IoT là gì và những thông tin tổng quan không nên bỏ qua

Dữ liệu đang trở thành một trong những nguồn lực quan trọng của sản xuất hiện đại. Khi máy móc, thiết bị và hệ thống quản lý được kết nối, doanh nghiệp có thể thu thập dữ liệu liên tục, theo dõi hoạt động theo thời gian thực và đưa ra quyết định dựa trên những thông tin thực tế. Đây là nền tảng để Internet of Things (IoT) được ứng dụng ngày càng sâu rộng trong sản xuất công nghiệp.

Từ việc giám sát tình trạng máy móc, thu thập dữ liệu sản xuất theo thời gian thực đến cảnh báo sự cố và hỗ trợ bảo trì dự đoán, IoT đang từng bước thay đổi cách các nhà máy vận hành.

Vậy IoT là gì? IoT hoạt động như thế nào? IoT khác IIoT ra sao và được ứng dụng thế nào trong sản xuất công nghiệp? Hãy cùng Weldcom tìm hiểu chi tiết.

1. IoT là gì?

IoT là viết tắt của Internet of Things, có nghĩa là Internet vạn vật. Hiểu đơn giản, IoT là hệ thống trong đó các thiết bị vật lý, máy móc, cảm biến hoặc vật thể được kết nối với Internet hoặc mạng nội bộ để có thể thu thập, truyền nhận và trao đổi dữ liệu.

Nếu trước đây máy móc chủ yếu hoạt động độc lập và con người phải trực tiếp kiểm tra, ghi chép thông số thì với IoT, các thiết bị có thể tự động gửi dữ liệu về một hệ thống trung tâm.

Máy móc → Cảm biến → Mạng kết nối → Hệ thống xử lý dữ liệu → Phần mềm → Người quản lý

Nhờ đó, dữ liệu từ thế giới vật lý có thể được đưa vào môi trường số để theo dõi, phân tích và hỗ trợ ra quyết định.

Ví dụ về IoT trong thực tế.  IoT hiện diện trong rất nhiều lĩnh vực có thể kể đến như:

• Nhà thông minh: đèn, điều hòa, khóa cửa, camera được kết nối và điều khiển từ điện thoại.
• Nông nghiệp thông minh: cảm biến đo độ ẩm đất, nhiệt độ, ánh sáng để tự động điều khiển tưới tiêu.
• Giao thông: cảm biến và thiết bị định vị giúp theo dõi phương tiện theo thời gian thực.
• Y tế: thiết bị đeo có khả năng thu thập dữ liệu vận động hoặc các chỉ số sinh học.
• Sản xuất công nghiệp: cảm biến và thiết bị kết nối giúp thu thập dữ liệu về trạng thái, năng suất, thời gian hoạt động và tình trạng máy móc.

Trong đó, IoT trong sản xuất công nghiệp là một trong những hướng ứng dụng có giá trị lớn nhất đối với quá trình chuyển đổi số nhà máy.

Xem thêm: Zero Downtime là gì?

2. Nguyên lý hoạt động của IoT

Một hệ thống IoT thường hoạt động theo chuỗi Thu thập dữ liệu → Kết nối → Xử lý → Phân tích → Hành động. Đây là quá trình biến dữ liệu từ các thiết bị trong môi trường thực tế thành thông tin có giá trị, từ đó hỗ trợ con người giám sát, phân tích và đưa ra quyết định.

Bước 1: Thu thập dữ liệu

Các cảm biến hoặc thiết bị IoT thu thập dữ liệu trực tiếp từ môi trường thực tế. Trong nhà máy, dữ liệu có thể bao gồm nhiệt độ, độ rung, áp suất, dòng điện, tốc độ máy, thời gian hoạt động, thời gian dừng máy, sản lượng và trạng thái thiết bị. Đây là nguồn dữ liệu đầu vào giúp doanh nghiệp theo dõi chính xác tình trạng vận hành của máy móc và hoạt động sản xuất.

Bước 2: Truyền dữ liệu

Sau khi được thu thập, dữ liệu được truyền thông qua các giao thức hoặc mạng kết nối phù hợp như Ethernet, Wi-Fi, 4G/5G, Bluetooth, Modbus, OPC UA... Tùy theo quy mô và yêu cầu của nhà máy, dữ liệu có thể được truyền về edge device, server nội bộ hoặc nền tảng cloud để tiếp tục xử lý và lưu trữ.

Bước 3: Xử lý và lưu trữ

Hệ thống tiếp nhận dữ liệu, tiến hành chuẩn hóa và lưu trữ để phục vụ cho việc giám sát hoặc phân tích. Một phần dữ liệu có thể được xử lý ngay tại thiết bị biên (Edge Computing) nhằm giảm độ trễ, tăng khả năng phản hồi theo thời gian thực và hạn chế lượng dữ liệu phải truyền về trung tâm.

Bước 4: Phân tích dữ liệu

Từ dữ liệu thô, phần mềm có thể chuyển đổi thành những thông tin có ý nghĩa đối với hoạt động sản xuất như máy đang hoạt động hay dừng, máy dừng trong bao lâu, nguyên nhân dừng máy, hiệu suất thiết bị, xu hướng tiêu hao năng lượng hoặc các dấu hiệu bất thường của máy. Khi kết hợp với AI và Machine Learning, dữ liệu IoT còn có thể được sử dụng để phát hiện bất thường, nhận diện xu hướng và dự đoán nguy cơ hỏng hóc trước khi sự cố xảy ra.

Bước 5: Đưa ra hành động

Kết quả phân tích được hiển thị trên dashboard hoặc gửi cảnh báo trực tiếp đến người phụ trách để có thể đưa ra hành động phù hợp. Ví dụ, khi cảm biến phát hiện độ rung của động cơ tăng bất thường, hệ thống sẽ ghi nhận dữ liệu, phần mềm phân tích xu hướng và đưa ra cảnh báo về nguy cơ sự cố. Bộ phận bảo trì khi đó có thể kiểm tra và xử lý trước khi máy xảy ra hỏng hóc nghiêm trọng.

Đây chính là giá trị quan trọng của IoT: không chỉ kết nối các thiết bị mà còn biến dữ liệu từ thiết bị thành cơ sở để giám sát, phân tích và hành động. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể từng bước chuyển từ phương thức quản lý dựa nhiều vào kinh nghiệm sang quản trị dựa trên dữ liệu, nâng cao hiệu quả vận hành và khả năng kiểm soát sản xuất.

3. Một hệ thống IoT gồm những thành phần nào?

Một hệ thống IoT hoàn chỉnh thường bao gồm các thành phần chính sau:

Trong môi trường sản xuất, các thành phần này có thể kết nối với PLC, CNC, robot, máy hàn, cảm biến công nghiệp, MES, ERP, CMMS và nhiều hệ thống khác.

Do đó, IoT không nên được hiểu đơn giản là “gắn cảm biến vào máy”. Một hệ thống IoT có giá trị phải tạo thành chuỗi dữ liệu khép kín từ thiết bị → dữ liệu → phần mềm → quyết định → hành động.

4. Phân biệt IoT và IIoT

IIoT (Industrial Internet of Things) có thể hiểu là Internet vạn vật công nghiệp, tức việc ứng dụng công nghệ IoT vào môi trường công nghiệp.

IoT và IIoT có cùng nền tảng công nghệ nhưng khác nhau về mục tiêu và yêu cầu triển khai.

Có thể nói: IoT là khái niệm rộng hơn, bao quát hơn, còn IIoT là IoT được triển khai chuyên sâu trong môi trường công nghiệp.

5. Ứng dụng của IoT trong sản xuất công nghiệp

IoT đang được ứng dụng ở nhiều công đoạn trong nhà máy, từ giám sát máy móc, theo dõi hiệu suất, bảo trì, quản lý năng lượng đến kiểm soát chất lượng và truy xuất dữ liệu sản xuất. Việc kết nối và thu thập dữ liệu liên tục giúp doanh nghiệp có cái nhìn trực quan hơn về hoạt động của toàn bộ hệ thống sản xuất.

5.1. Giám sát máy móc theo thời gian thực

IoT cho phép doanh nghiệp theo dõi trạng thái máy trên dashboard thay vì phải kiểm tra thủ công tại từng khu vực sản xuất. Người quản lý có thể nắm được máy nào đang chạy, máy nào đang dừng, máy nào đang chờ, thời gian hoạt động, thời gian dừng và tần suất dừng máy. Điều này đặc biệt hữu ích với những nhà máy có số lượng máy móc lớn, nhiều dây chuyền và khu vực sản xuất phân tán, giúp người quản lý nhanh chóng phát hiện những vấn đề cần xử lý.

5.2. IoT theo dõi hiệu suất thiết bị

Dữ liệu thu thập từ máy có thể được sử dụng để tính toán và theo dõi các chỉ số quan trọng như Availability - khả năng sẵn sàng; Performance – hiệu suất; Quality – chất lượng; OEE - hiệu suất thiết bị tổng thể; MTBF - thời gian trung bình giữa các lần hỏng và MTTR - thời gian trung bình sửa chữa. Thay vì đánh giá hiệu quả hoạt động dựa trên cảm nhận hoặc báo cáo thủ công, doanh nghiệp có thể chuyển sang quản trị dựa trên dữ liệu, từ đó xác định chính xác điểm cần cải thiện.

5.3. Bảo trì dự đoán

Bảo trì dự đoán là một trong những ứng dụng quan trọng của IoT công nghiệp. Dữ liệu về nhiệt độ, độ rung, dòng điện, thời gian vận hành... có thể được thu thập liên tục và phân tích để phát hiện những dấu hiệu bất thường của thiết bị. Từ đó, doanh nghiệp có thể từng bước chuyển từ sửa chữa khi hỏng → bảo trì định kỳ → bảo trì dự đoán, chủ động phát hiện nguy cơ sự cố và lên kế hoạch bảo trì phù hợp. Mục tiêu là giảm sự cố ngoài kế hoạch, hạn chế thời gian dừng máy và nâng cao độ tin cậy của thiết bị.

5.4. Quản lý năng lượng

IoT giúp doanh nghiệp thu thập dữ liệu về mức tiêu thụ điện, khí nén hoặc các nguồn năng lượng khác theo từng máy, khu vực hoặc dây chuyền. Từ dữ liệu này, doanh nghiệp có thể phát hiện thiết bị tiêu thụ năng lượng bất thường, thời điểm tiêu thụ cao, tình trạng máy vẫn tiêu thụ năng lượng khi không sản xuất hoặc xu hướng tiêu hao theo từng ca và từng dây chuyền. Đây là cơ sở để xác định các điểm lãng phí và tối ưu hóa chi phí năng lượng trong sản xuất.

5.5. Theo dõi chất lượng sản xuất

Dữ liệu từ thiết bị có thể được kết hợp với dữ liệu sản xuất để phân tích mối liên hệ giữa thông số vận hành của máy và chất lượng sản phẩm. Khi phát sinh lỗi, doanh nghiệp có thể dựa trên dữ liệu đã được ghi nhận để xác định các điều kiện vận hành liên quan, hỗ trợ phân tích nguyên nhân và đưa ra biện pháp cải thiện. Đồng thời, việc lưu trữ dữ liệu theo từng quá trình sản xuất cũng tạo nền tảng cho truy xuuất nguồn gốc và truy xuất dữ liệu khi cần thiết.

5.6. Quản lý sản xuất và truy xuất dữ liệu

Khi dữ liệu từ nhiều máy được thu thập và quản lý tập trung, doanh nghiệp có thể xây dựng hệ thống quản lý sản xuất với khả năng theo dõi xuyên suốt quá trình: máy nào?  sản xuất gì?  vào thời điểm nào?  trong bao lâu? hiệu suất ra sao? phát sinh sự cố gì. Việc kết nối dữ liệu giữa máy móc và hệ thống quản lý giúp doanh nghiệp có cái nhìn tổng thể hơn về hoạt động sản xuất, đồng thời tạo nền tảng quan trọng để từng bước xây dựng nhà máy thông minh (Smart Factory).

6. Lợi ích của IoT trong sản xuất công nghiệp

Dươi đây là một số lợi ích chính của IoT khi triển khai cho doanh nghiệp sản xuất:

• Tăng khả năng giám sát: Ban quản lý không cần phụ thuộc hoàn toàn vào báo cáo thủ công. Dữ liệu có thể được cập nhật liên tục và trực quan trên hệ thống.
• Giảm thời gian dừng máy: Khi phát hiện sớm tình trạng bất thường, doanh nghiệp có thể chủ động xử lý trước khi sự cố gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất.
• Tăng năng suất: Dữ liệu giúp xác định máy móc, công đoạn hoặc khoảng thời gian có hiệu suất thấp để doanh nghiệp đưa ra phương án cải tiến. Năng suất máy móc được tối ưu, thời gian máy dừng chờ sẽ được kiểm soát chặt chẽ 
• Giảm chi phí bảo trì: Bảo trì dựa trên tình trạng thực tế của thiết bị giúp hạn chế cả hai tình trạng: bảo trì quá sớm hoặc sửa chữa quá muộn.
• Giảm phụ thuộc vào ghi chép thủ công: Thay vì công nhân hoặc quản lý phải ghi nhận dữ liệu bằng giấy hoặc Excel dễ bị chi phối bởi yếu tố chủ quan. Với IoT hệ thống có thể tự động thu thập dữ liệu từ thiết bị.
• Tăng khả năng truy xuất: Dữ liệu được lưu trữ tập trung giúp doanh nghiệp dễ dàng tra cứu lịch sử vận hành, sự cố và sản xuất. Dữ liệu được cập nhật liên tục, người quản lý doanh nghiệp không cần trực tiếp xuống xưởng cũng có thể kiểm soát chặt chẽ được hoạt động, hiệu suất máy móc, mức tiêu hao năng lượng,…
• Hỗ trợ ra quyết định: Toàn bộ dữ liệu không dừng ở việc thu thập mà sau đó sẽ được phân tích, so sánh. Toàn bộ đều khách quan và chuẩn xác. Từ đó giúp người quản lý nhanh chóng ra quyết định tức thì và kịp thời nhằm tối ưu hiệu suất sản xuất.

7. IoT kết hợp với phần mềm quản lý sản xuất như thế nào?

IoT và phần mềm quản lý sản xuất không phải hai hệ thống tách biệt. Cả hai bổ trợ cho nhau trong quá trình số hóa nhà máy.

Có thể hình dung mô hình như sau:

Máy móc → IoT/IIoT → Thu thập dữ liệu → Phần mềm quản lý → Phân tích → Dashboard/Cảnh báo → Quyết định → Hành động

Trong đó: IoT/IIoT chịu trách nhiệm đưa dữ liệu từ thế giới vật lý vào hệ thống số. Phần mềm quản lý sản xuất chịu trách nhiệm tổ chức, lưu trữ, phân tích và biến dữ liệu thành thông tin phục vụ quản lý.

Ví dụ, một máy CNC đang sản xuất. Hệ thống IoT có thể thu thập trạng thái máy, thời gian chạy, thời gian dừng và các thông số liên quan. Dữ liệu này sau đó được đưa vào phần mềm quản lý sản xuất để: 

• Theo dõi trạng thái máy theo thời gian thực  
• Tổng hợp thời gian hoạt động và dừng máy.
• Phân tích hiệu suất.
• Ghi nhận lịch sử sự cố.
• Cảnh báo tình trạng bất thường.
• Hỗ trợ lập kế hoạch bảo trì.
• Đồng bộ dữ liệu với các hệ thống quản trị khác.

Khi kết hợp IoT với  phần mềm quản lý và AI, doanh nghiệp có thể tiến xa hơn từ việc “nhìn thấy dữ liệu” sang “hiểu dữ liệu và dự đoán”. Đây cũng là nền tảng quan trọng để xây dựng hệ sinh thái Smart Factory, kết nối giữa máy móc, con người, dữ liệu và các hệ thống quản trị.

8. Doanh nghiệp cần lưu ý gì khi triển khai IoT?

Không phải cứ kết nối càng nhiều thiết bị thì doanh nghiệp càng chuyển đổi số thành công. Một dự án IoT hiệu quả cần bắt đầu từ bài toán kinh doanh và vận hành thực tế, xác định rõ doanh nghiệp đang muốn giải quyết vấn đề gì và dữ liệu thu thập sẽ được sử dụng như thế nào.

8.1. Xác định rõ mục tiêu

Trước khi triển khai, doanh nghiệp cần xác định rõ mục tiêu: muốn giảm thời gian dừng máy, tăng OEE, giảm chi phí bảo trì, quản lý năng lượng, truy xuất dữ liệu hay xây dựng nền tảng cho Smart Factory. Mục tiêu càng cụ thể thì phạm vi triển khai càng dễ kiểm soát, đồng thời doanh nghiệp cũng có cơ sở để đánh giá hiệu quả của dự án sau khi đưa vào vận hành.

8.2. Đánh giá hệ thống máy móc hiện có

Nhà máy thường tồn tại đồng thời nhiều thế hệ máy, nhiều thương hiệu và nhiều giao thức giao tiếp khác nhau. Vì vậy, trước khi triển khai IoT, doanh nghiệp cần khảo sát khả năng kết nối của máy, PLC hoặc bộ điều khiển đang sử dụng, loại dữ liệu có thể thu thập, giao thức truyền thông và nhu cầu bổ sung cảm biến hoặc gateway. Việc đánh giá hiện trạng ngay từ đầu giúp lựa chọn phương án kết nối phù hợp và hạn chế phát sinh chi phí trong quá trình triển khai.

8.3. Không nên triển khai toàn nhà máy ngay từ đầu

Một chiến lược phù hợp thường là pilot trước – đo lường – tối ưu – sau đó nhân rộng. Doanh nghiệp có thể lựa chọn một dây chuyền hoặc nhóm máy đang có vấn đề rõ ràng để thử nghiệm. Chẳng hạn, có thể triển khai IoT cho 10 máy → đo hiệu quả → hoàn thiện mô hình → mở rộng lên 50 máy → tích hợp với hệ thống quản lý sản xuất. Cách tiếp cận từng bước giúp giảm rủi ro đầu tư, đồng thời tạo ra những bằng chứng cụ thể về hiệu quả trước khi mở rộng quy mô.

8.4. Chú trọng an toàn và bảo mật dữ liệu

Khi máy móc được kết nối, mức độ phụ thuộc vào hệ thống mạng và dữ liệu cũng tăng lên, đồng nghĩa với việc rủi ro an ninh mạng cần được quan tâm ngay từ đầu. Doanh nghiệp cần xây dựng các biện pháp phù hợp về phân quyền truy cập, bảo mật kết nối, quản lý tài khoản, phân tách mạng, sao lưu dữ liệu, giám sát truy cập và chính sách bảo mật cho thiết bị IoT. Bảo mật cần được xem là một phần của kiến trúc hệ thống, thay vì chỉ bổ sung sau khi triển khai.

8.5. Khả năng tích hợp phải được tính đến từ đầu

IoT không nên tạo thêm một “ốc đảo dữ liệu” mới trong doanh nghiệp. Một hệ thống tốt cần có khả năng kết nối và trao đổi dữ liệu với các nền tảng doanh nghiệp đang sử dụng như ERP, MES, SCADA, CMMS, QMS, BI và các hệ thống quản lý khác. Mục tiêu cuối cùng không phải là có thật nhiều dashboard, mà là xây dựng được một hệ sinh thái dữ liệu thống nhất, trong đó dữ liệu từ máy móc có thể được sử dụng xuyên suốt các hoạt động sản xuất, bảo trì và quản lý.

8.6. Đừng bỏ qua yếu tố con người

Công nghệ chỉ thực sự tạo ra giá trị khi người sử dụng hiểu và khai thác được dữ liệu. Vì vậy, doanh nghiệp cần đào tạo đội ngũ vận hành, bảo trì, quản lý sản xuất, IT/OT và quản lý nhà máy, đồng thời xây dựng quy trình để dữ liệu IoT được sử dụng thực tế trong hoạt động hàng ngày. Khi con người, quy trình và công nghệ được kết nối với nhau, IoT mới có thể trở thành công cụ hỗ trợ ra quyết định thay vì chỉ là một hệ thống thu thập dữ liệu.

Như vậy, qua bài viết trên có thể thấy IoT là một trong những nền tảng quan trọng của nhà máy thông minh. IoT không đơn thuần là công nghệ kết nối máy móc với Internet. Trong sản xuất công nghiệp, giá trị lớn hơn của IoT nằm ở khả năng biến các hoạt động vật lý trong nhà máy thành dữ liệu có thể đo lường, phân tích và quản trị.

Khi được triển khai đúng cách, IoT giúp doanh nghiệp từng bước chuyển đổi từ hệ thống máy móc rời rạc sang các thiết bị được kết nối và dữ liệu được tập trung. Trên nền tảng đó, doanh nghiệp có thể tiến tới quản trị dựa trên dữ liệu, ứng dụng phân tích thông minh và từng bước xây dựng nhà máy thông minh (Smart Factory). Đây không chỉ là quá trình kết nối thiết bị mà còn là hành trình nâng cao khả năng giám sát, ra quyết định và tối ưu hoạt động sản xuất.

Đặc biệt, khi IoT/IIoT được kết hợp với MES, ERP, CMMS, AI và các nền tảng quản lý sản xuất, doanh nghiệp không chỉ biết “đang có chuyện gì xảy ra” mà còn có thể tiến tới trả lời “tại sao xảy ra” và “điều gì có thể xảy ra tiếp theo”. Đây chính là nền tảng để doanh nghiệp chuyển từ quản lý phản ứng sang quản lý chủ động, đặc biệt trong các hoạt động giám sát thiết bị, bảo trì và tối ưu sản xuất

Từ thực tế đó, Weldcom đã nghiên cứu và phát triển WMMS – Weldcom Monitoring & Maintenance Management System, nền tảng ứng dụng IoT, dữ liệu và AI trong quản lý máy móc và bảo trì. WMMS giúp kết nối, thu thập và tập trung dữ liệu từ thiết bị, hỗ trợ doanh nghiệp theo dõi tình trạng máy móc, phân tích hiệu suất, quản lý thời gian dừng máy và chủ động hơn trong công tác bảo trì. Đây cũng là một trong những hướng Weldcom tập trung phát triển nhằm đưa dữ liệu từ máy móc trở thành cơ sở cho các quyết định vận hành và quản trị sản xuất.

Với định hướng kết nối máy móc, dữ liệu và con người, Weldcom tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện WMMS và các giải pháp công nghệ liên quan, hướng tới xây dựng hệ sinh thái sản xuất thông minh phù hợp với nhu cầu thực tế của doanh nghiệp cơ khí và công nghiệp Việt Nam.

Đây chính là nền tảng của quá trình chuyển đổi số trong sản xuất, giúp doanh nghiệp từng bước nâng cao năng suất, giảm thời gian dừng máy, tối ưu chi phí, chủ động trong bảo trì và tăng năng lực cạnh tranh trong dài hạn.

Doanh nghiệp quan tâm đến IoT là gì và cần tư vấn chi tiết hơn về IoT vui lòng liên hệ để Weldcom có thể tư vấn hỗ trợ tốt nhất!

Công ty Cổ phần Công Nghiệp Weldcom

• Địa chỉ: 285 Ngô Gia Tự, Phường Việt Hưng, Hà Nội
• Hotline: 1900 9410
• Website: weldcom.vn
• Email: sales@weldcom.vn