Gia tăng hiệu quả bảo trì, cắt giảm chi phí sản xuất và tiết kiệm năng lượng

Vì sao chi phí bảo trì đóng vai trò quan trọng trong sản xuất?

Trong sản xuất, chi phí bảo trì được chia thành 2 dạng đó là chi phí bảo trì trực tiếp (hữu hình), trong đó có thể kể đến gồm: lương và thưởng cho nhân viên bảo trì; đào tạo, huấn luyện; vật tư và phụ tùng; dụng cụ, thiết bị bảo trì; chi phí thuê ngoài; cải tiến, nâng cấp …

Dạng thứ 2 là chi phí bảo trì gián tiếp (vô hình, thiệt hại do ngừng máy) bao gồm: nguyên vật liệu hư hỏng; hàng phế phẩm; tổn hao năng lượng; tuổi thọ thiết bị giảm; chi phí phát sinh do giao hàng trễ hay hủy hợp đồng; chi phí nhân công chờ việc; chi phí do tai nạn; chi phí khấu hao trong thời gian chờ …

Kết quả điều tra năm 2019 tại Hoa Kỳ cho thấy 61% nhà máy đang sở hữu phần mềm quản lý bảo trì, còn theo báo cáo năm 2022 của Công ty Senseye (thuộc Tập đoàn Siemens) về chi phí thời gian ngừng máy của một số ngành công nghiệp trên thế giới thì thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch hiện khiến các công ty Fortune Global 500 (gồm 500 công ty, tập đoàn hàng đầu trên toàn thế giới tính theo doanh số) mất 11% doanh thu hàng năm của họ, tương đương gần 1,5 nghìn tỷ USD. Trong khi đó, chi phí ngừng máy hàng năm hiện là 129 triệu USD tại mỗi cơ sở, tăng 65% trong cuộc khảo sát gần đây nhất của Senseye trong năm 2019 - 2020.

“Thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch là lời nguyền của ngành công nghiệp. Khi dây chuyền sản xuất và máy móc đắt tiền ngừng hoạt động, các tổ chức ngừng kiếm tiền và những khoản đầu tư đó bắt đầu gây tốn kém thay vì làm ra tiền. Chi phí có thể tăng vọt lên hơn 100.000 USD mỗi giờ đối với các nhà sản xuất lớn ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp”, ông Alexander Hill, giám đốc chiến lược toàn cầu của Công ty Senseye, chia sẻ trong báo cáo.

Việc giảm chi phí bảo trì để giảm chi phí sản xuất, tiến tới tăng năng suất, doanh thu, lợi nhuận là hướng đi mà các ngành sản xuất công nghiệp cần phải hướng đến do mang lại hiệu quả rất đáng kể, dễ thực hiện, đầu tư không lớn và khả năng sinh lợi cao nhất trong các khoản đầu tư.

Cũng tại hội thảo, PGS.TS. Phạm Ngọc Tuấn đã nêu ra một số điển hình về các xu hướng bảo trì thiết bị trong bối cảnh Công nghiệp 4.0

Xu hướng bảo trì hướng vào chuyển đổi số và công nghệ thông minh

• Internet vạn vật công nghiệp (IIoT): Internet vạn vật (IoT) được tích hợp vào các quy trình và hệ thống sản xuất công nghiệp. Thu thập dữ liệu theo thời gian thực về hiệu suất và tình trạng của thiết bị công nghiệp, tiến hành tận dụng dữ liệu này và áp dụng các thuật toán xử lý dữ liệu tiên tiến để lập kế hoạch bảo trì trước, giúp giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị và thời gian ngừng máy. Dữ liệu có nguồn gốc IIoT hỗ trợ phân tích và xác định các trường hợp bất thường của thiết bị để đưa ra quyết định bảo trì dựa trên dữ liệu này, giúp giám sát và chẩn đoán từ xa các sự cố, vấn đề trong thiết bị, giảm nhu cầu bảo trì tại chỗ.
• Khoa học phân tích bảo trì: là xu hướng phát triển nhanh chóng trong bảo trì công nghiệp bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tích dữ liệu tiên tiến để tối ưu hóa việc bảo trì thiết bị và giảm thiểu thời gian ngừng máy. Một xu hướng phổ biến trong khoa học phân tích bảo trì là tích hợp dữ liệu từ các nguồn không đồng nhất, chẳng hạn như cảm biến, nhật ký thiết bị và hồ sơ bảo trì để có được cái nhìn toàn diện hơn về tình trạng và hiệu suất của thiết bị.
• Các công nghệ thực tế ảo và thực tế tăng cường: các công nghệ này tạo ra những trải nghiệm bằng cách kết hợp thế giới vật chất với thực tế số hoặc mô phỏng. Thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR) có nhiều đặc điểm giống nhau. Theo đó, AR kết hợp thông tin do máy tính tạo ra với môi trường thực của người dùng, còn VR sử dụng thông tin do máy tính tạo ra để mang lại cho người dùng cảm giác đắm chìm hoàn toàn. Các công nghệ này cải thiện hoạt động bảo trì công nghiệp theo nhiều cách. Hiện các công ty sản xuất đầu tư vào những công nghệ này để cải thiện năng suất, hiệu suất của kỹ thuật viên bảo trì và giảm nguy cơ tai nạn.
• Robot bảo trì: việc sử dụng robot trong hoạt động bảo trì mang lại những lợi ích như hiệu quả tốt hơn, giảm chi phí và cải thiện an toàn.
• Bản sao số: bản sao số đưa ra giải pháp bằng cách tạo bản sao ảo của thiết bị vật lý, cho phép nhà sản xuất liên tục theo dõi điều kiện làm việc thực tế và hình dung các kịch bản trong tương lai. Các nhà sản xuất có thể dự đoán những điểm bất thường và các khu vực có vấn đề có thể gây ra hư hỏng thiết bị bằng cách sử dụng bản sao số trong quá trình bảo trì dự đoán. Bản sao số có thể mô phỏng các tình huống khác nhau để hiểu các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến hiệu suất của máy, từ đó đưa ra quyết định sáng suốt hơn và các kế hoạch hành động nhằm ngăn ngừa các sự cố nghiêm trọng. Trong bối cảnh bảo trì công nghiệp, các công ty khởi nghiệp tận dụng bản sao số để mô phỏng và phân tích hiệu suất của thiết bị hoặc dây chuyền sản xuất trong thời gian thực.
• In 3D: cho phép sản xuất các bộ phận, phụ tùng một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Tích hợp in 3D với các công nghệ bảo trì khác, chẳng hạn như máy bay không người lái và cảm biến, để hợp lý hóa các hoạt động bảo trì và giảm thời gian ngừng máy.
• Giao diện người – máy: HMI là giao diện người dùng cho phép người vận hành tương tác và điều khiển máy móc và thiết bị công nghiệp. Các nhà máy và nhà máy sản xuất triển khai HMI thông qua nhiều phương pháp khác nhau, chẳng hạn như bảng điều khiển chuyên dụng, màn hình cảm ứng và thiết bị di động. Chúng có tính năng báo động, cảnh báo và ghi dữ liệu để giúp người vận hành giám sát và quản lý hiệu suất thiết bị. Thông qua các tính năng này, HMI cải thiện năng suất và hiệu suất của bảo trì công nghiệp bằng cách cung cấp dữ liệu và thông tin về tình trạng thiết bị, chẩn đoán hư hỏng theo thời gian thực. Ngoài ra, việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (ML) và HMI dựa trên đám mây cung cấp cho người vận hành những hiểu biết sâu sắc và đề xuất hữu ích liên quan đến công việc bảo trì.
• Bảo trì xanh: trong hoạt động công nghiệp, bảo trì xanh bao gồm việc áp dụng các biện pháp bền vững về môi trường để bảo trì thiết bị và cơ sở vật chất.

Cũng theo PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn, việc bảo trì bền vững để sản xuất bền vững cần tuân theo nguyên tắc 6R đó là: Reduce (giảm) - Recycle (tái chế) - Redesign (thiết kế lại) - Reuse (tái sử dụng) - Recovery (phục hồi) và Remanufacture (sản xuất lại).