Áp dụng IoT trong sản xuất không nhất thiết phải bắt đầu bằng cảm biến đắt tiền. Bước thực tế nhất là gắn danh tính cho từng nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm bằng tem mã vạch hoặc thẻ RFID. Sau đó, đặt điểm đọc tự động tại các trạm và kết nối máy in tem vào mạng, để dữ liệu chảy về hệ thống theo thời gian thực.

IoT trong sản xuất là gì và nên bắt đầu từ đâu?

IoT (Internet of Things) trong nhà máy là để máy móc, vật tư và thiết bị tự gửi dữ liệu về hệ thống. Không cần người nhập tay. Khi nói về IoT, nhiều người nghĩ ngay đến cảm biến rung, cảm biến nhiệt trên máy CNC. Nhưng câu hỏi đầu tiên mà quản lý xưởng cần trả lời thường đơn giản hơn: lô hàng này đang ở đâu, đã qua công đoạn nào, ai làm, lúc mấy giờ?

Để trả lời được, một hệ thống IoT trong sản xuất cần ba lớp:

• Lớp nhận dạng: mỗi vật thể có một mã duy nhất, dạng tem mã vạch, mã 2D hoặc thẻ RFID.
• Lớp thu thập: đầu đọc RFID cố định, máy quét, máy in tem đặt tại các trạm và kết nối mạng.
• Lớp dữ liệu: MES, ERP hoặc WMS nhận dữ liệu, hiển thị tiến độ và cảnh báo khi có bất thường.

Lớp nhận dạng và lớp thu thập là nền móng. Thiếu hai lớp này, phần mềm dù tốt đến đâu vẫn phải chờ người nhập tay. Bốn bước dưới đây tập trung xây đúng phần nền móng đó.

Bước 1: Gắn danh tính cho vật tư bằng mã vạch và RFID

Mỗi khay linh kiện, mỗi pallet thành phẩm cần một mã riêng. Câu hỏi thường gặp là nên dùng mã vạch hay RFID. Câu trả lời phụ thuộc vào cách hàng di chuyển trong xưởng:

Thực tế, nhiều nhà máy kết hợp cả hai: mã 2D in trên sản phẩm để truy xuất từng chiếc, RFID gắn trên khay hoặc pallet để tự động ghi nhận khi qua cổng. Nếu chưa rõ khi nào nên dùng mã 2D, xem bài mã vạch 1D và 2D: khi nào nên nâng cấp.

Bước 2: Đặt điểm đọc RFID tự động cho IoT trong sản xuất

Đây là bước biến dữ liệu từ “người đi quét” thành “hàng tự báo cáo”. Đầu đọc RFID cố định gắn tại cổng kho, cuối chuyền hoặc trên băng tải sẽ tự ghi nhận mọi pallet, khay đi qua. Không ai phải bấm nút.

Ba vị trí nên đặt điểm đọc đầu tiên:

• Cổng nhập kho nguyên liệu: xác nhận hàng về, tự cập nhật tồn kho.
• Chuyển công đoạn: biết bán thành phẩm đã rời trạm nào, đang chờ ở đâu.
• Cổng xuất thành phẩm: đối chiếu với lệnh xuất, cảnh báo nếu xuất nhầm.

Khi chọn đầu đọc cố định, hãy ưu tiên máy có nhiều cổng anten để phủ cả hai bên cửa. Máy nên cấp nguồn qua PoE cho gọn dây và có cổng Ethernet để gửi dữ liệu thẳng về hệ thống.

Honeywell IF2B: đầu đọc RFID mạng cho cổng kho

Honeywell IF2B là đầu đọc RFID UHF cố định có 4 cổng anten. Máy đọc đến khoảng 1.000 thẻ mỗi giây, tầm đọc đến khoảng 13m trong điều kiện lý tưởng. Máy kết nối Ethernet, cấp nguồn PoE, hỗ trợ chuẩn EPC Class 1 Gen 2 và giao thức LLRP để tích hợp với phần mềm.

SEUIC AUTOID UF3: đầu đọc RFID cho chuyền và băng tải

SEUIC AUTOID UF3 có 4 cổng anten, đọc đến khoảng 900 thẻ mỗi giây, đạt IP54. Máy có cổng TCP/IP, RS232, hỗ trợ PoE và GPIO 2 vào, 2 ra để nối đèn báo, còi hoặc cảm biến kích hoạt trên băng tải.

Bước 3: Kết nối máy in tem vào hệ thống IoT trong sản xuất

Máy in tem thường bị xem là thiết bị phụ, nhưng trong nhà máy nó là nơi danh tính được tạo ra. Mỗi tem serial, tem thùng, tem kiểm tra chất lượng đều cần in đúng dữ liệu từ hệ thống, ngay tại chuyền, đúng lúc.

Một máy in tem phù hợp cho môi trường IoT cần ba điều. Thứ nhất, kết nối mạng để nhận lệnh in từ MES/ERP. Thứ hai, giả lập ngôn ngữ in để không phải sửa phần mềm khi thay máy. Thứ ba, quản lý từ xa để cấu hình nhiều máy cùng lúc.

SATO WT4-AXB: máy in tem công nghiệp 4 inch nhỏ gọn

SATO WT4-AXB đáp ứng đủ ba điều trên. Theo tài liệu sản phẩm của SATO, máy có các điểm chính:

• Kết nối: USB, LAN, Serial, có tùy chọn module Wireless LAN/Bluetooth.
• Giả lập SBPL, ZPL, IPL: thay máy cũ mà không phải sửa mã nguồn hệ thống in.
• Quản lý tập trung: phần mềm All-In-One Tool V2 cấu hình hàng loạt máy WT4-AXB ở nhiều địa điểm qua mạng.
• Tốc độ: đến 8 inch/giây ở bản 203dpi, 6 inch/giây ở bản 300dpi.
• Vận hành liên tục: ribbon dài đến 450m, cuộn nhãn đường kính đến 8 inch, khung và đầu in bằng kim loại.
• Màn hình LCD 16 ngôn ngữ có tiếng Việt: màu màn hình đổi theo trạng thái, kèm hướng dẫn xử lý lỗi.

Máy in truyền nhiệt có ribbon nên tem bền hơn tem in nhiệt trực tiếp, phù hợp tem serial và tem thành phẩm cần lưu lâu. Lưu ý, WT4-AXB in tem mã vạch và mã 2D, không mã hóa thẻ RFID. Nếu cần vừa in vừa ghi dữ liệu vào tem RFID, bạn cần dòng máy in tem RFID chuyên dụng.

Bước 4: Đưa dữ liệu IoT trong sản xuất về MES và đo hiệu quả

Dữ liệu từ đầu đọc và máy in chỉ có giá trị khi đi vào hệ thống quản lý. Đầu đọc như Honeywell IF2B hỗ trợ giao thức LLRP và SDK cho Java, C# .NET, giúp đội IT hoặc nhà cung cấp phần mềm tích hợp dễ hơn.

Sau khi chạy, hãy theo dõi ít nhất ba chỉ số để biết hệ thống có đang làm đúng việc:

• Tỷ lệ đọc thành công tại mỗi điểm đọc: bao nhiêu pallet đi qua được ghi nhận đúng.
• Độ trễ dữ liệu: từ lúc hàng qua cổng đến lúc hệ thống cập nhật mất bao lâu.
• Số lần nhập tay còn lại mỗi ca: con số này càng giảm, hệ thống càng tự động.

Lộ trình triển khai IoT trong sản xuất theo giai đoạn

Sai lầm phổ biến nhất là triển khai cùng lúc cho cả nhà máy. Chúng tôi khuyên khách hàng đi theo ba giai đoạn:

Giai đoạn thí điểm giúp bạn phát hiện sớm các vấn đề thực tế: vị trí dán tem, ảnh hưởng của kim loại lên RFID, tốc độ băng tải. Xử lý xong những điểm này rồi mới nhân rộng sẽ tiết kiệm đáng kể chi phí làm lại.

Câu hỏi thường gặp về IoT trong sản xuất

Nhà máy nhỏ có áp dụng IoT được không?

Được. Bạn không cần đầu tư một lần cho cả nhà máy. Hãy bắt đầu bằng tem mã vạch cho bán thành phẩm và một máy in tem nối mạng. Khi quy trình đã ổn định, thêm điểm đọc RFID ở cổng kho.

Nên dùng mã vạch hay RFID trong sản xuất?

Dùng mã vạch hoặc mã 2D khi cần truy xuất từng sản phẩm với chi phí thấp. Dùng RFID khi muốn ghi nhận tự động pallet, khay đi qua cổng mà không cần người quét. Nhiều nhà máy kết hợp cả hai.

RFID có đọc được trên hàng kim loại không?

Kim loại và chất lỏng làm ảnh hưởng tín hiệu RFID UHF. Với hàng kim loại, cần dùng loại tem RFID chuyên cho bề mặt kim loại và thử nghiệm vị trí anten trước khi triển khai.

SATO WT4-AXB có in được tem RFID không?

Không. WT4-AXB in tem mã vạch và mã 2D bằng công nghệ truyền nhiệt hoặc nhiệt trực tiếp. Để in và mã hóa tem RFID, bạn cần máy in tem RFID chuyên dụng.

Thay máy in tem cũ có phải sửa phần mềm không?

Với WT4-AXB thì thường không cần. Máy hỗ trợ giả lập ZPL và IPL, nên có thể nhận lệnh in đang dùng cho máy Zebra hoặc Intermec mà không phải sửa mã nguồn hệ thống.