Sản xuất thông minh là gì? Công nghệ, lợi ích và cách triển khai

Last updated on 3 October, 2025

Sản xuất thông minh (Smart manufacturing) không chỉ là xu hướng công nghiệp 4.0 mà còn là chìa khóa để doanh nghiệp nâng cao năng suất, giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm, đáp ứng kịp thời nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường toàn cầu. Bài viết này của OCD sẽ giúp bạn hiểu rõ về khái niệm, các công nghệ cốt lõi, lợi ích, ví dụ thực tiễn và cách triển khai sản xuất thông minh hiệu quả.

Sản xuất thông minh (Smart manufacturing) là gì?

Khái niệm sản xuất thông minh

Sản xuất thông minh (Smart manufacturing) là thuật ngữ liên quan đến chuyển đổi số trong nhà máy, cùng với sự kết hợp của một hoặc nhiều công nghệ trong quy trình sản xuất. Dữ liệu trong sản xuất thông minh được thu thập qua cảm biến, dự trữ trên điện toán đám mây và được xử lý với tốc độ cực kỳ nhanh.

Nhờ khả năng phân tích khối lượng dữ liệu lớn, các thông tin quan trọng được trích xuất để ra những quyết định nhanh chóng và có độ hiệu quả cao hơn. Do hệ thống được cài đặt tích hợp giữa phần cứng và phần mềm, việc kết nối và trao đổi thông tin giữa máy móc, cảm biến hay các phần mềm lập kế hoạch sản xuất trở nên dễ dàng hơn.

Đọc thêm: Phần mềm quản lý sản xuất MES

Phân biệt Nhà máy thông minh và Sản xuất thông minh

Nhà máy thông minh và sản xuất thông minh đều gắn liền với thời đại Công nghiệp 4.0. Hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế lẫn nhau. Tuy nhiên, đây là hai khái niệm không giống nhau.

Những công nghệ trong sản xuất thông minh

IoT và IIoT trong sản xuất

IoT là mạng lưới thiết bị, cảm biến, máy móc kết nối với nhau và trao đổi dữ liệu liên tục. Trong sản xuất thông minh, hệ thống IIoT (Internet kết nối vạn vật trong công nghiệp) cho phép thu thập dữ liệu vận hành, trạng thái thiết bị theo thời gian thực, giúp nhà quản lý có thể giám sát từ xa và tự động hóa quy trình sản xuất.

Công nghệ AI và Công nghệ máy học (Machine Learning)

Trí tuệ nhân tạo (AI) giúp xử lý lượng lớn dữ liệu sản xuất để phát hiện lỗi, dự báo sự cố máy móc, tối ưu lịch trình sản xuất và phân phối tài nguyên. Máy học nâng cao khả năng nhận diện mẫu, dự báo xu hướng và tự động điều chỉnh quy trình theo biến động thị trường.

Điện toán đám mây và điện toán biên

Điện toán đám mây cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn linh hoạt, mở rộng. Edge Computing (Điện toán biên) có thể giảm độ trễ bằng cách xử lý dữ liệu gần nguồn tạo ra để quyết định tức thời. Sự kết hợp giúp hệ thống sản xuất thông minh hoạt động hiệu quả mà không bị gián đoạn.

Dữ liệu lớn (Big Data)

Nếu AI và công nghệ máy học giúp cho quy trình sản xuất trở nên “thông minh” hơn thì dữ liệu lớn sẽ là dầu bôi trơn để quá trình đó được diễn ra mượt mà hơn. Lý do chúng ta gọi nó là dữ liệu lớn (Big Data) không chỉ đơn giản là do nó chưa khối lượng dữ liệu khổng lồ. Nó được định nghĩa như vậy còn là vì tính đa dạng và độ phức tạp trong dữ liệu.

Bằng việc cung cấp dữ liệu sản xuất phức tạp và khổng lồ cho hệ thống AI, doanh nghiệp sản xuất có thể yêu cầu những thông tin phân tích cần thiết từ nó để hệ thống này có thể ngày càng đưa ra kết luận chính xác và học hỏi nhanh hơn theo thời gian.

Robot tự động hóa và cánh tay robot cộng tác (Cobots)

Robot công nghiệp giúp tăng tốc các công đoạn lắp ráp, kiểm tra chất lượng với độ chính xác cao. Cobots có khả năng làm việc an toàn cùng con người, hỗ trợ các nhiệm vụ phức tạp và tăng tính linh hoạt.

Công nghệ in 3D

Công nghệ in 3D gia tăng khả năng linh hoạt trong việc bảo trì sản phẩm gia công. Ví dụ, một chiếc máy bay Boeing 747 có hơn 6 triệu bộ phận và tất cả đều cần thay thế, bảo dưỡng theo các lịch trình khác nhau. 

Thay vì ghi lại nhật ký hoặc lưu trữ kế hoạch bảo trì một cách thủ công, máy in 3D kim loại hoặc nhựa có khả năng lưu trữ và truy cập vào nhật ký bảo trì hoặc sản xuất các bộ phận khi cần thiết. Đây là hình thức cho phép công ty duy trì “kho lưu trữ ảo”.

Kết nối 5G

Với mạng 5G, các doanh nghiệp có thể tận dụng tối đa lợi thế của điện toán đám mây, đồng thời giảm độ trễ khi truy cập hệ thống, tăng tốc độ xử lý và có khả năng mở rộng quy mô gần như không giới hạn.

Bản sao kỹ thuật số (Digital Twins)

Bản sao kỹ thuật số là một bản mô phỏng trên máy tính giống hệt của một loại thiết bị máy móc hay một quy trình tồn tại trong thế giới thực. Nó cho phép nhà máy thử nghiệm những cách thức mới trong sản xuất với những nguyên mẫu ảo không giới hạn. Điều này không những giảm thiểu chi phí tốn kém cho việc thử nghiệm mà nó còn giúp giảm thiểu rủi ro về hỏng hóc thiết bị so với việc nếu thực hiện ở trong thực tế.

Thiết kế sản xuất thông minh

Đây không phải là một công nghệ riêng biệt mà nó là một quy trình liên chức năng được thực hiện nhờ công nghệ. Thiết kế những nguyên tắc trong sản xuất (DFM – Design for Manufacturing) giúp bộ phận R&D (Nghiên cứu và phát triển sản phẩm) học hỏi được nhiều từ dữ liệu.

Những dữ liệu này bao gồm dữ liệu trong nhà máy sản xuất và cơ sở dữ liệu của khách hàng. Hiểu biết sâu sắc về cả trong và ngoài giúp bộ phận R&D thiết kế được các sản phẩm vừa đáp ứng nhu cầu của khách hàng, đồng thời tạo ra quy trình sản xuất tinh gọn và dễ dàng tùy chỉnh hơn.

Những lợi ích đột phá của sản xuất thông minh

Tăng năng suất và hiệu quả

Sản xuất thông minh giảm thiểu thời gian chết thiết bị, tự động hóa các công đoạn phức tạp, cải thiện tối đa công suất hoạt động của dây chuyền sản xuất. Dữ liệu thời gian thực từ cảm biến cho phép nhà quản lý nhanh chóng điều chỉnh kế hoạch sản xuất nhằm đạt hiệu quả tối ưu.

Nâng cao chất lượng sản phẩm

Phân tích dữ liệu lớn giúp phát hiện chính xác lỗi phát sinh trong quá trình sản xuất, kiểm soát chặt chẽ từ đầu vào đến đầu ra, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất, giảm tỷ lệ hàng lỗi và bảo hành.

Tăng tính linh hoạt và tùy chỉnh

Sản xuất thông minh cho phép doanh nghiệp nhanh chóng điều chỉnh dây chuyền để sản xuất các sản phẩm đa dạng, đáp ứng nhu cầu đa dạng và thay đổi liên tục của khách hàng, nâng cao khả năng cạnh tranh.

Bảo trì dự báo (Predictive Maintenance)

Sử dụng cảm biến và phân tích dữ liệu giúp dự báo trước các hư hỏng, bảo trì thiết bị kịp thời, tránh gián đoạn sản xuất gây lãng phí thời gian và chi phí sửa chữa lớn.

Đảm bảo an toàn lao động cho công nhân

Robot thực hiện các công việc nặng nhọc, nguy hiểm thay thế con người, giảm thiểu tai nạn lao động. Hệ thống giám sát thông minh phát hiện các nguy cơ tại khu vực làm việc để cảnh báo kịp thời.

Tối ưu tiêu thụ năng lượng và bảo vệ môi trường

Sản xuất thông minh giúp tối ưu hóa việc sử dụng nguyên liệu, năng lượng, giảm phát thải và chất thải, góp phần phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.

Ví dụ điển hình về các doanh nghiệp áp dụng sản xuất thông minh

Tập đoàn Sunhouse

• Lĩnh vực: Sản xuất đồ gia dụng
• Ứng dụng: Nhà máy thông minh 3S iFACTORY tại nhà máy nhựa ALUBA.
• Công nghệ: Tự động hóa, robot, hệ thống dây chuyền công nghệ hiện đại, kết nối IoT.
• Kết quả:
  • Nâng cao hiệu suất sản xuất: Giảm thiểu lỗi sản phẩm, tăng năng suất lao động.
  • Cải thiện chất lượng sản phẩm: Đảm bảo sản phẩm đồng đều, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.
  • Tiết kiệm chi phí: Giảm thiểu lãng phí nguyên vật liệu, năng lượng.
  • Tăng tính linh hoạt: Đáp ứng nhanh chóng nhu cầu thay đổi của thị trường.

Công ty cổ phần Bóng đèn, Phích nước Rạng Đông

• Lĩnh vực: Sản xuất bóng đèn, phích nước.
• Ứng dụng: Robot hóa, học máy, trí tuệ nhân tạo, IoT.
• Công nghệ: Robot tự động hóa các công đoạn sản xuất, hệ thống kiểm soát chất lượng tự động, phân tích dữ liệu lớn để tối ưu hóa quy trình.
• Kết quả:
  • Nâng cao chất lượng sản phẩm: Giảm thiểu sản phẩm lỗi, tăng tuổi thọ sản phẩm.
  • Tăng năng suất: Giảm thời gian sản xuất, tăng số lượng sản phẩm.
  • Tiết kiệm chi phí: Giảm chi phí nhân công, năng lượng.
  • Tăng cường khả năng cạnh tranh: Đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế, mở rộng thị trường.

VinFast

• Lĩnh vực: Sản xuất ô tô
• Ứng dụng: Nhà máy sản xuất ô tô thông minh tại Hải Phòng.
• Công nghệ: Robot tự động hóa, hệ thống dây chuyền sản xuất hiện đại, phần mềm quản lý sản xuất thông minh, IoT.
• Kết quả:
  • Sản xuất ô tô với chất lượng cao, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.
  • Năng suất cao, rút ngắn thời gian ra mắt sản phẩm mới.
  • Tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí.
  • Góp phần nâng cao vị thế của ngành công nghiệp ô tô Việt Nam.

7 bước triển khai sản xuất thông minh

Dưới đây là 7 bước để doanh nghiệp của bạn có thể tham khảo để thực hiện và giúp cho nhà máy của mình trở nên “thông minh”:

Bước 1: Đánh giá toàn diện hiện trạng sản xuất

Trước tiên, doanh nghiệp cần tiến hành đánh giá kỹ lưỡng hiện trạng các quy trình sản xuất hiện tại, hạ tầng công nghệ, năng lực nhân sự và hệ thống quản lý dữ liệu. Việc này bao gồm:

• Phân tích hiệu suất, chất lượng và tính linh hoạt của dây chuyền sản xuất.
• Đánh giá các thiết bị, máy móc đã tự động hóa, khả năng kết nối và thu thập dữ liệu.
• Kiểm tra hạ tầng mạng, phần mềm quản lý và tính đồng bộ của các hệ thống.
• Đánh giá kỹ năng công nghệ của đội ngũ vừa vận hành, vừa quản lý.
• Xác định các điểm mạnh, điểm yếu, cũng như các cơ hội và thách thức khi chuyển đổi sang sản xuất thông minh.

Kết quả đánh giá sẽ là cơ sở để thiết kế chiến lược và lộ trình triển khai phù hợp, tránh lãng phí nguồn lực hay sai lầm chiến lược.

Bước 2: Xây dựng kế hoạch chiến lược và lộ trình chuyển đổi số

Dựa trên kết quả đánh giá, doanh nghiệp cần xây dựng kế hoạch triển khai sản xuất thông minh chi tiết với các yếu tố:

• Mục tiêu cụ thể về năng suất, chất lượng, chi phí và thời gian.
• Lộ trình chi tiết với các giai đoạn, mốc thời gian rõ ràng để dễ quản lý, đo lường và điều chỉnh.
• Phân bổ nguồn lực tài chính, nhân sự phù hợp và dự toán ngân sách đầu tư.
• Lựa chọn công nghệ ưu tiên triển khai (IoT, AI, robot…) dựa trên nhu cầu và khả năng hiện có.
• Kế hoạch phối hợp và truyền thông nội bộ đảm bảo sự đồng thuận và tham gia tích cực của toàn bộ tổ chức, từ lãnh đạo đến nhân viên.

Việc lập kế hoạch rõ ràng giúp doanh nghiệp tránh rủi ro, thúc đẩy quá trình chuyển đổi thuận lợi và tối ưu tín hiệu hiệu quả sản xuất tổng thể.

Bước 3: Chuyển đổi số toàn diện quy trình sản xuất

Chuyển đổi số là trung tâm của sản xuất thông minh, bao gồm các hoạt động:

• Số hóa toàn bộ quy trình sản xuất bằng cách kết nối thiết bị qua IoT/IIoT, sử dụng cảm biến thông minh để thu thập dữ liệu vận hành.
• Xây dựng hệ thống phần mềm giám sát, quản lý sản xuất (MES), hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) tích hợp chặt chẽ dữ liệu.
• Tự động hóa các nhiệm vụ thủ công, lặp đi lặp lại bằng robot và các giải pháp phần mềm.
• Áp dụng AI và phân tích dữ liệu để dự báo, tối ưu hóa hoạt động sản xuất theo thời gian thực.
• Đảm bảo tính bảo mật thông tin và an toàn dữ liệu trong hệ thống công nghệ mới.

Chuyển đổi số giúp doanh nghiệp vận hành linh hoạt, theo dõi tiến độ và chất lượng chính xác, từ đó phản ứng kịp thời và tối ưu hóa nguồn lực.

Bước 4: Tự động hóa và tối ưu hóa quy trình sản xuất

Sau khi số hóa, việc tiếp theo là:

• Tự động hóa các công đoạn sản xuất với robot công nghiệp hoặc cánh tay robot cộng tác (cobots) để tăng tốc độ và giảm sai sót.
• Tối ưu hóa quy trình qua phân tích dữ liệu, loại bỏ các bước thừa thãi và lãng phí không cần thiết.
• Ứng dụng in 3D để linh hoạt sản xuất bộ phận thay thế, giảm tồn kho và tăng khả năng bảo trì.
• Liên tục cải tiến dây chuyền dựa trên phản hồi vận hành thực tế và phân tích hiệu suất.

Đây là giai đoạn quyết định giúp tăng năng suất, chất lượng và giảm chi phí lâu dài.

Bước 5: Phân tích dữ liệu và ra quyết định dựa trên thông tin

Phân tích dữ liệu sản xuất là bước then chốt giúp doanh nghiệp đi từ “dữ liệu thô” đến “thông tin hữu ích”. Các hoạt động gồm:

• Sử dụng AI và Machine Learning để phân tích mẫu, xác định nguyên nhân gốc rễ vấn đề sản xuất.
• Dự báo sự cố, quản lý bảo trì dự báo nhằm giảm thời gian dừng máy không kế hoạch.
• Theo dõi KPIs quan trọng để đánh giá năng suất, chất lượng, chi phí.
• Tích hợp dữ liệu khách hàng để tùy chỉnh sản phẩm phù hợp với thị hiếu đa dạng.
• Ra quyết định nhanh chóng và chính xác dựa trên thông tin phân tích realtime.

Quy trình này nâng cao hiệu quả quản lý và tăng khả năng thích ứng với biến động thị trường.

Bước 6: Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực công nghệ số

Đào tạo là yếu tố không thể thiếu để tạo thành công bền vững:

• Đào tạo nâng cao kỹ năng số cho công nhân vận hành, kỹ thuật viên và quản lý.
• Phát triển kỹ năng phân tích dữ liệu và hiểu biết về công nghệ cho đội ngũ lãnh đạo.
• Xây dựng tư duy đổi mới sáng tạo, thúc đẩy tinh thần doanh nhân kỹ thuật số.
• Cung cấp khóa học liên tục để thích ứng với những thay đổi và cập nhật công nghệ mới.

Nguồn nhân lực giỏi công nghệ là chìa khóa vận hành hiệu quả các hệ thống sản xuất thông minh.

Bước 7: Đánh giá, cải tiến và mở rộng liên tục

• Thiết lập hệ thống đánh giá định kỳ dựa trên các chỉ số KPI về sản lượng, chất lượng, chi phí, năng lượng.
• Thu thập phản hồi từ nhân viên, khách hàng để có các điều chỉnh linh hoạt.
• Liên tục cải tiến quy trình, công nghệ và đào tạo nhân sự để nâng cao hiệu quả tổng thể.
• Đẩy mạnh khả năng mở rộng hệ thống sản xuất thông minh theo nhu cầu phát triển thị trường.
• Tích hợp các xu hướng công nghệ mới như blockchain, thực tế tăng cường (AR/VR), IoT thế hệ mới để duy trì lợi thế cạnh tranh.

Kết luận

Sản xuất thông minh là bước tiến tất yếu, giúp doanh nghiệp hiện đại phát huy tối đa lợi thế cạnh tranh trong bối cảnh thị trường toàn cầu ngày càng biến động nhanh. Việc đầu tư công nghệ, dữ liệu và con người đồng bộ sẽ giúp doanh nghiệp không chỉ tăng hiệu quả sản xuất mà còn duy trì đà phát triển bền vững dài hạn.

Xu hướng sản xuất thông minh toàn cầu năm 2025 được dự đoán là kỷ nguyên bùng nổ, hứa hẹn tạo ra hàng triệu việc làm mới đồng thời giúp các doanh nghiệp cỡ nhỏ và vừa cũng có cơ hội gia nhập sân chơi sản xuất hiện đại với chi phí ngày càng hợp lý.

Do đó, nắm bắt và thực hiện đúng các chiến lược chuyển đổi số và áp dụng sản xuất thông minh sẽ là chìa khóa để doanh nghiệp thành công bứt phá trong thời đại công nghiệp 4.0 và tương lai.

Đọc thêm: Cung cấp Phần mềm ERP, MES và Phần mềm Nhân sự cho Nhà máy sản xuất Thiết bị điện tử