DAF Trucks và SIA phát triển sản xuất thông minh

Trong luận văn thạc sĩ của mình, Jan Swerts, sinh viên Đại học KU Leuven, phân hiệu Diepenbeek, đã nghiên cứu cách giúp nhà sản xuất xe tải DAF Trucks phân tích dữ liệu từ các bộ điều khiển logic lập trình (PLC) một cách dễ dàng hơn bằng nền tảng Siemens Industrial Edge và chia sẻ dữ liệu đó cho các hệ thống khác. Kết quả nghiên cứu rất khả quan: nền tảng CNTT mở này mang lại giải pháp có khả năng mở rộng, cung cấp các thông tin cần thiết để đảm bảo hoạt động sản xuất ổn định và bền vững trong tương lai.

Nhà máy của DAF Trucks tại Westerlo là một trong những môi trường sản xuất tự động hóa cao nhất ở Bỉ. Đặc biệt, ở xưởng thân xe, nơi có tới 145 robot hàn thân xe hoạt động dưới sự giám sát của hơn 25 PLC do Siemens cung ứng, độ ổn định và hiệu suất luôn phải đảm bảo ở mức cao nhất.

Khối lượng dữ liệu khổng lồ do các cỗ máy này tạo ra khiến xưởng thân xe trở thành môi trường thử nghiệm lý tưởng để nghiên cứu cách DAF Trucks trích xuất dữ liệu từ PLC một cách hiệu quả hơn để phục vụ cho công tác phân tích. Đối với một nhà sản xuất xe tải như DAF Trucks, đây là nội dung lý tưởng để bắt đầu một dự án hợp tác mới với SIA.

Xử lý dữ liệu là đòn bẩy cho hoạt động cải tiến

Joris, kỹ sư tự động hoá của DAF Trucks cho biết: "Động lực ban đầu rất đơn giản. Chúng tôi mong muốn hiểu rõ hơn các dữ liệu từ máy móc để tối ưu hoá hiệu suất, muốn biết lỗi xảy ra ở đâu, tần suất xảy ra như thế nào, kéo dài bao lâu và ảnh hưởng như thế nào đến năng suất. Thực ra, những thông tin này đã có sẵn trong PLC, nhưng muốn trích xuất dữ liệu thì rất tốn thời gian. Trước đây, chúng tôi từng sử dụng các giải pháp tự phát triển bằng cách sử dụng thêm PLC, máy chủ và cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, cách thức này khó có thể mở rộng và đòi hỏi phải bảo trì nhiều. Vì thế, chúng tôi đang tìm kiếm một phương pháp có thể thực hiện công việc này tự động, an toàn và hiệu quả hơn."

Trong khuôn khổ chương trình của SIA, Jan Swerts được giao nhiệm vụ nghiên cứu hiệu quả của Siemens Industrial Edge trong việc đảm nhận vai trò này. Joris chia sẻ: "Chúng tôi muốn theo dõi dữ liệu từ các cell hàn rõ ràng hơn mà không làm gián đoạn quá trình sản xuất. Industrial Edge cho phép chuyển dữ liệu ra khỏi PLC và thực hiện trên một hệ thống riêng. Nhờ vậy, hệ thống điều khiển máy móc được duy trì ổn định và chúng tôi vẫn có thể thu thập được các thông tin có giá trị để phân tích."

Từ PLC đến cloud: đảm bảo an toàn dữ liệu

Jan bắt đầu nghiên cứu bằng cách phân tích hệ thống mạng của dây chuyền hiện hữu, sau đó tiến hành thử nghiệm trên một cell kiểm thử trong nhà máy. Hệ thống kiểm thử cũng được trang bị robot, PLC và các thiết bị ngoại vi, giống như một phiên bản thu nhỏ của dây chuyền sản xuất thực tế. Trên hệ thống phục vụ kiểm thử, Jan đã cài đặt Siemens Industrial Edge để thu thập, xử lý và truyền dữ liệu lên cloud.

Jan giải thích: "Tôi đã thu thập dữ liệu cảnh báo, dừng máy và các sự kiện từ PLC và robot, sau đó chuẩn hoá các dữ liệu này và gửi vào cơ sở dữ liệu SQL. Tại đây, dữ liệu sẽ được thể hiện một cách trực quan, giúp nhận diện xu hướng và những điểm bất thường. Nhờ vậy, tôi đã tạo được nền tảng để cải thiện hiệu suất máy một cách có hệ thống."

Cầu nối giữa CNTT và CNVH

Tại Siemens, dự án này được xem là một ví dụ điển hình về kiến trúc dữ liệu công nghiệp hiện đại. Julie Trappeniers, Chuyên gia bán hàng tại Siemens, cho biết: “DAF muốn khai thác các thông tin chuyên sâu từ dữ liệu của mình và chia sẻ những dữ liệu đó một cách dễ dàng với các nền tảng khác sao cho thuận tiện nhưng vẫn đảm bảo an ninh mạng."

Theo Trappeniers: "Với Industrial Edge, việc xử lý dữ liệu được chuyển từ PLC sang một nền tảng được thiết kế chuyên biệt phục vụ mục đích này. Thông qua đó, hoạt động sản xuất vẫn được duy trì ổn định và doanh nghiệp vẫn có thể thu thập các thông tin phân tích để tối ưu hóa quy trình. Industrial Edge cho phép quản lý dữ liệu tập trung, cập nhật phần mềm an toàn, đồng thời kết nối giữa hệ thống CNTT và CNVH, việc hiện vẫn là nỗi trăn trở của nhiều doanh nghiệp."

Nghiên cứu thị trường

Đối với DAF Trucks, dự án này không chỉ là một dự án công nghệ thú vị mà còn có giá trị chiến lược lớn.

Joris nhận định: "Đối với chúng tôi, giá trị lớn nhất mà SIA mang lại đó là giúp doanh nghiệp theo kịp những công nghệ mới nhất của Siemens. Chúng tôi luôn không ngừng xây dựng các dây chuyền sản xuất mới và SIA đã giúp chúng tôi có cơ hội tìm hiểu, thử nghiệm các đổi mới, sáng tạo mà không làm gián đoạn hoạt động sản xuất. Jan Swerts đóng vai trò là một kiểu nhà nghiên cứu thị trường tại chỗ. Cậu ấy đã tìm hiểu cách tích hợp công nghệ mới vào các quy trình và hoàn thành xong giai đoạn phát triển đầu tiên. Điều này giúp chúng tôi tiết kiệm thời gian, bồi đắp kiến thức nội bộ và tạo ra một nền tảng vững chắc cho việc triển khai thực tế sau này".

Kết quả của dự án rất thuyết phục: hệ thống thử nghiệm cho thấy Siemens Industrial Edge có thể thu thập và truyền dữ liệu một cách hiệu quả, sẵn sàng để phân tích bằng Microsoft Power BI. Những thông tin chuyên sâu thu được từ dữ liệu giúp DAF Trucks cải thiện hiệu suất thiết bị tổng thể (OEE) và giảm thời gian dừng máy một cách lâu dài. Joris cho biết: "Nhờ chương trình này, giờ đây, chúng tôi biết mình có thể khai thác và sử dụng dữ liệu một cách an toàn để cải thiện các quy trình sản xuất."

Đối tác lâu dài

Thành công của dự án đầu tiên là tiền đề để thực hiện dự án tiếp theo. DAF Trucks đã đề xuất một dự án mới trong khuôn khổ của SIA dựa trên những kết quả mà Jan Swerts đạt được. Hiện tại, một sinh viên khác từ Đại học Ghent cũng đang nghiên cứu hiệu quả thu thập dữ liệu của Siemens Industrial Edge để tiếp tục giúp tối ưu hóa các quy trình trong nhà máy.

Công nghệ này đã trở thành một phần không thể thiếu trong môi trường thử nghiệm do Jan phát triển và đã tạo nền tảng cho các phân tích mới. Sự hợp tác giữa DAF và SIA nhờ vậy đang chuyển từ giai đoạn khám phá công nghệ sang những cải tiến cụ thể tại nơi làm việc, là minh chứng rằng chương trình này không phải là một dự án nhất thời đối với DAF, mà là một đối tác nghiên cứu đổi mới mang tính chiến lược lâu dài.

Jan cũng rất hài lòng với dự án: "Bạn có thể thấy rõ hiệu quả khi kết hợp tự động hóa và dữ liệu. Nghiên cứu mà tôi thực hiện đã có kết quả và tôi thực sự rất vui mừng vì điều đó. Kinh nghiệm làm việc với Siemens Industrial Edge cũng giúp tôi có được công việc đầu tiên tại Actemium, một đối tác khác của Siemens. Những kiến thức tôi học được tại DAF Trucks hoàn toàn phù hợp với công việc tôi đang làm hiện nay. Mối quan hệ hợp tác giữa DAF Trucks, Siemens và SIA là minh chứng cho thấy sức mạnh bổ trợ khi kết hợp doanh nghiệp, trường học và các đối tác công nghệ.”