Digital Twin (Bản sao kỹ thuật số) cho đổi mới sản xuất

Tại Diễn đàn AI được tổ chức vào tháng 11 năm 2022, Samsung Electronics đã đề cập rằng bản sao kỹ thuật số sẽ là công nghệ cốt lõi hỗ trợ chiến lược tiên tiến của Samsung Semiconductor, cho thấy tầm quan trọng của việc đổi mới sản xuất thông qua việc sử dụng công nghệ này và gần đây Samsung Electronics đã bổ nhiệm ông Lee Young Woong, cựu phó chủ tịch của General Electric (GE), làm trưởng nhóm TF bản sao kỹ thuật số, được thành lập mới vào cuối năm ngoái, thể hiện nổ lực xây dựng cơ sở hạ tầng bản sao kỹ thuật số cho các dây chuyền sản xuất chất bán dẫn.^[1].DL E&C đã ký MOU với công ty nền tảng xây dựng thông minh Meissa để phát triển nền tảng máy bay không người lái dựa trên bản sao kỹ thuật số.Meissa là doanh nghiệp duy nhất ở Hàn Quốc sở hữu engine mapping 3D, hai công ty có kế hoạch xây dựng một bản sao kỹ thuật số tinh vi để quay phim và phân tích các công trường xây dựng bằng máy bay không người lái.^[2]

Công nghệ thường được đề cập trong các ví dụ về hai công ty là Digital Twin (Bản sao kỹ thuật số), cũng chính là chủ đề của báo cáo này.Digital Twin, như ý nghĩa của từ bản sao kỹ thuật số, là việc tạo ra một bản sao (vật thể vật lý) trong thực tế giống hệt nhau trong không gian kỹ thuật số (ở đây đề cập đến sự giống nhau của dữ liệu được tạo ra, không phải sự giống nhau của đối tượng vật lý).Đối tượng trong thực tế có thể là bất cứ thứ gì, bao gồm đồ vật, thiết bị, cơ sở vật chất, môi trường và thậm chí cả thành phố và quốc gia.Trong doanh nghiệp, tất cả dữ liệu ở tất cả các giai đoạn từ thiết kế sản phẩm đến lập kế hoạch và bảo trì sản xuất thực tế, đều được kết nối một cách có hệ thống. Để đạt được mục tiêu này, một không gian bản sao kỹ thuật số được triển khai để kết nối thế giới vật lý thực và thế giới kỹ thuật số ảo dựa trên dữ liệu.

Giả sử một công ty sản xuất tên là Semo Electronics sắp tung ra một sản phẩm mới chưa từng có.Công ty này đã bắt đầu từ việc thiết kế sản phẩm và xây dựng quy trình sản xuất để sản xuất sản phẩm mới.Khi kiểm tra chất lượng trước khi xuất xưởng của những sản phẩm được sản xuất bởi quy trình này, người ta phát hiện ra lỗi nghiêm trọng khiến sản phẩm không thể tung ra thị trường ngay.Nếu tình huống này thực sự xảy ra, sẽ mất nhiều thời gian và tiền bạc để xác định và giải quyết các vấn đề của sản phẩm.

Đầu tiên, chúng tôi bắt đầu bằng việc thiết kế các sản phẩm mới dựa trên bản sao kỹ thuật số.Bằng cách mô phỏng quá trình thiết kế sản phẩm, bạn có thể xác định trước các vấn đề về thiết kế.Quy trình sản xuất cũng có thể được thiết kế bằng công nghệ bản sao kỹ thuật số, bằng cách mô phỏng quy trình được thiết kế từ nhiều góc độ khác nhau trong môi trường ảo, có thể dự đoán trước các vấn đề có thể xảy ra trong sản phẩm hoặc các lỗi có thể xảy ra trong quy trình sản xuất.Và bằng cách khắc phục các vấn đề đã dự đoán và áp dụng chúng vào sản xuất thực tế, có thể thiết lập một kế hoạch sản xuất chính xác và cải tiến hơn.Điều này cũng cho phép bạn tối đa hóa hiệu quả và giảm chi phí trong quy trình hoạt động của mình.Như vậy, công nghệ bản sao kỹ thuật số có thể được liên kết với các KPI cốt lõi của doanh nghiệp như cải thiện chất lượng, cắt giảm chi phí v.v. để hỗ trợ đưa ra quyết định. Hãy cùng tìm hiểu chính xác công nghệ bản sao kỹ thuật số là gì và tại sao gần đây nhiều doanh nghiệp sản xuất đang tích cực xem xét triển khai công nghệ này.

Sự phát triển của bản sao kỹ thuật số

Bản sao kỹ thuật số được đề cập lần đầu tiên vào năm 2002 và không phải là một công nghệ mới vì đây là một khái niệm tạo nền tảng cho R&D.Tuy nhiên, công nghệ bản sao kỹ thuật số đã bắt đầu nhận được nhiều sự chú ý hơn gần đây vì Gartner đã chọn nó là một trong 10 công nghệ hứa hẹn hàng đầu trong 3 năm liên tiếp từ 2017 đến 2019, cùng với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ mới như AI, IoT và công nghệ ICT đã mang lại giá trị cho mới bản sao kỹ thuật số.Theo McKinsey, việc áp dụng bản sao kỹ thuật số có thể giảm tới 60% thời gian cần thiết để triển khai các tính năng mới dựa trên AI mới và giảm chi phí vốn và chi phí vận hành tới 15%.Ngoài ra, 70% giám đốc điều hành của các tập đoàn lớn đang tìm hiểu và cân nhắc đầu tư vào bản sao kỹ thuật số.^[3] Sự quan tâm này, cùng với các công nghệ liên quan đang phát triển nhanh chóng, dự kiến sẽ tăng thị trường lên hơn 48 tỷ USD vào năm 2026 (tỷ lệ tăng trưởng hàng năm là 58%).^[4] Bản sao kỹ thuật số luôn được nhắc đến cùng với Vũ trụ ảo vì cả hai đều dựa trên thực tế ảo.Bản sao kỹ thuật số và vũ trụ ảo có vẻ giống nhau, nhưng chúng là những khái niệm hoàn toàn khác nhau.

Cùng tìm hiểu kỹ về bản sao kỹ thuật số và vũ trụ ảo, điều mà mọi người đều biết nhưng không ai thực sự hiểu rõ.

Metaverse là một khái niệm kết hợp Meta, nghĩa là “xử lý, trừu tượng hóa” và Universe, nghĩa là thế giới thực tạo thành một hệ thống khổng lồ mở rộng thực tế sang dạng kỹ thuật số để hỗ trợ các hoạt động kinh tế, xã hội và văn hóa v.v. Nó hoạt động như một nền tảng mới, nơi thực tế và phi thực tế cùng tồn tại trong một thế giới ảo ba chiều. Mặt khác, bản sao kỹ thuật số là sự xây dựng môi trường vật lý của thế giới thực trong không gian ảo, trên thực tế, cả hai đều có chung một nền tảng nhưng được sử dụng cho các mục đích hoàn toàn khác nhau.

Bản sao kỹ thuật số kết nối không gian thực và không gian ảo để hỗ trợ việc ra quyết định tối ưu trong thực tế thông qua mô phỏng dựa trên các mô hình ảo giống hệt thực tế. Trong khi bản sao kỹ thuật số tính đến cả khả năng kết nối vật lý và được tái hiện giống hệt các yếu tố thực tế, thì vũ trụ ảo không nhất thiết phải giống hệt như môi trường vật lý, vì vậy khác với bản sao kỹ thuật số, các dịch vụ và nội dung của vũ trụ ảo đã rất phổ biến với khách hàng B2C dưới dạng game và giải trí v.v.

Nói cách khác, vũ trụ ảo có thể tái tạo thực tế hoặc tạo ra một thế giới hoàn toàn mới và thế giới được sao chép có thể không giống với thực tế. Do đó, có thể coi bản sao kỹ thuật số - tái tạo thế giới giống với thực tế nhất có thể, là tập hợp con của một tập hợp lớn hơn mang tên vũ trụ ảo.

Giới thiệu 5 công nghệ cốt lõi của bản sao kỹ thuật số

Vì bản sao kỹ thuật số không phải là một công nghệ đơn lẻ mà là sự hội tụ của nhiều công nghệ nên rất khó để xác định rõ ràng phạm vi của công nghệ, nhưng mô phỏng 3D và thời gian thực được coi là những yếu tố thiết yếu. Để mô phỏng, cần có dữ liệu làm nền tảng, và có thể thu được các dữ liệu thời gian thực của không gian vật lý thực thông qua IoT hoạt động như một cảm biến. Với thông tin thu được theo cách này cùng với nền tảng thuật toán, bạn có thể chạy mô phỏng quy trình bản sao kỹ thuật số trong thế giới ảo nhiều lần để xem xét tính hiệu quả trong thiết kế và sản xuất. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn các công nghệ cốt lõi tạo nên bản sao kỹ thuật số cùng với hình ảnh minh họa nhé.

Mô phỏng

Chúng tôi giúp bạn đưa ra quyết định phù hợp bằng cách mô phỏng các tình huống khác nhau thông qua mô hình ảo dựa trên kiến thức về lĩnh vực ngành và dữ liệu lớn. Dữ liệu lớn, thuật toán dựa trên AI và những cải tiến về hiệu suất tính toán đã giúp chúng ta có thể thực hiện nhiều mô phỏng đa dạng hơn trước đây.

AI

Bằng cách tự học dữ liệu được thu thập thông qua IoT dựa trên các thuật toán để tìm điều kiện hoạt động tối ưu, dự đoán và kiểm soát, từ đó giảm thiểu lỗi của con người trong công việc và xa hơn nữa, có thể đưa ra phương pháp giải quyết vấn đề tối ưu dựa trên kinh nghiệm đã học. Việc triển khai AI từ bản sao kỹ thuật số vào thế giới thực đòi hỏi nhiều thiết bị biên mạng (network edge) và nền tảng để xử lý cập nhật dữ liệu thiết bị liên tục.

IoT

IoT cho phép các thiết bị được kết nối chia sẻ dữ liệu với nhau và với bản sao kỹ thuật số. Điều này có thể thực hiện được vì bản sao kỹ thuật số luôn bật và có thể nhận thông tin mô phỏng thế giới thực dưới dạng các đối tượng hoặc quy trình vật lý được kết nối với IoT. Sự phát triển vượt bậc của cảm biến IoT là động lực chính thúc đẩy sự tiến bộ của bản sao kỹ thuật số.

Dữ liệu

Một trong những lý do chính cho sự phát triển của bản sao kỹ thuật số là sự phát triển của công nghệ dữ liệu lớn. Vì cơ sở thiết lập bản sao kỹ thuật số là “dữ liệu thô” được phân tích một cách có ý nghĩa, nên có thể suy ra các mẫu thông qua phân tích các loại dữ liệu khác nhau được tạo ra trong quy trình, khám phá thông tin hữu ích và phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng.

3D

Bằng cách mô hình hóa môi trường vật lý của thế giới thực trong không gian ảo, nó có thể được thể hiện một cách thực tế hơn, tăng năng suất bằng cách nâng cao nhận thức về các tình huống hiện trường và cho phép phản ứng nhanh với các tình huống có vấn đề.

Sự trỗi dậy của nhà máy bản sao kỹ thuật số

Bản sao kỹ thuật số có khả năng mở rộng để giúp các tổ chức tạo ra các mô hình kinh doanh hiệu quả và sáng tạo hơn, đồng thời tạo ra các nguồn doanh thu mới thông qua nhiều ứng dụng khác nhau, để chúng có thể được áp dụng cho nhiều ngành khác nhau. Lĩnh vực được sử dụng rộng rãi nhất là sản xuất. Các điểm sản xuất có độ phức tạp công việc cao và có nhiều biến số. Các biến số chính bao gồm sự biến động trong dự báo đơn đặt hàng của khách hàng, sự biến động về giá nguyên liệu thô, vật liệu phụ, sai sót của con người (Human Error) v.v., và gần đây tình hình đại dịch cũng trở thành một biến số. Do đó, việc đưa ra "quyết định có cân nhắc đến sự không chắc chắn" trở nên rất quan trọng. Bằng cách sử dụng bản sao kỹ thuật số để phân tích dữ liệu được tạo tại cơ sở sản xuất và kết hợp kiến thức về miền, có thể khắc phục các hạn chế của cơ sở sản xuất và đáp ứng nhu cầu bằng cách tối ưu hóa vật liệu, bộ phận và quy trình thiết bị.

BMW lên kế hoạch cho tương lai của nhà máy DT thông qua việc sử dụng bản sao kỹ thuật số.

Nhà máy ô tô là một trong những dự án khổng lồ phức tạp và tốn kém nhất trong ngành sản xuất, bao gồm hàng chục nghìn bộ phận, máy móc thực hiện quy trình lắp ráp các bộ phận cũng như các kỹ sư và nhà quản lý điều khiển chúng.Trong tình hình cạnh tranh về ô tô tương lai ngày càng gay gắt, việc giảm chi phí sản xuất đang trở thành một nhiệm vụ vô cùng quan trọng đối với ngành công nghiệp ô tô. Trong nỗ lực không chỉ giảm chi phí mà còn tăng hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm, tập đoàn BMW đang sử dụng Omniverse của NVIDIA để xây dựng nhà máy bản sao kỹ thuật số phù hợp với doanh nghiệp, tái hiện và triển khai mô phỏng hệ thống sản xuất ô tô phức tạp dưới hình thức kỹ thuật số.Omniverse là một nền tảng bản sao kỹ thuật số công nghiệp cho phép cộng tác và mô phỏng từ xa các quy trình làm việc và ứng dụng 3D. BMW đã tái hiện hoàn hảo 31 nhà máy tại 15 quốc gia trên thế giới, cùng với các nhân viên và tình hình trong các nhà máy trong không gian ảo Omniverse.Nhà máy ảo trong Omniverse có thể sản xuất 10 dòng xe, với mỗi dòng xe lại có hàng trăm tùy chọn để lựa chọn.Ngoài ra, các kỹ sư ảo có thể được sử dụng để mô phỏng hiệu quả của thiết bị được triển khai và robot cộng tác của nhà máy có thể được dạy về những thay đổi môi trường trong nhà máy thực tế trong môi trường ảo (xem hình bên dưới).Ngoài ra, tất cả dữ liệu từ nền tảng Omniverse được thu thập và phân tích theo thời gian thực để tính toán thời gian thực hiện quy trình và tỷ lệ sai sót.Thông qua quá trình này có thể cải thiện hơn 30% hiệu quả sản xuất bằng cách tính toán tính linh hoạt và độ chính xác, đồng thời giảm thiểu thời gian ngừng sản xuất và thất thoát tài nguyên.^[5] Trước khi khai trương nhà máy Debrecen, Hungary, dự kiến xây dựng vào năm 2025, toàn bộ quy trình sản xuất xe có thể được xác định trước thông qua một nhà máy ảo dựa trên bản sao kỹ thuật số.

Nguồn hình ảnh:Trang chủ BMW

Ngoài ra, Tập đoàn BMW sẽ sản xuất các mô hình phương tiện phát triển quy mô lớn chính xác như bản sao kỹ thuật số thông qua một nhà máy ảo hai năm trước khi khai trương nhà máy xe điện thế hệ tiếp theo của BMW, được gọi là Neue Klasse (nhà máy ảo hoàn toàn) ở Debrecen, nơi dự kiến bắt đầu vận hành vào năm 2025 và sản xuất thực tế. Bằng cách tiến hành mô phỏng và thử nghiệm sản xuất trước, họ bắt đầu tìm hiểu trước toàn bộ quy trình sản xuất trước khi sản xuất xe thực tế.Neue Classe cũng là chiến lược tương lai của BMW nhắm đến kỹ thuật số trước tiên.^[6]

Tập đoàn BMW đã giới thiệu bản demo khai trương nhà máy ảo đầu tiên của họ.Việc sử dụng NVIDIA Omniverse kết nối dữ liệu và phần mềm ở mọi nơi, cho phép cộng tác theo thời gian thực giữa những người dùng và có thể được sử dụng trên nhiều thiết bị khác nhau.^[7] Điều đáng chú ý là thái độ linh hoạt trong việc áp dụng công nghệ, chẳng hạn như từng bước áp dụng bản sao kỹ thuật số không chỉ vào quy trình sản xuất mà còn cả bán hàng và phân phối.Ví dụ, BMW Hàn Quốc đã trở thành công ty đầu tiên ở Hàn Quốc chuyển đổi trung tâm chăm sóc khách hàng của mình thành một hệ thống kỹ thuật số hoàn toàn bằng cách đưa vào sử dụng IWS (Intelligent Workshop System, Dịch vụ quản lý tích hợp thông minh) loại SaaS từ Epikar, một công ty trong nước cung cấp các giải pháp kỹ thuật số cho quá trình bán và phân phối ô tô.IWS là hệ thống có thể giám sát và quản lý kỹ thuật số toàn bộ quá trình từ khi xe vào và ra khỏi xưởng bảo trì theo thời gian thực bằng cách áp dụng giải pháp bản sao kỹ thuật số cho tất cả các trung tâm chăm sóc khách hàng.Người ta cho rằng nhờ điều này, năng suất và hiệu quả quản lý của công việc bảo trì tại trung tâm chăm sóc khách hàng có thể được cải thiện đáng kể.^[8]

Unilever, ví dụ chứng minh doanh nghiệp sản xuất thông thường cũng có thể đổi mới DT

Unilever là tập đoàn sản xuất hàng gia dụng đa quốc gia sở hữu hàng trăm thương hiệu, trong đó có Dove và Vaseline, đồng thời vận hành hơn 300 nhà máy ở 69 quốc gia. Định kiến chung cho rằng so với các công ty công nghệ, Unilever không có tính đổi mới và sẽ chậm một bước trong việc áp dụng DT. Nhưng trái với điều này, công ty này rất tích cực trong việc áp dụng công nghệ mới.Unilever sử dụng bản sao kỹ thuật số cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm năng suất sản xuất, an toàn, chất lượng và sự hài lòng của người tiêu dùng trong suốt hoạt động kinh doanh của mình. Trong bài viết này tôi sẽ giới thiệu các trường hợp cải thiện năng suất sản xuất và hiệu quả hoạt động.Hiện tại, Unilever vận hành tổng cộng 8 bản sao kỹ thuật số và đã kết nối dữ liệu từ ít nhất 100 nhà máy.^[9]

Nguồn hình ảnh:Trang chủ Unilever

Tại nhà máy bột giặt lớn nhất thế giới của Unilever ở Indiatuba, Brazil, các công nghệ như bản sao kỹ thuật số và AI đã được triển khai để cải thiện hiệu quả chi phí và tính linh hoạt trong sản xuất đồng thời giảm đáng kể tác động đến môi trường. Bản sao kỹ thuật số của Unilever được lưu trữ trên nền tảng IoT của Microsoft Azure và được kích hoạt bằng cách sử dụng các dịch vụ IoT và biên mạng thông minh. Lượng lớn dữ liệu được thu thập có thể được xử lý nhanh chóng trong môi trường đám mây đảm bảo khả năng mở rộng và ổn định của Azure, đồng thời có thể được liên kết chặt chẽ với phân tích dữ liệu và dịch vụ AI. Quy trình sản xuất bột giặt rất phức tạp và mất nhiều thời gian để sửa đổi và thay đổi. Bản sao kỹ thuật số đang được sử dụng để kiểm soát chu trình sản xuất của máy móc và thiết bị trong các quy trình này. Ở tất cả các giai đoạn của quy trình trong nhà máy, dữ liệu như nhiệt độ và tốc độ vận hành của máy móc, thiết bị đều được thu thập bằng cảm biến IoT và thuật toán học máy được sử dụng để phân tích, dự đoán mô hình và hiệu quả. Trước đây, các quy trình sản xuất tối ưu được điều khiển thủ công bởi công nhân nhà máy giờ đây có thể được điều khiển tự động theo thuật toán. Thông qua đó, Unilever có thể giảm 90% số lượng cảnh báo cần xử lý mỗi ngày, giảm thiểu gián đoạn quy trình và thời gian sản xuất sản phẩm, đồng thời nâng cao hiệu quả công việc bằng cách cho phép nhân viên can thiệp kịp thời. Ngoài ra, thông qua hợp tác với Accenture và Microsoft vào tháng 4 năm 2023, Unilever đã chuyển hoàn toàn các hệ thống on-premise (lưu trữ tại chỗ) hiện có sang đám mây. Dựa trên nền tảng đám mây, công ty có có thể sử dụng bản sao kỹ thuật số một cách ổn định hơn, tạo nền tảng đẩy nhanh quá trình đưa ra quyết định.

GS Caltex, đơn vị tiên phong ứng dụng bản sao kỹ thuật số tại Hàn Quốc

GS Caltex đã tuyên bố năm 2022 là năm đầu tiên chuyển đổi kỹ thuật số (DT) và đang xúc tiến mạnh trong lĩnh vực kinh doanh kỹ thuật số.Hiện tại, công ty đang xây dựng một trung tâm điều khiển tích hợp dựa trên bản sao kỹ thuật số cho các cơ sở sản xuất tại nhà máy Yeosu ở Jeollanam-do với mục tiêu đến năm 2030.Đầu tiên, RTO (Real Time Optimizer, Tối ưu hóa quy trình theo thời gian thực) được sử dụng để thông báo cho người vận hành về hướng vận hành tối ưu, giám sát hiệu suất của các thiết bị chính của nhà máy như tháp phân tách và bộ trao đổi nhiệt, đồng thời vận hành RTO tích hợp kết nối các RTO quy trình riêng lẻ để đưa ra định hướng về vận hành tổng thể cho việc sản xuất một sản phẩm cụ thể.Ngoài ra, công ty cũng tiến hành mô phỏng các tình huống khẩn cấp như dừng vận hành do lỗi trang thiết bị hoặc shutdown toàn nhà máy thông qua OTS (Operational Training Simulator), chương trình mô phỏng hoạt động thực tế của một nhà máy.Nền tảng kỹ thuật số “Mạng thông tin cơ sở” dựa trên RTO và OTS là nền tảng cho phép truy vấn tích hợp thông tin thiết bị được quản lý trong các hệ thống riêng lẻ tùy theo mục đích và được liên kết với mô hình 3D của một số quy trình của quá trình phân hủy và lưu trữ dầu thô /cơ sở giao hàng nhằm cung cấp thông tin về thiết bị, cung cấp các thông tin cơ bản cũng như thông tin trực quan như hình dạng, vị trí, không gian.^[10]

Nguồn hình ảnh:Trang chủ GS Caltex

vận hành của nhà máy tinh chế cặn dầu chân không thứ 3 (Vacuum Residue Hydro Cracker). Thời gian tìm kiếm các dữ liệu như lịch sử bảo trì, bản vẽ v.v. liên quan đến thiết bị của bộ phận đã giảm khoảng 30% so với trước đây. Ngay cả khi thực hiện công việc yêu cầu xem trước không gian vật lý, chẳng hạn như lắp đặt các kết cấu tại nhà máy, thay vì đến tận nơi, bằng cách sử dụng mô hình 3D, thời gian tiến hành công việc đã giảm hơn 70% so với trước đây. Với mục tiêu đến năm 2030, GS Caltex có kế hoạch giảm thiểu tổn thất ở từng giai đoạn của mỗi quy trình và xây dựng một trung tâm điều khiển tích hợp để sản xuất tối ưu. Dựa trên kết quả thu được từ quy trình dựa trên bản sao kỹ thuật số cho đến nay, công ty đang có kế hoạch xây dựng một “Nhà máy thông minh dựa trên Bản sao kỹ thuật số”. Có vẻ như nhiệm vụ đổi mới có thể đạt được.

Tương lai của Bản sao kỹ thuật số thông qua từ khóa

Hàn Quốc dẫn đầu về tốc độ gia tăng đơn cấp bằng sáng chế bản sao kỹ thuật số

Theo phân tích các bằng sáng chế nộp tại Văn phòng Sở hữu trí tuệ Hàn Quốc trong 5 năm qua, Hàn Quốc đứng đầu về tốc độ gia tăng đơn xin cấp bằng sáng chế liên quan đến bản sao kỹ thuật số ở mức 42,8%.^[11] Mặc dù sự phát triển bản sao kỹ thuật số của Hàn Quốc vẫn còn thua kém các nước phát triển, nhưng tốc độ phát triển rất nhanh.Tại Hàn Quốc, bản sao kỹ thuật số chủ yếu được áp dụng cho các ngành có độ tập trung vốn cao, tích cực đón nhận công nghệ và có nhu cầu cắt giảm chi phí cao, chẳng hạn như các tập đoàn lớn và SOC (vốn chi phí xã hội) công cộng. Đây là bước kiểm chứng tính khả thi của công nghệ và dự kiến trong tương lai sẽ có thêm nhiều ngành công nghiệp áp dụng công nghệ này để cải tiến sản phẩm, dịch vụ.

Phát triển thành nhà máy thông minh vận hành tự chủ

Cùng với sự phát triển của công nghệ bản sao kỹ thuật, đang có sự dịch chuyển từ “tự động hóa nhà máy” là hình thức vận hành tự động trong một phạm vi nhất định, sang hình thức “sản xuất tự chủ” cho phép hệ thống tự phân tích và đưa ra quyết định ngay cả khi xảy ra sự cố không mong muốn. Qua đó, sẽ có thể tạo ra sự đổi mới liên tục trong quá trình sản xuất. Điều này là do, dựa trên dữ liệu được đồng bộ hóa với bản sao kỹ thuật số, nhiều quyết định khác nhau có thể được đưa ra nhanh chóng và dễ dàng hơn, chẳng hạn như thay đổi sản phẩm, quyết định số lượng cung cấp do biến động của nhu cầu và kiểm soát chất lượng quy trình. Đặc biệt, lĩnh vực tự động hóa quy trình của Hàn Quốc đứng đầu thế giới, nhưng công nghệ sản xuất thông minh thông qua chuyển đổi kỹ thuật số và hội tụ dịch vụ cần được phát triển hơn nữa trong tương lai và bản sao kỹ thuật số có thể là một trong những cách tốt nhất để đạt được điều này.

Giảm lượng khí thải carbon

Một vấn đề quan trọng trong sản xuất liên quan đến ESG là giảm tác động đến môi trường.Accenture dự đoán rằng nếu dịch vụ bản sao kỹ thuật số mở rộng trong tương lai, lượng khí thải carbon thực tế sẽ giảm 750 triệu tấn vào năm 2030.^[12] Thông qua mô phỏng dựa trên bản sao kỹ thuật số, có thể giảm việc sản xuất nguyên mẫu và bằng cách giảm quy trình sai trong quy trình sản xuất, nó có thể giảm phát thải khí nhà kính và giảm tiêu thụ năng lượng.Ngoài ra, nó còn giảm khí nhà kính bằng cách cải thiện hiệu quả của các cơ sở bằng cách giám sát và kiểm soát môi trường sản xuất của nhà máy thông qua các thiết bị IoT và sử dụng EMS (Energy Management System, Hệ thống quản lý năng lượng) có nền tảng công nghệ bản sao kỹ thuật số để đo lượng điện trong các cơ sở chính, phân tích lượng điện tiêu thụ và giám sát các đỉnh công suất, có thể được đưa vào để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng.Sự phát triển bền vững sẽ được thúc đẩy thông qua việc áp dụng nhiều công nghệ dựa trên bản sao kỹ thuật số hơn để giúp các doanh nghiệp giảm chất thải, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm thiểu lượng khí thải carbon.

Kết luận

Mặc dù không có ai phản đối việc bản sao kỹ thuật số là hướng đi chính của ngành sản xuất trong tương lai, nhưng sự thật là vẫn còn nhiều nghi ngờ về mục đích, mục tiêu và tác dụng của bản sao kỹ thuật số.Điều này là do việc thu thập dữ liệu thông qua nhiều cơ sở khác nhau để xây dựng và vận hành bản sao kỹ thuật số không dễ dàng như người ta tưởng.Trước hết, không thể đảm bảo thành công trong áp dụng thực tiễn chỉ bằng cách ứng dụng công nghệ bản sao kỹ thuật số, cần thiết lập một cách rõ ràng các mục tiêu mong muốn đạt được thông qua việc áp dụng này.Bất kỳ công ty nào đang cân nhắc việc đưa vào sử dụng bản sao kỹ thuật số đều cần tiếp cận từng bước trước khi triển khai trên quy mô toàn diện, ví dụ như thực hiện các nhiệm vụ quy mô nhỏ trước để kiểm chứng hiệu quả của việc áp dụng công nghệ vào nhà máy, thu được các ví dụ thành công và liên kết với nhiệm vụ tiếp theo.

Ngoài ra, nếu có một nền tảng chuyên dụng có thể sử dụng thông tin và dữ liệu mọi lúc, mọi nơi, như Mạng thông tin cơ sở được đề cập trong trường hợp GS Caltex, thì việc xây dựng và vận hành bản sao kỹ thuật số sẽ dễ dàng hơn nhiều.Bạn có thể tận dụng tối đa lợi thế của bản sao kỹ thuật số chỉ bằng cách thu thập và phân tích dữ liệu một cách chính xác mà không cần phải tập trung vào đồ họa 3D cầu kỳ.Trong tương lai, công nghệ bản sao kỹ thuật số sẽ có tác động đáng kể đến cách thiết kế, xây dựng và vận hành sản phẩm và hệ thống, đồng thời sẽ được sử dụng rộng rãi không chỉ trong sản xuất mà còn trong nhiều ngành công nghiệp, trở thành phương tiện chính để đạt được mục tiêu, đổi mới của doanh nghiệp, an toàn và hiệu quả.



Tài liệu tham khảo
[1] Hankyung, Samsung, Nhà máy bán dẫn “bản sao kỹ thuật số” TF ra mắt (20/5/2023) [2] Nhật báo kinh tế, Meissa-DL E&C, đã ký thỏa thuận kinh doanh về “đổi mới xây dựng dựa trên nền tảng bản sao kỹ thuật số” (11/5/2023) [3] McKinsey, Chuyên sâu về công nghệ:Bản sao kỹ thuật số (11/6/2021) [4] Market&Market`s, Ngành công nghiệp bản sao kỹ thuật số trị giá 73,5 tỷ USD vào năm 2027 (7/1/2022) [5] MADTimes, BMW, NVIDIA sử dụng AI để sản xuất ô tô ảo (28/3/2023) [6] Global-autonews, BMW, “Noye Classe” bắt đầu sản xuất tại nhà máy ảo (23/3/2023) [7] Quy hoạch nhà máy ảo sử dụng NVIDIA Ommiverse với NVIDIA, BMW [8] Newspim, Epica, Áp dụng “Giải pháp kỹ thuật số toàn diện” cho hoạt động của trung tâm dịch vụ BMW Hàn Quốc (5/4/2023) [9] Microsoft, Microsoft hỗ trợ Unilever trong Bản sao kỹ thuật số (10/2/2022) [10] GS Caltex, Báo cáo bền vững năm 2020 (15/7/2021) [11] Cục Sở hữu trí tuệ Hàn Quốc, công nghệ bản sao kỹ thuật số đang được Hàn Quốc săn đón trong bối cảnh cạnh tranh Mỹ-Trung (15/5/2023) [12] Accenture, tăng tốc độ bền vững với bản sao ảo (26/1/2021) [13] Cơ quan Xúc tiến Công nghiệp CNTT Quốc gia, Phân tích Thị trường Toàn cầu về CNTT – Xu hướng thị trường CNTT theo mặt hàng (bản sao kỹ thuật số) (18/11/2022) [14] Thế giới CNTT, “Tiềm năng hủy diệt ngoài thực tế” Hiểu và sử dụng bản sao kỹ thuật số (20/9/2022) ▶   Nội dung này là tác phẩm được bảo vệ bởi luật bản quyền và bản quyền thuộc về người đóng góp.
▶   Nội dung tương ứng không được phép biên tập lần 2 hoặc sử dụng cho mục đích thương mại mà không có sự đồng ý trước.