Tự động hoá công nghiệp có thể bùng nổ với các công nghệ mới potx

Tự động hoá công nghiệp
có thể bùng nổ với các
công nghệ mới

Nhìn lại quá khứ
Bởi vì khối lượng sản xuất tương đối nhỏ và sự đa dạng của
các ứng dụng, tự động hóa công nghiệp thường sử dụng các
công nghệ mới được phát triển cho các lĩnh vực khác. Các
công ty tự động hóa có xu hướng tùy chỉnh sản phẩm cho các
ứng dụng và các yêu cầu cụ thể. Vì vậy, những phát minh
thường xuất phát từ yêu cầu của các ứng dụng hơn là từ
những công nghệ mới.
Trong những thập kỷ qua, một số phát minh đã thực sự đưa
đến cho tự động hóa công nghiệp những làn sóng phát triển
mới: Các bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) - phát
triển bởi Dick Morley và những người khác - được thiết kế
để thay thế logic rơ le; chúng đã được sử dụng ngày càng
nhiều trong các ứng dụng mà mạch logic bình thường khó
thực hiện. PLC đáng tin cậy hơn rất nhiều so với các tiếp
điểm rơ le, dễ dàng cho việc lập trình và tái lập trình. Một ví
dụ là sự phát triển một cách nhanh chóng trong đo kiểm tự
động. Công việc này đòi hỏi việc tái lập trình khi xuất hiện
những mẫu ô tô mới. PLC đã có một thời gian dài phát triển
- khoảng ba thập kỷ - và đã trở thành một sản phẩm phổ biến.
Tại cùng một thời điểm mà PLC được phát triển, một làn
sóng đổi mới khác cũng xuất hiện thông qua việc sử dụng
máy tính trong các hệ thống điều khiển. Máy vi tính đã thay
thế máy tính cỡ lớn (mainframe) trong các phòng điều khiển
trung tâm, và tạo ra hệ thống điều khiển "phân phối" (DCSs-

distributed control systems), đi tiên phong là Honeywell với
TDC 2000. Tuy nhiên, tính "phân phối" của những sản phẩm
này chưa đúng nghĩa của chúng bởi vì chúng vẫn là những
cụm phần cứng tương đối lớn và tủ chứa đầy các kết nối
vào/ra
Sự xuất hiện của PC mang đến các phần cứng và phần mềm
có chi phí thấp, đồng thời cung cấp chức năng DCS với chi
phí giảm đáng kể. Không có sự đổi mới công nghệ cơ bản ở
đây - thay vào đó, đây là những sáng tạo công nghệ được
phát triển cho thị trường đại chúng, được sửa đổi và thích
ứng với các yêu cầu tự động hóa trong công nghiệp.
Đối với các cảm biến, đã có một số cải tiến và phát triển đáng
kể, tạo ra tăng trưởng tốt cho các công ty. Nhờ có những đặc
tính nổi trội hơn và được tiếp thị tốt, cảm biến áp lực dòng
chảy của Rosemount đã nhanh chóng thay thế các sản phẩm
trước đó. Và cũng đã có một loạt các phát triển về mặt công
nghệ khác tạo ra tăng trưởng cho một số công ty. Nhưng chỉ
một vài công ty có doanh thu trên vài trăm triệu USD một
năm.
Phần mềm tự động hóa đã có sự phát triển nhưng khó có thể
tiến xa hơn nữa. Trong tương lai, phần mềm sẽ được nhúng
vào bên trong các sản phẩm và các hệ thống. Sẽ khó có đổi
mới một cách độc lập ở phần mềm mà tách rời với phát triển
phần cứng. Rất nhiều các giải pháp và dịch vụ phần mềm sản
xuất sẽ mang lại kết quả đáng kể, nhưng tất cả vẫn là một
phần của hệ thống chung.
Vì vậy, nói chung, sự đổi mới và công nghệ có thể và sẽ thiết
lập lại sự tăng trưởng trong tự động hóa công nghiệp. Nhưng,
sẽ không có bất kỳ đổi mới công nghệ có thể tạo ra Cisco
hoặc Apple hoặc Microsoft tiếp theo.

Chúng ta không thể tìm ra xu hướng tương lai chỉ bằng cách
mở rộng các xu hướng trong quá khứ; nó giống như cố gắng
lái xe bằng cách chỉ nhìn vào kính chiếu hậu. Ngành công
nghiệp tự động hóa không thể ngoại suy để tạo ra các PLC
nhỏ hơn và rẻ hơn, các DCS, và các hệ thống điều khiển giám
sát và thu thập dữ liệu; những chức năng này chỉ đơn giản là
sẽ được nhúng trong phần cứng và phần mềm. Thay vào đó,
sự phát triển trong tương lai sẽ đến từ những hướng hoàn
toàn mới.

Những xu hướng
công nghệ mới
Tự động hóa công
nghiệp có thể và sẽ
tạo ra sự bùng nổ
với các công nghệ
mới: hệ thống lắp
ráp công nghệ
nano; cảm biến
MEMS kết hợp
công nghệ nano
(nhỏ, tiêu thụ ít
năng lượng, chi phí
thấp); và mạng máy - máy (M2M), Internet đại chúng.
Hệ thống thời gian thực sẽ nhường đường cho các hệ thống
tự thích nghi phức tạp và đa xử lý. Tương lai thuộc về công

Bảng điều khiển bằng PLC (thiết
bị màu xám ở trung tâm)
nghệ nano, công nghệ không dây, và các hệ thống thích nghi

phức tạp.
Các ứng dụng phần mềm mới sẽ nằm trong các bộ cảm biến
không dây và mạng ngang hàng phân phối - hệ điều hành nhỏ
trong các nút cảm biến không dây, và phần mềm cho phép
các nút giao tiếp với nhau như một hệ thống thích nghi phức
tạp lớn hơn. Đó là xu hướng của tương lai.

Các nhà máy hoàn toàn tự động
Các nhà máy và các quá trình tự động quá tốn kém để xây
dựng lại khi có những sửa đổi hoặc thay đổi về mặt thiết kế,
vì vậy, chúng phải có khả năng cấu hình và linh hoạt cao. Để
cấu hình lại thành công toàn bộ dây chuyền hoặc quá trình
sản xuất đòi hỏi phải truy cập trực tiếp đến hầu hết các yếu tố
kiểm soát - thiết bị chuyển mạch, van, động cơ và ổ đĩa -
xuống đến mức chi tiết.
Tương lai của nhà máy hoàn toàn tự động đã có thể được
hình dung ở thời điểm hiện tại: khách hàng đặt hàng trực
tuyến với nhiều phiên giao dịch có giá cả, kích thước và màu
sắc khác nhau; robot thông minh và máy móc phức tạp chế
tạo một loạt các sản phẩm có thể tùy biến theo yêu cầu.
Mục tiêu của tự động hóa được điều khiển từ xa là đưa ra
những tiến bộ trong các thiết lập sản xuất và các ứng dụng
bảo trì. Định hướng của tự động hóa dựa trên máy móc
những thập kỷ trước đã đánh giá thấp tầm quan trọng của
truyền thông. Nhưng ngày nay, điều này hoàn toàn là vấn đề
của mạng thông minh mà bây giờ đang phát triển và phổ biến
rộng rãi.
Hiện tại, hỗ trợ giao tiếp khá phổ biến trong các quá trình tự
động: sử dụng rất nhiều cảm biến, mạng lưới, phần mềm
chẩn đoán chất lượng và giao diện linh hoạt - tất cả chúng

đều có độ tin cậy cao.
Nhà máy sản xuất lớn, tập trung là một điều của quá khứ.
Các nhà máy trong tương lai sẽ nhỏ và có thể di động (để đến
những nơi mà có tài nguyên, và khách hàng). Ví dụ, không
cần thiết phải vận chuyển nguyên liệu từ nơi có khoảng cách
xa nhà máy để chế biến, và sau đó lại vận chuyển một quãng
đường dài đến người tiêu dùng. Trong quá khứ, điều này đã
được thực hiện do vấn đề đầu tư vào công nghệ, thiết bị và
nhân viên cũng như sự hiểu biết về nơi đặt nhà máy. Ngày
nay, những thứ này có sẵn trên toàn cầu.

Những thực tế từ quá trình toàn cầu hóa
Giả định đã luôn luôn cho rằng Hoa Kỳ và các quốc gia công
nghiệp khác sẽ tiếp tục dẫn đầu trong các ngành công nghiệp
sử dụng nhiều tri thức trong khi các nước phát triển tập trung
vào các kỹ năng và chi phí lao động thấp hơn. Điều này hiện
nay đang thay đổi. Tác động của việc buôn bán của 2,5 tỷ
người (Trung Quốc và Ấn Độ) vào nền kinh tế toàn cầu sẽ
mang lại những thách thức lớn mới và các cơ hội tuyệt vời.
Bên cạnh lao động phổ thông, nhiều doanh nghiệp (bao gồm
các công ty tự động hóa lớn) cũng đang thuê gia công các
công việc như dịch vụ kỹ thuật và thiết kế. Xu hướng này
đang tác động một cách đáng kể, gây ra tình trạng thất nghiệp
không chỉ đối với công việc lao động phổ thông, mà còn cho
các vị trí kỹ thuật được trả lương cao truyền thống.
Đổi mới là nguồn gốc của giá trị nhưng nó lại đang bị hy sinh
cho việc tìm kiếm lợi nhuận ngắn hạn. Các quốc gia như
Nhật Bản và Đức sẽ có xu hướng được hưởng lợi từ quan
điểm kinh doanh dài hạn của họ. Nhưng họ cũng gặp phải sự
cạnh tranh đáng kể đến từ nhiều quốc gia đang phát triển mà

năng lực công nghệ đang tăng ngày một nhanh. Vì vậy, khả
năng tiếp thị và tính linh hoạt trong kinh doanh sẽ bù đắp
những thua kém về mặt công nghệ.

Sự khác biệt mang tính quyết định
Trong một thị trường toàn cầu, có ba yếu tố chính tạo nên
thành công:
l Các sản phẩm độc quyền: được phát triển một cách nhanh
chóng và ít tốn kém, liên tục nâng cấp và thích nghi để duy
trì vai trò dẫn đầu.
l Các sản phẩm giá trị gia tăng cao: những sản phẩm độc
quyền và sự hiểu biết về khách hàng được cung cấp thông
qua các nhà cung cấp dịch vụ toàn cầu, phù hợp với nhu cầu
cụ thể của khách hàng.
l Dịch vụ là toàn cầu nhưng vẫn có tính địa phương: nhu cầu
và yêu cầu tùy chỉnh đặc biệt của khách hàng từ xa phải được
xử lý tại địa phương, tạo cho họ cảm giác của quan hệ đối tác
gần gũi.
Để thực hiện các định hướng này đòi hỏi khả năng quản lý và
lãnh đạo khác với những mô hình theo định hướng tài chính
cũ. Trong nền kinh tế toàn cầu, các công ty tự động hóa có ít
lựa chọn - họ phải tìm cách và phương tiện để mở rộng trên
toàn cầu. Để làm điều này, họ cần phải giảm thiểu sự ảnh
hưởng của văn hóa công ty tập trung, và tối đa hóa việc đáp
ứng cho các nhu cầu của khách hàng địa phương. Những
quốc gia đa văn hóa như Mỹ, sẽ có lợi thế đáng kể trong
những khía cạnh kinh doanh quan trọng.
Trong môi trường kinh doanh mới và khác nhau của thế kỷ
XXI, các công ty có thể thích nghi, đổi mới và sử dụng
nguồn lực toàn cầu sẽ tạo ra sự tăng trưởng đáng kể và thành

công.