Vai trò của thị giác máy tính trong các quy trình đổi mới của Industry 4.0

Từ động cơ hơi nước đến hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI), mỗi cuộc cách mạng công nghiệp đã thay đổi cách chúng ta làm việc và sản xuất sản phẩm. Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ nhất giới thiệu năng lượng hơi nước, lần thứ hai mang đến điện, lần thứ ba chào đón tự động hóa cơ bản và bây giờ chúng ta đang ở trong Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư - còn được gọi là Công nghiệp 4.0.

Giai đoạn mới này được thúc đẩy bởi các hệ thống thông minh, kết nối, có khả năng tư duy và học hỏi để tăng năng suất. Nhờ các hệ thống AI này, các công ty có thể tự động hóa nhiều tác vụ hơn, dự đoán thời điểm máy móc có thể bị hỏng, liên tục cải thiện hoạt động và phản hồi nhanh hơn với khách hàng so với trước đây.

Ví dụ, thị giác máy tính là một trong những nhánh của AI đang thúc đẩy cuộc cách mạng này. Nó giúp máy móc nhìn và hiểu dữ liệu hình ảnh từ camera và cảm biến của nhà máy. Các mô hình thị giác máy tính như Ultralytics YOLO11 đang được sử dụng để phát hiện lỗi, kiểm tra chất lượng sản phẩm và thậm chí giữ nguyên trạng thái ban đầu. track của hàng tồn kho, làm cho toàn bộ quá trình sản xuất nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá Industry 4.0 là gì và thị giác máy tính đóng vai trò gì trong đó. Chúng ta cũng sẽ xem xét các ứng dụng thực tế của thị giác máy tính trong không gian Industry 4.0. Hãy cùng bắt đầu!

Công nghiệp 4.0 là gì? Lịch sử tóm tắt về các cuộc cách mạng công nghiệp

Trước khi đi sâu vào những gì Industry 4.0 bao gồm, đây là cái nhìn về các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây đã mở đường cho nó:

• Cuộc Cách mạng Công nghiệp Đầu tiên: Vào cuối những năm 1700, các nhà máy ở Anh bắt đầu sử dụng năng lượng nước và hơi nước thay vì các phương pháp truyền thống liên quan đến sức lao động của con người và động vật. Sự thay đổi như vậy đã giúp có thể sản xuất hàng loạt hàng hóa bằng máy móc thay vì làm thủ công.

• Cuộc Cách Mạng Công Nghiệp Lần Thứ Hai: Khoảng 100 năm sau, các nhà máy bắt đầu sử dụng điện, dầu và khí đốt. Dây chuyền lắp ráp được giới thiệu và hệ thống liên lạc được cải thiện với sự ra đời của điện thoại và điện báo. Điều này dẫn đến sản xuất nhanh hơn và tự động hóa hơn.

• Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba: Vào giữa những năm 1900, các nhà máy bắt đầu sử dụng máy tính và các hệ thống tự động hóa ban đầu. Điều này liên quan đến việc sử dụng các máy được trang bị máy tính đơn giản để giúp kiểm soát các quy trình và chia sẻ dữ liệu, đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên kỹ thuật số mới cho sản xuất.

• Công nghiệp 4.0: Ngày nay, Công nghiệp 4.0 đưa cuộc cách mạng đi xa hơn bằng cách sử dụng AI và công nghệ kết nối. Máy móc giờ đây có thể giao tiếp, học hỏi và đưa ra quyết định, mang lại một cấp độ thông minh và hiệu quả mới cho sản xuất.

‍

Tổng quan về Industry 4.0 và các công nghệ thúc đẩy nó 

Tiếp theo, hãy cùng tìm hiểu chính xác Industry 4.0 là gì và các công nghệ khác nhau định nghĩa nó.

Công nghiệp 4.0 là kết quả của việc hợp nhất thế giới vật lý và kỹ thuật số thông qua các công nghệ của thế kỷ 21. Chúng bao gồm các công cụ như Internet of Things (IoT), AI, dữ liệu lớn và robot - tất cả phối hợp với nhau để tạo ra các nhà máy thông minh. 

Các nhà máy tiên tiến này có thể suy nghĩ, học hỏi và thích ứng, cho phép các doanh nghiệp tăng năng suất, cải thiện hiệu quả và đưa ra các quyết định nhanh hơn, thông minh hơn với tính linh hoạt và tùy biến cao hơn. Dưới đây là cách một số công nghệ tiên tiến này hoạt động trong các quy trình Công nghiệp 4.0:

• IoT: Kết nối máy móc, cảm biến và thiết bị để chúng có thể chia sẻ dữ liệu theo thời gian thực, theo dõi các điều kiện và tự động phản hồi.

• AI: Giúp máy móc phân tích dữ liệu, phát hiện các mẫu và đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu. Nó rất tốt để dự đoán các vấn đề, kiểm tra chất lượng và lập kế hoạch trước.

• Dữ liệu lớn: Biến lượng lớn dữ liệu nhà máy thành những hiểu biết sâu sắc có tác động để tăng hiệu quả và giảm thời gian ngừng hoạt động.

• Ngành robot: Xử lý các tác vụ như lắp ráp và đóng gói với tốc độ và độ chính xác cao. Robot cộng tác (Cobot) làm việc an toàn cùng với con người và thích ứng với những thay đổi.

• Thực tế tăng cường (AR) và Thực tế ảo (VR): Cải thiện quá trình đào tạo và bảo trì bằng cách cung cấp các hướng dẫn hoặc mô phỏng kỹ thuật số, giúp các nhiệm vụ phức tạp trở nên dễ quản lý hơn.

• Điện toán đám mây và điện toán biên: Trong khi đám mây xử lý dữ liệu từ xa, thì biên xử lý dữ liệu tại chỗ. Chúng giúp cho các hoạt động của Industry 4.0 nhanh chóng, an toàn và trôi chảy.

Thị giác máy tính như một yếu tố thúc đẩy các đổi mới của Industry 4.0

Nói một cách đơn giản, Industry 4.0 tập hợp một loạt các công nghệ tiên tiến được thiết kế để làm cho các hệ thống sản xuất và công nghiệp thông minh hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn. Cốt lõi của sự thay đổi này là trí tuệ nhân tạo (AI) và một trong những lĩnh vực có tác động lớn nhất trong AI là thị giác máy tính.

Thị giác máy tính cho phép máy móc hiểu dữ liệu hình ảnh từ camera và cảm biến thông qua các tác vụ Vision AI như phát hiện đối tượng, phân đoạn thực thể và phân đoạn ngữ nghĩa. Những khả năng này được thực hiện nhờ các mô hình như YOLO11 , có thể phân tích hình ảnh một cách nhanh chóng và chính xác để detect Và classify các vật thể, track chuyển động và hiểu các cảnh trực quan.

Trong bối cảnh Công nghiệp 4.0, thị giác máy tính đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất, hậu cần và kiểm soát chất lượng. Nó giúp giảm lỗi, cải thiện độ chính xác và tăng tốc các hoạt động, đặc biệt là trong môi trường nơi độ chính xác là rất quan trọng.

Cái nhìn về thị giác máy tính và Công nghiệp 4.0 trong thực tế 

Bây giờ chúng ta đã đề cập đến Industry 4.0 là gì và các công nghệ chính thúc đẩy nó, hãy khám phá một số nghiên cứu điển hình thực tế thể hiện vai trò của thị giác máy tính trong cuộc cách mạng công nghệ này.

Vận hành kho hàng dựa trên Vision

Ngày nay, các kho thương mại điện tử đang sử dụng robot được trang bị camera, cảm biến IoT và thị giác máy tính để điều hướng kho, phân loại hàng hóa và thực hiện các nhiệm vụ chính xác với sự can thiệp tối thiểu của con người. Hệ thống thị giác cũng nâng cao an toàn nơi làm việc bằng cách phát hiện các mối nguy hiểm, chẳng hạn như thiếu đồ bảo hộ hoặc công nhân đi vào khu vực hạn chế, và gửi cảnh báo theo thời gian thực. Đồng thời, nhân viên có thể track quản lý hàng tồn kho thông qua hệ thống hỗ trợ AI của Vision, giúp tự động hóa việc bổ sung hàng, cải thiện dự báo nhu cầu và hợp lý hóa toàn bộ hoạt động hậu cần.

Các trung tâm hoàn thiện đơn hàng của Amazon (Amazon’s fulfillment centers) là một ví dụ tuyệt vời về Industry 4.0 đang hoạt động. Các cơ sở này tận dụng robot với camera và cảm biến để giúp quản lý hàng tồn kho trong thời gian thực. Chúng có thể tự động di chuyển các gói hàng từ khu vực này sang khu vực khác và thực hiện các tác vụ như đếm và sắp xếp. Điều này cắt giảm các lỗi và làm cho việc bổ sung hàng nhanh hơn và chính xác hơn.

‍

Thị giác máy tính trong sản xuất

Các giải pháp AI Thị Giác có thể dự đoán sự cố của máy móc trước khi nó thực sự xảy ra. Điều này thường được gọi là bảo trì dự đoán. Các hệ thống bảo trì dự đoán được trang bị thị giác máy tính có thể theo dõi các máy móc đắt tiền suốt ngày đêm. 

Những hệ thống này có thể detect phát hiện sớm các dấu hiệu hao mòn, giúp việc bảo trì được lên lịch trước khi các vấn đề gây ra thời gian ngừng hoạt động. Điều này giúp duy trì hoạt động trơn tru và hiệu quả, và nhiều công ty sản xuất hiện đang áp dụng các công nghệ này.

Ví dụ: Toyota sử dụng thị giác máy tính để bảo trì dự đoán trong các nhà máy của mình. Tại nhà máy sản xuất của mình ở Indiana, Hoa Kỳ, robot được trang bị camera và AI liên tục theo dõi thiết bị để tìm các điểm bất thường nhằm đảm bảo mọi thứ hoạt động bình thường. Các vấn đề có thể được phát hiện trong thời gian thực, hỗ trợ can thiệp ngay lập tức để ngăn ngừa sự cố.

‍

Kiểm tra điện tử tự động bằng thị giác máy tính

Khi nói đến sản xuất điện tử, mọi chi tiết nhỏ đều quan trọng. Thị giác máy tính có thể giúp ích detect những lỗi như vết nứt nhỏ hoặc lỗi hàn trên bảng mạch, những thứ thường quá nhỏ hoặc chuyển động nhanh đối với mắt người. 

Sử dụng camera độ phân giải cao và AI, các bộ phận có thể được kiểm tra nhanh chóng và chính xác, giảm nhu cầu kiểm tra thủ công rộng rãi. Điều này giúp tăng tốc sản xuất, giảm thiểu lỗi và giúp các công ty đáp ứng nhu cầu cao và thời hạn chặt chẽ của thị trường điện tử phát triển nhanh chóng.

‍

Tương lai của Công nghiệp 4.0 và thị giác máy tính

Tương lai của Công nghiệp 4.0 đang phát triển nhanh chóng với các công nghệ như AI biên, 5G và các nền tảng low-code. AI biên xử lý dữ liệu ngay tại nơi thu thập, chẳng hạn như trên sàn nhà máy, cho phép đưa ra các quyết định nhanh hơn, dựa trên dữ liệu mà không cần dựa vào đám mây. 

Khi kết hợp với 5G, nó hỗ trợ giao tiếp thời gian thực giữa các máy móc và hệ thống. Đồng thời, các công cụ low-code cho phép người dùng không có nền tảng kỹ thuật xây dựng quy trình tự động hóa, đẩy nhanh quá trình chuyển đổi kỹ thuật số trên các nhà máy và chuỗi cung ứng.

Những điều cần nhớ

Thị giác máy tính là một công nghệ đột phá trong Công nghiệp 4.0, giúp các nhà máy trở nên thông minh và hiệu quả hơn bao giờ hết. Nhiều công ty đang sử dụng Vision AI để dự đoán các vấn đề trước khi chúng xảy ra và detect tự động phát hiện lỗi sản phẩm. 

Khi công nghệ phát triển, việc tích hợp AI, IoT và điện toán biên đang trao quyền cho mức độ tự động hóa và hiệu quả cao hơn nữa - giúp các doanh nghiệp bắt kịp tốc độ với nhu cầu ngày càng tăng.

Bạn muốn tìm hiểu thêm về thị giác máy tính và AI? Khám phá kho lưu trữ GitHub của chúng tôi, kết nối với cộng đồng của chúng tôi và xem các tùy chọn cấp phép của chúng tôi để khởi động dự án thị giác máy tính của bạn. Nếu bạn đang khám phá những đổi mới như AI trong sản xuất và thị giác máy tính trong ngành công nghiệp ô tô, hãy truy cập các trang giải pháp của chúng tôi để khám phá thêm.