Nhà máy 5M vắng bóng người: Robot tự chủ từ lập kế hoạch đến sản xuất

Panasonic Connect và chiến lược nhà máy tự chủ

Thế giới đang dịch chuyển từ “tự động hóa” sang “tự chủ hóa (autonomous factory)”. Panasonic Connect – Công ty có trụ sở tại Tokyo, hiện sở hữu khoảng 28.300 nhân sự trên toàn cầu (12.400 người tại Nhật Bản và 15.900 người ở nước ngoài) là một ví dụ tiêu biểu cho cách mà một tập đoàn Nhật Bản đang hiện thực hóa tham vọng sản xuất không phụ thuộc nhiều vào nhân sự kỹ năng tay nghề cao.

Theo ông Ryotaro Takahashi - Giám đốc điều hành công ty, Panasonic Connect đặt mục tiêu tạo ra giá trị cho khách hàng thông qua hiện thực hóa sản xuất không cần kỹ năng cao.

"Ngành sản xuất đang thay đổi nhanh chóng dưới tác động của số hóa, nhu cầu khách hàng đa dạng, chuỗi cung ứng phức tạp và yêu cầu bảo vệ môi trường. Cùng với tình trạng thiếu hụt lao động và sự thay đổi trong phong cách làm việc, các nhà máy ngày càng cần những thiết bị và phần mềm có thể tích hợp kỹ năng của chuyên gia giàu kinh nghiệm.

Bằng cách kết hợp sức mạnh của thiết bị gắn linh kiện điện tử, bán dẫn, FPD… với công nghệ cảm biến và AI, mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là xây dựng Nhà máy Tự chủ — mô hình có khả năng tự tiến hóa và nhanh chóng đáp ứng biến động nhu cầu thị trường", ông nói.

Trao đổi với VietnamFinance, ông Li Wei Chen (Jason) – Giám đốc Kinh doanh, cho biết, để hiện thực hóa mô hình Nhà máy Tự chủ, Panasonic Connect áp dụng hệ thống giám sát toàn diện dựa trên nguyên tắc 5M, bao gồm Man (con người), Machine (máy móc), Material (vật liệu), Method (phương pháp) và Measurement (đo lường).

Mọi biến động trong từng yếu tố đều được ghi nhận và phân tích theo thời gian thực để xác định nguyên nhân và đưa ra hành động phù hợp. Trên nền tảng dữ liệu này, dây chuyền có thể tự động xử lý sự cố khi phát sinh, đồng thời thực hiện tối ưu hóa bảo trì bằng cách dự báo hỏng hóc và triển khai bảo dưỡng đúng thời điểm.

Hệ thống cũng hỗ trợ lập kế hoạch sản xuất thông minh, khi máy móc có thể tự điều chỉnh tốc độ, phân bổ nguồn lực hoặc thay đổi quy trình theo nhu cầu vận hành. Toàn bộ dữ liệu thu thập tại hiện trường được tích lũy và phân tích liên tục nhằm cải thiện độ chính xác, từ đó thúc đẩy khả năng tự học và tự tối ưu của dây chuyền.

Bên cạnh đó, các tác vụ vốn phải do người vận hành thực hiện – như kiểm tra, điều chỉnh, xác nhận – cũng dần được tự động hóa, giảm phụ thuộc vào kỹ năng thủ công và giúp nhà máy vận hành ổn định hơn, hiệu quả hơn. Công ty cũng ứng dụng trí tuệ công nghiệp (IE), AI, IT để chuẩn hóa và tối ưu hóa quy trình.

Ông Jason cho biết, về lâu dài, tầm nhìn của công ty là hướng tới “Chuỗi cung ứng tự chủ (Autonomous Supply Chain)” – nơi toàn bộ chuỗi, không chỉ nhà máy, có thể tự điều chỉnh, tối ưu theo biến động thị trường.

Xu hướng toàn cầu từ nhiều “ông lớn”

Trong khi Panasonic Connect là mô hình điển hình cho chiến lược nội tại, nhiều tập đoàn khác trên thế giới cũng đang đẩy mạnh tự động hóa và phát triển nhà máy thông minh theo hướng tự chủ hơn.

Tại Hàn Quốc, việc đưa robot vào nhà máy đang đạt tốc độ cao. Trên 10% nhân sự trong các nhà máy ở Hàn Quốc được thay thế bởi robot, mức cao kỷ lục theo Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR). Chính phủ Hàn Quốc và doanh nghiệp lớn đều đẩy mạnh tự động hóa để giải quyết chi phí lao động và áp lực hiệu quả sản xuất.

Một số công ty thép như POSCO đã phát triển các “nhà máy hải đăng” (lighthouse factories) – mô hình nhà máy thông minh được WEF công nhận. POSCO sử dụng AI, dữ liệu lớn và IoT để số hóa lò cao, chuẩn hóa các biến số vận hành, từ đó tăng sản lượng và giảm chi phí đáng kể.

Một ví dụ khác đến từ Nhật Bản: Mitsubishi Electric – trong một nhà máy sản xuất lâu đời – áp dụng hệ thống tự động hóa cao với robot kết hợp kiểm tra chất lượng. Tại nhà máy này, robot thực hiện việc gắn linh kiện, xoay, kiểm tra mối hàn, thậm chí tự điều chỉnh quy trình theo thời gian thực.

Đây là minh chứng cho xu hướng “nhà máy tự duy trì” – nơi dây chuyền có thể hoạt động ổn định, hiệu quả cao mà không cần giám sát tay chân liên tục từ con người.

Ở Trung Quốc, khái niệm “nhà máy không đèn” (dark factory) đang được nhiều doanh nghiệp hiện thực hóa như một biểu tượng của sản xuất tự động cao. Một số nhà máy như của Xiaomi tại Bắc Kinh hoạt động 24/7 với mức can thiệp con người rất thấp — robot, IoT và AI được sử dụng để vận hành toàn bộ dây chuyền, bao gồm khâu lắp ráp, vận chuyển nội bộ và kiểm tra chất lượng.

Một ví dụ lớn hơn liên quan đến nhà máy Foxconn, xưởng tại Trịnh Châu đã được nâng cấp mạnh với hệ thống tự động hóa cao. Trước đây nhiều công đoạn như vận chuyển nội bộ, lấy vật liệu và điều chỉnh thiết bị được làm thủ công, nhưng sau khi nâng cấp, toàn bộ quy trình được số hóa và tự động hóa, với khả năng thu thập dữ liệu, phân tích và ra quyết định theo thời gian thực.

Hệ thống trung tâm điều khiển tích hợp AI có thể phát hiện chất lượng sai lệch và đưa ra hành động ngay khi cần – đây là nét rất giống với khái niệm “nhà máy tự chủ”. Ngoài ra, nhà máy cũng thực hiện số hóa quản lý năng lượng và carbon, hướng tới sản xuất xanh.

Không chỉ robot công nghiệp lớn, các cobot (robot hợp tác) đang ngày càng trở nên phổ biến và là cánh tay đắc lực trong nhà máy thông minh. Robot hợp tác có thể làm việc cùng con người một cách an toàn, chia sẻ không gian làm việc và hỗ trợ các công đoạn đòi hỏi độ linh hoạt cao.

Các cobot như vậy kéo theo mô hình sản xuất linh hoạt hơn, giúp nhà máy tự động hóa mà vẫn giữ được khả năng vận hành đa dạng.

Trên mức độ cao hơn, nhiều nghiên cứu học thuật và công nghiệp đang hướng tới việc tích hợp các mô hình AI mạnh hơn vào tự động hóa. Một nghiên cứu đăng trên arXiv mô tả khung sản xuất modular (modular production system) được nâng cấp bằng các agent dựa trên large-language model (LLM), kết hợp với digital twin để điều phối, lập kế hoạch và kiểm soát quy trình sản xuất.

Mô hình này thể hiện tiềm năng phát triển nhà máy tự chủ với khả năng lập kế hoạch, ra quyết định linh hoạt và xử lý các nhiệm vụ chưa được định nghĩa trước.