7 xu hướng trong tự động hóa công nghiệp cần chú ý

Trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0 này, quá trình số hóa của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba đang hội tụ với các hệ thống thông minh và tự động cũng như dữ liệu và máy học để mang đến một kỷ nguyên chưa từng có trong tự động hóa công nghiệp.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét 7 xu hướng chính sẽ định hình tự động hóa công nghiệp. Những xu hướng này sẽ cung cấp cho người mua cái nhìn sâu sắc về hướng đi của ngành và những gì người tiêu dùng sẽ tìm kiếm để tối ưu hóa hoạt động của họ.

Mục lục:
Tổng quan về thị trường tự động hóa công nghiệp
Các xu hướng hàng đầu định hình tự động hóa công nghiệp
Kỷ nguyên mới trong tự động hóa công nghiệp

Tổng quan về thị trường tự động hóa công nghiệp

Quy mô của thị trường tự động hóa công nghiệp toàn cầu đã cho thấy triển vọng tích cực trong giai đoạn dự báo 2020–2025. Theo Statista, thị trường này dự kiến ​​sẽ tăng trưởng về giá trị từ 175 tỷ đô la Mỹ vào năm 2020 lên mức ước tính 265 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025.

Tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 9%, thị trường cho thấy dấu hiệu mạnh mẽ về sự tăng trưởng ổn định. Ngay cả bất chấp cuộc khủng hoảng sức khỏe toàn cầu và sự gián đoạn chuỗi cung ứng do đó, vẫn có những dấu hiệu cho thấy thị trường đang phục hồi.

Fortune Business Insights nhận thấy rằng động lực chính thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường là sự ra đời của công nghệ 5G kết hợp với việc ngày càng áp dụng Công nghiệp 4.0 trong các doanh nghiệp.

Các xu hướng hàng đầu định hình tự động hóa công nghiệp

Bây giờ chúng ta đã có ý tưởng về thị trường tự động hóa công nghiệp toàn cầu, chúng ta có thể đi sâu vào các xu hướng chính sẽ ảnh hưởng đến hướng đi của ngành sản xuất nói chung.

1. Internet vạn vật công nghiệp

Công nghiệp 4.0 sẽ chứng kiến ​​sự hội tụ của công nghệ thông tin và công nghệ vận hành (IoT hội tụ) ở mức độ sẽ gây ra sự chuyển đổi kỹ thuật số chưa từng có. IoT công nghiệp sẽ giúp kết nối các tài sản công nghiệp của doanh nghiệp theo cách minh bạch, dễ dàng và tăng năng suất. Các doanh nghiệp sẽ có thể đơn giản hóa phần mềm xưởng sản xuất của mình trong suốt toàn bộ vòng đời và tăng khả năng tương tác và tính linh hoạt của các hoạt động của họ.

Ngành sản xuất toàn cầu dự kiến ​​sẽ tiết kiệm được 500 tỷ đô la Mỹ mỗi năm nhờ tự động hóa do IoT thúc đẩy. IoT có thể giúp các ngành công nghiệp xác định tình trạng kém hiệu quả gây lãng phí, ngăn ngừa hỏng hóc thiết bị và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Để đáp lại Khảo sát của RT Insight, những lợi ích được những người áp dụng IoT công nghiệp trích dẫn nhiều nhất bao gồm:

• Giảm chi phí hoạt động (53%)
• Cải thiện việc thu thập dữ liệu (48%)
• Tăng doanh thu từ các nguồn hiện có (42%)

Trí tuệ nhân tạo (AI) cũng sẽ là một thành phần quan trọng của IoT công nghiệp vì một số giải pháp công nghiệp sẽ sử dụng các công nghệ phân tích tiên tiến hơn cũng như điện toán biên và điện toán đám mây để phân tích dữ liệu máy móc.

Hiểu biết thị trường trong tương lai dự án rằng thị trường toàn cầu cho AI trong IoT, hiện được định giá ở mức 78 tỷ đô la Mỹ, sẽ đạt mức ước tính là 142.4 tỷ đô la Mỹ vào năm 2032. Sự tăng trưởng này là dễ hiểu khi xét đến việc học máy (là một tập hợp con của AI) và IoT đang cho phép các doanh nghiệp đưa ra các dự báo hoạt động 20 lần nhanh hơn so với công nghệ truyền thống và mang lại độ chính xác cao hơn.

2. Chuyển từ tự động sang tự chủ

Những tiến bộ trong quá trình số hóa kết hợp với các tiêu chuẩn tự động hóa quy trình mở mới đã mang đến cho các nhà sản xuất cơ hội chuyển đổi hoạt động của họ từ "tự động" sang "tự chủ".

Thông qua AI và dữ liệu máy móc, sự hội tụ IoT công nghiệp và chuyển đổi số đã đề cập ở trên đang cho phép các nhà sản xuất tạo ra các hệ thống tự động có khả năng đưa ra các quyết định quan trọng về sản xuất hoặc vận hành trong khi con người chỉ đóng vai trò giám sát.

Các hệ thống tự động trong ngành công nghiệp ô tô Hoa Kỳ ước tính sẽ tiết kiệm được tổng thể hàng năm lên tới 1 nghìn tỷ đô la Mỹ, điều này sẽ có tác động đáng kể đến nền kinh tế. Các nhà máy đang hoạt động sẽ có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy và khả năng dự đoán của hoạt động của họ. Máy móc sẽ có thể được đào tạo bằng dữ liệu lịch sử quan trọng kết hợp với dữ liệu thời gian thực cũng như các ứng dụng hỗ trợ AI để cuối cùng tăng hiệu quả hoạt động.

3. Chi phí cánh tay robot thấp hơn

Engineering 360 báo cáo rằng chi phí cho robot thực sự đã giảm hơn 25% kể từ năm 2014 và dự kiến ​​sẽ giảm thêm 22% nữa vào năm 2025. Thị trường robot công nghiệp được định giá 24.35 tỷ đô la Mỹ vào năm 2020 và dự kiến ​​sẽ đạt 52.85 tỷ đô la Mỹ vào năm 2026, tăng trưởng ở tốc độ CAGR là 14.1% trong giai đoạn dự báo 2021–2026.

Trong khi nhu cầu về robot công nghiệp ngày càng tăng, chi phí giảm cánh tay robot công nghiệp đặc biệt đã cho phép sử dụng cánh tay robot để trở nên phổ biến hơn nữa trong ngành sản xuất.

Sử dụng công nghệ mạng và thị giác máy, cánh tay robot công nghiệp giúp các doanh nghiệp tự động hóa các quy trình chính góp phần nâng cao an toàn cho người lao động, sản xuất nhanh hơn và tăng năng suất. Theo số liệu thực tế, Boston Consulting Group dự toán việc này cánh tay robot công nghiệp có thể mang lại mức tiết kiệm chi phí lao động toàn cầu trung bình khoảng 16% vào năm 2025. Ở Hoa Kỳ, mức tiết kiệm này có thể lên tới 22% và ở Trung Quốc là ít nhất 18%.

Các nhà sản xuất có thể mua cánh tay robot giá rẻ cho một số ứng dụng, từ cánh tay tải đến thợ hàn chính xácVề lâu dài, điều này sẽ giúp các doanh nghiệp củng cố lợi thế cạnh tranh vì họ có thể giữ chi phí ở mức thấp và chuyển lợi ích về chi phí này cho người mua.

4. Tăng cường áp dụng robot cộng tác

Robot hợp tác (còn được gọi là "cobot") đang được áp dụng ngày càng nhiều trong tự động hóa công nghiệp. Là những cỗ máy được thiết kế để cho phép tương tác trực tiếp giữa người và robot trong một không gian hoạt động chung, lõi ngô đang giúp quá trình chuyển đổi sang hoạt động tự động hoặc tự chủ trở nên dễ dàng hơn cho các doanh nghiệp trên toàn thế giới.

cobots là một xu hướng tương đối mới trong ngành robot nhưng đang trở nên phổ biến hơn trong các ứng dụng sản xuất công nghiệp. Chúng đang được triển khai cho nhiều nhiệm vụ khác nhau trong một số ngành công nghiệp bao gồm ô tô, điện tử, sản xuất nói chung, kim loại chế tạo, bao bì và đóng gói chung, nhựa, thực phẩm và nông nghiệp.

Trong ngành sản xuất, chúng đang được sử dụng cho chọn và đặt, trong ngành công nghiệp thực phẩm chúng được sử dụng để cắt lát và cắtvà trong ngành chăm sóc sức khỏe, chúng đang được sử dụng cho phẫu thuật. Khi áp dụng trong sản xuất, một chiếc máy có giá 50,000 đô la Mỹ có thể tiết kiệm tới 150,000 đô la Mỹ chi phí đóng gói.

Một trong những lý do khiến cobot trở nên phổ biến là vì chúng được thiết kế dành cho con người và giúp đảm bảo vai trò của lao động con người đồng thời hỗ trợ hiệu quả, độ chính xác và an toàn của các hoạt động.

5. Những tiến bộ trong thị giác máy

Những tiến bộ đáng kể trong công nghệ thị giác máy đang cho phép máy móc tự động thực hiện các hoạt động với độ chính xác cao hơn và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp hơn.

Tầm nhìn máy (MV) đề cập đến công nghệ và phương pháp được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp để cung cấp khả năng kiểm tra và phân tích dựa trên hình ảnh tự động cho các ứng dụng bao gồm kiểm soát quy trình, kiểm tra tự động, theo dõi bộ phận và dẫn hướng bằng rô-bốt.

Nhờ những lợi ích về tốc độ cao, hiệu quả được cải thiện và độ chính xác mà nó mang lại, trong vài năm tới, công nghệ thị giác máy sẽ ngày càng được triển khai và tích hợp với các hệ thống tự động.

6. Tăng cường sự phụ thuộc vào in 3D

Một trong những công nghệ đột phá sẽ tác động đến tự động hóa công nghiệp là in 3D. Thế giới tự động hóa lưu ý rằng in 3D sẽ là bước đột phá trong thị trường tự động hóa toàn cầu vì nó sẽ làm giảm đáng kể chi phí sản xuất.

Tự động hóa công nghiệp đang thay đổi nhanh chóng và khả năng tạo mẫu nhanh chóng cho hoạt động R&D mà in 3D cho phép đang cho phép các doanh nghiệp nhanh chóng thích ứng với nhu cầu thay đổi của ngành. In 3D hiện đang được sử dụng trong bao bì, giáo dục, y họcvà xây dựng.

Nhờ vào việc tạo mẫu nhanh hơn, các nhà sản xuất có thể kiểm tra các khái niệm của họ một cách nghiêm ngặt hơn trước khi chuyển sang giai đoạn triển khai và sản xuất quy mô lớn. Lợi ích của việc này là các thiết kế mới được đưa ra thị trường nhanh hơn, chi phí R&D được giảm, Giảm 40–70% vật liệu được sử dụng trong sản xuất sản phẩm so với các phương pháp truyền thống và người mua có thể thay thế các bộ phận trên máy tự động của mình nhanh hơn.

7. Tiếp tục áp dụng các hệ thống sản xuất linh hoạt

Việc áp dụng hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) đã tiếp tục trong các doanh nghiệp sản xuất trên toàn cầu. FMS là phương pháp sản xuất giúp tăng khả năng thích ứng với những thay đổi về số lượng hoặc loại sản phẩm đang được sản xuất.

FMS cung cấp tính linh hoạt của máy, tức là mức độ hệ thống có thể thay đổi để tạo ra các loại sản phẩm mới hoặc thay đổi thứ tự hoạt động của một bộ phận cụ thể. FMS cũng cung cấp tính linh hoạt về định tuyến, tức là khả năng của hệ thống trong việc sử dụng nhiều máy để thực hiện cùng một hoạt động trên một bộ phận duy nhất.

Mặc dù các hệ thống này có thể được coi là đắt tiền, nhưng chúng giúp tăng năng suất và giảm chi phí hoạt động. Khả năng thích ứng với những thay đổi của chúng cũng giúp các doanh nghiệp ngăn ngừa sản phẩm lỗi và lãng phí thời gian và tài nguyên.

NãoKart báo cáo rằng FMS mang lại khả năng sử dụng máy móc cao hơn so với các máy móc trong sản xuất hàng loạt thông thường, cho phép các doanh nghiệp tiếp cận tới 80 tầm 90% trong việc sử dụng tài sản. Tỷ lệ sản xuất cao hơn và giảm sự phụ thuộc vào lao động trực tiếp mà FMS cho phép cho phép các doanh nghiệp tiết kiệm lao động có thể đạt tới 30 tầm 50%.

Kỷ nguyên mới trong tự động hóa công nghiệp

Theo nhiều cách, chúng ta chỉ mới thấy sự khởi đầu của Công nghiệp 4.0 và những tác động mà nó sẽ mang lại cho các doanh nghiệp, ngành sản xuất và xã hội nói chung. Điều chắc chắn là kỷ nguyên tự động hóa công nghiệp mới này sẽ cho phép sản xuất với tốc độ và độ chính xác chưa từng có.

Đồng thời, ngành sản xuất đang được định hình lại, mở đường cho các hoạt động kết nối nhiều hơn và có độ chính xác và an toàn cao hơn.

Các xu hướng tự động hóa công nghiệp chính cần chú ý là:

1. Internet công nghiệp
2. Chuyển từ hoạt động tự động sang hoạt động tự chủ
3. Chi phí thấp hơn cho cánh tay robot
4. Tăng cường áp dụng robot cộng tác
5. Tiến bộ trong tầm nhìn máy móc
6. Tăng cường sự phụ thuộc vào in 3D
7. Tiếp tục áp dụng các hệ thống sản xuất linh hoạt