ITMA 2019 là một trong những triển lãm thiết bị dệt may thế giới thể hiện rõ nhất xu thế hình thành nhà máy sợi thông minh trong tương lai. Linh hồn của nhà máy sợi thông minh chính là hệ thống thí nghiệm sợi và hệ thống phần mềm điều hành nhà máy sợi thông minh.
Tại ITMA 2019, các hãng sản xuất thiết bị thí nghiệm đã giới thiệu nhiều giải pháp kiểm soát chất lượng trong nhà máy sợi trong đó có các giải pháp nổi bật ứng dụng thành tựu mới của công nghiệp 4.0 như hệ thống quản lý chất lượng tích hợp 5 mô đun được gọi là USTER® QUALITY EXPERT của hãng USTER. Với hệ thống thông minh này, USTER đã cho thấy quản lý chất lượng không phải là giám sát và sửa lỗi như hiện nay mà phải thay bằng việc phòng ngừa lỗi. Hệ thống này kết nối, tích hợp, phân tích và giải thích các thông tin trọng yếu về chất lượng của tất cả các công đoạn từ xơ đến sợi. Các phân tích này được tiến hành trên cơ sở ứng dụng các bí quyết của USTER® và đưa ra các cảnh báo về lỗi, đưa ra các khuyến nghị để sửa chữa chúng cũng như cải tiến chúng nếu cần. Điểm quan trọng là tất cả các thông tin này đều được kết nối với người quản lý thông qua các thiết bị di động như điện thoại, Ipad…để có thể giúp họ điều tiết quá trình quản lý chất lượng từ xa mà không cần có mặt tại nhà máy.
Năm mô đun quản lý chất lượng mà USTER phát triển đã mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho nhân viên vận hành, người quản lý chất lượng và cán bộ quản lý nhà máy sợi. Việc tối ưu hóa quá trình kéo sợi nồi khuyên tập trung vào phần có chi phí lớn nhất của quá trình sản xuất sợi là kéo sợi nồi khuyên. Việc sử dụng dữ liệu thu thập được từ bộ kiểm soát chất lượng sợi USTER® QUANTUM 3 tại máy đánh ống và USTER® SENTINEL tại máy kéo sợi nồi khuyên đã giúp khẳng định chất lượng sợi vẫn ổn định, thậm chí khi máy hoạt động với tốc độ cao. Các máy kéo sợi có thể kết nối dữ liệu về về nguyên nhân đứt sợi với máy đánh ống cũng như với tính chất xơ trong một hệ thống. Tính năng này giúp giảm biến động về chất lượng, giảm thiểu các cảnh báo, nâng cao lợi nhuận trong sản xuất sợi.
Năm mô đun điều khiển trong hệ thống USTER® QUALITY EXPERT
Về lĩnh vực phần mềm điều hành nhà máy sợi thông minh, Rieter là một hãng phát triển tương đối nhiều hệ thống như SpiderWeb để quản lý toàn bộ nhà máy hay phần mềm Uptime để quản lý quá trình bảo trì thiết bị sợi. Bên cạnh đó, phần mềm có tính truyền thống của Rieter là ESSENTIAL để quản lý bốn quá trình kéo sợi cũng được hãng đổi mới và tích hợp bổ sung hai chức năng là ESSENTIALorder và ESSENTIALconsult. Đây là các chức năng có sẵn và hoàn toàn miễn phí đối với các khách hàng mua thiết bị mới của Rieter. Bên cạnh các mô đun đã có như ESSENTIALmonitor, ESSENTIALmaintain và ESSENTIALpredict, thời gian tới đây, Rierer sẽ bổ sung thêm các tính năng như ESSENTIALlab để tích hợp các dữ liệu từ phòng thí nghiệm vào hệ thống quản lý nhà máy sợi; ESSENTIALoptimize, hệ thống quản lý các phương pháp sản xuất thông minh; ESSENTIALautomate để tích hợp hệ thống vận chuyển và quản lý khâu hậu cần cho sản xuất.
Mô hình hệ thống điều khiển ESSENTIAL của Rieter
Không thua kém gì các hãng sản xuất máy sợi khác tại châu âu, Marzoli, một công ty thuộc Tập đoàn Camozzi cũng được xem là một trong những nhà sản xuất tạo ra công nghệ kéo sợi thông minh rất đáng chú ý tại ITMA 2019. Khác với các nhà sản xuất máy sợi khác, Marzoli có khả năng, tư vấn và hỗ trợ các doanh nghiệp sợi từ khâu xây dựng đề án tiền khả thi thành lập nhà máy đến khi xây dựng xong nhà máy bao gồm các giai đoạn thành lập doanh nghiệp, tối ưu hóa thiết kế, quản lý và chạy thử nhà máy bất kể đó là nhà máy sợi đơn giản hay phức tạp. Cách tiếp cận theo hướng mở này đã giúp Marzoli trở thành một đối tác toàn cầu về phát triển các giải pháp đồng bộ trong sản xuất sợi với hiệu suất, tính linh hoạt và chất lượng ngày càng được nâng cao.
Một trong những thế mạnh của Marzoli là phát triển và kết hợp các công nghệ số tiên tiến nhất sử dụng cảm biến và các hệ thống chuẩn đoán tích hợp để tạo ra một giải pháp thông minh cho công việc bảo trì dự báo cũng như quản lý nhà máy sợi hoàn toàn bằng các phương tiện điều khiển từ xa. Đặc biệt là với sự hợp tác của Tập đoàn số Camozzi, Marzoli đã phát triển hệ thống bảo dưỡng từ xa Marzoli MRM. Đây là nền tảng phần mềm đầu tiên trên thế giới phân tích dữ liệu lớn về quá trình máy hoạt động để giám sát sản xuất một cách liên tục. Điều này sẽ giúp giảm thời gian ngừng máy, kéo dài tuổi thọ hữu ích của các phụ tùng máy, tạo điều kiện thực hiện bảo dưỡng máy nhanh hơn và hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, phần mềm kiểm soát từ xa YarNet do Marzoli phát triển sẽ giúp người sử dụng có thể quản lý toàn bộ quá trình kéo sợi bằng thiết bị của Marzoli một cách trực tiếp từ máy tính cá nhân, dễ ràng truy xuất tình trạng của từng máy để xử lý kịp thời, giúp nhà máy sợi tối đa hóa năng suất và lợi nhuận.
Các sản phẩm được trưng bày tại ITMA 2019 gồm hộp điều khiển, phần mềm mới của Marzoli được tích hợp APP sẽ giúp cải thiện hiệu suất của nhà máy sợi. Trong thực tế, dữ liệu thu được từ quá trình chạy thử tại triển lãm cho thấy năng suất đã tăng 5%, hiệu suất tăng 8% và tiết kiệm 1,5% năng lượng. Việc cài đặt phần mềm điều khiển hết sức nhanh chóng và đơn giản, chỉ bao gồm bốn bước: Lắp cảm biến vào từng máy riêng lẻ, nối cảm biến với hộp điều khiển, tải APP và kích hoạt chức năng giám sát để dò các vấn đề phát sinh.
Hãng sản xuất cuối cùng mà tác giả muốn trình bày trong bài viết này là Jingwei của Trung quốc. Trong tất cả các hãng sản xuất máy kéo sợi được trưng bày tại triển lãm ITMA 2019 thì Jingwei được xem là một trong những nhà sản xuất máy sợi hoàn chỉnh nhất bao gồm đầy đủ các thiết bị từ khâu mở kiện bông đến khâu đóng gói búp sợi thành phẩm. Các thiết bị được Jingwei sản xuất đều là các thiết bị đã được đặt cảm biến để thu thập toàn bộ dữ liệu về tình trạng máy ở dạng số, giúp cho quá trình vận hành thiết bị, giám sát sản xuất, giám sát chất lượng, quản lý công tác bảo dưỡng được triển khai thuận lợi. Bên cạnh đó, Jingwei còn thiết kế được hệ thống phần mềm để quản lý toàn bộ các thiết bị cũng như hoạt động sản xuất trong nhà máy sợi để dần tiến tới hình thành nhà máy sợi thông minh. Công nghệ trọn gói từ khâu đầu đến khâu cuối đã giúp các doanh nghiệp sợi sử dụng công nghệ của Jingwei giảm được số lao động từ 60-70 người/1 vạn cọc xuống còn 15-20 lao động/1 vạn cọc sợi.
Hệ thống điều khiển nhà máy sợi thông minh của Jingwei
Menu xử lý dữ liệu điều khiển trong nhà máy sợi thông minh
của Jingwei
Menu điều khiển việc giám sát thiết bị kéo sợi trong
nhà máy sợi thông minh của Jingwei
Thứ nhất: Tuy rằng các hãng sản xuất thiết bị kéo sợi đều phát triển các phần mềm để điều hành thiết bị của hãng hoặc điều hành nhà máy có lắp đặt các thiết bị của hãng nhưng một nhược điểm rất lớn tồn tại hiện nay là phần mềm của các hãng không thể kết nối với nhau hoặc phần mềm của hãng này không thể điều khiển thiết bị của hãng khác. Nhược điểm này đã tạo ra một khó khăn rất lớn đối với các nhà máy sợi nói chung và các nhà máy sợi tại Việt Nam là nếu trong nhà máy có thiết bị của nhiều hãng khác nhau thì không có cách nào kết nối được các thiết bị này thành tổng thể một nhà máy sợi thông minh mặc dù đó đều là các thiết bị sợi ứng dụng công nghệ số của cách mạng công nghiệp lần thứ 4.
Thứ hai: Chi phí đầu tư hệ thống thí nghiệm sợi của các hãng nổi tiếng như USTER hay chi phí đầu tư một nhà máy sợi thông minh thường rất cao. Chính vì vậy, nếu các doanh nghiệp sợi Việt Nam muốn đầu tư các thiết bị như trên thì cần cân nhắc bài toán về sản phẩm sản xuất là hàng chất lượng cao (Ne trung bình là 60-80) hay hàng chất lượng thấp và trung bình (Ne nằm trong khoảng 30-40). Việc đầu tư nhà máy sợi thông minh chỉ để sản xuất hàng chất lượng trung bình và thấp có thể sẽ dẫn đến việc thời gian hoàn vốn đầu tư kéo dài, tạo ra nhiều rủi ro về tài chính cho doanh nghiệp.
Thứ ba: Một số hãng sản xuất thiết bị kéo sợi như Jingwei của Trung Quốc đã có nhiều nỗ lực để sản xuất trọn gói từ thiết bị đến hệ thống phần mềm quản lý nhà máy sợi. Qua khảo sát cho thấy chi phí đầu tư một nhà máy sợi tự động hoàn toàn và một nhà máy sợi không có hệ thống vận chuyển tự động và hệ thống phần mềm điều khiển tự động của Jingwei chỉ chênh lệch nhau khoảng 40 USD/cọc sợi. Tuy nhiên các doanh nghiệp Sợi Việt Nam cần chú ý khi lựa chọn đầu tư phần mềm hay hệ thống thí nghiệm để hình thành nhà máy sợi thông minh là thời gian khấu hao có phù hợp với thị trường cũng như sản phẩm của doanh nghiệp hay không. Doanh nghiệp sợi nếu không nỗ lực tìm ra lời giải đúng cho câu hỏi trên mà đã đầu tư nhà máy sợi thông minh thì rủi ro về tài chính có thể rất lớn.
Tuy vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như trên nhưng có thể nói rằng việc sử dụng phần mềm để kết nối hệ thống thí nghiệm sợi với các tín hiệu về chất lượng sợi từ các máy sợi riêng lẻ là một trong những xu thế cải tiến mạnh mẽ trong thời gian tới. Bên cạnh đó, xu thế thiết kế phần mềm để kết nối toàn bộ nhà máy sợi ở dạng nhà máy thông minh cũng là một xu thế tất yếu trong thời gian tới nhằm giảm thiểu chi phí sản xuất, chi phí lao động cũng như nâng cao sức cạnh tranh của doanh nghiệp. Đây là cơ hội nhưng đồng thời cũng là thách thức lớn đối với các doanh nghiệp sợi Việt Nam trước ngưỡng cửa tiến vào cách mạng công nghiệp lẫn thứ tư trong ngành sản xuất sợi.