Đây mới là cách mạng 4.0: Tại nhà máy 30.000 robot cùng hoạt động, cứ 50 giây lắp xong 1 xe ô tô

Đây mới thực sự là cách mạng 4.0: 30.000 người máy hoạt động cùng một lúc, chỉ 50 giây là sản xuất được 1 xe ô tô.

Vừa qua, tập đoàn Volkswagen đã công bố cho toàn thế giới biết những hiểu biết và ứng dụng của họ về nền công nghiệp 4.0, ở đó sản xuất từ Audi A8 đến Porsche hay bất cứ loại xe nào khác đều có sự tham gia của người máy.

Thể nghiệm nền công nghiệp 4.0 của Volkswagen

Trong danh sách 500 doanh nghiệp lớn nhất năm 2017 của Fortune, Volkswagen xếp vị trí thứ 6. Hiện tại Volkswagen đang sở hữu 12 thương hiệu nổi tiếng như Volkswagen, Audi, Porsche, Audi, Lambroghini, Bentley, Mann... với 120 nhà máy và hơn 620 nghìn công nhân trên toàn thế giới, sản lượng ô tô đạt hơn 10 triệu chiếc mỗi năm. Mặc dù hiện tại đang phải trải qua cuộc khủng hoảng "Diesel Gate" (tiêu chuẩn khí thải của Volkswagen) thế nhưng chưa tính doanh thu từ những dự án đặc biệt, năm 2016 lợi nhuận của Volkswagen đã lập kỷ lục với hơn 14.6 tỷ Euro. Volkswagen vẫn là doanh nghiệp hàng đầu thế giới trong ngành sản xuất ô tô.

Tuy nhiên, đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt trong ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt là những thách thức đến từ các lĩnh vực như số hoá, xe điện, điều khiển tự động...con tàu mẹ Volkswagen cũng đã và đang chủ động cải cách đổi mới. Căn cứ vào một phần kế hoạch mới nhất mà Volkswagen cung cấp, đến năm 2025, tất cả các nhà máy sản xuất của tập đoàn đều sẽ thực hiện kế hoạch số hoá và mạng liền mạch, từ đó đảm bảo được sản xuất mang tính bền vững, tự kiểm soát, tự tối ưu hoá.

Ông Heitzmann, CEO tập đoàn Volkswagen cho biết, nền công nghiệp 4.0 là một khái niệm rất tổng hợp và hoàn chỉnh. Khái niệm này bao gồm cả công nghệ số hoá, người máy và trí thông minh nhân tạo, mà điều đó đang hàng ngày hoà nhập vào tầng tầng lớp lớp trong cách vận hành công việc của Volkswagen. Hơn nữa "sản xuất 4.0" cũng nằm trong tổng thể khái niệm "công nghiệp 4.0", trong khái niệm "công nghiệp 4.0" cũng bao gồm cả "sản xuất 4.0". Sản xuất 4.0 từ nghiên cứu phát triển, xuyên suốt đến từng khâu thiết kế, sản xuất đều được ứng dụng phương pháp quản lý số hoá, công nghệ số hoá và lưu trình tự động hoá.

Heitzmann chỉ ra, sản xuất 4.0 cũng đúng mà công nghiệp 4.0 cũng phải, đó đều là quá trình số hoá xuyên suốt trong quy trình sản xuất sản phẩm và vận hành cả một doanh nghiệp, ví dụ như một số ứng dụng liên quan đến VR (công nghệ thực tế ảo), thiết bị thông minh hay công nghệ in 3D. Ngoài ra, còn có một số lĩnh vực ứng dụng đặc thù, ví như vận chuyển tự động, quản lý lưu trình sản phẩm, bảo dưỡng trang thiết bị sản xuất và tối đa hoá quá trình sản xuất bằng trí thông minh nhân tạo.

Heitzmann nhấn mạnh, cái gọi là công nghiệp 4.0 hay sản xuất 4.0 không chỉ giới hạn trong tính linh hoạt của sản xuất mà tất cả các khía cạnh khác như nghiên cứu phát triển sản phẩm, vận chuyển sản phẩm, tiêu thụ, dịch vụ sau tiêu thụ và cả cải thiện, tối ưu hóa trong trải nghiệm của mỗi khách hàng…đều có mỗi quan hệ mật thiết với công nghiệp 4.0. "Có một số công nghệ phải bước dần từng bước, không thể vội vàng sau một đêm mà muốn thực hiện được ngay, cần phải có thời gian". Heitzmann còn tiết lộ, đã có những quy hoạch cụ thể về sự phân bố các công nghệ liên quan đến từng thị trường mà tập đoàn hướng đến, Volkswagen đang thúc đẩy thực hiện điều này.

30.000 người máy cùng hoạt động

Tại một dây chuyền lắp đặt trong nhà máy của Volkswagen, một công nhân nữ và các đồng nghiệp của mình đang tất bật lắp đặt bảng điều khiển và các bộ phận nội thất của ô tô, cùng "hiệp đồng tác chiến" chẳng ngại vất vả bên cạnh cô ấy là một cánh tay người máy khổng lồ, cánh tay người máy theo quy trình đã định sẵn thò qua cửa sổ, chỉ trong vài phút đã lắp bảng điều khiển một cách gọn gàng, chuẩn xác. Ở nơi đây, nhờ sự hỗ trợ của người máy, người công nhân hoàn toàn có thể dừng lại một chút để nghe nhac, thả lỏng cơ thể, thâm chí có thể nói chuyện với bất kỳ ai đi ngang qua.

Khác với khoảng cách giữa người và máy như trước đây, việc người máy thông minh thực hiện những công việc hợp tác trực tiếp, đồng bộ với con người sẽ không còn là điều xa xỉ nữa, bởi hiện nay người máy đã có thể đưa ra phản ứng trước bất kỳ cử chỉ nào của con người. Phòng thí nghiệm sản xuất thông minh của bộ phận IT của tập đoàn Volkswagen đang xây dựng phương án sản xuất xe hơi cho tương lai. Trong đó có một hạng mục chính là người máy thông minh. Con người và người máy lần đầu tiên có thể thực sự hợp tác với nhau. Để thực hiện được điều này là do người máy đã sở hữu khả năng nhận biết và xem xét, tính toán các suy nghĩ của con người.

Hiện tại, Giáo sư Wolfgang Hackenberg, Chủ nhiệm phòng thí nghiệm sản xuất thông minh bộ phận IT tập đoàn Volkswagen, đang chỉ đạo đội ngũ của mình, phối hợp với các chuyên gia đầu ngành của trung tâm nghiên cứu trí tuệ nhân tạo Đức (DFKI) cùng nhau nghiên cứu, phát triển công nghệ này.

Giáo sư Wolfgang Hackenberg giải thích, trước đây, con người và máy móc thường phân khai, độc lập với nhau trong các giai đoạn công việc, đây không phải là hợp tác một cách thực chất. Mà trong phòng thí nghiệm sản xuất thông minh thì tình hình lại khác hoàn toàn. "Chúng tôi thông qua các phần mềm để tích hợp giữa người máy các bộ phận cảm biến, giúp con người và người máy có thể tránh được các nguy hiểm trong cùng một không gian làm việc, thậm chí là hợp tác cùng nhau. Do đó, lần đầu tiên chúng tôi đã thực hiện được việc đồng bộ kết hợp trực tiếp giữa con người và người máy".

Ngoài ra, giáo sư Dieter Geckler, một trong những thành viên của Digital Factory Working Group của tập đoàn Volkswagen đã vô tình phát hiện ra, những động tác thừa, sai của người máy cũng sẽ làm tiêu hao năng lượng. Sau đó, giáo sư Dieter Geckler và trường đại học Ostafalia đã cùng nhau phát triển một phần mềm nhằm giúp người máy tính toán, lựa chọn các vị trí chính xác và tiết kiệm năng lượng nhất. Phần mềm này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và tối ưu hóa, chỉ cần ấn một nút có thể tính toán các vị trí thao tác tiết kiệm năng lượng của người máy.

Giáo sư Dieter Geckler còn cho biết, cùng giống như lý thuyết Công thái học, phần mềm tối ưu hóa vị trí cho phép người máy trung bình có thể tiết kiệm 10-15% năng lượng, đồng thời giảm số lượt bảo trì của người máy đồng thời kéo dài thời gian sử dụng. Hiện tại, trong 120 nhà máy sản xuất của Volkswagen có khoảng 30.000 người máy công nghiệp, điều này sẽ tiết kiệm một lượng lớn năng lượng tiêu thụ.

Thế nhưng, phần mềm này vẫn chưa phải là sản phẩm cuối cùng, tối ưu hóa vị trí chỉ là bước đầu tiên, tập đoàn hiện tại đang nghiên cứu cách làm tối ưu hóa đường đi của người máy nhằm tiết kiệm cảng nhiều hơn năng lượng. Đặc biệt, tập đoàn còn nghiên cứu phần mềm tối ưu hóa tốc độ và tăng tốc của người máy. Đây mới chính là bước cuối cùng trong việc nghiên cứu làm thế nào để người máy có thể tối ưu hóa về vị trí, đường đi và tốc độ, như vậy có thể tiết kiệm tới 30% năng lượng, dự kiến trong năm 2018 sẽ có thể bắt đầu đưa vào sử dụng.

Sản xuất ô tô tính bằng giây

Trong công xưởng của Volkswagen tại Slovakia, hiện tại sản xuất (và lắp đặt) 3 chiếc xe chỉ tốn 2,5 phút, cũng có thể nói mỗi 50 giây lại có thể sản xuất được một chiếc xe. Sản xuất ô tô thực sự đã có thể tính bằng giây. Thế nhưng đối với Volkswagen thì hiệu suất này vẫn chưa đủ, mục tiêu cuối cùng của họ là thực hiện hoàn toàn tự chủ sản xuất, đó không phải ám chỉ hoàn toàn không cần sự có mặt của con người mà là vẫn có con người đến chỉ đạo cần sản xuất những gì, sau đó người máy tự vận hành, liên kết với nhau thành dây chuyền và tiến hành sản xuất.

Dựa vào suy nghĩ của Volkswagen, để thực hiện tự chủ sản xuất ít nhất cần có hai điều kiện: thứ nhất là người máy sản xuất có thể tự di chuyển, thứ hai là một "hệ thống thần kinh trung ương" dựa vào công nghệ xử lý AI và Big Data. Trong phòng thí nghiệm sản xuất thông minh SPL của Volkswagen, nhiều người đã thấy mô hình manh nha của hai công nghệ này. Người máy có thể tự di chuyển chính là một chiếc ô tô nhỏ được lắp thêm hai cánh tay máy, sử dụng rada laser, camera 3D để thực hiện chức năng định vị và dẫn đường, từ đó cho phép nó tự do di chuyển trong nhà máy. Còn hệ thống thứ hai là một hệ thống siêu cấp có thể truy tìm mọi số liệu sản xuất, nó có thể phân tích để sản xuất từng loại xe thì cần những loại người máy và bộ phận nào, do đó có thể căn cứ vào nhiệm vụ sản xuất để tự động điều động người máy và linh kiện, điều quan trọng hơn là, thông qua sự dẫn dắt của công nghệ trí thông minh nhân tạo, nó có thể tự học hỏi trong từng khâu của quá trình sản xuất, từ đó không ngừng tối đa hóa các quá trình sản xuất sau đó, nâng cao hiệu quả sản xuất.

Để có thể hiện thực các ý tưởng đó, hiện nay tập đoàn Volkswagen có hơn 4000 kỹ sư công nghệ trên toàn cầu chuyên nghiên cứu chuyển dịch sang lĩnh vực số hóa. Ngoài ra, Volkswagen còn xây dựng một trung tâm công nghệ mang tên IT City tại Wolfburg, chiêu mộ số lượng lớn nhân tài công nghệ, IT, đặc biết thành lập hàng loạt các trung tâm chuyên nghiên cứu phát triển công nghệ như phòng thí nghiệm sản xuất thông minh SPL, trung tâm sáng tạo và công nghệ KTI, trung tâm LEAN… Đồng thời, Volkswagen còn thành lập 3 trung tâm tương lai tại Đức, Mỹ và Trung Quốc và xây dựng trung tâm nghiên cứu phát triển công nghệ IT tại 6 quốc gia khác.

Ông Ralph Linde, người phụ trách học viện tập đoàn Volkswagen giới thiệu, tập đoàn Volkswagen có kế hoạch tiến hành bồi dưỡng về số hoá cho toàn bộ nhân viên, giới thiệu cho hỏi những kiến thức cơ bản về trí thông minh nhân tạo, tự động hoá, Big Data, mạng, AR/VR...

Nhưng trong quá trình chuyển đổi, điều không thể tránh khỏi đó là một số lượng lớn nhân viên sẽ mất đi vị trí của mình. Học viện Volkswagen cũng đang tiến hành bồi dưỡng công nghệ đối với hỏi để giúp họ có thể chuyển đến các vị trí thích hợp. Với những người không thích ứng được, cho họ nghỉ hưu sớm là một biện pháp cần lựa chọn.

Trên dây chuyền sản xuất và lắp đặt xe hơi, một người công nhân và một người máy cùng ngồi trên thân xe có thể hoàn thành mọi thao tác lắp đặt. Viễn cảnh nhà máy như vậy đã có trong báo cáo dự đoán sự phát triển của ngành ô tô năm 2016 của Tập đoàn Volkswagen Tập đoàn Volkswagen, hiện nay một phần trong đó đã trở thành hiện thực. Tập đoàn Volkswagen vui mừng cho biết, cải cách công nghiệp 4.0 có thể nâng cao hiệu quả sản xuất, đồng thời còn có thể đem đến cho doanh nghiệp sản xuất ô tô rất nhiều lợi nhuận. Về phương diện này tập đoàn Volkswagen có thể nói là đi trước một bước, đương nhiên trong bước phát triển tiếp theo doanh nghiệp nào mới là doanh nghiệp đi đầu vẫn cần phải quan sát.