Để duy trì chất lượng thành phẩm đồng nhất trong khi đòi hỏi cao về gia tăng sản lượng, các doanh nghiệp đang chuyển dịch từ việc điều khiển thủ công sang ứng dụng các hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu ngay tại vị trí máy móc. Tuy nhiên, việc vận hành thiết bị trên quy mô công nghiệp luôn đi kèm với rủi ro sai lệch thông số kỹ thuật. Câu hỏi lớn được đặt ra là: Số hóa xưởng rang cà phê bắt đầu từ đâu để vừa hiệu quả, vừa tối ưu chi phí đầu tư?
1. Những thách thức lớn về kiểm soát chất lượng trong quy trình vận hành xưởng rang
Khi chuyển đổi từ mô hình xưởng nhỏ lẻ sang các nhà máy sản xuất công suất lớn (120kg - 240kg/mẻ), đội ngũ quản lý và kỹ sư bảo trì thường phải đối mặt với 3 thách thức vận hành lớn:
- Sự thiếu đồng nhất trong chất lượng thành phẩm: Quy trình rang phụ thuộc nhiều vào thao tác điều chỉnh nhiệt độ, áp suất gas và lưu lượng gió của từng ca làm việc. Sai số giữa các nhân sự vận hành dẫn đến tình trạng chất lượng mẻ rang không đồng đều, gây ảnh hưởng đến tỷ lệ hỏng hóc và chi phí nguyên liệu.
- Dữ liệu bị phân mảnh: Các nhà máy cà phê thường trang bị máy móc từ nhiều nhà sản xuất khác nhau (ví dụ: máy rang của châu Âu, hệ thống đóng gói của châu Á). Sự khác biệt về giao thức truyền thông khiến dữ liệu OT (Công nghệ vận hành) bị cô lập, không thể đồng bộ để phân tích tổng thể.
- Hạn chế trong quản lý công thức: Các hồ sơ rang (Roast Profile) thường được lưu trữ rời rạc hoặc thông qua các phần mềm đóng cục bộ. Điều này gây khó khăn cho việc quản lý bảo mật công thức và nhân rộng quy trình khi nhà máy lắp đặt thêm thiết bị mới.
2. AVEVA Edge: Nền tảng số hóa xưởng rang cà phê
Cho dù quy mô xưởng của bạn đang ở cấp độ nào, để bắt đầu số hóa xưởng rang cà phê theo lộ trình trên, hầu như bài toán cần giải quyết trước tiên và triệt để sẽ phải bắt nguồn từ dữ liệu. AVEVA Edge là nền tảng HMI/SCADA linh hoạt, được thiết kế chuyên biệt để xử lý dữ liệu trực tiếp tại máy móc và tối ưu hóa quy trình tự động hóa nhà máy F&B.
Tích hợp đồng bộ các thiết bị với thư viện 250+ Drivers
Một trong những rào cản lớn nhất khi số hóa xưởng rang cà phê là sự đa dạng của hệ thống thiết bị. Trong cùng một nhà máy có thể tồn tại nhiều dòng máy rang, PLC, cảm biến và hệ thống phụ trợ đến từ các nhà sản xuất khác nhau. Điều này khiến dữ liệu bị phân mảnh và khó quản lý tập trung.
AVEVA Edge được tích hợp sẵn hơn 250 Drivers truyền thông công nghiệp, hỗ trợ kết nối với nhiều nền tảng điều khiển phổ biến như Siemens, Mitsubishi, Schneider Electric, Rockwell Automation, Omron cùng các giao thức tiêu chuẩn như Modbus TCP/IP, OPC UA và MQTT.
Nhờ khả năng tương thích rộng, doanh nghiệp có thể thu thập dữ liệu từ các máy rang khác hãng về cùng một hệ thống giám sát mà không cần thay thế thiết bị hiện hữu hoặc đầu tư thêm các phần mềm trung gian phức tạp. Đây là bước quan trọng để hình thành một nguồn dữ liệu tập trung, phục vụ cho công tác quản lý sản xuất và cải tiến vận hành.
Giao diện SCADA demo lấy dữ liệu từ máy rang được trưng bày trực tiếp
tại sự kiện MES FOR SMART F&B FACTORIES - PERFORMANCE & ROI WORKSHOP
Chuẩn hóa công thức rang
Đối với các nhà máy cà phê, công thức rang là tài sản quan trọng quyết định chất lượng và bản sắc sản phẩm. Tuy nhiên, khi quy trình vận hành phụ thuộc quá nhiều vào kinh nghiệm của từng nhân sự, việc duy trì sự đồng nhất giữa các mẻ rang trở nên khó khăn.
Tính năng Recipe Management của AVEVA Edge cho phép lưu trữ, quản lý và kiểm soát tập trung các hồ sơ rang (Roast Profile) dưới dạng dữ liệu số hóa. Các thông số như nhiệt độ, thời gian phát triển hương vị, áp suất hoặc các giá trị vận hành đặc thù được chuẩn hóa thành các bộ công thức riêng biệt cho từng loại sản phẩm.
Khi bắt đầu sản xuất, hệ thống có thể tự động nạp các thông số này xuống bộ điều khiển PLC để thiết bị vận hành theo đúng quy trình đã thiết lập. Điều này giúp giảm sai lệch giữa các ca sản xuất, nâng cao khả năng lặp lại của chất lượng thành phẩm và hạn chế rủi ro phát sinh từ thao tác thủ công.
Giám sát trạng thái thiết bị từ xa qua Studio Mobile Access
Trong môi trường sản xuất hiện đại, khả năng tiếp cận thông tin theo thời gian thực đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả vận hành và giảm thời gian xử lý sự cố.
Thông qua Studio Mobile Access, AVEVA Edge cho phép người dùng truy cập giao diện HMI từ xa bằng điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc trình duyệt web mà không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng. Đội ngũ quản lý và kỹ sư có thể theo dõi trạng thái máy rang, các thông số vận hành và tình trạng cảnh báo ở bất kỳ đâu có kết nối mạng.
Khi xuất hiện các bất thường như sai lệch nhiệt độ, lỗi cảm biến hoặc sự cố liên quan đến hệ thống nhiên liệu, cảnh báo được gửi đến người phụ trách để kịp thời đưa ra phương án xử lý. Việc giám sát chủ động giúp giảm nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng mẻ rang và hạn chế thời gian dừng máy ngoài kế hoạch.
Tự động hóa báo cáo, hỗ trợ truy xuất nguồn gốc
Trong bối cảnh yêu cầu về chất lượng và truy xuất nguồn gốc ngày càng được siết chặt, đặc biệt đối với các doanh nghiệp hướng đến thị trường xuất khẩu, việc lưu trữ và khai thác dữ liệu sản xuất trở thành yêu cầu bắt buộc.
AVEVA Edge hỗ trợ tính năng Native PDF Reporting kết hợp với khả năng kết nối cơ sở dữ liệu SQL để tự động ghi nhận và tổng hợp thông tin vận hành. Sau mỗi mẻ rang, hệ thống có thể tạo báo cáo bao gồm thời gian sản xuất, thông số kỹ thuật, lô nguyên liệu, người vận hành và các sự kiện phát sinh trong quá trình thực hiện.
Việc tự động hóa báo cáo không chỉ giúp giảm khối lượng công việc thủ công cho đội ngũ vận hành mà còn hỗ trợ xây dựng hồ sơ truy xuất nguồn gốc đầy đủ, phục vụ cho hoạt động kiểm toán nội bộ, kiểm soát chất lượng và đáp ứng các yêu cầu của khách hàng hoặc thị trường xuất khẩu.
Thông qua khả năng kết nối thiết bị, chuẩn hóa công thức, giám sát từ xa và quản lý dữ liệu sản xuất, AVEVA Edge tạo nên nền tảng vững chắc cho quá trình số hóa xưởng rang cà phê, giúp doanh nghiệp từng bước nâng cao hiệu quả vận hành và xây dựng mô hình sản xuất hiện đại dựa trên dữ liệu.
3. Case Study: Dương Thành DTC ứng dụng AVEVA Edge trong hệ thống rang AI
Để nâng cao tính ổn định của chất lượng rang và đáp ứng yêu cầu sản xuất quy mô lớn, Dương Thành DTC đã ứng dụng AVEVA Edge làm nền tảng thu thập và quản lý dữ liệu tại tầng thiết bị, kết hợp cùng hệ thống rang AI Mars V5.
CEO Duong Thanh DTC đã phát biểu về hệ thống rang cà phê bằng AI
Thông qua AVEVA Edge, dữ liệu từ PLC và các cảm biến hiện trường được thu thập, giám sát và lưu trữ theo thời gian thực. Nguồn dữ liệu này giúp hệ thống AI phân tích các yếu tố như nhiệt độ môi trường, độ ẩm và điều kiện vận hành để tự động điều chỉnh nhiệt độ, lưu lượng gió và tốc độ trống rang theo Roast Profile đã thiết lập.
Sự kết hợp giữa AVEVA Edge và Mars V5 giúp:
- Chuẩn hóa công thức rang và quy trình vận hành.
- Nâng cao tính nhất quán giữa các mẻ sản xuất.
- Giảm phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành.
- Hỗ trợ giám sát, lưu trữ và truy xuất dữ liệu sản xuất hiệu quả hơn.
Đây là ví dụ điển hình cho thấy việc xây dựng nền tảng dữ liệu từ tầng thiết bị với AVEVA Edge có thể tạo tiền đề cho các ứng dụng AI và tự động hóa nâng cao trong ngành cà phê, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp cải thiện chất lượng và khả năng mở rộng sản xuất.
Việc số hóa xưởng rang cà phê không chỉ giải quyết bài toán gia tăng năng suất mà còn là cơ sở để chuẩn hóa chất lượng và tiết giảm hao hụt nguyên liệu. Bắt đầu từ tầng biên với giải pháp AVEVA Edge, doanh nghiệp F&B hoàn toàn có thể làm chủ hệ thống dữ liệu, tối ưu hóa quy trình từ khâu vận hành thiết bị đến quản lý công thức một cách đồng bộ, an toàn và tiết kiệm.
