Tự động hóa (Automation) là việc ứng dụng máy móc, robot, phần mềm và các hệ thống điều khiển để thực hiện một phần hoặc toàn bộ quy trình sản xuất với mức độ can thiệp của con người được giảm thiểu. Trong sản xuất công nghiệp, tự động hóa không chỉ giúp thay thế các công việc lặp lại mà còn nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm chi phí vận hành và tăng tính an toàn cho người lao động. Các mô hình phổ biến hiện nay gồm tự động hóa cố định, tự động hóa lập trình và tự động hóa linh hoạt; đồng thời có thể triển khai ở nhiều cấp độ từ điều khiển cơ bản đến tự động hóa thông minh tích hợp AI và Machine Learning.
Bài viết cung cấp cái nhìn toàn diện về tự động hóa trong sản xuất, từ khái niệm, phân loại, các bộ điều khiển phổ biến (PID, PLC, điều khiển bằng máy tính), đến những lợi ích nổi bật như tối ưu nguồn lực, rút ngắn thời gian sản xuất và nâng cao hiệu quả vận hành. Nội dung cũng phân tích tác động của tự động hóa đối với người lao động, nhấn mạnh rằng công nghệ chủ yếu thay đổi vai trò và yêu cầu kỹ năng thay vì thay thế hoàn toàn con người.
Tự động hóa là gì?
Có rất nhiều khái niệm khác nhau về tự động hóa. Theo IBM, tự động hóa là việc sử dụng công nghệ để thực hiện các nhiệm vụ đầu vào, giúp giảm tải công việc của con người. Nó bao gồm các ứng dụng trong doanh nghiệp như: tự động hóa quy trình kinh doanh (BPA), tự động hóa công nghệ thông tin, tự động hóa mạng, tự động hóa tích hợp giữa các hệ thống; ứng dụng trong công nghiệp như robot,…
Còn theo Từ điển Kinh tế học, Đại học Kinh tế Quốc dân: Tự động hóa (Automation) được hiểu là việc ứng dụng các giải pháp khoa học kỹ thuật hay các công nghệ tiên tiến vào quá trình sản xuất thông minh của ngành công nghiệp, nhằm giải phóng phần lớn hoặc hoàn toàn sức lao động của con người sang máy móc.
Tại sao cần tự động hóa?
Thông thường, tự động hóa được sử dụng để giảm thiểu lao động hoặc thay thế con người trong những công việc lặp đi lặp lại hoặc nặng nhọc nhất. Công nghệ tự động hóa hầu như có mặt ở tất cả các ngành dọc và ngóc ngách và nổi bật nhất là ứng dụng trong sản xuất, giao thông vận tải và an ninh.
Ví dụ, hầu hết các nhà máy sản xuất sử dụng một số quy trình tự động dưới dạng dây chuyền lắp ráp robot. Con người được yêu cầu để xác định các quy trình và giám sát chúng, trong khi việc lắp ráp các thành phần khác nhau được giao cho máy móc. Máy móc sẽ tự động chuyển đổi nguyên liệu thô thành thành phẩm.
Trong lĩnh vực công nghệ, tác động của tự động hóa đang gia tăng nhanh chóng, cả trong phần mềm / phần cứng và lớp máy. Việc triển khai các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) mới hiện đang thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực này một cách chóng mặt.
Phân loại tự động hóa
Phân loại tự động hóa theo quy trình
- BPA: Được hiểu là tự động hóa kinh doanh hoặc chuyển đổi số các quy trình kinh doanh phức tạp
- RPA: Tự động hóa quá trình robot chứa robot phần mềm (bot) bắt chước các nhiệm vụ của con người.
- IPA: Tự động hóa quy trình thông minh là một bộ công cụ quy trình kinh doanh có khả năng bắt chước các hoạt động của con người và theo thời gian sẽ ngày càng cải thiện các hoạt động đó.
Phân loại tự động hóa theo hình thức sản xuất
- Tự động hóa cố định – Fixed automation: Đề cập đến một cơ sở sản xuất tự động trong đó trình tự của các hoạt động chế biến, sản xuất được cố định bởi cấu hình thiết bị-máy tự động cứng.
- Tự động hóa có thể lập trình – Programmable automation: Đây là một hình thức tự động hóa phổ biến để sản xuất sản phẩm theo lô. Theo đó, mỗi đơn đặt hàng mới, thiết bị sản xuất sẽ được lập trình lại và thay đổi để phù hợp với kiểu dáng sản phẩm mới.
- Tự động hóa linh hoạt – Flexible automation: Đây là cấp độ cao hơn của tự động hóa có thể lập trình được. Tại đây, không yêu cầu nhóm các sản phẩm giống hệt nhau thành lô; thay vào đó, một tập hợp các sản phẩm khác nhau có thể được tiến hành sản xuất.
