Bên trong nhà máy tương lai của Nokia: Rô bốt, dữ liệu, tự động hóa, 5G và con người

Trong một chuyến thăm gần đây, Chris O'Brien, phóng viên có hơn 15 năm viết về mảng công nghệ, có cơ hội bước vào nhà máy Nokia, nơi công ty đang sản xuất các thiết bị trạm phát 5G. Oulu là trọng tâm đổi mới và thiết kế trạm phát 5G của Nokia và việc có cơ sở sản xuất tại chỗ cho phép công ty thử nghiệm và sản xuất thiết bị song song với các nhà nghiên cứu.

Khi mạng 5G bắt đầu được tung ra, một trong những điều được quảng bá rầm rộ nhất là ứng dụng của nó trong công nghiệp 4.0, hay còn gọi là "nhà máy tương lai". Những người ủng hộ 5G cho rằng mạng này có tốc nhanh, có thể hỗ trợ kết nối một lượng lớn đối tượng trong các khu vực nhỏ mà không có độ trễ, sẽ cho phép các nhà sản xuất sử dụng công nghệ tự động và dữ liệu để làm nhà máy hoạt động hiệu quả hơn.

Để chứng minh luận điểm này, Nokia ứng dụng 5G trong nhà máy Oulu. "Chúng ta có nhà máy của riêng chúng ta ở đây," Jani Leskinen, trưởng bộ phận nghiên cứu và phát triển của Nokia tại Oulu nói. "Tại sao lại không coi đây là sân chơi thử nghiệm chứ?".

Một trong những yếu tố chứng minh rõ nét hơn cả là sự kết nối thực sự được vận hành trên mạng 4G LTE, ít nhất là cho đến thời điểm hiện tại. Giới điều hành Nokia chỉ ra rằng mạng 4G hiện không được sử dụng đúng mức và vẫn tiếp tục triển khai ở nhiều khu vực. Các nhà mạng muốn có thêm thời gian để thu hồi khoản đầu tư vào 4G của họ, thậm chí khi họ đang lên kế hoạch cho 5G, vì vậy một công ty như Nokia phải khéo léo trong việc khuyến khích kết nối nhanh hơn mà không phải là 4G.

Thông điệp của Nokia là các công ty không cần phải chờ 5G để bắt đầu kết nối các nhà máy của họ. Khi Nokia chuẩn bị chứng minh bằng nhà máy của tập đoàn công nghệ này, một cuộc cải tiến sẽ dẫn tới sự chuyển đổi sang 5G trong vòng vài năm tới. Và chỉ với việc sử dụng 4G, giới lãnh đạo ước tính Nokia đã tự động hóa các dây chuyền sản xuất trong nhà máy Oulu lên tới khoảng 99%, chỉ còn một vài quy trình vẫn còn làm bằng tay.

Đó là ứng dụng mà Nokia gọi là "nhà máy nhận thức".

"Với phân tích dữ liệu và mức độ tự động hóa cao, môi trường sản xuất đang tràn đầy sáng tạo," Heikki Romppainen, trưởng nhà máy Oulu của Nokia nói. "Khi số lượng rô bốt đang tăng lên mọi lúc, thì mức độ tự động hóa cũng vậy. Điều đó sẽ làm cho toàn bộ chuỗi cung ứng linh hoạt hơn và dễ dàng thích nghi hơn với sản phẩm mới."

Nhà máy rô bốt

Điều đầu tiên mà nhóm của Chris O'Brien chứng kiến khi vào nhà máy là một loạt màn hình TV cỡ lớn. Các màn hình này hiển thị thông tin theo thời gian thực từ các cảm biến khác nhau để theo dõi hầu hết mọi quy trình khắp nhà máy. Các cuộc họp để thảo luận vấn đề hoặc đánh giá yếu tố mới thường diễn ra phía trước màn hình, Romppainen nói.

Dữ liệu từ các cảm biến này chạy trên nền tảng Azure của Microsoft, và hệ thống này cho phép các nhà quản lý theo dõi các bộ phận theo số sê-ri khi họ di chuyển trong nhà máy. Theo cách thường, quá trình kiểm tra chất lượng sẽ diễn ra vào cuối công đoạn sản xuất hoặc lắp ráp. Nhưng Romppainen cho biết hệ thống này cho phép công ty xác định chính xác nơi xảy ra sự cố và sửa chữa lại nhanh hơn.

"Bạn không phải điều tra và tìm lại các bước đã thực hiền rồi phán đoán để tìm ra lỗi," Romppainen nói. "Trong thời gian thực, bạn có thể biết lỗi nằm ở đâu, vì bạn có thể nhìn thấu dữ liệu."

Mạng 4G này cũng cho phép rô bốt từ xa đi dạo trong nhà máy, cho phép đồng nghiệp ở các nhà máy khác trao đổi với nhau và quan sát hoạt động sản xuất trong khi họ đang cố gắng khắc phục sự cố.

Khắp nhà máy là các cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm và ăng ten được kết nối bằng Bluethooth cho phép hệ thống theo dõi địa lý trong nhà chính xác trong vòng 30 cm.

Với luồng dữ liệu này, hệ thống giờ đây sẽ tự động theo dõi nguồn cung và phát hiện khi nào chúng sắp hết. Trong quá khứ, dây chuyền sẽ dừng lại một khi bộ phận đó hết nguồn cung. Giờ đây, hệ thống gửi cảnh báo và rô bốt tìm kiếm bộ phận hoặc nguồn cung bổ sung, giúp giảm đáng kể thời gian chờ đợi.

Ngoài ra, tự động hóa đã đem lại một mức độ tinh vi mới. Và một hệ thống thị giác đảm trách việc hàn, thứ gần như không thể thực hiện bằng mắt người.

Rô bốt giống như những người trong bức hình ở đầu bài viết, cũng thực hiện công đoạn lắp ráp cuối cùng ở vài sản phẩm. Bằng cách tiêu chuẩn hóa nhiều công việc, kể cả những việc đòi hỏi mức độ tinh vi, Nokia đã có thể chuyển nhiều công việc hơn sang cho rô bốt. Trong trường hợp này, công ty vẫn sử dụng nhiều rô bốt công nghiệp hơn, hoạt động tách biệt với con người trong các phòng kín.

Nokia cũng bắt đầu giới thiệu “cobot”, có độ nhạy bén cao và an toàn sử dụng cho con người. Một lợi thế của cobot là chúng có thể được dễ dàng lập trình lại để xử lý các công việc lặp đi lặp lại.

Khi được dẫn qua nhà máy, Chris O'Brien chứng kiến rô bốt mang theo các thùng đựng đồ được kéo lên kéo xuống dọc lối đi. Rô bốt không chạy trên bất kỳ đường ray nào, nhưng hoàn toàn tự chủ và độc lập. Bất cứ khi nào một rô bốt muốn tiếp cận con người, chúng sẽ di chuyển chậm lại, lách qua con người rồi sau đó tiếp tục di chuyển.

Tương lai 5G

Tất cả những điều này đặt ra câu hỏi rằng tự động hóa có thể phát triển tới mức nào bằng công nghệ 5G. Công ty sẽ có thể giới thiệu nhiều cảm biến hơn, cho phép độ phức tạp cao hơn. Ngày nay, cảm biến cảnh báo các nhà quản lý khi gặp vấn đề. Nhưng cảm biến mạnh hơn có khả năng chẩn đoán sự cố tiềm tàng và có thể sửa chữa trục trặc hoặc gọi cho rô bốt khắc phục sự cố.

Video giám sát quy trình của con người là một trường hợp khác đang được thử nghiệm. Tại một trạm, công ty đã thiết lập một hệ thống thử nghiệm 5G có đặt một máy quay theo dõi nhân viên làm việc.

Hệ thống theo dõi hoạt động của nhân viên, và việc phân tích video chạy bằng mạng 5G, đưa ra cảnh báo khi họ mắc lỗi.

Dĩ nhiên, liệu công nhân có chấp nhận trợ lý video kiểu này hay không là một vấn đề khác, đưa chúng ta quay lại với câu hỏi những công nghệ này sẽ tác động đến con người như thế nào. Trong nhà máy của Nokia chỉ có khoảng 100 người, và không rõ phần lớn công việc họ làm là gì.

Romppainen cho biết hầu hết họ vẫn đang thực hiện một số công việc thay thế, lắp ráp hoặc liên quan tới việc phán đoán. Các công việc bao gồm quy trình kiểm soát và theo dõi, phản ứng với các vấn đề trong quy trình do máy kiểm tra và hệ thống phân tích ghi nhận, và cải thiện tổng thể quy trình sản xuất.

Tuy nhiên, nếu mục tiêu là ngày càng tự động hóa, điều gì sẽ xảy ra ngay cả với các công việc này?

Tranh luận quanh tự động hóa và mất việc làm sẽ chỉ gia tăng trong những năm tới. Mặt khác, tự động hóa có thể rất quan trọng trong việc gia tăng quy mô sản xuất các trạm 5G và các công việc khác.Vì tín hiệu 5G bao phủ một khoảng cách ngắn hơn so với 4G, các nhà mạng sẽ cần phải cài đặt các trạm phát với mật độ cao hơn nhiều để đạt được vùng phủ sóng đáng tin cậy. Nhu cầu sản xuất có thể rất lớn và vẫn chưa rõ liệu nhà máy có đủ công suất hoặc nhân công để đáp ứng nhu cầu trong thập kỷ tới mà không cần tự động hóa quy trình ở quy mô lớn hay không.

Mặt khác, rõ ràng rằng sẽ ngày càng có ít cơ hội cho những người lao động không có tay nghề. Và các nhà máy kết nối mới chỉ là khởi đầu.

Về lý thuyết, nhà máy thông minh sẽ được kết nối với chuỗi cung ứng – vốn đang ngày càng tự động hóa hơn. Hãy tưởng tượng rô bốt trong nhà kho đang hoàn thiện các đơn đặt hàng và đặt chúng lên xe tự hành và máy bay không người lái để giao hàng.

Trong phạm vi viễn cảnh này, họ sẽ trở thành chuyên gia phân tích dữ liệu và chuyên gia rô bốt đảm trách việc đảm bảo máy móc hoạt động tốt.

Romppainen có một vài điều cần lưu ý. Ông nói rằng công ty đã trải qua một giai đoạn khó khăn trong tuyển dụng các công việc bị đe dọa bởi tự động hóa. Làm cho nhà máy trở nên hấp dẫn hơn đối với nhân viên mới có tiềm năng, đồng nghĩa chuyển đổi loại công việc để làm cho nhân viên “trở thành phần sáng tạo hơn trong quy trình hoạt động.”

Công ty đã đưa ra chương trình “nhân viên nhận thức” nhằm xác định công việc nào có thể và nên trở thành một phần của thế giới sản xuất mới này. Điều đó bao gôm việc xác định chính xác các kỹ năng trong lĩnh vực như khoa học dữ liệu, phân tích dữ liệu và rô bốt, cũng như kinh nghiệm với các công cụ thực tế ảo tăng cường.

“Làm sao thu hút được người trẻ vào môi trường công nghiệp?”, ông tự hỏi. “Chúng ta cần để họ biết nhà máy ngày nay không phải là nơi chỉ đứng bên dây chuyền sản xuất làm hết việc này đến việc khác.”

Theo Nhà Quản lý