Bài viết này thảo luận về tất cả những gì cần số hóa trong một nhà máy may và để hiểu làm cách nào số hóa trong sản xuất may mặc dẫn đến hiệu quả tốt hơn, lợi nhuận tốt hơn và tính bền vững tốt hơn

Trong một bài viết gần đây về “Nhu cầu ‘Cắt giảm chi phí’ thúc đẩy ‘Chuyển đổi số’ trong ngành may”, các yếu tố chính đã được thảo luận là tại sao số hóa sản xuất hàng may mặc lại trở thành một nhu cầu cấp bách trong đại dịch COVID-19. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về tất cả những gì cần số hóa và để hiểu làm thế nào số hóa một nhà máy may để tạo ra hiệu quả tốt hơn, lợi nhuận tốt hơn và tính bền vững tốt hơn.

Sự phát triển của chuyển đổi số trong ngành công nghiệp may mặc

Hành trình chuyển đổi số bắt đầu từ máy móc được tự động hóa, đến việc tích hợp Internet vạn vật (IoT) và hướng tới điều phối hệ sinh thái. Đó là một hành trình dài trên tất cả các ngành công nghiệp, tất cả đều bắt đầu từ sự tiến bộ về công nghệ phần cứng. Trong ngành công nghiệp may mặc, việc phát minh ra máy may là một trong những bước quan trọng nhất hướng tới chuyển đổi số. Để giảm mật độ lao động hơn nữa, sự phát triển về phần cứng đã được áp dụng với các công nghệ khác nhau như cắt laser điều khiển bằng AI (trí tuệ nhân tạo) thông minh hơn hoặc máy may có thể thu thập dữ liệu.

Mặt khác, có một nhóm công ty khác bắt đầu phát triển phần mềm và giải pháp IoT để quản lý chuỗi cung ứng và vận hành nhà máy. Giai đoạn thứ hai của quá trình phát triển thường chiếm phần lớn thời gian, các bên tạo ra phần cứng và phần mềm không có mối liên hệ và liên kết với nhau. Chỉ cho đến khi mức độ phát triển tương đương giữa phần cứng và phần mềm thì những người tham gia ở giai đoạn thứ ba mới bắt đầu tích hợp các hệ thống trong từng giai đoạn của chuỗi cung ứng sản xuất hàng may mặc.

Việc tích hợp phần cứng và phần mềm sẽ tối đa hóa sức mạnh của dữ liệu thu được và nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất theo hướng mà ngành công nghiệp may mặc hiện đang phát triển. Theo báo cáo của Công ty YCP Solidiance, một số công ty phần cứng đang cung cấp các giải pháp tích hợp cho các nhà máy may, ví dụ như Brother và JUKI. Trong tương lai gần, chuỗi cung ứng của toàn ngành sẽ không giới hạn ở dây chuyền sản xuất mà gồm cả các bên liên quan trong hệ sinh thái như vận chuyển và bán lẻ – tất cả sẽ được điều phối thành một hệ thống phần mềm liên kết với phần cứng. Công nghệ AI được kỳ vọng sẽ nâng cao hệ thống cả về phần mềm và phần cứng – đây là giai đoạn thứ tư trong Sự phát triển của Chuyển đổi số trong điều phối hệ sinh thái ngành công nghiệp may mặc.

Giai đoạn chuẩn bị sản xuất chủ yếu là để tìm nguồn cung ứng và chuẩn bị nguyên liệu, khâu này có mức độ kỹ thuật số hóa thấp hơn hiện tại vì chi phí nguyên liệu khác nhau giữa các thương hiệu và các quốc gia. Giai đoạn sản xuất, chiếm phần lớn giá thành sản phẩm, là quá trình chính được số hóa, nơi các công nghệ khác nhau trong phần cứng và phần mềm có thể được cập nhật và áp dụng, đặc biệt là trong quá trình cắt và may, dẫn đến việc tạo ra các giải pháp tích hợp khác nhau để đảm bảo thông tin về thời gian thực có thể được ghi lại nhằm mục đích phân tích cho mọi quá trình.

Phạm vi về số hóa trong quy trình sản xuất của ngành công nghiệp may mặc

Theo báo cáo của YCP Solidiance, ở biểu đồ trên trong chuỗi cung ứng của nhà máy thì quy trình sản xuất gồm làm mẫu và cắt, may, kiểm tra và sửa lại là quy trình có tiềm năng được số hóa nhất.

Giai đoạn làm mẫu & cắt: Bước đầu tiên của quá trình sản xuất liên quan đến rất nhiều công nghệ và cải tiến khác nhau được áp dụng cho máy móc phần cứng. Quá trình cắt liên tục với máy CNC và các chương trình hỗ trợ (CAD / CAM). Tuy nhiên, nếu chỉ tập trung vào công nghệ cắt thì có các cách và công cụ cắt khác nhau tùy vào kiểu cắt như cắt bằng dao, tia laser, tia nước, plasma và sóng siêu âm. Do đó, hiện nay sự đổi mới chính trong khâu cắt liên quan đến các chức năng bổ trợ chi tiết và các thiết bị phụ trợ cho công nghệ cắt hiện có, hoặc bất kỳ thứ gì có thể làm tăng năng suất, tính linh hoạt và khả năng khớp mẫu.

Một trong những giải pháp đó là máy cắt tự động của Kuris Spezialmaschinen GmbH ở Đức được trang bị thêm thiết bị cắt và thanh xà ngang. Máy cắt thực hiện cắt đồng bộ và đồng thời có thể giảm 40% thời gian cắt để tăng năng suất.

Trong khi đó, máy cắt tự động của Zund Systemtechnik AG đến từ Thụy Sĩ cho phép người dùng thay đổi thiết bị cắt một cách tương tác. Máy cắt bao gồm các chi tiết dao động bằng điện hoặc khí nén, các lưỡi dao quay, mô-đun laser, dụng cụ đục lỗ hoặc tạo nếp và mô-đun đánh dấu hoặc vẽ đồ thị. Zund cũng kết nối với phần mềm, giúp phân đoạn quá trình cắt thành ‘chuẩn bị cắt’, ‘cắt kỹ thuật số’ và ‘sau cắt’. Với việc giám sát được sản xuất của phần mềm, dữ liệu được nhập trước từ thiết kế CAD và hệ thống lập kế hoạch sẽ liên kết trực tiếp với máy cắt. Vì dữ liệu được ghi lại theo thời gian thực trong quá trình cắt nên các phân tích dựa trên quá trình cắt có thể cải thiện hiệu suất và tăng tính minh bạch của hoạt động cắt.

Trong khi đó, công đoạn khớp mẫu là công đoạn tốn nhiều thời gian nhất trước khi đưa vào may. Nó cũng sẽ gây ra nhiều lãng phí vật liệu không cần thiết giữa quá trình cắt thô và cắt tinh. Để cải thiện độ chính xác của mẫu mà ít lãng phí hơn, việc chiếu hình ảnh trên màn hình lên bề mặt vải trước khi cắt sẽ rất quan trọng. Vì vải chiếm khoảng 60% tổng chi phí sản xuất hàng may mặc, nên các nhà sản xuất đều muốn cắt giảm chi phí cho nhà máy bằng việc cắt giảm chi phí ở khâu này. Do đó, việc tối ưu hóa vải trong quá trình làm mẫu và cắt là rất quan trọng.

Phần cứng trong khâu may: Khâu may chiếm 35-40% tổng chi phí sản xuất và mang lại cơ hội lớn khác cho các nhà máy trong việc kiểm soát chi phí. Trong thập kỷ trước, các nhà máy may được đặt tại các nước đang phát triển. Tuy nhiên, chiến lược này chứng tỏ khó duy trì hơn khi ngày càng nhiều thương hiệu có kế hoạch tập trung hóa dây chuyền sản xuất của họ, đồng thời thị trường lao động ở châu Á không còn là rẻ nhất nữa. Do đó, về lâu dài số hóa là cách tiếp cận mới để giảm chi phí đặc biệt là sau COVID-19. Quá trình may có thể được chia thành hai phần – xử lý vật liệu và phần ghép nối vải. Quá trình xử lý vật liệu chỉ ra công việc vận chuyển từ nơi này đến nơi khác bao gồm nâng, di chuyển, lắp, định vị lại và lưu trữ WIP (công việc đang tiến hành). Quá trình này thường được thực hiện thủ công nên chỉ có 21% nhà máy áp dụng hệ thống bán tự động.

Theo Công ty Brother Sewing (Asia) Ltd., do quy trình xử lý chiếm 79% tổng thời gian sản xuất và gần 80% chi phí liên quan đến xử lý, nên rất nhiều hệ thống xử lý vật liệu được tạo ra theo các yêu cầu khác nhau. Thiết bị xử lý vật liệu được lắp đặt ở các bộ phận khác nhau của chuỗi cung ứng, bao gồm cắt, may, hoàn thiện, thêm vào đó là các hệ thống khác nhau từ băng tải chuyển động tương đối đơn giản và hệ thống đường ray kéo thủ công đến băng tải tự động điều khiển bằng máy tính cực kỳ phức tạp.

Ngoài ra còn có một số hệ thống cải tiến như các phương pháp phản ứng nhanh kiểu Hệ thống Toyota (TSS) và hệ thống sản xuất đơn vị (UPS). Nhiều cải tiến hơn với cánh tay robot để xử lý vật liệu đã được giới thiệu trong những năm gần đây, mặc dù công nghệ này chưa được thương mại hóa cho các nhà máy. Đối với quy trình ghép nối vải thì may là phương pháp phổ biến nhất, chiếm 85% các phương pháp ghép nối. Quá trình may đòi hỏi nhiều lao động và chiếm 35–40% tổng chi phí sản xuất, khuyến khích đổi mới trong tự động hóa khâu may.

Một trong những cách tiếp cận phổ biến nhất là ghép máy may với thiết bị xử lý vải như cữ cuốn hoặc thiết bị lập trình. Hệ thống thay suốt chỉ tự động cũng sẽ tăng hiệu quả trong khi may. RSG Automation Technics GmbH & Co. KG từ Đức giới thiệu máy thay suốt chỉ tự động có bằng sáng chế. Chìa khóa để phát triển hệ thống may tự động là thực hiện nhiều hơn một nhiệm vụ sản xuất và giảm thời gian lãng phí trong việc xử lý vật liệu. Chẳng hạn như, Shenzhou International Group – nhà xuất khẩu hàng dệt kim hàng đầu của Trung Quốc với các khách hàng như Nike, Adidas và Uniqlo – đã chia sẻ rằng họ không chỉ tạo ra mô-đun may cho một lượng lớn đơn đặt hàng mà còn tự động hóa máy may nguyên bản của Brother và JUKI bằng robot mà chỉ cần một người quản lý được ba máy may. Quá trình may tự động không chỉ giảm chi phí lao động mà còn đảm bảo độ chính xác và chất lượng sản phẩm.

Phần cứng + IoT: Ngoài việc số hóa phần cứng, việc tích hợp với IoT cũng là một cách tiếp cận phổ biến trong quá trình may. Hãy xem nghiên cứu điển hình dưới đây, một trong những công ty may hàng đầu của Ấn Độ đã giới thiệu dây chuyền may có ứng dụng IoT trong các nhà máy của họ.

TSIL (Ấn Độ) đi đầu trong việc triển khai IoT

Một trong những công ty xuất khẩu hàng may mặc hàng đầu ở Ấn Độ – Texport Syndicate India Ltd. – đã áp dụng IoT trong phần may để cải tiến toàn bộ hoạt động sản xuất kinh doanh của ngành hàng thời trang. Trong thời kỳ đột phá mang tính cách mạng của Môi trường Số hóa và Mạng kết nối, nhóm quản lý TSIL đã quyết định đầu tư vào Nhà máy Thông minh để sản xuất nhanh và hiệu quả cao khi dự án mới được thiết lập bởi TSIL ở Quận Kodur, Ananthapur, Andhra Pradesh.

Công ty rất hài lòng, các máy hỗ trợ IoT thông minh của Juki và Brother – chúng có tỷ lệ ngang nhau – cung cấp thời gian thực, dữ liệu sản xuất trực tuyến, phân tích và dễ vận hành. Vì áp dụng công nghệ này nên việc xử lý vấn đề trong dây chuyền lắp ráp nhanh hơn nhiều lần đối với bất kỳ vấn đề sản xuất nào. Các yếu tố then chốt của Nhà máy thông minh mà công nghệ IoT mang lại như sau:

1. Loại bỏ việc thắt nút cổ chai trong quy trình sản xuất
2. Tăng hiệu quả
3. Giảm thời gian ngừng hoạt động và chuyển đổi nhanh
4. Sử dụng tối ưu hóa nguồn lực với khả năng làm việc trơn tru, liên tục thông qua việc xác định các nguồn lực nhàn rỗi / không được sử dụng
5. Thời gian phản ứng nhanh (đặc biệt đối với các vấn đề bảo trì)
6. Giám sát trực quan nhanh – Bằng cách xuất dữ liệu trực tuyến theo thời gian thực
7. Minh bạch hoàn toàn- Bằng cách loại bỏ sự can thiệp thủ công vào khâu quản lý dữ liệu

Theo như Công ty Juki JaNets IoT đã đề cập đến, các thiết bị đầu cuối được đặt tại mỗi trạm được thiết kế để giám sát, theo dõi và báo cáo toàn bộ hoạt động của chuyền sản xuất. Điều này cải thiện đáng kể cân bằng chuyền, khả năng hiển thị chuỗi cung ứng và thời gian chu kỳ sản xuất. Các thiết bị đầu cuối này cho phép toàn bộ nhà máy liên lạc nhanh chóng và hiệu quả, giảm thời gian xử lý vấn đề và thực hiện công việc hành chính. JaNets có tác dụng chuyển thời gian không hiệu quả thành thời gian hiệu quả hay nói cách khác là tăng hiệu quả.

TSIL đã đạt được lợi nhuận lớn nhờ đầu tư vào công nghệ này và nhận thấy được tác động sâu sắc đến:

• Rút ngắn thời gian đào tạo
• Hiệu quả được tối ưu hóa
• Tính minh bạch và Kiểm soát các hoạt động Sản xuất

Một trong những khách hàng của Brother Machinery (Asia) Ltd. là Công ty Cổ phần May Hai (May Hai) đến từ Việt Nam, chuyên bán các sản phẩm may mặc thời trang, áo khoác và hàng dệt kim. May Hai đã áp dụng Hệ thống NEXIO và tạo ra một sự thay đổi đáng kể với việc cải tiến lô hàng nhỏ. Hệ thống cung cấp ba tiện ích để cải thiện sản xuất lô hàng: 1) đo lường nhanh và chính xác; 2) báo cáo nhanh và 3) chia sẻ dữ liệu giữa các bên liên quan. May Hai cho biết: “Kết quả là chúng tôi đã tăng được năng suất lên 5%.”

Dựa trên khảo sát của Brother trên 66 nhà máy có bộ phận IE, họ nhận thấy tiềm năng thị trường để giảm bớt công việc thủ công theo truyền thống đòi hỏi 40% thời gian làm việc và 23.000 USD Mỹ trong một năm, giảm 88% thời gian và chi phí, hoặc từ 7.680 giờ xuống 960 giờ.

Tích hợp Phần mềm: Dù có ít người tham gia hoàn thiện phần cứng để giới thiệu các giải pháp IoT của họ hướng tới số hóa, nhưng lại có nhiều nhà cung cấp giải pháp hơn đang tham gia cạnh tranh từ góc độ phần mềm. Theo báo cáo của YCP, để bước vào cuộc cạnh tranh cung cấp giải pháp số hóa, Zilingo và Coats đều chọn một cách nhanh chóng để tăng cường tính khả thi của công nghệ. Họ tận dụng các đối tác chiến lược vốn có và các bên liên quan trong chuỗi cung ứng hàng may mặc bao gồm các nhà sản xuất, thương nhân bán lẻ, nhà phân phối và các thương hiệu toàn cầu. Do đó, nhận thức cao giữa các công ty trong ngành sẽ giúp họ giới thiệu giải pháp số hóa của mình ra thị trường, điều này lặp lại theo quan điểm của Keith Fenner, Giám đốc điều hành của Coats Digital, “Đây là sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới thú vị cho việc cung cấp các giải pháp phần mềm của chúng tôi. Coats Digital cung cấp một giải pháp tập trung vào tính rõ ràng và khác biệt, đồng thời tuyên bố rằng trong khi Coats tiếp tục là một công ty sản xuất công nghiệp, nhưng chúng tôi cũng đang đổi mới công nghệ của tương lai để cải thiện cách ngành công nghiệp thời trang sẽ phát triển, chi phí, nguồn lực và sản xuất sản phẩm bền vững trong tương lai.”

Ngoài việc cung cấp các giải pháp đa dạng, Zilingo và Coats đang tập trung nhiều hơn vào việc lập kế hoạch và lên lịch trước khi sản xuất, nhằm mục đích cắt giảm thời gian và tiền bạc để tối ưu hóa đầu ra. Trong khi đó, một số công ty khác tập trung vào giải pháp sản phẩm Phần mềm dạng dịch vụ (SaaS) với giải pháp tối ưu hóa tự động thực và tùy chỉnh dành cho các ngành công nghiệp khác.

Người dịch: Nguyễn Thị Hường