1. Sản xuất tinh gọn
Sản xuất tinh gọn (lean manufacturing) có động lực trung tâm là tạo ra sản phẩm theo nhịp độ đòi hỏi của khách hàng với ít hoặc không có hao phí. Có thể đánh giá sản xuất tinh gọn bởi 10 tiêu chí sau
1. Phản hồi của nhà cung cấp: Sự phê bình và chất lượng của sản phẩm và dịch vụ nhận được từ khách hàng được phản hồi theo chu kỳ về nhà cung cấp, để truyền thông tin hiệu quả.
2. Sự giao hàng Just-In-Time của nhà cung cấp: tiêu chí này được tóm tắt là sản xuất đúng sản phẩm, số lượng, địa điểm và thời điểm. Điều đó có nghĩa là chỉ một lượng sản phẩm được yêu cầu được giao bởi nhà cung cấp tại một thời điểm nhất định khi khách hàng đòi hỏi.
3. Sự phát triển của nhà cung cấp: nhà cung cấp được phát triển cùng với nhà sản xuất nhằm loại bỏ sự thiếu chắc chắn.
4. Sự tham gia của khách hàng: khách hàng là người dẫn dắt chính của kinh doanh, nhu cầu và kỳ vọng của họ cần được đặt mức ưu tiên cao.
5. Sản xuất lôi kéo (Pull production): luồng sản xuất trong nhà máy được điều tiết bởi yêu cầu từ công đoạn cuối quy trình “lôi kéo” hoạt động của các công đoạn đầu quy trình
6. Luân chuyển liên tục:Dòng sản phẩm không có sự ngắt quãng lớn cần được thiết lập trong nhà máy.
7. Giảm thời gian thiết lập: thời gian cần thiết để thay đổi nguồn lực theo sự biến đổi của sản phầm cần được duy trì ở mức thấp nhất có thể.
8. Tổng bảo dưỡng: Sự hỏng hóc của máy móc và thiết bị cần được loại bỏ bởi quy trình bảo dưỡng định kỳ. Khi hỏng hóc xảy ra thì thời gian sửa chữa thấp cần được đảm bảo.
9. Kiểm soát quá trình bằng thống kê: theo dõi một quá trình để xác định nguyên nhân của sự dao động và báo hiệu sự cần thiết phải thực hiện các hoạt động khắc phục khi thích hợp.
10. Sự tham gia của người lao động: với động lực và khả năng thích hợp, người lao động có thể đóng góp vào tổng thể công ty.
Mô hình 10 thành phần này bao gồm cả con người và các quá trình, cũng như các yếu tốt bên trong và bên ngoài. Mười chỉ tiêu này có thể đạt được qua các công nghệ của nền công nghiệp 4.0.
2. Công nghiệp 4.0
Công nghiệp (CN) 4.0 áp dụng các nguyên lý của các hệ thống thực ảo (cyber-physical systems: CPS),internet và các công nghệ hướng tới tương lai và các hệ thống thông minh với sự tăng cường tương tác con người - máy móc. Nó cho phép nhận dạng và liên hệ mọi thành phần trong dòng giá trị và cho phép tùy biến hàng loạt trong sản xuất. Internet vạn vật cho phép nối mạng toàn bộ nhà máy để tạo thành một môi trưởng thông minh. Các công nghệ cho phép thông tin và liên lạc tổng thể trên toàn chuỗi cung cấp từ đầu vào đến sản xuất, tiếp thị, đầu ra và dịch vụ. CN 4.0 cũng tạo ra sự hợp tác tốt hơn giữa người lao động và các đối tác kinh doanh.
3. Tích hợp sản xuất tinh gọn và CN 4.0
Với sự phát triển của máy tích tích hợp vào sản xuất, trong tương lai sẽ có những nhà máy hoạt động hoàn toàn không cần vận hành của con người. tại đó rô bốt và các công nghệ tự động được sử dụng để đạt được sản xuất tinh gọn. Mười chỉ tiêu sẽ được xem xét về sự tác động của CN 4.0
3.1. Các nhân tố liên quan đến nhà phân phối
Đây là các nhân tố liên quan tới sự luân chuyển của hàng hóa và thông tin từ nhà cung cấp tới nhà sản xuất. Điều cần thiết là mọi công đoạn trong chuỗi cung cấp đồng bộ với sự thay đổi trong quá trình kinh doanh của nhà sản xuất. Các chỉ tiêu về sự phản hồi của nhà cung cấp, sự phát triển của nhà cung cấp và sự giao hàng Just-in-Time sẽ được xem xét. Sự ảnh hưởng của CN 4.0 lên các nhân tốt này được cho trên Hình 1.
Sự truyển thông tin không thích hợp giữa nhà sản xuất và nhà cung cấp là một nguồn quan trọng của sự hao phí liên quan tới quá trình cũng như sản phẩm. Nhà cung cấp cần được thông tin thường xuyên về tình trạng của của hàng hóa và dịch vụ mà nó cung cấp. Điều này cho phép phản ứng tức thời và những hành động thích hợp trong trường hợp không thống nhất. Tuy nhiên sự khác nhau trong mô hình kinh doanh, hoạt động và thực tế kiểm tra dữ liệu giữa nhà sản xuất và nhà cung cấp không cho phép nhà cung cấp dễ dàng cung cấp thông tin với các đối tác kinh doanh.
CN 4.0 cung cấp các công cụ cần thiết cho mục đích này. Các cơ chế liên lạc giữa các đối tác trong kinh doanh được nâng cấp qua các dịch vụ điện toán đám mây và điện toán di động. Chỉ nhờ điện thoại thông minh và máy tính bảng kết nối internet và đám mây chung, sự tích hợp dễ dàng và tốt hơn có thể được duy trì, do đó duy trì sự phản hồi hiệu quả của nhà cung cấp.
Sự giao hàng Just-In-Time liên quan đến khả năng đưa mức độ tồn kho về không. Chỉ số lượng sản phẩm được yêu cầu sẽ tới nhà sản xuất tại thời điểm chính xác mà không cần lưu kho. Tuy nhiên với ngành vận chuyển hiện tại thì sự giao hàng kịp thời gặp trở ngại do những nguyên nhân như tình trạng không hoàn hảo của sản phẩm, sự không khớp giữa hàng hóa đòi hỏi và được vận chuyển,... Internet vạn vật được trang bị với các thiết bị tích hợp khác nhau có thể quản tình trạng vận chuyển hàng. Mọi hàng hóa được lưu trữ với ghi chú vận chuyển và có thể kiểm tra bằng kết nối không dây về điểm đầu, cuối và tình trạng. Nó không chỉ đảm bảo thời gian vận chuyển mà còn tối ưu hóa cung đường và độ tin cậy. Khi có vấn đề về thời gian giao hàng thì một thao tác thông minh được khởi động để đặt lại đơn hàng nhằm thỏa mãn ràng buộc về thời gian
Sự phát triển của nhà cung cấp cần được đồng bộ với nhà sản xuất để đảm bảo sự khớp giữa luân chuyển hàng hóa và thông tin. Nhờ CN 4.0, mạng kỹ thuật được thiết lập giữa các đối tác nhằm hỗ trợ chia sẻ các tài sản vô hình như nghiên cứu và kiến thức dưới dạng dữ liệu và thông tin hay các tài sản hữu hình như máy móc thiết bị và chuyên gia.
3.2. Các nhân tố liên quan tới khách hàng
CN 4.0 có thể sử dụng các công nghệ chuyên sâu để phân tích khách hàng và nghiên cứu thị trường. Dữ liệu lớn (Big Data) cho phép các tính toán cực kỳ phức tạp và xử lý mối quan hệ giữa các nhu cầu và chức năng cho một số lượng lớn dữ liệu. Các sản phẩm được phát triển và bán cho khách hàng có thể được làm cho thông minh tức là chúng được tích hợp các thiết bị kiểm tra các dữ liệu sử dụng và gửi về các nhà máy thông minh. Các nhà sản xuất khi đó thu nhập và phân tích dữ liệu để nhận diện tốt hơn nhu cầu và hành vi của khách hàng để cung cấp các sản phẩm và giải pháp thích hợp hơn.
3.3. Các nhân tố liên quan tới quá trình
Quá trình sản xuất lôi kéo (Pull Production) hoạt động dựa trên nguyên tắc dựa vào yêu cầu của khâu cuối. Bằng việc sử dụng các công nghệ thông tin và truyển thông, hệ thống thẻ thông tin nhận diện các thiếu sót và xóa tự động qua các cảm biến. Dữ liệu được kiểm soát và chuyển về hệ thống điều khiển theo thời gian thực. Khi tình trạng tồn kho thực và giá trị trên hệ thống sản xuất là khớp thì các lỗi trong điều khiển sản xuất có thể được loại bỏ. Các thông tin không dây và hệ thống truyền thông thực hiện các hoạt động kiểm tra qua nhận diện bằng sóng vô tuyến (RFID).
Sự luân chuyển của vật liệu thô, bán thành phẩm hay thành phẩm cần được thực hiện liên tục. CN 4.0 sử dụng công nghệ RFID để loại bỏ các lỗi liên quan đến tồn kho bằng cách kiểm tra thời gian thực sự tồn kho. Các xí nghiệp được nối mạng có thể nhận được nguồn lực và hỗ trợ khi cần thiết. Kế hoạch sản xuất tích hợp cũng có thể được lập ra giữa các ngành công nghiệp phụ trợ.
Thời gian thiết lập có thể được giảm hơn nữa nhờ CN4.0. Với các công nghệ của CN 4.0, các hệ thống "cắm và chạy" và các hệ thống phân bố có khả năng tự tối ưu và học máy, cho phép công ty tùy chỉnh máy móc dựa theo sản phẩm. Hoạt động được thực hiện theo từng phần dựa vào các nhãn RFID. Khi các phần gặp máy móc phù hợp, nó trực tiếp liên lạc với máy qua bộ nhận RFID. Điều này dẫn tới sự thay đổi tham số máy nhanh hơn. Do đó thời gian thiết lập được giảm đảng kể nhờ khả nang tự tối ưu của máy và sự liên lạc giữa vật chưa thành phẩm với máy
3.4. Các nhân tố liên quan tới điều khiển và con người
Các nhân tố này liên quan tới chỉ tiêu tổng bảo dưỡng, kiểm soát quá trình bằng thống kê và sự tham gia của người lao động. Một minh họa của ảnh hưởng của CN 4.0 lên các nhân tố này được cho trên hình 3.
Trong các nhà máy thông minh với các máy móc được kết nối với các hệ thống thông tin và truyền thông, khi một máy bị hỏng, nó sẽ gửi thông báo tới gian hàng và người bảo dưỡng. Người bảo trì sẽ kiểm tra lỗi và lấy các dụng cụ và các phần cần thiết để sửa chữa. Với môi trường phân tích và dữ liệu lớn tiên tiến hơn, các máy móc được tích hợp khả năng tự cảnh bảo và tự bảo dưỡng. Các máy này đánh giá tình trạng của chính nó cũng như sự khấu hao và dữ liệu sử dụng từ các máy khác để loại bỏ các vấn để bảo dưỡng tiềm tàng. Khả năng thấy trước sự hư hỏng tiềm tàng và nhận diện nguyên nhân cần được phát triển trong các hệ thống điều khiển. Một hệ thống ví dụ có thể tích hợp dữ liệu của máy, dữ liệu của công ty, dữ liệu của cảm biến và các thuật toán dự báo. Sự tương tác giữa máy và người cũng như khả năng tự bảo dưỡng và hệ thống điều khiển dự đoán cho phép giảm đảng kể tổng thời gian bảo dưỡng bảo trì.
Hình 3. Ảnh hưởng của CN 4.0 lên các nhân tố điều khiển và người lao động
Việc kiểm soát chất lượng hàng hóa trong viễn cảnh CN 4.0 có thể được thực hiện khi các sản phẩm thông minh được đi kèm với các hoạt động đã được thực hiện trên chúng. Những thông tin này được đưa qua máy để vận hành tự động và kiểm soát chất lượng tốt hơn. Internet vạn vật có thể hỗ trợ tích hợp các giá trị khác nhau bằng cách kết hợp các thông tin từ các máy khác.
Sản xuất tinh gọn cũng nhấn mạnh tới sự tham gia của người lao động. việc sắp xếp không chính xác người lao động cho các công việc khác nhau, việc đánh giá không chính xác hiệu quả cũng như huấn luyện không chính xác hay các công việc đơn điệu có thể góp phần đáng kể vào tinh thần tồi trong môi trưởng làm việc. Trong môi trường làm việc của CN 4.0, công nhân sản xuất cung cấp phản hồi ngay lập tập về điều kiện làm việc qua các dữ liệu thời gian thực bằng các thiết bị nối mạng công ty. Quá trình đánh giá người lao động cho các hoạt động khác nhau dựa trên năng lực của họ được hỗ trợ bởi các hệ thống thực ảo.
4. Tóm tắt
Sản xuất tinh gọn có thể được thể hiện qua 10 chỉ tiêu chính. Các công nghệ của CN 4.0 có thể là lời giải của việc giải quyết các thách thức đối với các chỉ tiêu này. với việc chỉ ra các chỉ tiêu và công nghệ liên quan của CN 4.0, các nhà quản lý có thể dựa vào đó để xác định nhu cầu của doanh nghiệp đối với từng chỉ tiêu của sản xuất tinh gọn, từ đó đưa ra chiến lược phát triển công nghệ phù hợp.