- Provenance

 

- Everledger

-Theo dõi container trong quá trình vận chuyển

- Ghi lại tất cả thông tin sản phẩm quan trọng trong toàn bộ chuỗi cung ứng

- Đăng ký chứng nhận và lịch sử giao dịch của kim cương trên blockchain

 

IoT và Công nghiệp 4.0

-Factom Iris

-Super Computing Systems

-Tile Data Processing

-Nhận dạng thiết bị IoT qua blockchain

-Các cảm biến đánh dấu thời gian dữ liệu trên blockchain để lưu chúng bị thao túng

-Thị trường cho phép khách hàng bán dữ liệu của họ từ các thiết bị IoT

 

In 3D

-Genesis of Things

-Moog Aircraft Group

-Nền tảng cho phép in 3D thông qua hợp đồng thông minh

-Đảm bảo in 3D an toàn các bộ phận máy bay thông qua blockchain

Các sáng kiến ​​sản xuất dựa trên Blockchain (Nguồn: Trung tâm Blockchain của trường Frankfurt)

 Một số tên tuổi lớn nhất trong ngành sản xuất đã bắt đầu thử nghiệm các giải pháp dựa trên blockchain như Tập đoàn máy bay Moog đang thử nghiệm một giải pháp cho các bộ phận được chế tạo bằng sản xuất bồi đắp.

Sản xuất bồi đắp (Additive manufacturing - là một phương thức chế tạo sản phẩm bằng cách “đắp” từng lớp vật liệu lên nhau): tạo một vật thể từ thiết kế kỹ thuật số 3D (ví dụ: in 3D) cho các bộ phận bền hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn.

Blockchain được sử dụng kể từ khi sản xuất như một dịch vụ (MaaS) tập trung vào quản lý hồ sơ nhiều hơn sản xuất phần cứng. Như vậy, điều này tạo điều kiện cho nhu cầu về các mô hình kinh doanh mới về cách thức, thời gian và nơi sản phẩm được sản xuất. Các doanh nghiệp cần quyết định mạng lưới tài sản chuỗi cung ứng nào và sự kết hợp giữa quy trình cũ và mới như thế nào sẽ là tối ưu. Các phân khúc sản xuất có giá trị và rủi ro cao như hàng không vũ trụ có thể sẽ tạo ra sự thay đổi sớm, đưa các thử nghiệm thành hiện thực. Hơn nữa, giải pháp có thể được mở rộng cho các hệ sinh thái mở của các nhà cung cấp.

Hãy cùng xem điều này sẽ hoạt động như thế nào trong thực tế.

  1. Một doanh nghiệp ở Anh nhận được đơn đặt hàng cho các bộ phận 3D từ một khách hàng Trung Quốc. Do lợi thế về địa điểm cụ thể, một nhà sản xuất phụ tùng tại Trung Quốc giành được hợp đồng cung cấp bộ phận này.

Doanh nghiệp này là một phần của nền tảng blockchain của liên minh mà từ đó thiết kế của nó cho sản xuất bồi đắp (DfAM) được tải xuống.

Nền tảng blockchain của liên minh thể hiện tính trung lập, tạo ra sự tin tưởng và minh bạch khuyến khích sự tham gia của nhà cung cấp.

  1. Đối với mỗi lần tải xuống riêng lẻ của thiết kế, chủ sở hữu của quyền sở hữu trí tuệ (thiết kế) sẽ nhận được tiền bản quyền.
  2. Chủ sở hữu quyền IP là một phần của liên minh các nhà cung cấp, liên minh không chỉ bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ mà còn bảo hiểm và ghi nhận doanh thu tức thời.
  3. Trong quá trình sản xuất các bộ phận, danh tính của người vận hành và máy được ghi lại vào blockchain, bên cạnh danh tính của cấu trúc hạt trong quá trình sản xuất.
  4. Vòng đời đầy đủ của một bộ phận, xuất xứ, xác thực, truy xuất nguồn gốc và vận chuyển dữ liệu an toàn (gói dữ liệu) có thể nhìn thấy trong toàn bộ chuỗi cung ứng và có thể được xác minh bằng mã QR đi kèm.

Trên cơ sở các bước trên, một mạng lưới các bộ phận theo yêu cầu được hình thành.

Lợi ích của sản xuất dựa trên blockchain

Việc triển khai sổ cái phân tán sử dụng blockchain cung cấp một số lợi thế so với các hệ thống tập trung hiện có. Các hệ thống tập trung dễ bị lỗi do con người, gian lận và thất lạc hồ sơ. Tuy nhiên, một giải pháp dựa trên blockchain được thiết kế để cung cấp:

  • Chứng minh khả năng truy xuất nguồn gốc xác thực trên cơ sở từng phần
  • Lịch sử đầy đủ của vòng đời của mỗi bộ phận, thiết kế-sản xuất-sử dụng (bản sao kỹ thuật số)
  • Vận chuyển dữ liệu an toàn thông qua đường dẫn kỹ thuật số
  • Quản lý quyền kỹ thuật số, giao dịch được cấp phép
  • Tự động hóa các quy trình thông qua hợp đồng thông minh

Bằng cách kết hợp các lợi ích mà blockchain mang lại với các công nghệ như Internet of Things (IoT), máy học và các công nghệ khác, chúng ta sẽ có được một bộ dữ liệu hoàn chỉnh về các mặt hàng được sản xuất. Giá trị của nó là vô cùng lớn, không chỉ từ quan điểm sản xuất là giúp tìm ra nơi nào có khuyết điểm và thiếu hiệu quả, mà còn ở phía người tiêu dùng, theo đó người tiêu dùng quan tâm nhiều hơn đến việc tìm hiểu về nguồn gốc sản phẩm của các mặt hàng họ mua.

Vậy tại sao blockchain lại chưa là nền tảng cho ngành sản xuất ngay bây giờ?

Nghiên cứu từ Capgemini cho thấy trong khi các nhà sản xuất đang triển khai blockchain ở quy mô lớn chưa từng thấy (xem ở trên), công nghệ này vẫn được coi là chưa trưởng thành. Ngay bây giờ, chi phí triển khai blockchain quá cao, không thể hiện lợi tức đầu tư rõ ràng và bởi blockchain là công nghệ non trẻ, nhiều doanh nghiệp không muốn tích hợp công nghệ chưa được chứng minh và chấp nhận rộng rãi này. Khả năng phát triển của công nghệ được thể hiện bằng tỷ lệ tích hợp ở quy mô toàn diện thấp (6%), theo nghiên cứu của Capgemini.

Tuy nhiên, theo Ngân hàng Thế giới, việc sản xuất chiếm gần 17% GDP trên toàn thế giới sẽ khiến nó trở thành động lực chính của nền kinh tế toàn cầu. Hơn thế nữa, chi phí triển khai chuỗi khối không là gì so với giá trị thị trường của hàng giả và vi phạm bản quyền được định giá hơn 1 nghìn tỷ đô la và dự báo sẽ đạt gần 3 nghìn tỷ đô la vào năm 2022.

Thuế ủy thác

Rõ ràng, ngoài việc tạo ra các mô hình kinh doanh mới và cải tiến các quy trình hiện có, việc sử dụng blockchain trong sản xuất có giá trị trong việc kiểm soát và ghi lại các sự kiện, dẫn đến tăng tính minh bạch. Điều này sẽ làm giảm các khoản “thuế ủy thác” hiện doanh nghiệp đang phải chịu do các vấn đề phát sinh từ giao dịch nhiều bên. Mặc dù blockchain không thể triển khai trên tất cả các lĩnh vực của xã hội nhưng trong các ngành như sản xuất, nơi có nhiều bên dựa vào tính xác thực của dữ liệu họ chia sẻ và truy cập, một mạng lưới phi tập trung và hợp tác rất đáng để thực hiện.

Thanh Hương