Từ bùng nổ đến sự nhạy bén trong thời đại công nghiệp mới 

Chris Hazlewood của Mitsubishi Electric khám phá sự phát triển năng động của ngành sản xuất công nghiệp ô tô.

Ô tô và tự động hóa đang bước vào kỷ nguyên công nghiệp mới như thế nào

Năm 1834, một động cơ điện đầu tiên đã lặng lẽ báo hiệu sự khởi đầu của một cuộc chuyển đổi năng lượng. Nhưng việc thương mại hóa cần thời gian – phải mất gần 50 năm động cơ mới phát triển thành một thứ hữu ích và có thể mở rộng quy mô. Cũng trong khoảng thời gian đó, những thiết kế ô tô đầu tiên của Carl Benz bắt đầu được sản xuất với số lượng nhỏ. Và mặc dù có thể không giống với sản xuất hàng loạt ngày nay, nhưng nó đã đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực di chuyển phương tiện cá nhân.

Vòng xoáy đổi mới

1834: Động cơ điện -> 1888: Xe điện đầu tiên -> 1913: Dây chuyền lắp ráp Ford -> Những năm 2000: IoT và điện toán đám mây trong sản xuất -> Những năm 2020: Sự phát triển vượt bậc của xe điện..

Ngay từ đầu, ô tô và các phương pháp sản xuất đã phát triển theo một vòng xoáy – mỗi cải tiến trong thiết kế xe đều thúc đẩy các công nghệ sản xuất mới, và mỗi tiến bộ trong sản xuất đều mở ra những khả năng mới trong di chuyển.

Tiến nhanh đến thế kỷ 21, chúng ta đang chứng kiến ​​sự tái xuất của xe điện trong kỷ nguyên thứ hai của nó – lần này, được tích hợp nhiều lớp cảm biến, phần mềm và AI.

Ngày nay, một chiếc xe hiện đại thường được gọi là “điện thoại thông minh trên bánh xe”. Các mẫu xe cao cấp có thể chứa gần 1.000 ECU (Bộ điều khiển điện tử) và tới 3.000 chất bán dẫn – điều khiển mọi thứ, từ hệ thống điều hòa trong cabin đến hệ thống phanh ADAS. Khi chiếc xe phát triển thành một cỗ máy kỹ thuật số liên tục cải thiện hiệu suất ngay cả sau khi được bán, nhà máy sản xuất cũng phải nâng cấp thay đổi theo.

Từ Tự động hóa đến Trí tuệ nhân tạo

Đằng sau mỗi phương tiện công nghệ cao là một hệ thống sản xuất đang trải qua quá trình chuyển đổi riêng. Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư đã mang đến cho chúng ta các hệ thống mạng vật lý, cảm biến IoT và máy móc kết nối đám mây.

Nhưng giờ đây, Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ năm đang bắt đầu xuất hiện – được định nghĩa bởi AI Agentic: các hệ thống thông minh không chỉ phân tích dữ liệu mà còn đưa ra quyết định, tự cấu hình và cộng tác tự động trên các mạng.

Trong mô hình mới này, AI không chỉ đánh dấu lỗi mà còn ngăn chặn chúng. Máy móc được trang bị khả năng học tập sẽ phát hiện các kiểu rung động bất thường, thay đổi nhiệt độ hoặc dao động công suất và điều chỉnh hoạt động theo thời gian thực. Chúng tự động kích hoạt các giao thức dịch vụ và thích ứng để tránh thời gian chết. Đây là sự chuyển đổi từ sản xuất mô tả sang sản xuất quy định và tự tổ chức.

Biên giới của Thông tin chi tiết

Mặc dù các nền tảng đám mây đã chuyển đổi tầm nhìn của doanh nghiệp, nhiều thông tin chi tiết dự đoán giá trị nhất hiện đang được thực hiện trực tiếp tại nhà máy.

Các nền tảng hiện đại do AI điều khiển cho phép các kỹ sư và nhóm bảo trì thực hiện phân tích dữ liệu phức tạp mà không cần chuyên môn lập trình. Hệ thống cấp biên giám sát các bộ truyền động servo, robot và biến tần – học tập hành vi của chúng theo thời gian, xác định các bất thường và ngăn ngừa lỗi trước khi chúng ảnh hưởng đến sản xuất. Các công nghệ này cũng bảo vệ dữ liệu nhạy cảm của nhà máy bằng cách lưu trữ chúng trong mạng cục bộ, đảm bảo tính bảo mật và khả năng phản hồi theo thời gian thực. Trong một số trường hợp, bản thân các thiết bị đã được tích hợp khả năng AI – cho phép chúng chẩn đoán sự cố một cách độc lập. Ví dụ: robot giờ đây có thể dự đoán độ mòn của khớp nối, và hệ thống servo có thể phát hiện sự cố trong các thành phần cơ khí được kết nối như dây đai, bánh răng hoặc vít me bi – cảnh báo người vận hành trước các lỗi nghiêm trọng.

Như một chuyên gia tự động hóa đã nói: “Chúng tôi đã sử dụng các khả năng vốn chỉ dành cho các nhà khoa học dữ liệu và cung cấp chúng cho những người hiểu rõ nhất về máy móc.”

Độ phức tạp tăng gấp bội

Thách thức không chỉ còn là ngăn ngừa hỏng hóc máy móc nữa mà là quản lý sự phức tạp theo cấp số nhân. Các nhà sản xuất ô tô giờ đây phải sản xuất xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, xe hybrid và xe điện, thường có dây chuyền sản xuất chồng chéo. Mục tiêu cuối cùng? Một dây chuyền duy nhất, linh hoạt, có khả năng xử lý liền mạch tất cả các biến thể. Và bất kể hệ thống truyền động nào, xe cộ ngày nay ngày càng được điện tử hóa. Điều đó có nghĩa là cần nhiều dây dẫn hơn, nhiều phần mềm hơn và tích hợp chặt chẽ hơn giữa các linh kiện.

Hệ thống sản xuất phải thích ứng theo thời gian thực—không chỉ với những thay đổi về thiết kế mà còn với cách nhu cầu thay đổi giữa các khu vực. Điều này đòi hỏi một chiến lược bảo trì linh hoạt, nhiều lớp: kết hợp các phương pháp dự đoán, phòng ngừa và khắc phục trong một phương pháp thống nhất.

Vượt ra ngoài ranh giới nhà máy

Khi Di động dưới dạng Dịch vụ (MaaS) phát triển mạnh mẽ, thời gian hoạt động của xe trở thành một yêu cầu kinh tế cấp thiết. Đội xe tự hành hoặc xe điện phải được giám sát, các tính năng cập nhật tự động được chia sẻ hoặc kích hoạt sau khi mua, xe được bảo trì và sửa chữa theo cách dự đoán—giống như các nhà máy sản xuất chúng. Các công cụ được phát triển cho dây chuyền sản xuất thông minh hiện đang được chuyển giao xuống hạ nguồn, cho phép quản lý vòng đời của chính các phương tiện.

Với các nền tảng toàn cầu mở rộng trên hàng chục địa điểm, sự phối hợp trở nên vô cùng quan trọng. Các giải pháp phải hoạt động không chỉ ở cấp độ thành phần mà còn trên phạm vi khu vực, ngôn ngữ và sự khác biệt về cơ sở hạ tầng.

Hệ thống Thông minh, Tác động Có thể Đo lường

Các nghiên cứu điển hình là một nơi tuyệt vời để học hỏi vì chúng cho thấy những gì có thể thực hiện được, ví dụ:

• Các nhà sản xuất toàn cầu đã triển khai các hệ thống chẩn đoán phát hiện các lỗi tiềm ẩn trong khớp nối robot trước nhiều tuần—tự động kích hoạt quy trình làm việc dịch vụ.
• Các chương trình quản lý tài sản dựa trên tình trạng trải rộng ở nhiều quốc gia, chỉ mất vài giờ để triển khai tại mỗi địa điểm mới.
• Các hệ thống SCADA thời gian thực giúp các nhà sản xuất lốp xe như Continental AG giảm chi phí chung, bảo vệ dữ liệu và hợp lý hóa hoạt động tại 18 nhà máy trên toàn thế giới.
• Tuy nhiên, trong mỗi trường hợp, tự động hóa thông minh không chỉ là một nâng cấp kỹ thuật—mà còn là một chiến lược duy trì hoạt động kinh doanh.

Tiếp theo là gì

McKinsey đã nhận định rằng tự động hóa công nghiệp đang tiến đến một bước ngoặt, nơi sự trưởng thành, khả năng chi trả và nhu cầu thiết yếu hội tụ. Nhưng điều tạo nên sự khác biệt giữa những người dẫn đầu và những kẻ tụt hậu không chỉ là công nghệ nữa mà còn là khả năng mở rộng trí tuệ nhân tạo trên toàn bộ chuỗi giá trị.

Trong sản xuất ô tô hiện đại, việc đạt được mức trung hòa carbon trên toàn bộ chuỗi cung ứng là một yêu cầu thiết yếu. Nhà máy tương lai sẽ không chỉ tuân theo một chương trình. Nó sẽ tuân theo ý định. Các hệ thống tự tổ chức được hỗ trợ bởi Agentic AI sẽ tự động cấu hình lại các hoạt động để đáp ứng các mục tiêu, ràng buộc và phản hồi thực tế. Đó chính là lời hứa của Cuộc cách mạng Công nghiệp lần thứ năm.

Một sự sẵn sàng mới

Ngay cả khi các nhà sản xuất ô tô đang tìm cách vượt qua sự phức tạp của sản xuất đa hệ thống truyền động và các phương tiện được định nghĩa bằng phần mềm, nhiều nền tảng cho quá trình chuyển đổi này đã được đặt ra — một cách lặng lẽ, đều đặn — trong hai thập kỷ chuyển đổi số vừa qua.

Sự chuyển đổi từ mô hình xe vật lý sang mô hình xe kỹ thuật số đã cho phép thử nghiệm ảo, lặp lại nhanh hơn và phát triển giai đoạn đầu hiệu quả hơn. Việc đồng thiết kế với các nhà cung cấp sử dụng dữ liệu CAD 3D đã trở thành tiêu chuẩn, cho phép các quyết định kỹ thuật được đưa ra sớm hơn và mang tính hợp tác hơn. Các kiến ​​trúc xe mô-đun và dựa trên nền tảng đã xuất hiện để đáp ứng sự đa dạng ngày càng tăng của các mẫu xe, giúp cân bằng sự khác biệt của sản phẩm với hiệu quả sản xuất.

Trong khi đó, các công nghệ truy xuất nguồn gốc – từ theo dõi mã vạch tiên tiến đến bản sao kỹ thuật số – đang giúp các nhà sản xuất đảm bảo chất lượng và sự tuân thủ trên các cụm lắp ráp ngày càng phức tạp. Những hệ thống tương tự này hiện đang được mở rộng để hỗ trợ các mục tiêu sản xuất không phát thải, trong đó mỗi gam vật liệu và kilowatt-giờ năng lượng đều được theo dõi và tối ưu hóa.

Nhưng khi ngành công nghiệp chuyển sang xe điện, những thách thức mới xuất hiện: chuỗi cung ứng pin, hệ thống nhiệt, điện tử công suất và các tiêu chuẩn an toàn xe cộ đều đòi hỏi chuyên môn sản xuất mới. Đào tạo lực lượng lao động phải phát triển song song, chuẩn bị cho các nhóm làm việc để xử lý các hệ thống điện áp cao và các nền tảng nặng về cảm biến. Dây chuyền sản xuất phải linh hoạt để thích ứng với các biến thể về phạm vi hoạt động, khả năng sạc và các tính năng quy định cụ thể theo từng khu vực – tất cả trong khi vẫn giữ được chi phí cạnh tranh. Trong môi trường này, các hệ thống thông minh không chỉ đơn thuần là công cụ tạo ra hiệu quả – mà còn là tài sản chiến lược. Chúng giúp quản lý sự phức tạp, cho phép ra quyết định nhanh hơn và đảm bảo tính liên tục trên toàn bộ mạng lưới phân phối toàn cầu. Quan trọng nhất là chúng cung cấp cho các nhà sản xuất sự sẵn sàng để thích ứng—không chỉ với điện khí hóa mà còn với bất kỳ điều gì xảy ra tiếp theo trong tương lai.