Chuyển đổi số tối ưu năng lượng, hướng đến sản xuất bao bì không phát thải

Bài toán sống còn mang tên “xanh hóa sản xuất”

“Một công ty gỗ mà tôi tư vấn đã bị đối tác Thụy Điển yêu cầu từ năm 2021 phải có lộ trình sử dụng điện tái tạo trong vòng 5 năm. Tức từ năm 2026, tất cả sản phẩm xuất khẩu sang Thụy Điển không được dùng điện lưới mà bắt buộc phải dùng điện tái tạo. Nếu không đạt yêu cầu đúng lộ trình, họ sẽ không nhập lô hàng nữa”, Tiến sĩ Nguyễn Đạt Minh, Trưởng khoa Quản lý công nghiệp và năng lượng (Đại học Điện lực), chia sẻ tại diễn đàn Chuyển đổi xanh trong ngành in ấn & bao bì: Từ nguyên liệu bền vững đến quy trình sản xuất không phát thải diễn ra ngày 4/7, tại Hà Nội.

Trong bối cảnh xuất khẩu là giá trị cốt lõi và mục tiêu chiến lược của ngành công nghiệp Việt Nam, các tiêu chuẩn xanh không còn là lựa chọn, mà đã trở thành rào cản kỹ thuật bắt buộc.

Điều này hoàn toàn phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững số 12 của Liên Hợp Quốc về sản xuất và tiêu dùng bền vững, trong đó yêu cầu doanh nghiệp phải tái cấu trúc toàn bộ chuỗi giá trị từ nguyên liệu đầu vào, quy trình sản xuất, lưu trữ, phân phối đến người tiêu dùng cuối cùng.

Đặc biệt, những ngành đặc thù như in ấn và bao bì, nơi vốn tiêu thụ nhiều năng lượng, hóa chất và phát sinh lượng lớn phát thải lại càng đối mặt với áp lực phải chuyển đổi nhanh chóng và toàn diện hơn.

Nhà máy thông minh 3S iFactory, Net Zero là đích đến

Trong bối cảnh đó, nhiều doanh nghiệp nhận ra rằng không thể tiếp tục sản xuất theo lối cũ. Việc “xanh hóa” sản xuất không thể dừng lại ở khẩu hiệu hay lắp vài tấm pin mặt trời.

Để đạt được các tiêu chuẩn quốc tế, họ buộc phải thay đổi tận gốc cấu trúc sản xuất, vận hành và quản trị từ khâu nguyên liệu đầu vào đến sản phẩm đầu ra. Và công nghệ chính là chìa khóa cho hành trình chuyển đổi đó.

Một ví dụ tiêu biểu ở Việt Nam là mô hình nhà máy thông minh 3S iFactory do Công ty Cổ phần Công nghệ ITG (ITG Technology) phát triển, được ứng dụng trong lĩnh vực in ấn và bao bì – ngành vốn tiêu thụ năng lượng lớn và phát thải cao. 

Đây được xem là bước đi chiến lược, khi mô hình này kết hợp chuyển đổi số với ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm tối ưu quy trình, tiết kiệm năng lượng và hướng tới mục tiêu Net Zero.

Theo ông Nguyễn Văn Quyền, Trưởng nhóm Giải pháp, Trung tâm Tư vấn chuyển đổi số ITG Dx, mô hình nhà máy thông minh không đơn thuần là việc gắn thêm vài cảm biến hay đầu tư robot. 

Trọng tâm của 3S iFactory là khai thác dữ liệu vận hành một cách toàn diện, từ đó ứng dụng AI để xử lý dữ liệu theo thời gian thực, phục vụ trực tiếp cho mục tiêu tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải.

Cụ thể, toàn bộ nguyên vật liệu đầu vào được định danh bằng mã QR, cho phép doanh nghiệp truy xuất nguồn gốc, theo dõi luồng vật tư, kiểm soát tồn kho và giám sát quá trình sử dụng trong toàn bộ dây chuyền. 

Dữ liệu từ các công đoạn đều được thu thập liên tục qua hệ thống cảm biến, sau đó đồng bộ về trung tâm điều hành.

Từ đó, các mô hình AI tiến hành phân tích để phát hiện bất thường, tối ưu lịch vận hành, bảo trì thiết bị và dự báo các nguy cơ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm hoặc gây tổn thất năng lượng.

Bao bì biết kể chuyện: Vũ khí chiến lược mới của doanh nghiệp thời AI

Một trong những công nghệ được triển khai hiệu quả là hệ thống camera thông minh kết nối AI, lắp đặt tại các điểm đầu ra của dây chuyền.

Trong ngành in bao bì, nơi tốc độ sản xuất rất cao, mắt người không thể kiểm tra từng lỗi nhỏ về màu sắc, vị trí in hay kích thước, AI sẽ làm thay điều đó.

Khi phát hiện sai lệch nghiêm trọng, hệ thống ngay lập tức phát tín hiệu dừng máy, tránh sản xuất hàng loạt sản phẩm lỗi, từ đó giảm lãng phí năng lượng, vật tư và chi phí khắc phục.

Bên cạnh đó, mô hình 3S iFactory còn triển khai bảo trì dự đoán. Thay vì đợi máy móc hỏng mới sửa hoặc bảo trì theo định kỳ cứng nhắc, hệ thống AI sử dụng dữ liệu từ cảm biến như rung động, tiếng ồn, nhiệt độ… để dự báo chính xác thời điểm thiết bị sắp gặp trục trặc. 

Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể chủ động bảo trì trước khi sự cố xảy ra, tránh dừng máy bất ngờ, kéo dài tuổi thọ thiết bị và tiết kiệm đáng kể điện năng.

Một điểm nổi bật khác là khả năng giám sát tiêu thụ năng lượng chi tiết đến từng thiết bị và khu vực. Các công tơ điện và đồng hồ đo khí được gắn tại các điểm tiêu thụ chính, từ khu vực sản xuất đến khu văn phòng. 

Không chỉ dừng lại ở tối ưu năng lượng, toàn bộ quy trình sản xuất trong giải pháp nhà máy thông minh 3S iFactory còn được thiết kế lại nhằm tăng tốc độ vận hành, giảm tồn kho trung gian và nâng cao khả năng đáp ứng đơn hàng.

Toàn bộ dữ liệu vận hành được hiển thị trực quan trên một bảng báo cáo dữ liệu tổng hợp, giúp lãnh đạo nắm bắt toàn cảnh hoạt động theo thời gian thực và đưa ra quyết định nhanh chóng, chính xác.

Thực tế cho thấy, chi phí năng lượng hiện chiếm khoảng 20% tổng chi phí vận hành của một nhà máy in bao bì. 

Việc tiết kiệm từng kWh điện, từng lít nước hay từng phút dừng máy không chỉ giúp doanh nghiệp giảm phát thải carbon, mà còn nâng cao năng lực cạnh tranh, nhất là trong bối cảnh thị trường quốc tế ngày càng siết chặt tiêu chuẩn “xanh” và yêu cầu minh bạch chuỗi cung ứng.

Từ những bài toán thực tế tại doanh nghiệp cho tới các cam kết Net Zero đến năm 2050 của Chính phủ, có thể thấy rõ chuyển đổi số không còn là lựa chọn, mà là con đường sống còn.

“Công nghệ không thay thế con người, nhưng sẽ loại bỏ những doanh nghiệp không chịu thay đổi”, ông Nguyễn Văn Quyền nhấn mạnh.