Toyota tăng năng suất 80% nhờ công nghệ Machine Vision
Là một trong những doanh nghiệp hàng đầu Châu Á trong ngành sản xuất xe hơi, Toyota luôn mang đến những công nghệ sản xuất bài bản và hoàn hảo nhất và công nghệ Machine Vision ( Thị giác máy) cũng đóng góp vào thành công đó của Toyota. Trong bài viết dưới đây của RTC, chúng ta sẽ cùng phân tích yếu tố giúp Toyota tăng năng suất 80% nhờ công nghệ Machine Vision
1. Machine Vision là gì?
Machine Vision là phần mềm thị giác máy được ứng dụng trong các quy trình sản xuất công nghiệp nhằm tự động thu thập, phân tích hình ảnh và đưa ra quyết định mà không cần sự can thiệp của con người. Hệ thống Machine Vision bao gồm phần cứng (camera công nghiệp, cảm biến, đèn chiếu sáng, bộ xử lý hình ảnh) và phần mềm (thuật toán xử lý ảnh, AI, Deep Learning) để xác định lỗi sản phẩm, đo lường kích thước, nhận diện vật thể và hỗ trợ hướng dẫn robot trong sản xuất.
Với khả năng xử lý hình ảnh nhanh chóng và chính xác, Machine Vision giúp doanh nghiệp tối ưu quy trình sản xuất, giảm thiểu sai sót, tăng hiệu suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nhờ sự nhất quán và đáng tin cậy, công nghệ này ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, điện tử, thực phẩm, dược phẩm và logistics
2. Ứng dụng của Machine Vision
Các ứng dụng của Machine Vision khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào ngành công nghiệp và môi trường sản xuất, một số ứng dụng điển hình bao gồm
- Kiểm tra chất lượng thành phần.
- Kiểm tra bộ phận động cơ.
- kiểm tra nhãn trên sản phẩm.
- kiểm tra lỗi thiết bị ý tế.
- Hướng dẫn cho Robot.
- Kiểm tra vị trí linh kiện.
- Truy xuất nguồn gốc sản phẩm.
- kiểm tra bao bì.
- kiểm tra vết Laser và vết cắt.
- Kiểm tra gói thực phẩm.
- Đọc mã vạch.
- Xác minh các thành phần thiết kế.
Hệ thống kiểm tra Machine Vision dựa trên PC cũng được triển khai cho PC thực hiện chức năng đếm và nếu một máy tính bảng bị dính lỗi, thông tin này sẽ được ghi lại và gửi tín hiệu đến chức năng đếm đến khi kết thúc dây chuyền sản xuất. Các container có máy tính bảng bị lỗi sau đó bị từ chối. Các nhà máy sản xuất hiệu suất cao cần đảm bảo các sản phẩm và linh kiện rơi ra khỏi dây chuyền sản xuất tuân thủ các nguyên tắc về chất lượng, an toàn và sản xuất.
>> Ứng dụng giải pháp Machine Vision trong nhà máy điện tử
3. Vai trò của Machine Vision trong ngành sản xuất ô tô
Ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành sử dụng máy quan sát nhiều nhất để đảm bảo thực hiện các cuộc kiểm tra cho chất lượng từng bộ phận và tuân thủ các quy định chất lượng nghiêm ngặt, đặc biết là các thành phần của hệ thống truyền động và thiết bị an toàn như phanh và túi khí.
Trên một dây chuyền sản xuất ô tô, với hàng trăm hệ thống quan sát và đầu đọc ID được lắp đặt để giảm thiểu lỗi và đảm bảo tính nguyên trạng của bộ phận. Đồng thời, nhiều nhiệm vụ lắp ráp vẫn được thực hiện bằng tay. Trong những trường hợp này, máy quan sát được sử dụng để kiểm tra lỗi có thể gặp phải.Các nhóm ứng dụng cơ bản của hệ thống Machine Vision bao gồm
- Hướng dẫn Robot (Guide/Alight): Machine Vision được coi là bộ phận mắt thần giúp các tay Robot định vị chính xác vị trí, hình dáng, thực thi các công việc trong ứng dụng Robot gắp nhả, lắp ráp linh kiện.
- Kiểm tra (Inspection) bao gồm kiểm tra phân loại có/không, kiêm tra hư tổn ngoại quan như vỡ, nứt, dị vật,…
- Đo lường (Gauge/Measure): Hệ thống Camera thị giác – Machine Vision, trang bị nhiều công cụ đo lường đa dạng có các kích thước cơ bản như đường kính, chiều dài giữa các điểm, các cạnh…. của sản phẩm.
- Nhận dạng ký tự quang học (OCR/OCR) series sản phẩm, linh kiện hoặc nhãn mắc một cách nhanh chóng, chính xác.
>> ĐĂNG KÝ NHẬN SETUP DEMO: TẠI ĐÂY
4. Hệ thống sản xuất Toyota ( Toyota Production System)
Giải pháp tự động hóa công nghiệp hệ thống sử dụng máy móc được Toyota gọi là Hệ thống sản xuất Toyota (Toyota Production System – TPS) là một hệ thống sản xuất tinh gọn, được Taiichi Ohno lập nên. Hệ thống này tập trung vào việc loại bỏ hoàn toàn tình trạng lãng phí, giúp giảm chi phí và sản xuất ra các sản phẩm chất lượng cao. TPS được triển khai trong các ngành công nghiệp vì những lý do sau:
- Giúp theo dõi kiểm soát số lượng để giảm chi phí bằng cách loại bỏ lãng phí.
- Nâng cao chất lượng quy trình và sản phẩm. Các yếu tố của hệ thống sản xuất Toyota và Just in Time ( JIT) là một kỹ thuật cung cấp chính xác số lượng,với mục tiêu: “ Đúng thời điểm và đúng địa điểm”.
- Toyota áp dụng chiến lược sản xuất Jidoka, Poka-yoke, 5 whys, kaizens trong công nghệ AI và Machine Vision thông qua trong quá trình sản xuất giúp các quy trình cải tiến liên tục để cải thiện chất lượng.
Hệ thống sản xuất Toyota giúp giảm chi phí và sản xuất ra các sản phẩm chất lượng cao
5. Chiến lược trong dây chuyền sản xuất xe của Toyota
5.1. Chiến lược sản xuất Jidoka
Toyota áp dụng công nghệ AI và Machine Vision thông qua chiến lược sản xuất Jidoka. “ Jidoka” có nghĩa là “ Tự động hóa” trong tiếng Nhật, là một nguyên tắc trong việc sản xuất tinh gọn. Theo đó, máy móc sẽ ngừng hoạt động khi phát hiện sự cố bất thường để công nhân có thể xác định được lỗi và để ngăn chặn tình trạng tái diễn trong tương lai
Jidoka được coi là tự động hóa nhưng với sự can thiệp của con người- Một yếu tố được coi là then chốt trong hệ thống TPS của Toyota bên cạnh trụ cột khác là Just in time ( JIT) . Khái niệm này là sự kết hợp giữa trí thông minh của con người và máy móc giúp công nhân vận hành một lúc nhiều máy móc với ít công sức nhất. Điều này thúc đẩy công ty tăng trưởng lợi nhuận do năng suất làm việc tăng lên.
Trong quản lý sản xuất, Jidoka được xây dựng dựa trên 4 nguyên tắc cơ bản: phát hiện, dừng sản xuất, phản ứng, phòng ngừa. Nắm vững những yếu tố cơ bản này có thể giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về nguyên tắc và cách áp dụng vào các hoạt động kinh doanh của các nhà sản xuất hiện đại
5.2. Chiến lược sản xuất Poka-yoke
Poka Yoke là thuật ngữ tiếng Nhật, có nghĩa là phòng ngừa lỗi sai hay chống sai lỗi, được phát triển bởi nhà tư vấn quản lý Shigeo Shingo như một phần của hệ thống sản xuất Toyota. Mục đích của Poka Yoke là để loại bỏ những tổn hại trong sản phẩm bằng cách ngăn ngừa, sửa chữa hoặc cảnh báo kịp thời khi chúng xảy ra.
Hiện nay, thuật ngữ Poka Yoke bao hàm việc thiết kế mọi thứ sao cho chúng có thể được đặt cùng nhau theo một chiều nhất định, thông qua hệ thống nhận diện. Ví dụ, đèn, biển báo, chuông, còi,….. nhận diện được mọi trục trặc khi mọi thứ vận hành không theo mong muốn. Khi đó các thiết bị đèn theo màu tiêu chuẩn sẽ giúp giảm nguy cơ hỏng hóc do trục trặc trong kết nối giữa các thiết bị
Trong hệ thống máy móc của các doanh nghiệp Nhật và Hàn đều được trang bị đèn báo ba màu “ Xanh- Vàng- Đỏ”. Khi máy chạy bình thường sẽ báo màu xanh, khi máy gặp sự cố, trục trặc, tùy vào mức độ nghiêm trọng, đèn vàng sẽ được bật lên khi sự cố nhỏ, còn đèn đỏ sẽ được bật lên khi xảy ra sự cố nghiêm trọng
5.3. Chiến lược sản xuất 5Whys
5whys là một phương pháp phân tích được phát triển bởi Sakichi Toyota và được sử dụng trong Toyota Motors nhằm phục vụ thiết kế để giúp bạn xác định từng yếu tố góp phần gây ra vấn đề một cách trật tự, thay vì cố gắng tìm ra các yếu tố lý do, chúng ta sẽ có nguyên nhân gốc rễ cho sự thất bại.
Chiến lược 5Whys đạt hiệu quả khi câu trả lời đến từ những người có kinh nghiệm thực tiễn trong việc thực hiện một quy trình được diễn ra. Phương pháp này khá đơn giản: Khi một vấn đề xảy ra, doanh nghiệp phát hiện ra bản chất và nguồn gốc bằng cách hỏi “ Tại sao” không dưới 5 lần như trước mọi vấn đề để từ đó phân tích 5 câu hỏi đó để dần dần đưa đến giải pháp hợp lý nhất
Ví dụ trong một trường hợp khi doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc sản xuất và các nhà quản trị đang muốn tìm kiếm nguyên nhân gốc rễ thông qua 5 câu hỏi cụ thể:
- “Tại sao khách hàng không hài lòng?” Bởi vì chúng ta đã không cung cấp sản phẩm/dịch vụ đúng thời hạn.
- “Tại sao không thể đáp ứng được thời hạn hay tiến độ công việc?” Vì chúng ta đã nghĩ nó không tốn quá nhiều thời gian như vậy.
- “Tại sao mất nhiều thời gian hơn dự kiến?” Bởi vì không đánh giá đúng sự phức tạp của công việc.
- “Tại sao đánh giá thấp sự phức tạp của công việc?” Bởi vì chúng ta đã vội vàng ước lượng thời gian cần thiết để hoàn thành sản phẩm, trong khi chưa liệt kê các giai đoạn cụ thể để hoàn thành sản phẩm.
- “Tại sao chúng ta không làm như vậy?” Bởi vì chúng ta đang phải chạy đồng thời các dự án khác.
Đây là một thành phần quan trọng của đào tạo giải quyết vấn đề và cũng được cung cấp như một phần của đào tạo giới thiệu hệ thống sản xuất Toyota cho những nhân viên mới gia nhập.
Toyota luôn thể hiện sự chuyên nghiệp qua 4 chiến lược trong quá trình sản xuất
5.4. Chiến lược sản xuất Kaizens
Đây là một trong những nguyên tắc cốt lõi của Hệ thống sản xuất Toyota. Kaizen được dịch ra là cải tiến tốt hơn (“Kai” có nghĩa là thay đổi và “zen” có nghĩa là tốt hơn). Đây là một triết lý giúp đảm bảo chất lượng tối đa, loại bỏ lãng phí và cải thiện hiệu quả, cả về mặt thiết bị và quy trình làm việc.
Cải tiến Kaizen trong công việc chuẩn hóa giúp tối đa hóa năng suất tại mọi nơi làm việc. Công việc chuẩn hóa liên quan đến việc tuân thủ các quy trình một cách nhất quán và do đó nhân viên có thể xác định vấn đề kịp thời.
Toyota ứng dụng Kaizen vào quy trình sản xuất bằng việc dùng giỏ nhựa để phân loại theo từng mẫu xe và đặc tính riêng của bộ phận phụ tùng. Nhờ vậy, mỗi công nhân trong nhà máy có thể thực hiện công việc một cách dễ dàng, đơn giản.
>> ĐĂNG KÝ NHẬN SETUP DEMO: TẠI ĐÂY
6. Toyota áp dụng thành công công nghệ AI & Machine Vision thế nào trong sản xuất?
Toyota luôn thể hiện tính chu toàn và sự chuyên nghiệp qua mỗi khâu sản xuất xe của mình, bằng việc luôn áp dụng 4 chiến lược với công nghệ AI& Machine Vision hỗ trợ việc kiểm tra và phát hiện những lỗi sai giúp ngăn ngừa rủi ro có thể xảy ra nhằm tăng năng suất của công việc lên đến 80%. Những quy trình đó được thể hiện qua mỗi công đoạn sản xuất khác nhau.
6.1. Kiểm tra chất lượng và phát hiện lỗi
Toyota sử dụng camera tốc độ cao, mô hình chiến lược Poka-yoke và phân tích thời gian thực để kiểm tra các bộ phận ở nhiều giai đoạn sản xuất khác nhau
- Chụp ảnh: Camera (bao gồm hồng ngoại và tầm nhìn 3D) quét các bộ phận ô tô khi chúng di chuyển dọc theo dây chuyền lắp ráp.
- Phân tích dựa trên AI: AI phát hiện các lỗi như trầy xước, nứt hoặc lắp ráp không đúng cách.
- Ra quyết định tự động: Nếu phát hiện ra lỗi, hệ thống sẽ đánh dấu để kiểm tra thủ công hoặc kích hoạt sửa chữa bằng rô bốt.
Hệ thống kiểm tra sơn của Toyota sử dụng camera do AI điều khiển để phát hiện các hạt bụi hoặc lớp phủ không đều trong mili giây. Rô bốt kiểm tra bề mặt phân tích các bộ phận hàn để đảm bảo liên kết và căn chỉnh đúng cách
6.2. Lắp ráp bằng rô-bốt với hệ thống hướng dẫn bằng thị giác
Các nhà máy của Toyota sử dụng rô-bốt hướng dẫn bằng thị giác máy để lắp ráp chính xác các bộ phận phức tạp.
- Máy ảnh quét các thành phần trong 3D để hướng dẫn cánh tay rô-bốt định vị.
- Các thuật toán học máy thích ứng theo thời gian thực nếu có sự thay đổi nhỏ trong vị trí đặt bộ phận.
- Hệ thống đảm bảo rằng các vít, đinh tán và mối hàn được định vị chính xác.
Trong lắp ráp động cơ, Toyota cũng sử dụng Robot hướng dẫn bằng thị giác phân tích sự căn chỉnh của thành phần trước khi lắp đặt, giúp giảm lỗi và cải thiện hiệu quả.
6.3. “Jidoka” trong ngành Logistics
Toyota áp dụng chiến thuật Jidoka (tự động hóa) dựa trên tầm nhìn trong các kho hàng của mình để tối ưu hóa hàng tồn kho
- Nhận dạng mã vạch và mã QR: Tầm nhìn máy đọc nhãn ở tốc độ cao để theo dõi tự động.
- Kiểm tra gói hàng: Camera do AI điều khiển kiểm tra tính toàn vẹn của gói hàng trước khi giao hàng.
- Xe tự hành có hướng dẫn (AGV): Robot kho tự lái của Toyota sử dụng cảm biến tầm nhìn để điều hướng an toàn.
Nhà máy thông minh của Toyota tại Nhật Bản sử dụng AGV được trang bị tầm nhìn máy để di chuyển các bộ phận ô tô một cách hiệu quả, giúp giảm chi phí lao động của con người.
6.4. Phân tích chất lượng bề mặt và sơn
Toyota đảm bảo chất lượng sơn và hoàn thiện hoàn hảo bằng cách sử dụng công nghệ kiểm tra thị giác máy tiên tiến.
- Camera hồng ngoại phát hiện các lớp sơn không đều.
- Phân tích phản xạ dựa trên AI xác định các khuyết tật nhỏ trên bề mặt.
- Sửa lỗi tự động – Nếu phát hiện ra vấn đề, máy phun sơn rô bốt sẽ điều chỉnh lượng sơn phun theo thời gian thực.
Nhà máy Toyota Takaoka tại Nhật Bản sử dụng thuật toán học sâu để nhận dạng những lỗi sai chính xác hơn 50% so với các cuộc kiểm tra thông thường của con người.
6.5. Bảo trì bằng công nghệ Machine Vision
Toyota tích hợp các hệ thống thị giác AI tiên tiến để giám sát máy móc và dự đoán lỗi trước và áp dụng chiến lược 5Whys khi sự cố xảy ra.
- Hình ảnh nhiệt phát hiện các bộ phận quá nhiệt.
- Phân tích rung động thông qua cảm biến thị giác theo dõi các chuyển động bất thường trong máy móc.
- AI cảnh báo nhóm bảo trì trước khi xảy ra sự cố.
Các nhà máy thông minh của Toyota tại Nhật Bản sử dụng camera hỗ trợ AI để phân tích động cơ dây chuyền lắp ráp, ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch tốn kém
Công nghệ AI& Machine Vision giúp tăng năng suất của công việc lên đến 80%
7. RTC Technology cung cấp giải pháp thị giác máy tổng thể.
Tại Việt nam, mặc dù thị trường Robot chưa thực sự rộng mở, do gặp nhiều khó khăn về vốn đầu tư và thiếu nhân công có trình độ cao nên hầu hết các dây chuyền sản xuất trong các nhà máy vẫn chưa được tự động hóa, các loại máy móc vẫn sử dung hầu hết công nghệ cũ hoặc chỉ đưa công nghệ IT và tự động hóa vào một số dây chuyền sản xuất nhất định.
Tuy nhiên, vẫn có một vài điểm sáng trong sự phát triển của Machine Vision tại Việt nam khi các doanh nghiệp dần chuyển sang tự động hóa cho hoạt động sản xuất gần như thủ công. Hiện nay, Robot công nghiệp đang xâm nhập ngày càng sâu rộng vào hệ thống sản xuất và được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, điện tử, thức ăn chăn nuôi, thực phẩm và đồ uống, hóa chất, cũng như cơ khí chế tạo.
Tại RTC Technology, chúng tôi tập trung vào việc cung cấp các giải pháp thị giác máy ( Machine Vision) tổng thể bao gồm:
- Inspection – Kiểm tra: Hệ thống thị giác máy có thể tự động hoá các nhiệm vụ kiểm tra thị giác phức tạp hoặc đơn giản và hướng dẫn chính xác các thiết bị xử lý trong quá trình sản xuất sản phẩm.
- Robot Guide – Robot hướng dẫn bằng thị giác: Robot hướng dẫn thị giác là thuật ngữ chung cho các hệ thống thị giác máy và xử lý hình ảnh được sử dụng để phát hiện vị trí và kiểm tra với Robot công nghiệp.
- Gauge/Measurement – Đo lường: Một hệ thống thị giác máy để đo lường tính toán khoảng cách giữa hai hoặc nhiều điểm hoặc vị trí hình học trên một đối tượng và xác định liệu các phép đo này có thể đáp ứng thông số kỹ thuật hay không.
- Identification – Nhận dạng (Ký tự, mã vạch): Thị giác máy đóng vai trò quan trọng trong việc nhận dạng sản phẩm và bộ phận bằng cách đọc mã dữ liệu, mã vạch và xác định các mẫu duy nhất trên các vật phẩm trên màu sắc, hình dạng hoặc kích thước.
Với phần mềm RTC Vision (RVS) – phần mềm thị giác máy được phát triển bởi Công ty Cổ Phần RTC Technology Việt Nam sẽ được ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng tự động hoá công nghiệp và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
RVS giúp bạn dễ dàng giải quyết các bài toán thị giác máy tính (Machine Vision) mà không cần viết code phức tạp. Giao diện kéo thả trực quan với các công cụ tiện lợi cho phép bạn thao tác dễ dàng, phù hợp với cả người dùng không có kinh nghiệm lập trình.
RVS là giải pháp thị giác máy toàn diện, ứng dụng rộng rãi trong kiểm tra chất lượng, định danh, phân loại sản phẩm, các phép đo và điều hướng robot. Tích hợp đa dạng giao thức truyền thông công nghiệp, RVS đáp ứng linh hoạt mọi nhu cầu tự động hóa sản xuất. Đây là giải pháp tối ưu cho các bài toán thị giác máy, mang đến hiệu suất vượt trội nhờ hệ thống Tool đa dạng, linh hoạt. Từ phân tích blob, định vị, so sánh, đo lường đến nhận dạng, dẫn hướng robot, RVS đều đáp ứng xuất sắc. Đặc biệt, phần mềm tích hợp các công cụ xử lý ảnh Deep Learning tiên tiến, cùng sự hỗ trợ chuyên sâu từ đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của RTC, tất cả hỗ trợ tốt nhất cho dự án của bạn.
Phần mềm RTC Vision được Cục Bản Quyền tác giả công nhận quyền tác giả. Đây là sự khẳng định về chất lượng và tính sáng tạo của giải pháp mà RTC cung cấp. Từ đó tạo tiền đề vững chắc để RTC tiếp tục nghiên cứu, phát triển và cung cấp các giải pháp tự động hóa tiên tiến, phục vụ nhu cầu của các doanh nghiệp trong thời đại công nghiệp 4.0.
Dự án kiểm tra và phân loại sản phẩm tự động của RTC Technology
Nếu bạn muốn áp dụng giải pháp RVS của RTC trong quy trình sản xuất để tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả trong quy trình kiểm tra chất lượng sản phẩm, hãy liên hệ ngay với RTC để được tư vấn và Demo về giải pháp:
> ĐĂNG KÝ NHẬN SETUP DEMO: TẠI ĐÂY
XEM THÊM
>> Tăng hiệu quả sản xuất với giải pháp Machine Vision trong ngành ô tô
>> Tips giải pháp Machine Vision cho doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Bài viết liên quan
Mitani Sangyo triển khai AI vào máy kiểm tra ngoại quan linh kiện ô tô
Từ khi bắt đầu được đưa vào hệ thống nhà máy tại Việt nam thử nghiệm từ tháng 5-2024, Mitani Sangyo bắt đầu đánh giá hiệu suất của máy trên dây chuyền sản xuất hàng loạt từ tháng 8 năm nay, hướng tới việc đưa sản phẩm vào sử dụng thực thế trong tương lai […]
Bí quyết thành công của doanh nghiệp FMCG với Machine Vision.
Ngành hàng tiêu dùng nhanh (Fast Moving Consumer Goods – FMCG) cực kỳ phức tạp – với nhiều chuỗi giá trị liên quan cùng với nhiều cơ hội đổi mới với sự trỗi dậy của Internet vạn vật (IoT) và công nghệ AI của Machine Vision. Tại bài viết này, RTC sẽ cùng phân tích bí […]
“5 Tips vàng” giúp triển khai giải pháp Machine Vision cho doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Thị Giác Máy (Machine Vision) được coi như là “ đôi mắt” của ngành tự động hóa của thời đại công nghệ 4.0. Vậy Machine Vision đóng vai trò quan trọng và được triển khai như thế nào? Bài viết dưới đây của RTC Technology sẽ chỉ ra “Tips” triển khai giải pháp Machine Vision […]
Top 5 xu hướng Machine Vision định hình tương lai của ngành sản xuất
Trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, Machine Vision (thị giác máy) đang trở thành xu hướng tất yếu, định hình tương lai của ngành sản xuất tự động. Với khả năng thu thập, phân tích hình ảnh và đưa ra quyết định chính xác, công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn […]
Ứng dụng giải pháp Machine Vision trong nhà máy điện tử
Trong ngành công nghiệp điện tử, chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất luôn là những yếu tố quyết định sự thành công và khả năng cạnh tranh. Một trong những công nghệ đang được áp dụng rộng rãi để cải thiện quy trình sản xuất là Machine Vision (Xử lý hình ảnh […]
