Trong lĩnh vực sản xuất, CAD đã luôn đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển ý tưởng sản phẩm từ khái niệm đến thực tế. Cùng với khả năng hỗ trợ sản xuất của các công cụ (CAM) giúp giảm thời gian yêu cầu để thiết kế, CAD và CAM đóng một vai trò không thể thiếu trong công nghiệp.

CAM hiện đang đóng một vai trò rộng hơn hầu hết các chu trình khác trong tất cả các hoạt động của một nhà máy sản xuất, các giải pháp CAM hiện nay bao gồm các công cụ hỗ trợ lập kế hoạch, mô phỏng, quản lý, vận chuyển và lưu trữ. Công nghệ phát triển đưa ra những giải pháp tích hợp cả CAD và CAM giúp cải thiện thời gian và hiệu quả sản xuất

Với sự ra đời của Internet-of-Things (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ blockchain, điện toán đám mây, tự động hóa và cả công nghệ in 3D, tất cả chúng sẽ đổi mới ngành công nghiệp sản xuất trong tương lai không quá xa. Các công nghệ này hội tụ và cho phép đổi mới mô hình sản xuất, được gọi là ngành công nghiệp 4,0 (cách mạng công nghiệp thứ tư).

Từ công nghiệp 3.0 đến 4.0

Có lẽ sự thay đổi lớn nhất sẽ là di chuyển từ tài sản hiện hữu đến tài sản phi hiện hữu như các ngành công nghiệp di chuyển sâu hơn vào kỹ thuật số, thiết kế, mô phỏng.

Ngành công nghiệp 4,0 là về kết nối với máy tự động, quy trình và hệ thống để cho phép tạo ra các giao thức thông minh để kiểm soát sản xuất. Ví dụ như công nghệ dự đoán sai sót gia công của CAM, quản lý sai sót và biểu hiện của máy nếu có những thay đổi bất ngờ trong chu trình sản xuất.

Các đặc tính cho ngành công nghiệp 4,0 có thể được coi là:

• Tính linh hoạt trong việc sản xuất
• Tự tối ưu hóa, tự cấu hình, tự kiểm soát trong khi sản xuất

Tự động hóa và công nghiệp 4.0

Các công cụ sản xuất sẽ được hưởng lợi từ sự phát triển của các hệ thống thông minh, đảm bảo chất lượng sản phẩm cao hơn và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, CAM chính nó có một vai trò lớn hơn hết, vì nó tích hợp quá trình mô phỏng gia công sản phẩm lẫn kiểm soát việc quản lý chi phí, quản lý quá trình sản xuất và cung cấp dịch vụ. Đi với đó, các nguyên tắc khi thiết kế sản phẩm với CAD sẽ thay đổi.

Mạng máy tính trong ngành công nghiệp hiện 3.0 thường được giới hạn trong khu vực một nhà máy sản xuất. Với sự ra đời của công nghiệp 4.0, những ranh giới giữa các nhà máy hoạt động độc lập sẽ không còn tồn tại. Công nghệ sản xuất tự động sẽ trở nên phổ biến hơn, điện toán đám mây, IOT, … sẽ loại bỏ tất cả các ranh giới, liên kết các mô hình sản xuất với nhau tạo nên một thế giới phẳng. Điều này sẽ phức tạp hóa các mạng lưới sản xuất và đồng thời mở ra không gian phát triển vô hạn cho các nhà cung cấp.

Công nghệ chủ chốt cho tương lai

Công nghệ cảm biến và IoT

Internet-of-Things (IoT) là một cách để kết nối những đối tượng vật lý, chẳng hạn như cảm biến, Internet — sử dụng các kết nối cố định hoặc di động. Các hệ thống dựa trên Internet-of-things có thể thu thập dữ liệu sản xuất một cách minh bạch, toàn diện và tương tác cao, cho phép hiển thị thời gian thực vào tài sản và thiết bị, hỗ trợ kiểm soát chất lượng quy trình và tài nguyên nhà máy.

Tương tác

Bằng cách sử dụng hàng loạt dữ liệu có sẵn từ IoT và các nguồn dữ liệu khác, các nhà sản xuất có thể tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian không cần thiết và phản ứng nhanh hơn với những thay đổi trên thị trường. IoT cho phép tự động hóa tối ưu nhất, với các công nghệ giúp cho cái nhìn thị trường toàn diện dựa trên dữ liệu thời gian thực. Máy tính phục vụ sản xuất bây giờ không chỉ hỗ trợ các chức năng thiết kế mà còn giúp kiểm soát hiệu suất, nhu cầu và yêu cầu của khách hàng giúp các nhà sản xuất linh hoạt hơn trong việc tạo ra sản phẩm.

Điện toán đám mây

Điện toán đám mây, công nghệ quét laser 3D, các công nghệ phân tích và mô phỏng cuingf các yếu tố của IoT áp dụng trong quy trình sản xuất thông minh sẽ cung cấp tầm nhìn toàn diện về một sản phẩm trong suốt vòng đời của nó giúp tăng hiệu quả và chất lượng sản phẩm

IN 3D

Công nghệ in 3D ra đời và đang dần được áp dụng vào rất nhiều loại hình sản xuất như trang sức, gia dụng, hoặc dùng thay thế cho các bộ phận kim loại trong công nghiệp.

Đám mây và 5G

Điện toán đám mây sẽ củng cố tương lai của ngành sản xuất, cho phép kết nối dữ liệu trên quy mô toàn cầu, di chuyển dữ liệu từ máy chủ đến cơ sở dữ liệu dựa trên đám mây để cho phép các tổ chức và đối tác của họ truy cập dữ liệu từ bất cứ đâu trên thế giới. Tính linh hoạt và hợp tác phát triển sản phẩm sẽ được tăng lên mức cao nhất so với trước đây

Trong giao tiếp, 5G sẽ là chất xúc tác để mở rộng nhà máy thông minh và kết nối hàng triệu cảm biến IoT với các điểm dữ liệu. Các nhà sản xuất đã đặt cược lớn lên 5G và IoT với điểm mạnh là độ trễ cực thấp, băng thông cao và giao tiếp đáng tin cậy.

Công nghệ phân tích và AI

Mục đích cuối cùng của công nghệ kỹ thuật số trong sản xuất là tạo ra các hệ thống có khả năng tự “suy nghĩ” và đẩy nhanh quá trình tự phản ứng của chúng, quá trình nhìn nhận và tự xử lý các vấn đề để hoàn thiện quá trình sản xuất. Con người đã làm điều này trong nhiều năm và sẽ sớm có cơ hội cho các nhà máy áp dụng công nghệ AI vào sản xuất thực tế

Với công nghệ AI, công nghệ phân tích và tối ứu hóa kết nối, lĩnh vực sản xuất sẽ được thay đổi toàn diện giúp tạo ra các sản phẩm chất lượng hơn và đáng tin cậy hơn cho người dùng

Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?

Công nghệ hiện nay đều xoay quanh những yếu tố trên. Chìa khóa cho sản xuất tự động là đảm bảo sự liên kết liền mạch giữa thế giới thực và công nghệ ảo (phi hiện hữu). Khi mọi thứ trở nên thông minh; Mô hình kinh doanh, môi trường, Hệ thống sản xuất, Máy móc, nhà khai thác, sản phẩm và dịch vụ cung cấp sản phẩm sẽ được tái cơ cấu toàn bộ.

Hiện nay, thành công trong sản xuất được đo đạc bằng cách cung cấp một dịch vụ chất lượng hoặc sản phẩm với chi phí thấp nhất. Nhà sản xuất nhằm mục đích đạt được điều này bằng cách tối ưu hóa hiệu suất và khối lượng sản xuất. Khi nhìn vào tương lai của CAM, cần xem xét các yếu tố phức tạp hơn. Giám sát và chẩn đoán lỗi, kiểm soát các thành phần của hệ thống, mô phỏng tính chính xác, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về trạng thái và tự cho ra các giải pháp giải quyết vấn đề để giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

Sản xuất với sự hỗ trợ của máy tính và IoT sẽ yêu cầu sự liền mạch trong toàn bộ chuỗi sản xuất từ thiết kế phát triển sản phẩm, quản lý sản phẩm, sản xuất và lắp ráp để cung cấp dịch vụ kỹ thuật. Công nghệ CAM thực sự cần một bước đột phá lớn hơn để tiếp tục nắm vai trò chủ đạo trong lĩnh vực sản xuất kỹ thuật trong tương lai