Khi nhắc đến “nhà máy thông minh”, nhiều người thường hình dung những cánh tay robot hoạt động liên tục trên dây chuyền tự động hóa trị giá hàng chục triệu USD. Nhưng tại nhiều cơ sở chế biến lúa gạo, cà phê, trái cây và nông sản xuất khẩu ở Việt Nam, cuộc chuyển đổi số đang diễn ra theo một cách khác: bắt đầu từ những cảm biến chỉ vài triệu đồng.
Thay vì thay thế toàn bộ lao động bằng robot, các doanh nghiệp đang ưu tiên gắn cảm biến để đo nhiệt độ, độ ẩm, mức tiêu thụ điện và tình trạng vận hành thiết bị theo thời gian thực. Đây được xem là hướng “thông minh hóa chi phí thấp”, phù hợp hơn với điều kiện của phần lớn doanh nghiệp chế biến nông sản Việt Nam.
Cảm biến đang thay đổi cách vận hành nhà máy nông sản
Trong chế biến nông sản, nhiều rủi ro không nằm ở công đoạn sản xuất chính mà xuất hiện ở khâu sấy, bảo quản và lưu kho.
Chỉ cần nhiệt độ kho lạnh tăng vài độ C hoặc độ ẩm vượt ngưỡng trong vài giờ, chất lượng trái cây, cà phê nhân hay hạt điều có thể suy giảm đáng kể. Trước đây, việc kiểm tra chủ yếu dựa vào nhân công ghi chép thủ công theo ca, khiến dữ liệu rời rạc và khó phát hiện sự cố sớm.
Hiện nay, các hệ thống cảm biến IoT có thể liên tục gửi dữ liệu về điện thoại hoặc máy tính của quản lý nhà máy. Khi nhiệt độ vượt ngưỡng cài đặt, hệ thống sẽ tự động cảnh báo để xử lý ngay trước khi xảy ra tổn thất lớn.
Từ lò sấy đến kho lạnh đều có thể “biết nói”
Tại nhiều cơ sở chế biến lúa gạo và cà phê ở Tây Nguyên và Đồng bằng sông Cửu Long, cảm biến đang được sử dụng để: theo dõi nhiệt độ buồng sấy; kiểm soát độ ẩm đầu vào và đầu ra của hạt; giám sát áp suất và lưu lượng gió trong hệ thống sấy; theo dõi mức tiêu thụ điện của quạt và lò đốt.
Nhờ dữ liệu thời gian thực, doanh nghiệp có thể điều chỉnh chế độ sấy phù hợp với từng mẻ nguyên liệu thay vì vận hành theo kinh nghiệm cố định. Điều này đặc biệt quan trọng với cà phê, hạt điều và các loại nông sản có giá trị cao, nơi chỉ cần sấy quá nhiệt cũng có thể làm giảm chất lượng xuất khẩu.
Trong kho bảo quản trái cây, cảm biến theo dõi nhiệt độ, độ ẩm và môi trường bảo quản còn giúp điều chỉnh thông gió và chế độ làm lạnh phù hợp, kéo dài thời gian bảo quản và giảm tỷ lệ hao hụt.
Không cần robot, doanh nghiệp vẫn có thể tiết kiệm lớn
Điểm đáng chú ý là chi phí triển khai hệ thống cảm biến thấp hơn rất nhiều so với đầu tư robot công nghiệp.
Một hệ thống giám sát cơ bản gồm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, bộ truyền dữ liệu và phần mềm cảnh báo có thể được triển khai với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ của dây chuyền tự động hóa toàn phần. Với các nhà máy quy mô vừa và nhỏ, đây là mức đầu tư khả thi hơn nhiều so với việc thay đổi toàn bộ dây chuyền sản xuất.
Theo các chuyên gia cơ điện nông nghiệp, lợi ích lớn nhất của mô hình này không nằm ở việc “thay người bằng máy” mà ở khả năng giảm thất thoát sau thu hoạch; ổn định chất lượng giữa các lô hàng; tiết kiệm điện năng cho hệ thống sấy và kho lạnh; giảm thời gian dừng máy do sự cố thiết bị; tạo dữ liệu phục vụ truy xuất và quản lý chất lượng.
Doanh nghiệp công nghệ đang thúc đẩy làn sóng IoT nông sản
Xu hướng “thông minh hóa chi phí thấp” đang được thúc đẩy bởi các doanh nghiệp cung cấp thiết bị IoT và tự động hóa công nghiệp hoạt động tại Việt Nam.
DigiKey Việt Nam hiện cung cấp danh mục linh kiện và cảm biến công nghiệp gồm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và môi trường phục vụ các ứng dụng IoT và tự động hóa. Các loại cảm biến này có thể được sử dụng để xây dựng hệ thống giám sát kho lạnh, buồng sấy và dây chuyền chế biến theo thời gian thực.
Ở phân khúc tự động hóa công nghiệp, Advantech Việt Nam phát triển các giải pháp gateway IoT, bộ thu thập dữ liệu, máy tính công nghiệp và nền tảng giám sát SCADA được ứng dụng trong nhiều hệ thống nhà máy, kho lạnh và dây chuyền sản xuất thực phẩm. Các nền tảng này cho phép thu thập dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, điện năng và truyền về trung tâm điều khiển hoặc điện thoại của người quản lý.
Trong khi đó, Schneider Electric Việt Nam cung cấp các giải pháp đồng hồ điện thông minh, thiết bị giám sát năng lượng và nền tảng EcoStruxure giúp doanh nghiệp theo dõi mức tiêu thụ điện của lò sấy, quạt thông gió, máy nén lạnh và các thiết bị tiêu thụ điện lớn trong nhà máy.
Sự kết hợp giữa cảm biến, thiết bị thu thập dữ liệu và phần mềm giám sát đang cho phép nhiều nhà máy chế biến nông sản theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, điện năng và tình trạng thiết bị theo thời gian thực, từ đó giảm thất thoát, tiết kiệm chi phí vận hành và nâng cao khả năng kiểm soát chất lượng sản phẩm.
Những ứng dụng đang diễn ra ngay trong thực tế
Tại các kho bảo quản trái cây xuất khẩu, hệ thống cảm biến nhiệt độ và độ ẩm kết hợp cảnh báo qua điện thoại giúp phát hiện sớm sự cố mất lạnh hoặc độ ẩm vượt ngưỡng, giảm nguy cơ hư hỏng cả lô hàng trước khi đưa vào container xuất khẩu.
Với cà phê nhân, cảm biến nhiệt độ buồng sấy và độ ẩm hạt cho phép người vận hành điều chỉnh lưu lượng gió và nhiệt lượng theo từng mẻ nguyên liệu, hạn chế tình trạng sấy quá nhiệt làm giảm chất lượng xuất khẩu.
Trong các nhà máy xay xát gạo, cảm biến độ ẩm được sử dụng để kiểm soát chất lượng lúa đầu vào và gạo thành phẩm, giúp giảm tỷ lệ nứt hạt và ổn định chất lượng giữa các lô hàng.
Điểm chung của các mô hình này là doanh nghiệp không cần thay đổi toàn bộ dây chuyền, mà có thể nâng cấp từng công đoạn có nguy cơ thất thoát cao nhất.
Cơ hội mới cho doanh nghiệp cơ khí và điện tử trong nước
Xu hướng “thông minh hóa bằng cảm biến” cũng mở ra thị trường mới cho các doanh nghiệp cơ khí, điện – điện tử và tự động hóa trong nước.
Thay vì cạnh tranh ở phân khúc robot công nghiệp vốn đòi hỏi vốn đầu tư và công nghệ rất cao, doanh nghiệp Việt có thể phát triển các giải pháp: tủ điều khiển cho lò sấy; hệ thống đo độ ẩm hạt; cảm biến nhiệt độ cho kho lạnh; bộ giám sát điện năng; nền tảng cảnh báo qua điện thoại và Zalo.
Đây là phân khúc có nhu cầu lớn vì phù hợp với hợp tác xã, cơ sở chế biến nông sản và doanh nghiệp công nghiệp nông thôn – nhóm chiếm tỷ trọng rất lớn trong chuỗi chế biến của Việt Nam.
Cuộc chuyển đổi số thực tế hơn cho ngành nông sản
Trong nhiều năm, câu chuyện “nhà máy thông minh” thường gắn với hình ảnh robot hoạt động hoàn toàn tự động. Tuy nhiên, với phần lớn doanh nghiệp chế biến nông sản Việt Nam, bài toán cấp thiết hiện nay không phải là robot triệu đô, mà là làm sao biết chính xác điều gì đang xảy ra trong lò sấy, kho lạnh và dây chuyền sản xuất ngay tại thời điểm đó.
Chỉ cần một cảm biến phát hiện nhiệt độ tăng bất thường hoặc độ ẩm vượt ngưỡng, doanh nghiệp có thể tránh được việc hư hỏng cả một lô hàng trị giá hàng trăm triệu đồng. Chính vì vậy, trong nhiều nhà máy hiện nay, bước đầu tiên của “nhà máy thông minh” không phải là cánh tay robot, mà là những cảm biến nhỏ bé đang âm thầm thu thập dữ liệu mỗi giây.
Cuộc chuyển đổi số của ngành chế biến nông sản Việt Nam có thể không ồn ào như các nhà máy tự động hóa hoàn toàn trên thế giới, nhưng lại thực tế hơn, phù hợp hơn với điều kiện của doanh nghiệp trong nước và có khả năng tạo ra hiệu quả kinh tế rõ ràng ngay từ những khoản đầu tư đầu tiên.
Nếu robot là biểu tượng của tương lai xa, thì cảm biến đang là công nghệ của hiện tại – thứ đủ nhỏ để lắp đặt trong một lò sấy cà phê, nhưng đủ quan trọng để thay đổi cách vận hành của cả một nhà máy nông sản.