Vai trò của Tự động hóa, IoT và AI trong việc xây dựng trang trại nuôi Tôm. Kiến trúc hệ thống như thế nào cho tối ưu.

1. www.daviteq.com
Xây dựng hệ thống Tự động hóa & IoT
cho trang trại nuôi Tôm
Copyright of Daviteq
Prepared by Engineering Department – Oct/2017

2. Tự động hóa là gì?
Tự động hóa hay công nghệ Tự động hóa giúp
xây dựng các hệ thống sản xuất nhằm đạt các
mục tiêu sau:
• Năng suất cao;
• Chất lượng đồng đều;
• Không phụ thuộc nhiều vào con người & Tự
vận hành theo chương trình thiết lập sẵn;
Copyright of Daviteq

3. Tự động hóa là đã đủ?
Tuy nhiên, một hệ thống Tự động hóa cho dù tiên tiến đến
đâu vẫn chưa đủ để cho một nhà máy sản xuất hoạt động
bền vững và thích nghi với sự biến đổi của các yếu tố xung
quan. Khi các yếu tố này thay đổi nó sẽ gây ra hệ quả là
giảm năng suất, giảm chất lượng, tăng giá thành, tăng
downtime, ảnh hưởng uy tín và thương hiệu công ty. Các
yếu tố này được chia làm 2 nhóm:
CÁC YẾU TỐ BÊN TRONG TỔ CHỨC
CÁC YẾU TỐ BÊN NGOÀI TỔ CHỨC
Copyright of Daviteq

4. Các yếu tố tác động
CÁC YẾU TỐ BÊN TRONG TỔ CHỨC
1. Con người: sức khỏe yếu đi, thái độ làm việc,
nhân viên thay đổi…
2. Máy móc: hao mòn, giảm hiệu suất, bị hỏng
hóc…
3. Nguyên vật liệu: chất lượng không ổn định, tồn
kho quá dư hoặc thiếu…
4. Quy trình: thay đổi qui trình mới, không tuân thủ
quy trình;
Copyright of Daviteq

5. Các yếu tố tác động
CÁC YẾU TỐ BÊN NGOÀI TỔ CHỨC
1. Nhu cầu thị trường: nhu cầu thay đổi do nhiều
yếu tố khác…
2. Thị trường mới: tiêu chuẩn hay đặc điểm sản
phẩm phải tuân thủ theo…
3. Thời tiết / thiên tai / bệnh dịch: ảnh hưởng
đặc biệt đến các lĩnh vực nuôi trồng…
4. Sản phẩm mới / dịch vụ mới: nhanh chóng cải
tiến để tăng tính cạnh tranh so với đối thủ;
5. Đối thủ: áp lực tăng chất lượng sp & dv, trong
khi phải giảm giá thành, giao hàng nhanh…
Copyright of Daviteq

6. Tính linh hoạt & thích nghi của một tổ chức
Vì vậy để khắc chế các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển
bền vững của một tổ chức, đòi hỏi tổ chức đó liên tục đưa ra
các sáng kiến cải tiến (innovation) để giúp cho tổ chức tối ưu
hóa hoạt động, giúp linh hoạt & thích nghi không ngừng với
những biến đổi bên ngoài.
Như vậy chính các sáng kiến cải tiến mới là thứ giúp tổ
chức hoạt động bền vững.
Và trong đó, việc áp dụng các công nghệ IoT, bên cạnh các
công nghệ như AI (cụ thể là khoa học dữ liệu)…, sẽ giúp cho
tổ chức dễ dàng thực hiện các sáng kiến cải tiến thành công
như mong muốn.
Copyright of Daviteq

7. AI, Machine Learning & Data Science
AI – Artificial Intelligence – Trí tuệ nhân tạo
AI là sự mô phỏng các chức năng não bộ con người bằng máy móc, bằng cách
tạo ra một mạng lưới neuron nhân tạo mô phỏng não người. Các chức năng
chính của bộ não người mà máy có thể thực hiện bao gồm tư duy logic, học & tự
điều chỉnh. AI được áp dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng. Bản thân máy móc
không thông minh, vì vậy mà cần năng lực tính toán của máy tính và dữ liệu để
phân tích để có thể mô phỏng được trí thông minh của con người.
Machine Learning – Máy học
Máy học là khả năng học của máy tính để có thể học từ môi trường và tự nâng
cấp chính nó từ kinh nghiệm mà không cần phải thay đổi chương trình. Máy học
tập trung vào các thuật toán cho phép để học các dữ liệu được cung cấp, thu
thập bên trong và tiên đoán trên dữ liệu chưa phân tích trước đó sử dung thông
tin thu thập. Máy học có thể được thực hiện bằng nhiều phương thức. Ba mô
hình cơ bản của máy học đó là học có giám sát, học không giám sát & học ép
buộc.
Copyright of Daviteq

8. AI, Machine Learning & Data Science
Data Science – Khoa học dữ liệu
Khoa học dữ liệu là việc có thể nhìn thấy được các thông tin có ý nghĩa bên
trong dữ liệu được cung cấp. Nó sử dụng rất nhiều các kỹ thuật từ toán học, máy
học, lập trình máy tính, mô hình thống kê, trình diễn dữ liệu, nhận dạng mẫu và
học, mô hình không đảm bảo, kho dữ liệu và điện toán đám mây.
Như vậy AI là một thuật ngữ rất rộng với các ứng dung từ robot đến phân tích
ngữ nghĩa. Nó vẫn là một công nghệ còn đang phát triển. Máy học là một tập
con của AI mà ở đó nó chỉ tập trung vào một số lĩnh vực hẹp.
Khoa học dữ liệu không phải là tập con của Máy học mà là nó sử dung máy học
để phân tích dữ liệu và giúp đưa ra các dự báo trong tương lai. Nó kết hợp máy
học với các công nghệ khác như phân tích dữ liệu lớn và điện toán đám mây.
Khoa học dữ liệu là một ứng dụng thực tế của máy học với một sự tập
trung vào việc giải quyết các các vấn đề của Thế giới thực.
Copyright of Daviteq

9. Data Science, IoT & Cloud Computing
Như vậy có thể nói Khoa học dữ liệu là chìa khóa then chốt giúp tạo ra
sự khác biệt và phát triển bền vững cho một tổ chức.
Mà nói đến dữ liệu thì chúng ta không thể không nhắc đến 2 khái niệm
phổ biến hiện nay:
IoT – công nghệ IoT
Cloud computing – Điện toán đám mây
Hai công nghệ này thường song hành với nhau trong các nền tảng IoT
giúp cho chúng ta có thể thu thập một cách dễ dàng các dữ liệu với độ
tin cậy cao, đầy đủ & kịp thời.
Copyright of Daviteq

10. Data Science và IoT cho trang trại nuôi Tôm?
Một vài ví dụ ứng dụng công nghệ IoT và Khoa học dữ liệu trong các sáng kiến
cải tiến trong trang trại nuôi Tôm:
1. Thu thập tình trạng hoạt động liên tục của động cơ để:
- Biết động cơ có hoạt động theo chương trình lập sẵn hay bị ép chạy (phá
hoại hoặc vô tình vận hành sai);
- Tiên đoán tình trạng sức khỏe động cơ để dự báo kế hoạch sửa chữa, bảo
trì;
- Theo dõi tình hình tiêu thụ năng lượng của động cơ theo lịch sử để cảnh báo
về hiệu suất hoạt động của động cơ..
2. Thiết bị phân tích pH, DO…
- Cảnh báo cảm biến đo không còn chuẩn;
- Chủ động rửa đầu cảm biến;
- Valid dữ liệu để đảm bảo dữ liệu đo là chính xác và tin cậy;
Copyright of Daviteq

11. Tự động hóa, IoT & AI cho trang trại nuôi Tôm
Như vậy đối với trang trại nuôi Tôm thì vai trò của Tự động hóa, IoT & AI sẽ
tác động như thế nào?
TỰ ĐỘNG HÓA: giúp tự động hóa phần lớn khác khâu trong trang trại như
điều khiển bơm, quạt…theo chương trình, kiểm soát mức nước và chất
lượng nước, kiểm soát môi trường không khí, cho ăn tự động, vệ sinh ao tự
động…
AI: Trí tuệ nhân tạo mà cụ thể là Khoa học dữ liệu với các kỹ thuật phân tích
dữ liệu tiên tiến sẽ là chìa khóa giúp tổ chức hiện thực hóa các sáng kiến cải
tiến của mình dễ dàng & thành công
IoT: Mà đã là phân tích dữ liệu thì khâu kết nối, thu thập dữ liệu là rất quan
trọng. IoT là câu trả lời. IoT sẽ giúp:
• Thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau;
• Dữ liệu chính xác, tin cậy;
• Dữ liệu vẹn toàn
• Dữ liệu đến kịp thời;
Copyright of Daviteq

12. Tự động hóa, IoT & AI cho trang trại nuôi Tôm
Tóm lại:
• Việc áp dụng Tự động hóa vào trang trại nuôi Tôm là việc cần thiết
phải làm. Nhưng mức độ Tự động hóa trong trang trại nuôi Tôm cũng
không nhất thiết phải mức cao, vì chưa hẵn đem đến lợi ích vượt trội;
• AI & IoT mới là chìa khóa đem đến sự khác biệt và thành công cho
các trang trại nuôi Tôm;
Copyright of Daviteq

13. Kiến trúc hệ thống Tự động hóa & IoT cho trang trại nuôi Tôm
Các lớp thiết bị trong hệ thống:
Copyright of Daviteq
PLC, biến tần, động cơ, contactor,
cảm biến, actuator, van…
Smart IoT Gateway
Local IoT Server
Central Data Analytics Server
Các thiết bị tại hiện
trường, có thể cần giao
diện HMI tại chổ hoặc
không
Các thiết bị tại hiện trường, có mức
độ tự động hóa cao hay thấp không
quan trọng, miễn đáp ứng quy trình
sản xuất đưa ra
Gateway được đặt gần
các thiết bị trường
Là thiết bị trung gian quan trọng để
kết nối dữ liệu xuyên suốt, cn cậy,
có thể xử lý logic tại chổ
IoT Server này được đặt
tại nhà máy
Local IoT Server có nhiệm vụ thu
thập dữ liệu tại nhà máy, phân tích,
đưa ra các quyết định tại chổ kịp
thời và tin cậy
Server này đặt tại trụ sở
của Công ty
Server này thu thập dữ liệu từ rất
nhiều nhà máy hay trang trại để
phục vụ việc phân tích dữ liệu cho
công ty
Kết nối không dâyKết nối có dây
WiFi Ethernet 3G/4G
Internet or VPN Leased line

14. Copyright @ Daviteq
Kiến trúc hệ thống Tự động hóa & IoT cho trang trại nuôi Tôm
Intranet Internet
Vận hành bằng
Mobile bên trong nhà
máy
Vận hành bằng máy
tính bên trong nhà
máy
Giám sát bằng Mobile
bên ngoài
Giám sát bằng máy
tính bên ngoài
IoT Server chính tại nhà máy
Router Firewall
IoT Server dự phòng tại nhà máy
Các IoT Gateway nằm trong mạng nhà máy Các IoT Gateway nằm ngoài mạng nhà máy
Server phân tích dữ liệu tập
trung tại trụ sở công ty

15. Copyright @ Daviteq
IoT Gateway kết nối thiết bị trường như thế nào?
Cảm biến Oxy Cảm biến pH Cảm biến mức Cảm biến Nhiệt độ
Bộ điều khiển và
phân tích chất lượng
nước
I/O Modules PLCs
Bơm, quạt, cảm biến, đèn… Bơm, quạt, cảm biến, đèn…
Wired MODBUS
Or
Wireless MODBUS
Wireless
sensors/actuators Wireless
sensors/actuators
Wireless 433MHz
Wireless 433MHz
Wired MODBUS
Or
Wireless MODBUS
Wired MODBUS
Or
Wireless MODBUS

16. Copyright @ Daviteq
Đa dạng các loại HMI dùng để vận hành và giám sát
Panel PC (Windows, Linux) Android Tablet/Phone iOS Tablet/PhoneMột máy tính để bàn với màn hình 4K
• Khách hàng có thể dùng các thiết bị phổ biến và có sẵn trên thị
trường để làm HMI giám sát hay vận hành trang trại. Tham
khảo hình bên dưới.
• Không cần sử dụng các HMI chuyên dụng!
• Các thiết bị này có thể lắp trong mạng của nhà máy hoặc ngoài
mạng của nhà máy.
• Các thiết bị này cố định hoặc di động.

17. IIoT có chức năng gì?
Copyright of Daviteq

18. Contact
Copyright of Daviteq
Nguyễn Vĩnh Lộc
Sales Director | 0906.88.58.58
Dai Viet Controls & Instrumentation Company Ltd.
No. 11 Street 2G, Nam Hung Vuong Res. Area, An Lac Ward
Binh Tan Dist., Ho Chi Minh City, Vietnam
Tel: +84-28-6268.2523/4 (ext.120) | Fax: +84-28-62682520 |
Email: vinhloc.nguyen@daviteq.com |www.daviteq.com