Thách thức chung đối với các nhà sản xuất hiện nay là làm sao đáp ứng một cách tốt nhất những yêu cầu không ngừng thay đổi trong bối cảnh nhu cầu của khách hàng ngày một đa dạng và cạnh tranh toàn cầu ngày một căng thẳng. Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều nhà sản xuất phải thực hiện tùy biến đám đông nhưng vẫn cần giữ được năng suất tương đương sản xuất hàng loạt, ngay cả khi sản xuất các mặt hàng có tính phân hóa cao với khối lượng thấp. Do đó, một số công ty Nhật Bản đã bắt đầu tận dụng sức mạnh của họ để kết hợp các công nghệ tiên tiến như Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT), đại dữ liệu và trí tuệ nhân tạo (AI) với các kỹ thuật sản xuất đòi hỏi tay nghề cao. Công ty Okuma, nhà sản xuất công cụ máy hàng đầu, là một trong những đơn vị khởi xướng phương thức tiếp cận này. Công tác sản xuất các mặt hàng có tính phân hóa cao với khối lượng thấp và lắp ráp phụ kiện với số lượng lớn nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng có tầm quan trọng đặc biệt trong sản xuất công cụ máy. Trong bài viết này, hãy cùng xem cách Okuma giải quyết thành công những thách thức đòi hỏi phải thay đổi.
Khung cảnh bên trong nhà máy Okuma mới đi vào hoạt động, nơi cung cấp các dịch vụ sản xuất tốt nhất toàn cầu.
Công ty Okuma là nhà sản xuất công cụ máy toàn diện có lịch sử khoảng 120 năm. Đặt tại tỉnh Aichi, Nhật Bản, công ty hàng đầu thế giới này vẫn trên đà tăng trưởng với danh mục sản xuất đa dạng nhiều loại công cụ máy bao gồm máy tiện CNC (máy tiện cơ khí được điều khiển bằng máy tính) và máy đa nhiệm, trung tâm gia công và máy nghiền.
Vào năm 2013, Okuma đã đưa vào vận hành Dream Site1 (DS1) nhằm thực hiện khẩu hiệu “Sản xuất tại Nhật, danh tiếng toàn cầu.” Tại thời điểm đó, việc đồng Yên tăng giá đã gây nhiều tổn thất cho nền công nghiệp sản xuất Nhật Bản, khiến cho rất nhiều công ty phải chuyển hướng hoạt động ra nước ngoài để tồn tại. Nhưng Okuma biết rằng năng lực cạnh tranh của họ nằm chính trong nghiệp vụ sản xuất thâm căn cố đế tại quê hương mình và đã thay đổi xu hướng của ngành công nghiệp bằng cách đầu tư mạnh vào hạ tầng sản xuất trong nước.
Ông Atsushi Ieki, Giám đốc điều hành cấp cao tại Okuma, nhớ lại, “Chúng tôi biết rằng ngành công nghiệp sản xuất của Nhật sẽ tìm lại chỗ đứng qua quá trình thải loại.” Quyết định táo bạo này đã đem lại những kết quả tuyệt vời, đặc biệt là nhờ các sản phẩm máy đa nhiệm, máy tiện cỡ vừa và lớn và máy tiện đứng từ DS1 có khả năng tự động hóa toàn bộ các đơn vị sản xuất và số hóa các điều kiện vận hành, cải thiện đáng kể năng suất nhà máy và tối ưu công suất.
Vào năm 2017, công ty xây dựng nhà máy hiện đại DS2, một bước tiến dài so với DS1 trong mục tiêu thúc đẩy tùy biến đám đông cho công cụ máy. DS2 được thiết kế để gia công khoảng 4000 linh kiện theo quy trình sản xuất sản phẩm có tính phân hóa cao với khối lượng thấp, so với khoảng 1000 đơn vị ở DS1, và chế tạo các loại máy tiện và máy nghiền cỡ nhỏ và cỡ trung. DS2 biểu tượng cho sứ mệnh xây dựng mô hình sản xuất siêu hiệu suất của Okuma có khả năng đáp ứng điều kiện thời gian đưa vào sản xuất ngắn do thay đổi trong đơn hàng, lịch sản xuất và thông số kỹ thuật, có thể sản xuất đúng theo nhu cầu, chỉ khi được yêu cầu và đúng số lượng yêu cầu.
Okuma đã cân nhắc ba yếu tố quan trọng trong hành trình xây dựng nhà máy tiên tiến có khả năng thực hiện tùy biến đám đông của mình. Yếu tố đầu tiên là cải thiện năng suất thông qua tự động hóa, vận hành nhờ trí tuệ nhân tạo và các quy trình tích hợp. Yếu tố thứ hai là đẩy nhanh các chu trình kiểm soát nhà máy.* Yếu tố thứ ba là số hóa sản xuất để tối ưu hóa toàn diện.
Tại DS2, Okuma đã phát triển tự động hóa bằng cách sử dụng rô bốt hiện đại và các hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS), tập trung sức mạnh vào các hệ thống và máy móc thông minh có khả năng tích hợp quy trình. Nhờ sử dụng rô bốt, Okuma đã vượt qua những thách thức của ngành công nghiệp sản xuất truyền thống, cải thiện năng suất trong chế tạo linh kiện nặng theo quy trình sản xuất sản phẩm có tính phân hóa cao với khối lượng lớn.
Công ty đã đối diện với hàng loạt những thách thức mới trong quá trình đẩy mạnh các chu trình kiểm soát nhà máy và số hóa sản xuất để tối ưu hóa toàn diện, và phát triển hợp tác với bên ngoài để đảm bảo thành công trong những lĩnh vực hoàn toàn mới.
Ông Ieki bổ sung, “Chúng tôi đã xem xét làm việc với nhiều nhà cung cấp. Có rất nhiều kiểu khuôn mẫu tối ưu hóa cho toàn bộ các nhà máy và cũng có một vài công ty có thể thực hiện triển khai toàn diện như chúng tôi dự kiến. Nhưng Hitachi nắm rõ ngành công nghiệp sản xuất trong lòng bàn tay và có các công nghệ áp dụng cho việc kiểm soát dây chuyền sản xuất và toàn thể nhà máy. Chúng tôi nhận thấy rằng mình có thể đẩy nhanh các chu trình kiểm soát nhà máy và số hóa sản xuất để tối ưu hóa toàn diện bằng việc kết hợp chuyên môn của Hitachi và năng lực của chúng tôi.”
Các giải pháp sáng tạo tại Omika Works của Hitachi có ảnh hưởng lớn đến quyết định của Okuma. Cơ sở này phát triển và cung cấp các hệ thống kiểm soát trong lĩnh vực đường sắt, năng lượng, xử lý nước thải và các hạ tầng xã hội khác, đồng thời cũng có quy trình sản xuất sản phẩm có tính phân hóa cao với khối lượng lớn như ở Okuma.
Để đảm bảo sản xuất hiệu quả nhiều dòng sản phẩm phong phú, Omika Works đã xây dựng một môi trường IoT bên trong nhà máy sử dụng các thẻ chip RFID (Nhận dạng qua Tần số Vô tuyến). Việc thu thập và sử dụng thông tin về người vận hành, máy móc và nguyên vật liệu theo thời gian thực cho phép đơn vị giảm thời gian đưa vào sản xuất các sản phẩm chính xuống còn một nửa. Giải pháp sản xuất năng suất cao là sự kết hợp giữa công nghệ vận hành (kiểm soát và vận hành) và công nghệ thông tin (phân tích dữ liệu và ứng dụng) Ông Ieki đã một lần nữa nhắc lại rằng phương thức tiếp cận này của Hitachi tỏ ra vô cùng hữu ích với Okuma.
Do vậy, Okuma và Hitachi đã cùng bắt tay thực hiện phối hợp tìm giải pháp. Trong các dự án của hai bên, các đại diện từ Okuma và Hitachi thường xuyên gặp gỡ và họp bàn về khuôn mẫu sản xuất mới. Hai bên đã xem xét mọi thứ từ tái xác nhận các mục tiêu cấp quản lý đến cải thiện đáng kể năng suất ở cấp vận hành máy tại xưởng, giảm thời gian đưa vào sản xuất và số hóa các quy trình sản xuất.
Nhằm kết hợp chuyên môn của Hitachi ở Omika Works và các bí quyết của Okuma tại DS1, hai đối tác đã tạo ra một hệ thống kiểm soát quy trình giúp đẩy nhanh các chu trình kiểm soát nhà máy và hệ thống giám sát trạng thái vận hành-tiến độ để hỗ trợ sự phát triển của số hóa sản xuất.
Hình mẫu cho nhà máy mới nhất của Okuma, nhà máy Omika Works của Hitachi đã xây dựng một môi trường IoT tại xưởng sử dụng thẻ chip RFID để giảm nửa thời gian đưa vào sản xuất các sản phẩm chính.
Danh sách các đơn vị sản xuất cần giám sát
Có thể xem thêm thông tin chi tiết bằng cách truy vấn ngược
Mặc dù mới được đưa vào vận hành, DS2 đã chứng tỏ hiệu suất của mình. Ví dụ, nó đã đẩy nhanh các chu trình kiểm soát nhà máy nhờ lập hướng dẫn công việc hàng giờ thay vì hàng tuần như thiết lập truyền thống.
Qua việc sử dụng thẻ chip RFID do Omika Works của Hitachi triển khai, Okuma đã có khả năng tập trung quản lý truy xuất linh kiện tại chỗ. Mặc dù họ cũng có thể truy xuất linh kiện lên tới cấp quy trình, Okuma giờ đây có thể biết cụ thể vị trí các linh kiện theo từng giờ, bao gồm cả các linh kiện phải xử lý qua nhiều quy trình.
Okuma đã tích hợp được số hóa sản xuất nhờ sử dụng IoT để thu thập và liên kết dữ liệu về tiến độ sản xuất và trạng thái vận hành của các đơn vị sử dụng IoT. Hitachi đã phát triển một hệ thống phân tích tiên tiến cho các dữ liệu thu thập được. Hệ thống này cho phép Okuma phát hiện các bế tắc quy trình (bao gồm chậm trễ trong quy trình trước đó và sự cố tại chỗ) đồng thời triển khai các biện pháp tối ưu hóa toàn diện.
Hitachi dự định sử dụng trí tuệ nhân tạo nhằm tinh chỉnh hệ thống này để có thể tự tạo ra lịch trình sản xuất có tính chính xác cao theo những thay đổi phát sinh tại khu vực sản xuất sản phẩm.
Đối với các hệ thống kiểm soát quy trình này, công ty đã áp dụng Giải pháp tối ưu hóa kế hoạch sản xuất dựa trên nền tảng IoT “Lumada”.
Ông Ieki chia sẻ rằng, “Trước đây, thời gian chạy máy của một số linh kiện thường vượt quá yêu cầu. Nhưng sau khi chúng tôi triển khai giải pháp Tối ưu hóa kế hoạch sản xuất, chúng tôi đã có thể xử lý tốt hơn những thay đổi bất ngờ trong kế hoạch và tuân thủ thời gian chạy máy tiêu chuẩn. Nếu chúng tôi giảm được thời gian đưa vào sản xuất, chúng tôi có thể sản xuất tại Nhật hiệu quả hơn so với các nơi khác trên thế giới. Việc đẩy nhanh chu trình kiểm soát nhà máy và phát triển số hóa sản xuất sẽ cải thiện năng suất toàn nhà máy nhờ tăng tốc chu trình PDCA (Lập kế hoạch – Thực hiện – Kiểm tra – Hành động). Vậy nên, giải pháp này đóng vai trò quan trọng giúp chúng tôi nâng cao khả năng cạnh tranh chi phí trên toàn cầu.”
Okuma đang theo đuổi kế hoạch tự động hóa toàn bộ qua việc sử dụng rô bốt công nghiệp.
Okuma dự kiến sẽ áp dụng chuyên môn của họ từ DS2 sang các nhà máy khác nhằm nâng cao năng suất toàn công ty trong khi vẫn giải quyết các nhu cầu đa dạng của khách hàng trên thị trường toàn cầu. Sâu xa hơn, họ sẽ tạo ra các dịch vụ mới để góp phần vào các hoạt động sản xuất thông minh hơn cho khách hàng.
Ông Ieki cho biết, “Okuma đặt mục tiêu trở thành công ty dịch vụ sản xuất tốt nhất thế giới. Ngày nay, giá trị của các doanh nghiệp đã chuyển từ sản phẩm sang kiến thức họ tạo ra. Vậy nên, kiến thức từ hoạt động sản xuất là chuyên môn được tích lũy từ các cơ sở sản xuất. Năng lực cung cấp giá trị đó cho khách hàng cần phải trở thành hướng tập trung chủ yếu trong hoạt động phối hợp tìm giải pháp giữa Okuma và Hitachi.”
Okuma đã gặt hái được những thành tựu to lớn trong việc triển khai IoT để tùy biến đám đông trong hoạt động sản xuất công cụ máy. Với việc này, công ty đã thể hiện tiềm năng không giới hạn của các nhà máy thế hệ mới. Việc thu thập và phân tích đại dữ liệu trong và ngoài nhà máy đồng thời ứng dụng nó vào các hoạt động mua hàng, sản xuất, bán hàng, bảo trì và phân phối sẽ giúp họ có khả năng điều chỉnh dự báo nhu cầu theo nhu cầu của khách hàng và tối ưu hóa sản xuất trên toàn thế giới. Mô hình các nhà máy thế hệ mới này có thể giúp nâng cao năng suất toàn cầu và góp phần tạo nên những viễn cảnh tươi sáng cho nền sản xuất Nhật Bản.
Okuma có kế hoạch áp dụng chuyên môn của họ từ nhà máy mới này sang các nhà máy khác để thực hiện các dịch vụ sản xuất tốt nhất toàn cầu.
Ngày phát hành: Tháng 10 năm 2017
Giải pháp của: Hitachi, Ltd. Bộ phận Kinh doanh Công nghiệp và Phân phối
Tìm kiếm
S.E.A
