Số hóa đa ngành thúc đẩy toàn cầu tăng trưởng

118

GE Reports tổng kết những lĩnh vực số hóa đã “thay đổi phương thức vận hành thế giới”, thúc đẩy toàn cầu tiếp tục phát triển bền vững và ổn định.

Trung tâm kỹ thuật số quản lý hạ tầng lưới điện New York. Nguồn ảnh: Tomas Kellner.

Một chiều hè muộn năm 2011, một người phụ nữ đang đạp xe trên lề đường cao tốc phía Tây Mahattan đã ngã ra đường khi tránh một người đi bộ chợt xuất hiện trên phần đường của bà. Vụ tai nạn không chỉ làm hỏng xe mà còn làm phần cơ chân của bà đập mạnh xuống đường. Hai ngày sau, bà thấy xuất hiện những dấu hiệu sưng bầm và gọi cho bác sĩ, người đã chỉ định bà phải chụp siêu âm ngay lập tức. Sau khi chụp, bà lê cái chân khập khiễng về nhà và phải đợi tới ba ngày sau mới nhận được kết quả. Thật đáng mừng là vết thương không có dấu hiệu bị đông máu hay vỡ mạch máu nên bà chỉ cần chườm đá là sẽ dần hồi phục.

Nếu tai nạn đó xảy ra hôm nay, người phụ nữ ấy sẽ biết rõ mọi thứ về tình trạng của mình ngay trong ngày nhờ máy chụp siêu âm LOGIQ E10 của GE – một thiết bị hoạt động bằng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và thuật toán tiên tiến. Nhờ những công nghệ số mới, LOGIQ E10 chụp hình ảnh chất lượng cao và nhanh chóng tải ảnh lên “đám mây” để bác sĩ xem xét, chẩn đoán.

Y tế chỉ là một trong nhiều ngành GE đang được đền đáp nhờ những nỗ lực số hóa. Khách hàng của họ trong lĩnh vực hàng không, năng lượng và vận tải đang nhận nhiều lợi ích từ sự kết hợp thông minh giữa dữ liệu và phân tích. GE bắt đầu tiến trình số hóa vào năm 2011 với tổng mức đầu tư hơn 1 tỷ đô-la Mỹ và một “tổng hành dinh số” mới ở San Ramon, California. Sau 7 năm, GE Digital hiện có 4.000 nhân viên trên toàn cầu, phục vụ những “khách hàng đại gia” như Exelon, BP và Invenergy. Năm ngoái, công ty ký được lượng đơn hàng trị giá 5,2 tỷ đô-la Mỹ.

“Vài năm trước, khái niệm công ty công nghiệp số hóa mới chỉ là một ý tưởng chưa hề có tiền lệ hay sách hướng dẫn mà tham khảo,” CEO Bill Ruh của GE Digital nói. “Giờ đây, ý tưởng đó đã thành hiện thực”.

Một đầu máy xe lửa cũ đang được “đại tu số hóa” ở nhà máy của GE tại Fort Worth, Texas. Nguồn ảnh: GE Transportation.

Từ đại tu đầu máy xe lửa …

Một trong những ứng dụng số công nghiệp sớm nhất của GE là đường sắt. Với công nghệ số, GE đã đưa những đầu máy xe lửa nặng nề, cũ kỹ vào kỷ nguyên hiện đại, giúp các đoàn tàu hoạt động hiệu quả hơn ở Alabama, Angola, Úc và nhiều nơi khác trên thế giới.

Quá trình “đại tu số hóa” đầu máy xe lửa cũ, ví dụ ở một nhà máy Texas của GE, gồm gắn cảm biến đo nhiệt độ máy, đo độ rung và các tham số khác để cung cấp dữ liệu cho một phần mềm phân tích. Một kỹ sư của GE Transportation đang làm việc tại một trong bốn trung tâm dịch vụ kỹ thuật số đặt tại Fort Worth, Erie, (Pennsylvania), Brazil và Kazakhstan có thể giám sát và khắc phục sự cố kịp thời cho khoảng 17.000 đầu máy xe lửa ngay tại thời điểm nhận được thông tin, dù khách hàng đó đang ở tận vùng Hạ Sahara xa xôi. Hơn 2.000 đầu máy xe lửa của gần 30 khách hàng của GE đã được đại tu tương tự. Riêng trong năm 2017, đội ngũ GE Transportation tại Fort Worth đã “chải chuốt” cho 170 cỗ máy và họ hiện vẫn còn hơn 1.000 đơn hàng của các công ty đường sắt lớn như Norfolk Southern hay Canadian Pacific.

Những yếu tố như độ dài và trọng lượng của tàu, độ dốc và tình trạng của đường ray, cách xử lý tình huống của lái tàu … có thể ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả của quá trình vận tải. Trip Optimizer (TO), hệ thống điều khiển kỹ thuật số lắp trên tàu, sẽ giúp các nhà điều hành đường sắt giảm bớt việc phỏng đoán. TO hoạt động khá giống với hệ thống lái tự động của phi công: học tập các đặc tính của đoàn tàu, giám sát các chi tiết như tốc độ, chống trượt bánh, tình trạng động cơ, chất lượng đường ray và sức gió. Từ đó, TO sẽ xây dựng một hành trình tối ưu rồi tự động điều chỉnh để giảm thiểu tối đa tiêu hao nhiên liệu. Trước đây, việc lái tàu phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm riêng và bản năng của người lái, do đó, mỗi tàu sẽ có tốc độ và cách điều khiển khác nhau.

“TO đã tiến hành chạy các thuật toán một cách hiệu quả, đưa ra các gợi ý dạng như ‘Bạn nên tăng tốc, nên giảm tốc’ và rồi tự động thực hiện điều đó luôn,” Gretchen Hosler, chuyên gia hỗ trợ kỹ thuật ở trung tâm, giải thích.

Kết quả của ứng dụng kỹ thuật số này là các đoàn tàu chạy đúng lịch trình và tiêu hao ít nhiên liệu hơn, giảm lượng phát thải từ 3% đến 17%. Khi đoàn tàu vào ga, phần mềm Yard Planner của GE sẽ phân tích sức chứa của sân ga, lịch trình xuất nhập cùng nhiều yếu tố khác để các chuyến tàu vận hành trơn tru và đúng lịch. Những ứng dụng công nghệ này mang lại khoản tiết kiệm không nhỏ: Thời gian chờ ở các ga dừng giảm 1% tương đương với việc tiết kiệm được 2,2 tỷ đô-la Mỹ, trong khi tốc độ tàu tăng khoảng 1,5 km/h sẽ tiết kiệm được 2,5 tỷ đô, theo tính toán của GE.

Sự bất ổn của năng lượng tái tạo được quản lý bằng ứng dụng Dispatch Optimizer của GE. Nguồn ảnh: GE Renewable Energy.

… đến thay đổi hạ tầng điện lực …

Phần mềm cũng đang thay đổi lĩnh vực năng lượng, từ New York đến California, Mexico và nhiều khu vực khác trên thế giới. Ví dụ, ứng dụng của GE đã góp phần biến hạ tầng kỹ thuật lớn nhất Hoa Kỳ thành hạ tầng kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới.

Trung tâm điều hành mới của Cục điện lực New York (NYPA) đặt tại White Plains là một kho tàng kỹ thuật số rộng hơn 2300 m2. Trung tâm này thu thập và xử lý hàng gigabyte dữ liệu từ 16 nhà máy của NYPA và mạng lưới truyền tải điện. Một “bức tường” xây bằng nhiều màn hình hiển thị dữ liệu phân tích từ hàng loạt ứng dụng như Hệ thống quản lý hiệu suất tài sản (APM) thu thập dữ liệu từ các thiết bị của nhà máy để dự đoán các vấn đề tiềm ẩn và gợi ý phương hướng xử lý ít gây gián đoạn nhất; hệ thống giám sát tàu thuyền lưu thông qua khu vực có đường điện ngầm dưới biển của NYPA; hệ thống Quản lý Năng lượng New York (NY Energy Manager) đo lường dữ liệu của 11.000 tòa nhà và thiết bị để đề xuất chiến lược tiết kiệm chi phí cho khách hàng. Các ứng dụng này cũng cho phép NYPA tạo ra “song sinh số” – bản sao ảo của các thiết bị – để cảnh báo cho NYPA những điều bất thường cần được theo dõi sát sao hơn. Bản song sinh số còn cho phép các nhà điều hành mô hình hóa vô số kịch bản cho các nguy cơ tiềm ẩn và phương án ứng phó.

Chủ tịch của NYPA – Gil Quiniones, cho biết trung tâm này đã giúp họ tiết kiệm được 3 triệu đô-la Mỹ và dự kiến sẽ nâng mức hiệu suất của hạ tầng thêm 1 tỷ đô trong 10 năm tới.

… và thâm nhập vào nguồn năng lượng mới …

Các ứng dụng hạ tầng điện không chỉ giúp khách hàng tối ưu hóa nguồn năng lượng truyền thống mà còn có vị trí ngày càng quan trọng trong việc quản lý năng lượng tái tạo. Điện mặt trời đã rất phổ biến ở miền đất California đầy nắng nhưng quá trình khai thác đã nảy sinh một vấn đề lớn: Điện mặt trời cung cấp phần lớn năng lượng cho vùng này trong thời gian làm việc, khi nhu cầu dùng điện ở mức thấp, nhưng nhu cầu điện tăng cao vào buổi tối lại là khi mặt trời lặn. Các nhà máy điện vì thế buộc phải nhanh chóng tăng tốc cung điện từ nguồn năng lượng hóa thạch để tránh gây ra mất điện trên diện rộng.

Sự bất ổn của các nguồn năng lượng tái tạo khiến các nhà vận hành và cung cấp điện gặp nhiều khó khăn trong quản lý lưới điện và cân bằng cung – cầu năng lượng. Đây là lúc ứng dụng Dispatch Optimizer của GE phát huy tác dụng. Ứng dụng này cho phép các đơn vị vận hành nhà máy điện giám sát những gì đang diễn ra trong nhà máy và trên lưới điện, đồng thời cho phép họ tối ưu hóa quy trình vận hành.

Điều này có nghĩa là khi nhu cầu sử dụng năng lượng và giá điện tăng cao, các nhà điều hành sẽ biết để khởi động các tua-bin khí, cung nhiều điện hơn lên lưới. Ngược lại, khi nhu cầu và giá điện giảm, họ sẽ giảm bớt hoạt động của loại tua-bin này và giảm lượng khấu hao đến mức tối đa. Ứng dụng này có thể giúp một nhà máy sản xuất điện có công suất 800 MW tiết kiệm được 1,5 triệu đô-la Mỹ/năm, theo kỹ sư hệ thống quản lý Justin John ở Trung tâm Nghiên cứu toàn cầu GE (GE Global Research).

Thông tin chuyên sâu về phân tích dữ liệu cũng giúp tăng tuổi thọ của thiết bị. Nhà máy điện chu trình kết hợp mới có tên gọi Norte III ở vùng Ciudad Juarez, Mexico, sẽ ứng dụng công cụ APM của GE vào vận hành tua-bin ở điều kiện tối ưu và cung cấp năng lượng cho 1,5 triệu hộ dân. Ứng dụng phát triển trên nền tảng Predix này thu thập dữ liệu từ các thiết bị của nhà máy Norte III, phân tích, dự đoán và đề xuất những thời điểm thích hợp nhất để bảo dưỡng, hạn chế thời gian chết của máy móc.

… rồi cất cánh bay cao

Không chỉ y tế, đường sắt và năng lượng, phần mềm của GE còn hỗ trợ nhiều cho sự phát triển của ngành hàng không. Một chiếc máy bay có thể mang lại 30 triệu điểm dữ liệu chỉ trong một chặng bay giữa Texas và London. Nếu nhân con số đó với cả một phi đội, bạn sẽ hiểu vì sao các hãng hàng không lại khao khát sở hữu một phần mềm có thể xử lý lượng dữ liệu khổng lồ và dồn dập như thế.

Hãng hàng không giá rẻ AirAsia gần đây đã ký một bản thỏa thuận bốn năm với GE để số hóa máy bay và hệ thống của họ. Hai yếu tố quan trọng nhất của dự án này là các ứng dụng có tên gọi FlightPulse và Hệ thống đảm bảo chất lượng điều hành chuyến bay điện tử (electronic Flight Operations Quality Assurance – eFOQA). FlightPulse là phần mềm phân tích dữ liệu di động của GE cho phép phi công kết hợp dữ liệu bay với lịch trình của đoàn bay.

Khởi đầu là phần mềm thuộc dự án hợp tác giữa GE và hãng hàng không Qantas, FlightPulse cung cấp cho phi công dữ liệu từ mọi chuyến bay của hãng, bao gồm cả thông tin về tiêu hao nhiên liệu và những vấn đề cần cải thiện.

“FlightPulse là phần mềm được thiết kế bởi phi công và dành cho phi công,” Cơ trưởng Mike Galvin, trưởng bộ phận điều hành phi đội của hãng Qantas, nói. “Phần mềm cung cấp dữ liệu chuyến bay một cách trực quan, cho phép phi công nhanh chóng nắm được lượng nhiên liệu cần dùng ở từng giai đoạn khác nhau trong suốt chặng bay, giúp họ biết cần phải làm gì để giảm lượng phát thải các-bon”.

Tiếp nối thành công của FlightPulse là eFOQA, một hệ thống trên nền tảng “đám mây” cung cấp thông tin của toàn phi đội, giúp các nhà phân tích dữ liệu mổ xẻ và tổng hợp để nghiên cứu vô số khía cạnh của một hãng hàng không. Những công cụ này cùng hỗ trợ phi công quyết định chính xác và thông minh hơn trong việc sử dụng nhiên liệu, đảm bảo an toàn và cung cấp cho hãng hàng không các thông tin chuyên sâu cần thiết để vận hành hiệu quả hơn.

AirAsia hy vọng quá trình số hóa sẽ giúp cắt giảm 1% chi phí nhiên liệu, tương đương với tiết kiệm được nhiều triệu đô-la, và giảm lượng phát thải.

Các bản song sinh số của GE (hiện có khoảng 1.2 triệu bản đang hoạt động) và APM (“liều thuốc giảm đau” cho các phần mềm công nghiệp) còn giúp các hãng hàng không giám sát tình trạng và hiệu suất của các phi đội, lên lịch trình tối ưu cho quá trình bảo dưỡng để máy bay có tuổi thọ cao hơn.

Theo CEO Bill Ruh của GE Digital, quá trình số hóa sẽ không chỉ dừng lại ở việc hỗ trợ khách hàng của GE mà còn đi xa hơn thế nhiều. “Đó là những cách thức hoàn toàn mới để vận hành thế giới, chữa bệnh, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, vận chuyển người và lương thực một cách an toàn và hiệu quả,” Ruh khẳng định.

Theo Samantha Shaddock

BÌNH LUẬN CỦA BẠN