Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất không chỉ dừng lại ở việc mô phỏng nhà máy trên môi trường số mà còn mang lại giá trị thực tế trong tối ưu vận hành, giảm lỗi, dự đoán bảo trì và tiết kiệm năng lượng. Khi doanh nghiệp Việt Nam bước vào giai đoạn chuyển đổi số sâu hơn, việc hiểu rõ Digital Twin được ứng dụng như thế nào trong thực tế sẽ giúp nhà máy đầu tư đúng hướng và đạt hiệu quả bền vững.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất là gì và hoạt động ra sao?

Digital Twin là “bản sao kỹ thuật số” của một hệ thống vật lý – có thể là một thiết bị, một dây chuyền hoặc toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên, điểm quan trọng nằm ở chữ “ứng dụng”.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất nghĩa là:

• Dữ liệu từ cảm biến thực tế được truyền liên tục vào hệ thống số

• Mô hình số phản ánh đúng trạng thái vận hành

• Hệ thống phân tích dữ liệu để đưa ra cảnh báo hoặc khuyến nghị

Khác với phần mềm mô phỏng truyền thống, Digital Twin không phải công cụ thiết kế một lần, mà là hệ thống sống – hoạt động song song với nhà máy thật.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất ở từng cấp độ

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất ở cấp độ thiết bị

Ở mức cơ bản nhất, Digital Twin có thể áp dụng cho từng máy móc riêng lẻ.

Giám sát tình trạng thiết bị theo thời gian thực

Thông qua cảm biến đo:

• Rung động

• Nhiệt độ

• Áp suất

• Dòng điện

Hệ thống có thể:

• Phát hiện bất thường sớm

• Cảnh báo trước khi hỏng hóc

• Đề xuất bảo trì dự đoán

Lợi ích thực tế: giảm downtime đột xuất và chi phí sửa chữa lớn.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất ở cấp độ dây chuyền

Khi mở rộng ra toàn dây chuyền, Digital Twin mang lại giá trị lớn hơn.

Tối ưu tốc độ và cân bằng tải

Hệ thống có thể mô phỏng:

• Thay đổi tốc độ băng tải

• Điều chỉnh chu kỳ máy

• Phân bổ công suất hợp lý

Trước khi thực hiện ngoài thực tế, doanh nghiệp có thể kiểm tra trên mô hình số để tránh rủi ro. Điều này giúp giảm thử nghiệm sai tốn kém và tránh gián đoạn sản xuất.

Phân tích nguyên nhân lỗi sản phẩm

Trong môi trường truyền thống, khi sản phẩm lỗi xảy ra, việc truy tìm nguyên nhân rất mất thời gian.

Với ứng dụng Digital Twin trong sản xuất, doanh nghiệp có thể:

• Truy xuất dữ liệu vận hành tại thời điểm xảy ra lỗi

• So sánh với trạng thái tiêu chuẩn

• Phân tích xu hướng sai lệch

Điều này đặc biệt hữu ích trong ngành yêu cầu độ chính xác cao như giấy, điện tử, thực phẩm, cơ khí chính xác.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất để tối ưu năng lượng

Chi phí năng lượng là một trong những gánh nặng lớn nhất của nhà máy.

Giám sát tiêu hao theo khu vực

Digital Twin giúp:

• Theo dõi điện năng tiêu thụ từng khu vực

• Phát hiện điểm tiêu hao bất thường

• So sánh hiệu suất giữa các ca sản xuất

Doanh nghiệp có thể điều chỉnh ngay thay vì chờ báo cáo cuối tháng.

Mô phỏng kịch bản tiết kiệm năng lượng

Ví dụ:

• Nếu giảm tốc độ máy 5% thì ảnh hưởng thế nào đến sản lượng?

• Nếu thay đổi nhiệt độ vận hành thì tiêu hao năng lượng ra sao?

Digital Twin cho phép thử nghiệm trên mô hình trước khi áp dụng thực tế.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất phục vụ ESG và phát triển bền vững

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của Digital Twin hiện nay là hỗ trợ ESG.

Minh bạch dữ liệu môi trường

Hệ thống có thể:

• Ghi nhận lượng nước sử dụng

• Theo dõi khí thải

• Giám sát tiêu thụ năng lượng

Dữ liệu được lưu trữ và báo cáo minh bạch, phục vụ yêu cầu kiểm toán và khách hàng quốc tế.

Giảm lãng phí nguyên vật liệu

Thông qua phân tích dữ liệu vận hành, Digital Twin giúp:

• Phát hiện mức tiêu hao vượt chuẩn

• Tối ưu định lượng hóa chất

• Giảm sản phẩm lỗi

Đây là giá trị trực tiếp về chi phí và môi trường.

Những điều kiện cần để triển khai ứng dụng Digital Twin trong sản xuất

Dù lợi ích rõ ràng, nhưng để triển khai hiệu quả, doanh nghiệp cần chuẩn bị:

Hạ tầng cảm biến và đo lường chính xác

Không có dữ liệu chính xác → Digital Twin không phản ánh đúng thực tế.

Do đó cần:

• Chuẩn hóa hệ thống đo lường

• Đảm bảo tín hiệu ổn định

• Thu thập dữ liệu liên tục

Hệ thống tích hợp và kết nối dữ liệu

Các thiết bị phải:

• Có khả năng giao tiếp

• Tương thích chuẩn công nghiệp

• Dễ tích hợp với phần mềm quản lý

Chiến lược triển khai từng bước

Không nên triển khai toàn bộ nhà máy ngay từ đầu. Thay vào đó:

1. Thử nghiệm trên một thiết bị quan trọng

2. Mở rộng ra dây chuyền

3. Sau đó nhân rộng toàn hệ thống

Cách làm này giúp tối ưu chi phí và đánh giá hiệu quả thực tế.

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất – Bước tiến từ giám sát sang tối ưu chủ động

Điểm khác biệt lớn nhất của Digital Twin so với hệ thống giám sát truyền thống là:

• Giám sát → biết điều gì đang xảy ra

• Digital Twin → biết điều gì sẽ xảy ra

Khả năng dự đoán giúp doanh nghiệp:

• Chủ động bảo trì

• Chủ động điều chỉnh sản xuất

• Chủ động tối ưu năng lượng

Đây chính là nền tảng của nhà máy thông minh trong giai đoạn 2026–2030.

Kết luận

Ứng dụng Digital Twin trong sản xuất không phải công nghệ xa vời mà đang trở thành công cụ thực tiễn giúp doanh nghiệp:

• Giảm downtime

• Tối ưu năng lượng

• Giảm lỗi sản phẩm

• Hỗ trợ ESG

• Nâng cao năng lực cạnh tranh

Tuy nhiên, chìa khóa thành công không nằm ở việc mua phần mềm đắt tiền, mà ở việc xây dựng nền tảng dữ liệu – cảm biến – đo lường chính xác và triển khai theo chiến lược phù hợp.

Trong bối cảnh công nghiệp Việt Nam đang tăng tốc chuyển đổi số, Digital Twin chính là bước tiến từ vận hành thụ động sang tối ưu chủ động.