Tự động hóa đang trở thành nền tảng của sản xuất hiện đại
Tự động hóa không còn giới hạn trong các nhà máy quy mô lớn. Robot công nghiệp, PLC, cảm biến, hệ thống giám sát và các mô hình sản xuất thông minh đang được ứng dụng ngày càng rộng trong điện tử, ô tô, cơ khí, thực phẩm, logistics và nhiều ngành sản xuất khác.
Theo báo cáo World Robotics 2025 của Liên đoàn Robot Quốc tế, khoảng 542.000 robot công nghiệp được lắp đặt trên toàn cầu trong năm 2024. Con số này cao hơn gấp đôi so với 10 năm trước và là năm thứ tư liên tiếp lượng lắp đặt vượt 500.000 robot. Châu Á chiếm khoảng 74% số robot công nghiệp được triển khai mới trong năm.
Sự phát triển nhanh của tự động hóa đặt ra yêu cầu mới đối với nguồn nhân lực. Người học không chỉ cần kiến thức lý thuyết mà còn phải có khả năng thiết kế, lập trình, vận hành, kiểm tra và bảo trì hệ thống thực tế.
Khoảng cách giữa đào tạo và nhu cầu doanh nghiệp
Trong nhiều chương trình đào tạo kỹ thuật, sinh viên được học nguyên lý điều khiển, điện tử, cơ khí và lập trình. Tuy nhiên, nếu thiếu thiết bị thực hành, người học có thể gặp khó khăn khi tiếp cận dây chuyền sản xuất thực tế.
Tổ chức Lao động Quốc tế nhận định tự động hóa có thể bổ trợ nhiều loại hình lao động, đồng thời làm thay đổi nội dung công việc. Để khai thác lợi ích của công nghệ, hệ thống giáo dục cần liên tục cập nhật kỹ năng và hỗ trợ người lao động thích ứng với quá trình chuyển đổi.
Khoảng cách thường xuất hiện ở một số năng lực:
- Đọc sơ đồ điện và sơ đồ công nghệ;
- Đấu nối cảm biến, cơ cấu chấp hành;
- Lập trình PLC và HMI;
- Thiết lập truyền thông công nghiệp;
- Vận hành robot;
- Chẩn đoán lỗi;
- Tích hợp cơ khí, điện và phần mềm;
- Phân tích dữ liệu vận hành;
- Tuân thủ quy trình an toàn.
Vì vậy, phòng thực hành tự động hóa cần được thiết kế gần với môi trường sản xuất nhưng vẫn đảm bảo tính sư phạm và an toàn.
Những hệ thống quan trọng trong phòng đào tạo tự động hóa
1. Thiết bị đào tạo PLC
PLC là bộ điều khiển quan trọng trong nhiều hệ thống công nghiệp. Mô hình đào tạo PLC có thể giúp người học thực hành:
- Lập trình logic;
- Xử lý tín hiệu số và tương tự;
- Điều khiển động cơ;
- Kết nối cảm biến;
- Điều khiển theo trình tự;
- Giao tiếp với HMI;
- Kết nối mạng công nghiệp;
- Chẩn đoán lỗi chương trình.
Một hệ thống phù hợp nên cho phép phát triển bài thực hành từ cơ bản đến nâng cao.
2. Mô hình khí nén và điện – khí nén
Khí nén được ứng dụng rộng rãi trong dây chuyền lắp ráp, đóng gói và vận chuyển. Mô hình đào tạo giúp sinh viên hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của:
- Xi lanh;
- Van điều khiển;
- Bộ xử lý khí;
- Cảm biến hành trình;
- Mạch điều khiển khí nén;
- Mạch điện – khí nén;
- Mạch điều khiển tuần tự.
3. Robot công nghiệp
Robot đào tạo giúp người học tiếp cận các khái niệm:
- Hệ tọa độ;
- Điểm và quỹ đạo;
- Tốc độ, gia tốc;
- Lập trình thao tác;
- Gắp và đặt sản phẩm;
- An toàn vùng làm việc;
- Kết nối robot với PLC;
- Tích hợp camera và cảm biến.
Số liệu triển khai robot trên thế giới cho thấy kỹ năng robot và tự động hóa ngày càng gắn chặt với nhu cầu sản xuất hiện đại.
4. Hệ thống băng tải và phân loại
Mô hình băng tải có thể tích hợp:
- Cảm biến quang;
- Cảm biến tiệm cận;
- Động cơ;
- Bộ biến tần;
- Cơ cấu phân loại;
- Hệ thống nhận dạng;
- PLC và HMI.
Đây là mô hình phù hợp để người học thực hành một quy trình hoàn chỉnh thay vì tiếp cận từng thiết bị rời rạc.
5. CAD/CAM/CNC
Hệ thống CAD/CAM/CNC giúp kết nối quá trình thiết kế với sản xuất. Người học có thể thực hành:
- Thiết kế chi tiết;
- Xây dựng mô hình 3D;
- Lập quy trình gia công;
- Tạo đường chạy dao;
- Mô phỏng;
- Vận hành máy CNC;
- Kiểm tra sản phẩm sau gia công.
6. Hệ thống FMS và CIM
FMS và CIM mô phỏng mô hình sản xuất tích hợp, trong đó nhiều thiết bị được kết nối và điều phối theo một quy trình thống nhất.
Những hệ thống này phù hợp với chương trình đào tạo nâng cao về:
- Sản xuất thông minh;
- Quản lý dữ liệu;
- Lập kế hoạch sản xuất;
- Robot;
- Kho tự động;
- Kiểm soát chất lượng;
- Tích hợp phần mềm và thiết bị.
Các chương trình của UNESCO và UNIDO cũng nhấn mạnh vai trò của đào tạo thực hành về robot, PLC, cơ điện tử, tự động hóa và sản xuất thông minh trong việc phát triển nguồn nhân lực kỹ thuật.
Xây dựng phòng thực hành không chỉ là mua thiết bị
Một phòng đào tạo hiệu quả cần được xây dựng dựa trên chuẩn đầu ra và nội dung chương trình học.
Trước khi lựa chọn thiết bị, đơn vị đào tạo cần làm rõ:
- Đối tượng người học;
- Trình độ đào tạo;
- Số lượng sinh viên mỗi lớp;
- Số giờ thực hành;
- Nội dung bài học;
- Mức độ tích hợp;
- Diện tích phòng;
- Hạ tầng điện, khí nén và mạng;
- Yêu cầu an toàn;
- Khả năng mở rộng trong tương lai.
Thiết bị có cấu hình cao nhưng không phù hợp chương trình đào tạo có thể gây khó khăn khi khai thác. Ngược lại, một hệ thống được thiết kế đúng mục tiêu sẽ giúp giảng viên tổ chức bài học hiệu quả và tăng thời gian thực hành của sinh viên.
Vai trò của đào tạo giảng viên và chuyển giao công nghệ
Sau khi lắp đặt, giảng viên cần được hướng dẫn đầy đủ về:
- Cấu hình thiết bị;
- Phần mềm sử dụng;
- Quy trình khởi động và dừng hệ thống;
- Nội dung bài thực hành;
- Xử lý lỗi cơ bản;
- An toàn vận hành;
- Bảo quản và bảo trì.
UNIDO ghi nhận các mô hình đào tạo tự động hóa và cơ điện tử theo hướng mô-đun có thể giúp các cơ sở đào tạo và doanh nghiệp nâng cao năng lực sản xuất bằng công cụ tự động hóa hiện đại.
Vì vậy, đào tạo chuyển giao cần được xem là một phần của dự án, không phải công việc bổ sung sau khi bàn giao thiết bị.
ESTC cung cấp giải pháp giáo dục và tự động hóa
Theo hồ sơ năng lực, các nhóm giải pháp đào tạo của ESTC bao gồm khoa học cơ bản, điện – điện tử, công nghệ PCB và viễn thông, điều khiển PID, PLC, khí nén, băng tải, robot, CAD/CAM/CNC, FMS và CIM.
ESTC hướng đến cung cấp giải pháp đồng bộ từ khảo sát nhu cầu, tư vấn cấu hình, cung cấp thiết bị, lắp đặt đến đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật.
Liên hệ ESTC để được tư vấn xây dựng phòng thực hành tự động hóa, robot và cơ điện tử phù hợp với chương trình đào tạo của đơn vị.
