Với những tiến bộ trong khoa học kỹ thuật luôn đi kèm với sự phát triển của nền công nghiệp và nền kinh tế. Và hiện nay, nền công nghiệp đã bước vào giai đoạn thứ tư, có tên là công nghiệp 4.0, hay còn được gọi là cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Tuy không còn là khái niệm xa lạ, nhưng hiểu sâu và hiểu đúng lại là một câu chuyện khác. Những công nghệ mới trong thời kỳ công nghiệp 4.0 là gì? Sự ảnh hưởng ra sao với việc sản xuất và đời sống? Hãy cùng tìm hiểu bài viết dưới đây.
1. Công nghiệp 4.0 là gì?
Công nghiệp 4.0 (Tiếng anh là IIoT – Industrial Internet of Things) là một giai đoạn mới của chiều dài cách mạng công nghiệp.
Chủ yếu tập trung vào kết nối, tự động hóa, máy học và dữ liệu trong thời gian thực, công nghiệp 4.0 đưa việc sản xuất lên mức thông minh. Ngoài ra kết hợp sản xuất và vận hành thực tế với công nghệ kỹ thuật số thông minh, máy học và dữ liệu lớn để tạo hệ sinh thái được kết nối tốt hơn và tổng thể hơn cho các công ty tập trung vào sản xuất và quản lý chuỗi cung ứng.
Dù cho quy mô, hình thức và có khác nhau như thế nào, mọi công ty và tổ chức sản xuất ngày nay đều phải đối mặt với một thách thức chung – nhu cầu về kết nối và truy cập vào thông tin chi tiết trong thời gian thực trong các quy trình, đối tác, sản phẩm và con người.
Công nghiệp 4.0 không chỉ là đầu tư vào công nghệ và công cụ mới để cải thiện hiệu quả sản xuất—mà còn là cách mạng hóa cách toàn bộ doanh nghiệp của bạn vận hành và phát triển.
2. Lịch sử cuộc cách mạng công nghiệp từ 1.0 lên 4.0
Trước khi tìm hiểu chi tiết về nội dung, lý do và cách thức Công nghiệp 4.0, trước tiên nên tìm hiểu chính xác cách sản xuất đã phát triển từ những năm 1800. Có 4 cuộc cách mạng công nghiệp riêng mà thế giới đã trải qua hoặc tiếp tục chứng kiến ngày nay.
Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên
Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên đã diễn ra từ cuối những năm 1700 đến đầu những năm 1800. Trong thời gian này, sản xuất đã phát triển từ tập trung vào lao động thủ công được thực hiện bởi con người và hỗ trợ bởi động vật lên hình thức lao động được tối ưu hóa hơn được thực hiện bởi con người thông qua việc sử dụng động cơ hơi nước và các loại công cụ cơ giới khác.
Cuộc cách mạng công nghiệp thứ hai
Vào đầu thế kỷ 20, thể giới bước sang cuộc cách mạng công nghiệp thứ hai với việc giới thiệu thép và sử dụng điện trong nhà máy. Việc giới thiệu điện đã cho phép các nhà sản xuất tăng hiệu quả và giúp máy móc nhà máy di động hơn. Trong giai đoạn này, khái niệm sản xuất hàng loạt như dây chuyền lắp ráp được giới thiệu như là một cách để tăng năng suất.
Cuộc cách mạng công nghiệp thứ ba
Từ cuối những năm 1950, cuộc cách mạng công nghiệp thứ ba dần bắt đầu nổi lên, khi nhà sản xuất bắt đầu kết hợp công nghệ điện và công nghệ máy tính vào các nhà máy. Trong giai đoạn này, các nhà sản xuất bắt đầu chứng kiến hoạt động chuyển đổi, ít tập trung vào công nghệ analog và máy móc mà tập trung nhiều hơn vào công nghệ kỹ thuật số và phần mềm tự động hóa.
Cuộc cách mạng công nghiệp thứ 4 hay còn gọi là Công nghiệp 4.0
Trong vài thập kỷ qua, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã nổi lên, còn gọi là Công nghiệp 4.0. Công nghiệp 4.0 tập trung vào công nghệ kỹ thuật số từ những thập kỷ gần đây đến cập độ hoàn toàn mới, với sự trợ giúp của kết nối thông qua Internet of Things (IoT), quyền truy cập vào dữ liệu trong thời gian thực và giới thiệu các hệ thống mạng thực.
Công nghiệp 4.0 cung cấp phương pháp tổng thể, liên kết và toàn diện hơn cho ngành sản xuất. Công nghiệp 4.0 kết nối sản xuất thực với kỹ thuật số và cho phép cộng tác tốt hơn, truy cập trên các bộ phận, đối tác, nhà cung cấp, sản phẩm và con người.
Công nghiệp 4.0 hỗ trợ các chủ sở hữu doanh nghiệp kiểm soát và hiểu rõ hơn mọi khía cạnh của hoạt động, đồng thời cho phép họ sử dụng dữ liệu tức thời để tăng năng suất, cải thiện quy trình và thúc đẩy tăng trưởng.
3. Khái niệm cơ bản về IIoT và Bảng chú giải thuật ngữ Công nghiệp 4.0
Có hàng trăm khái niệm và thuật ngữ liên quan đến IIoT và Công nghiệp 4.0, nhưng dưới đây là 12 từ và cụm từ cơ bản cần biết trước khi bạn quyết định có muốn đầu tư vào các giải pháp Công nghiệp 4.0 cho doanh nghiệp của mình hay không:
- Hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP): Có thể sử dụng các công cụ quản lý quy trình kinh doanh để quản lý thông tin trong một tổ chức.
- IoT: IoT là viết tắt của Internet of Things, một khái niệm đề cập đến kết nối giữa các đối tượng vật lý như cảm biến hoặc máy và Internet.
- IIoT: IIoT là viết tắt của Industrial Internet of Things, một khái niệm đề cập đến kết nối giữa con người, dữ liệu và máy vì chúng liên quan đến sản xuất.
- Dữ liệu lớn: Dữ liệu lớn đề cập đến bộ dữ liệu lớn có cấu trúc hoặc không có cấu trúc có thể được kết hợp, lưu trữ, sắp xếp và phân tích để hiển thị các mẫu, xu hướng, liên kết và cơ hội.
- Trí thông minh nhân tạo (AI): Trí thông minh nhân tạo là một khái niệm đề cập đến khả năng của máy tính để thực hiện các công việc và đưa ra quyết định yêu cầu một cấp độ nào đó của trí tuệ con người.
- M2M: Thuật ngữ này là viết tắt của machine-to-machine và đề cập đến liên kết diễn ra giữ hai máy riêng biệt thông qua mạng có dây hoặc không dây.
- Số hóa: Số hóa đề cập đến quy trình thu thập và chuyển đổi các loại thông tin khác nhau thành một định dạng kỹ thuật số.
- Nhà máy thông minh: Nhà máy thông minh là nhà máy đầu tư và sử dụng công nghệ, giải pháp và phương pháp của Công nghiệp 4.0.
- Máy học: Máy học đề cập đến khả năng mà máy tính phải tự học và cải tiến thông qua trí thông minh nhân tạo—mà không cần ra lệnh hoặc lập trình để làm như vậy.
- Điện toán đám mây: Điện toán đám mây đề cập đến thực tiễn sử dụng máy chủ từ xa được kết nối đã lưu trữ trên Internet để lưu trữ, quản lý và xử lý thông tin.
- Xử lý dữ liệu trong thời gian thực: Xử lý dữ liệu trong thời gian thực đề cập đến khả năng của hệ thống máy tính và máy để liên tục và tự động xử lý dữ liệu và cung cấp kết quả và thông tin chi tiết trong thời gian thực hoặc gần thời gian thực.
- Hệ sinh thái: Hệ sinh thái, liên quan đến sản xuất, đề cập đến khả năng kết nối của toàn bộ hoạt động của bạn—hàng tồn kho và lập kế hoạch, tài chính, quan hệ khách hàng, quản lý chuỗi cung ứng và điều hành sản xuất.
- Hệ thống mạng thực (CPS): Hệ thống mạng thực, còn được gọi là sản xuất trên mạng, đề cập đến môi trường sản xuất hỗ trợ bởi Công nghiệp 4.0, cung cấp khả năng thu thập dữ liệu trong thời gian thực, phân tích và tính minh bạch trong mọi khía cạnh của hoạt động sản xuất.
4. Công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh
Một trong những cách tốt nhất để hiểu rõ hơn khái niệm sản xuất thông minh là suy nghĩ về cách áp dụng cho doanh nghiệp của bạn hoặc một doanh nghiệp giống với doanh nghiệp của bạn. Dưới đây là 3 trường hợp sử dụng có thể giúp bạn hiểu rõ giá trị của Công nghiệp 4.0 trong hoạt động sản xuất:
Quản lý và tối ưu hóa chuỗi cung ứng
Các giải pháp Công nghiệp 4.0 cung cấp cho các doanh nghiệp thông tin chi tiết hơn, kiểm soát và hiểu rõ dữ liệu trong toàn bộ chuỗi cung ứng của họ. Bằng cách tận dụng các khả năng quản lý chuỗi cung ứng, các công ty có thể cung cấp sản phẩm và dịch vụ ra thị trường nhanh hơn, rẻ hơn và với chất lượng tốt hơn để giành được lợi thế trước các đối thủ cạnh tranh kém hiệu quả hơn.
Phân tích/bảo trì dự đoán
Các giải pháp Công nghiệp 4.0 cho phép các nhà sản xuất dự đoán thời điểm có thể phát sinh sự cố trước khi chúng thực sự diễn ra. Nếu không có các hệ thống IoT tại nhà máy của bạn, hoạt động bảo trì dự phòng diễn ra trên cơ sở thường xuyên hoặc kịp thời. Nói cách khác, đây là một công việc thủ công. Khi có các hệ thống IoT, bảo trì dự phòng tự động hóa và hợp lý hóa nhiều hơn.
Các hệ thống có thể nhận biết thời điểm phát sinh sự cố hoặc thời điểm cần sửa máy và có thể cho phép bạn giải quyết các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng trở nên nghiêm trọng hơn.
Phân tích dự đoán cho phép các công ty không chỉ đặt ra các câu hỏi tương tác như, “chuyện gì đã xảy ra?,” hoặc “tại sao điều đó lại xảy ra?,” mà còn các câu hỏi chủ động như, “điều gì sẽ xảy ra,” và, “chúng ta có thể làm gì để ngăn điều đó xảy ra?” Loại phân tích này có thể cho phép các nhà sản xuất thử nghiệm từ bảo trì dự phòng đến bảo trì dự đoán.
Tối ưu hóa và theo dõi tài sản
Các giải pháp Công nghiệp 4.0 giúp các nhà sản xuất trở nên hiệu quả hơn với các tài sản ở mỗi giai đoạn của chuỗi cung ứng, cho phép họ theo kịp các cơ hội tối ưu hóa, chất lượng và hàng tồn kho liên quan đến kho vận.
Với IoT tại nhà máy, nhân viên có thể hiểu rõ hơn về tài sản của họ trên toàn thế giới. Các công việc quản lý tài sản tiêu chuẩn chẳng hạn như chuyển nhượng tài sản, sắp xếp, phân loại lại và điều chỉnh có thể được hợp lý hóa và quản lý tập trung và trong thời gian thực.
Thời điểm xem lại những trường hợp sử dụng này sẽ giúp bạn hình dung và bắt đầu suy nghĩ về cách tích hợp sản xuất thông minh vào tổ chức của bạn. Cuối cùng bạn sẽ quyết định thế nào nếu Công nghiệp 4.0 phù hợp với bạn?
5. Công nghiệp 4.0 phù hợp với ai?
Làm thế nào bạn biết thời điểm hoặc doanh nghiệp của bạn có nên đầu tư vào Công nghiệp 4.0?
Nếu bạn có thể đánh dấu hầu hết các mục trong danh sách này, thì có lẽ bạn sẽ an toàn khi bắt đầu đánh giá các nhà cung cấp giải pháp và công nghệ Công nghiệp 4.0 và làm việc để phân bổ tài nguyên cần thiết cho hoạt động triển khai:
- Bạn đang trong ngành cạnh tranh đặc thù với nhiều đối thủ sành sỏi về công nghệ
- Bạn đang gặp khó khăn trong việc tuyển dụng nhân sự cho các công việc tại tổ chức của bạn
- Bạn muốn hiểu rõ hơn về chuỗi cung ứng của bạn
- Bạn muốn xác định và giải quyết các sự cố trước khi chúng trở nên nghiêm trọng hơn
- Bạn muốn đẩy mạnh hiệu quả và khả năng sinh lợi trong toàn bộ tổ chức
- Bạn muốn mọi người trong nhóm được thông báo, cập nhật, có quan điểm phù hợp về các quy trình sản xuất và kinh doanh
- Bạn muốn phân tích đa dạng hơn và kịp thời hơn
- Bạn cần chuyển đổi số hóa và nhận biết thông tin
- Bạn muốn cải thiện sự hài lòng và trải nghiệm của khách hàng
- Bạn muốn cải thiện chất lượng sản phẩm hoặc duy trì chất lượng sản phẩm
- Bạn muốn một hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp tích hợp hơn, mở rộng không chỉ đối với kiểm kê và lập kế hoạch, mà còn đối với tài chính, quan hệ khách hàng, quản lý chuỗi cung ứng và điều hành sản xuất
- Bạn muốn có quan điểm về hoạt động kinh doanh và sản xuất đồng nhất và linh hoạt theo các lĩnh vực hoặc người dùng cụ thể trong tổ chức của bạn
- Bạn muốn thông tin chi tiết trong thời gian thực giúp bạn đưa ra các quyết định tốt hơn, nhanh hơn về doanh nghiệp của bạn mỗi ngày
6. Lợi ích của việc áp dụng mô hình Công nghiệp 4.0
Công nghiệp 4.0 mở rộng ra toàn bộ chu kỳ vòng đời sản phẩm và chuỗi cung ứng – thiết kế, bán hàng, kho hàng, lập lịch trình, chất lượng, kỹ thuật, dịch vụ khách hàng và tại chỗ. Mọi người chia sẻ quan điểm hiểu biết, cập nhật, phù hợp về quy trình kinh doanh và sản xuất – và phân tích đa dạng hơn và kịp thời hơn.
Dưới đây là danh sách ngắn gọn, không đầy đủ về một số lợi ích của việc áp dụng mô hình Công nghiệp 4.0 cho doanh nghiệp của bạn:
- Điều này giúp bạn cạnh tranh hơn, đặc biệt trước những kẻ ngáng đường như Amazon. Khi các công ty như Amazon tiếp tục tối ưu hóa việc quản lý chuỗi cung ứng và kho vận, bạn cần đầu tư vào công nghệ và các giải pháp giúp bạn cải thiện và tối ưu hóa hoạt động của mình. Để duy trì tính cạnh tranh, bạn phải có các hệ thống và quy trình phù hợp để cho phép bạn cung cấp cùng một cấp độ dịch vụ (hoặc tốt hơn) cho khách hàng của bạn và các khách hàng mà họ có thể nhận được từ một công ty như Amazon.
- Mô hình này giúp bạn trở nên thu hút hơn đối với lực lượng lao động trẻ tuổi. Các công ty đầu tư vào công nghệ Công nghiệp 4.0 hiện đại, đổi mới sẽ dễ dàng thu hút và có được những lao động mới
- Mô hình này giúp nhóm của bạn vững mạnh hơn và cộng tác hơn. Các công ty đầu tư vào giải pháp Công nghiệp 4.0 có thể tăng hiệu quả, thúc đẩy sự hợp tác giữa các bộ phận, cho phép phân tích dự đoán và chỉ định, đồng thời cho phép mọi người, bao gồm nhà điều hành, người quản lý và nhà lãnh đạo, tận dụng tốt hơn dữ liệu trong thời gian thực và trí thông minh để đưa ra những quyết định tốt hơn trong khi quản lý trách nhiệm hàng ngày của họ.
- Mô hình này cho phép bạn xác định các sự cố tiềm ẩn trước khi chúng trở nên nghiêm trọng hơn. Phân tích dự đoán, dữ liệu trong thời gian thực, máy kết nối Internet và tự động hóa có thể giúp bạn chủ động hơn khi xác định và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn về quản lý chuỗi cung ứng và bảo trì.
- Mô hình này cho phép bạn cắt giảm chi phí, tăng lợi nhuận và thúc đẩy phát triển. Công nghệ Công nghiệp 4.0 giúp bạn quản lý và tối ưu hóa tất cả các khía cạnh của quy trình sản xuất và chuỗi cung ứng. Mô hình này cho phép bạn truy cập vào thông tin chi tiết và dữ liệu trong thời gian thực để đưa ra những quyết định nhanh hơn, thông minh hơn về doanh nghiệp của bạn, những quyết định này có thể tăng hiệu quả và khả năng sinh lợi của toàn bộ hoạt động của bạn.
7. Ứng dụng công nghệ 4.0 trong thời đại 4.0 hiện nay
7.1 Ứng dụng công nghệ 4.0 trong giáo dục
Dưới tác động mạnh mẽ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, hệ thống giáo dục đã có những bước chuyển mình đầy mạnh mẽ. Mọi người kết nối với nhau thông qua internet, vì vậy quá trình trao đổi tri thức, tiếp cận tri thức, sự phổ cập của tri thức mới, giữa người thầy và người học phải được đổi mới để theo kịp được xu hướng công nghệ 4.0 hiện nay.
Sự vươn lên và phổ biến của IOT (Internet vạn vật) đã giúp người học chủ động tiếp cận nguồn tri thức khắp mọi lĩnh vực chỉ với 1 chiếc smartphone có kết nối Wifi. Vai trò người thầy đã có sự thay đổi từ người giảng dạy theo cách truyền thống (đọc và chép) sang người hướng dẫn, định hướng nhằm phát huy tối đa tư duy sáng tạo, chủ động của học sinh.
7.2 Ứng dụng công nghệ 4.0 trong y tế
Cuộc chạy đua cách mạng công nghiệp 4.0 ngày càng mạnh mẽ, dữ dội và chưa có hồi kết, ngành Y tế chắc chắn cũng không thể đứng ngoài cuộc đua đó. Bởi công nghệ 4.0 trong y tế là đặc biệt quan trọng và cần thiết, không chỉ hỗ trợ đội ngũ y bác sĩ trong điều trị và chẩn đoán tình trạng bệnh mà còn giúp người dân phòng ngừa và bảo vệ sức khỏe một cách tối đa khi tham gia vào các hoạt động trong cộng đồng.
Bên cạnh đó, công nghệ 4.0 trong y tế thông qua trí tuệ nhân tạo AI giúp phân tích dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác, đội ngũ y bác sĩ dễ dàng hơn trong việc thu thập và xử lý dữ liệu, hỗ trợ chẩn đoán, nghiên cứu, đánh giá kết quả, đưa ra phương pháp hay phác đồ điều trị cho từng trường hợp cụ thể…Một số bệnh viện lớn trên thế giới còn ứng dụng công nghệ 4.0 vào y tế thông qua Robot để hỗ trợ các ca phẫn thuật đạt độ chính xác cao thay cho con người.
7.3 Ứng dụng công nghệ 4.0 trong nông nghiệp
Khác với khái niệm nông nghiệp công nghệ cao, nông nghiệp 4.0 là sự thay đổi phương thức quản lý mà ở đó người nông dân không cần xuất hiện trực tiếp tại vùng sản xuất nhưng vẫn làm tăng năng suất sản lượng đáng kể so với cách trồng nông nghiệp kiểu cũ.
Công nghệ 4.0 được áp dụng trong nông nghiệp mang lại những dấu hiệu tích cực. Điển hình là việc ứng dụng điện toán đám mây nhằm cung cấp sản phẩm đầu ra chất lượng cao và an toàn vệ sinh thực phẩm cho người tiêu dùng. Công nghệ 4.0 dùng Internet kết nối vạn vật (IOT) sẽ là cánh cửa giúp khai phá nền nông nghiệp trong tương lai. Một số khâu hay có thể là phần lớn các khâu trong quá trình tự động hóa sản xuất nông nghiệp, thay thế sức lao động của con người.
7.4. Phát triển Internet di động, điện toán đám mây và phân tích Dữ liệu lớn
Internet di động được áp dụng trong hầu hết các lĩnh vực thương mại. Với tốc độ và sự tiện lợi internet di động đã giúp con người tăng năng suất công việc. Với công nghệ điện toán đám mây giúp không cần đến những kho lưu trữ dữ liệu đầy rủi ro, phát triển được những mô hình dịch vụ trên internet một cách tiện dụng nhất.
7.5. Nghiên cứu cải tiến robot và xe hơi tự lái
Ứng dụng của robot cải tiến, phương tiện tự hành đã được đưa vào thử nghiệm.
Robot cải tiến có sự nhanh nhạy và thông minh thậm chí còn vượt trội hơn cả người lao động phổ thông trong lĩnh vực sản xuất và lắp ráp. Xe hơi tự lái hoặc một phần tự lái, hứa hẹn là bước đột phá an toàn, tiết kiệm hơn trong ngành giao thông vận tải.
7.6. Công nghiệp xây dựng và in 3D
Một khi nhu cầu lao động phổ thông giảm đi sẽ thay vào đó là người máy thế hệ tiếp theo, những robot có thể dễ dàng xây dựng hay in 3D và vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn kĩ thuật và an toàn lao động.
7.7. Dịch vụ Tài chính và Đầu tư
Nhờ vào Internet, các phương tiện thông tin đại chúng tập trung vào ngành, mọi người có thể theo dõi được sự thay đổi lên xuống của tình hình kinh tế.
Trong thời kì này, ngành tài chính và đầu tư vẫn là ngành nghề hot trong cuộc cách mạng.
7.8. Công nghệ sinh học
Sự tích hợp kĩ thuật số – vật lí – sinh học tạo nên sức mạnh to lớn. Công nghệ sinh học, đặc biệt là công nghệ nano sẽ có vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra những thực phẩm cải thiện sức khỏe và hệ thống y tế.
