Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong ngành cơ khí Việt Nam:Định hình mô hình sản xuất thông minh

Với ngành cơ khí, “xương sống” của công nghiệp hiện đại, công nghệ này không chỉ cải thiện năng suất mà còn định hình một mô hình sản xuất thông minh, dựa trên dữ liệu và mô phỏng số. Mang đến những giải pháp chưa từng có, AI cũng đặt ra những thách thức mới mà ngành cơ khí Việt Nam cần đối mặt và thích nghi để bứt phá.

Công ty cổ phần Bóng đèn phích nước Rạng Đông ứng dụng robot tích hợp AI tự động hóa dây chuyền sản xuất để nâng cao năng suất lao động và tối ưu chi phí sản xuất.

AI đang thay đổi ngành cơ khí

Trong thời đại số hóa, AI trở thành yếu tố trung tâm trong đổi mới công nghệ cơ khí. GS.TS Nguyễn Lạc Hồng, Phó Chủ tịch Tổng hội Cơ khí Việt Nam nhận định rằng, các công nghệ như dữ liệu lớn (BigData), Internet vạn vật công nghiệp và mô hình “bản sao số” đã tạo nên sự chuyển dịch mạnh mẽ trong cách thức thiết kế và gia công cơ khí.

Theo GS.TS Nguyễn Lạc Hồng, AI đưa ngành này từ mô hình “điều khiển dựa trên quy tắc” sang “điều khiển thông minh dựa trên học tập dữ liệu”, giúp nhà máy nâng cao độ chính xác, rút ngắn thời gian thử nghiệm và tối ưu hóa năng lượng.

Một trong những ứng dụng nổi bật là thiết kế tạo sinh. Thông qua học máy, hệ thống có thể đưa ra nhiều phương án thiết kế khác nhau, đánh giá theo tiêu chuẩn về độ bền, chi phí sản xuất hoặc trọng lượng, trước khi đề xuất phương án tối ưu. Điều này đặc biệt hữu ích trong các ngành đòi hỏi độ chính xác cao như ô tô, hàng không, robot và chế tạo máy.

Ở khâu gia công, AI đã bước vào các trung tâm gia công điều khiển số. Hệ thống cảm biến được tích hợp vào máy giúp thu thập dữ liệu về rung động, nhiệt độ, độ mòn dao và trạng thái máy.

PGS.TS Vũ Dương (Đại học Duy Tân) cho biết, AI có thể phân tích dữ liệu này để tối ưu hóa tốc độ cắt, tốc độ cấp phôi, điều chỉnh đường chạy dao và dự đoán thời điểm cần bảo trì. Nhờ vậy, máy gia công vận hành ổn định hơn, hạn chế dừng máy đột xuất và giảm chi phí sản xuất.

Một đóng góp đáng kể khác là thị giác máy trong kiểm tra chất lượng. Hệ thống sử dụng camera kết hợp với thuật toán AI để phân tích bề mặt sản phẩm và phát hiện các lỗi như nứt, cong vênh hoặc sai số kích thước. Theo PGS.TS Vũ Dương, công nghệ này giúp nâng cao độ ổn định của chất lượng sản phẩm và giảm phụ thuộc vào kiểm tra thủ công.

Không chỉ dừng lại ở dây chuyền gia công, AI còn hỗ trợ quản lý sản xuất. Dữ liệu từ máy gia công, kho vật tư và các cảm biến được phân tích để đưa ra khuyến nghị về lập lịch sản xuất, dự báo nhu cầu bảo trì và quản lý tồn kho. Điều này giúp doanh nghiệp tối ưu hóa nguồn lực và giảm lãng phí.

Thách thức và hướng phát triển

Tuy có tiềm năng lớn, việc ứng dụng AI trong ngành cơ khí Việt Nam còn đối mặt nhiều rào cản. Theo GS.TS Nguyễn Lạc Hồng, mức độ ứng dụng hiện nay mới dừng ở giai đoạn thử nghiệm, chủ yếu tại các tập đoàn và viện nghiên cứu lớn. Hơn 90% doanh nghiệp cơ khí, đặc biệt là doanh nghiệp vừa và nhỏ, chưa đủ điều kiện để triển khai rộng rãi AI trong sản xuất.

Thách thức đầu tiên là dữ liệu sản xuất chưa được số hóa đồng bộ. Dữ liệu từ máy gia công, thiết bị đo kiểm hay phần mềm thiết kế vẫn còn phân tán hoặc không được lưu trữ theo chuẩn thống nhất. Điều này khiến mô hình AI thiếu dữ liệu để học và khó đạt độ chính xác cao.

Thứ hai là thiếu hụt nhân lực liên ngành. Các kỹ sư có hiểu biết đồng thời về cơ khí, AI và mô phỏng số còn rất ít. Trong khi đó, hệ thống sản xuất thông minh đòi hỏi lực lượng kỹ thuật có khả năng vận hành và bảo trì thiết bị tích hợp cảm biến, thuật toán học máy và mô hình số.

Về công nghệ, nhiều thiết bị cơ khí thông minh hiện phải nhập khẩu với chi phí cao. AI tích hợp trên máy nhập khẩu thường vận hành như “hộp đen”, khó tùy chỉnh để phù hợp điều kiện sản xuất trong nước. Doanh nghiệp trong nước chưa làm chủ được các mô-đun cảm biến, hệ thống thu thập dữ liệu hay phần mềm mô phỏng có tích hợp AI.

Tuy nhiên, các chuyên gia đều nhận định, Việt Nam đang có cơ hội lớn để rút ngắn khoảng cách với thế giới. Chiến lược quốc gia về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) đến năm 2030 xác định cơ khí, chế tạo là một trong các lĩnh vực ưu tiên. Hạ tầng số tại các khu công nghệ cao như Hòa Lạc và thành phố Hồ Chí Minh đang hình thành. Các tập đoàn công nghệ quốc tế đã mở rộng hợp tác với Việt Nam trong đào tạo và chuyển giao thiết bị.

Để tận dụng thời cơ này, các chuyên gia đề xuất một số hướng phát triển quan trọng. Trước hết là cần xây dựng kho dữ liệu cơ khí số hóa quốc gia, bao gồm dữ liệu thiết kế, gia công, mô phỏng và dữ liệu cảm biến. Kho dữ liệu này sẽ là nền tảng huấn luyện mô hình AI, giúp công nghệ được áp dụng rộng rãi hơn. Đồng thời, phải đẩy mạnh đào tạo nhân lực liên ngành cơ khí - điện tử - AI, kết nối nhà trường và doanh nghiệp để kỹ sư có cơ hội thực hành trên dây chuyền thực tế. Bên cạnh đó, cần thúc đẩy nội địa hóa sản phẩm cơ khí thông minh. Việc phát triển phần mềm điều khiển máy gia công, hệ thống thị giác máy hoặc mô hình bản sao số “Make in Vietnam” sẽ giúp doanh nghiệp giảm chi phí và chủ động công nghệ.

Các chuyên gia cũng cho rằng, cần tăng cường hợp tác nghiên cứu giữa các viện - trường - doanh nghiệp nhằm hình thành hệ sinh thái cơ khí thông minh, tạo điều kiện thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ trước khi đưa vào thị trường.

Sự kết hợp giữa AI và cơ khí đang tạo nên bước chuyển mang tính nền tảng trong ngành sản xuất. Để bứt phá, ngành cần tập trung vào dữ liệu, nhân lực và hệ sinh thái đổi mới, từ đó tiến tới nền sản xuất cơ khí thông minh, tự chủ và có khả năng cạnh tranh toàn cầu.

Thu Hằng