IoT Công nghiệpTin Tức

Hướng dẫn chiến lược cho Công nghiệp 4.0

Các doanh nghiệp toàn cầu đang chuẩn bị số hóa toàn diện các hoạt động của họ, và qua đó thay đổi thế giới.

Các cuộc cách mạng công nghiệp đều là những sự kiện quan trọng. Theo đánh giá, cho đến nay mới chỉ có 3 cuộc cách mạng công nghiệp. Cuộc cách mạng đầu tiên được bắt đầu vào những năm 1700 bởi sự thương mại hóa của động cơ hơi nước và các máy dệt cơ khí. Việc làm chủ điện và sản xuất lớn kích hoạt cuộc cách mạng thứ 2, vào đầu thế kỷ 20. Máy tính đã khởi động cho cuộc cách mạng thứ 3 sau Thế chiến 2. (xem  “The Man Who Made the Computer Age Possible,” by Jeffrey E. Garten)

Có lẽ giờ là quá sớm để công bố rằng cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, được thúc đẩy bởi công nghệ kết nối số, đã thực sự bắt đầu. Nhưng Henning Kagermann, lãnh đạo Học viện Quốc gia Đức về Khoa học và Kỹ thuật (Acatech) đã tuyên bố chính xác như vậy vào năm 2011, khi ông sử dụng thuật ngữ “Industrie 4.0” để mô tả một đề xuất tới Chính phủ – cho việc hỗ trợ sáng kiến Công nghiệp.

Khi nhìn sâu vào quá trình số hóa nhanh chóng trong công nghiệp ngày nay, thuật ngữ này có vẻ hoàn toàn không phô trương chút nào. Đây là dấu hiệu của một sự đổi thay khắp nơi, đang nhanh chóng thay đổi nhiều doanh nghiệp và có thể khiến các doanh nghiệp khác ngạc nhiên.

Khái niệm Industry 4.0/Công nghiệp 4.0 miêu tả sự kết hợp của một vài tiến bộ chủ chốt trong công nghệ số, tất cả đều đang dần trưởng thành, sẵn sàng thay đổi lĩnh vực sản xuất và năng lượng. Những công nghệ này bao gồm: Robotics tiên tiến và Trí tuệ nhân tạo; các cảm biến tinh vi; điện toán đám mây; Internet of Things; Thu thập và phân tích dữ liệu; chế tạo số (bao gồm in 3D); phần mềm dịch vụ (Software-as-a-service hay SaaS) và những mô hình marketing mới; smartphone và những thiết bị di động khác; các nền tảng (platform) sử dụng các thuật toán điều hướng phương tiện (bao gồm công cụ định vị hành trình, các ứng dụng chia sẻ xe, các dịch vụ phân phối và vận tải, và phương tiện tự hành); và sự tích hợp của tất cả những thành phần này vào một chuỗi cung ứng tương thích toàn cầu, được chia sẻ bởi nhiều công ty tới từ nhiều quốc gia khác nhau.

Khi các công nghệ Robot, công nghệ in 3D, công nghệ phân tích dữ liệu, Internet of Things, và công nghệ chế tạo số được kết hợp lại, chúng sẽ tích hợp thế giới vật lý vào thế giới ảo.

Những công nghệ này thường được xem xét một cách độc lập với nhau. Nhưng khi được kết hợp lại, chúng sẽ tích hợp Thế giới vật lý vào Thế giới ảo. Thay đổi này sẽ cho phép một phương thức mạnh mẽ mới trong việc tổ chức các hoạt động có quy mô toàn cầu: mang khả năng thay thế linh hoạt và tốc độ của lĩnh vực phần mềm vào lĩnh vực sản xuất máy móc lớn. Dưới mô hình Công nghiệp 4.0, việc thiết kế và phát triển sản phẩm sẽ được thực hiện trong những phòng thí nghiệm mô phỏng và các mô hình chế tạo số. Sản phẩm bản thân chúng sẽ có hình dạng hữu hình chỉ sau khi hầu hết các vấn đề thiết kế và kỹ thuật đã được xử lý. Mạng lưới các trang bị máy móc đã hình thành nên xã hội công nghiệp sẽ trở thành những hệ thống công nghệ có độ linh hoạt cao và có khả năng tự ý thức/vận hành, phản ứng nhanh chóng không chỉ với mệnh lệnh của con người mà còn với nhận thức và khả năng ra quyết định của chính nó.

Hạ tầng công nghệ này vẫn đang ở giai đoạn phát triển đầu tiên của nó, nhưng đã bắt đầu thay đổi lĩnh vực sản xuất. Các công ty áp dụng Industry 4.0 đang bắt đầu theo dõi mọi thứ mà họ sản xuất ra, từ đầu tới cuối, liên tục cải tiến các sản phẩm phức tạp sau khi chúng được bán ra (cũng như cách mà phần mềm được cập nhật). Những doanh nghiệp này đang học cách tùy biến ở quy mô lớn(mass customization): khả năng sản xuất ra những sản phẩm theo lô với giá rẻ như sản xuất hàng loạt trong thế kỷ 20, trong khi hoàn toàn “may đo” sản phẩm theo yêu cầu đặc biệt của khách hàng. Khi phương thức này được phát triển lên, xu hướng này sẽ tăng tốc. Điều này cũng sẽ xảy ra tương tự trong việc sáng tạo những sản phẩm và dịch vụ mới, bao gồm những cách thức mới để giải quyết những vấn đề khó khăn nhất hiện nay: thay đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường, nhu cầu năng lượng, áp lực của đô thị hóa, tất cả những vấn đề bắt nguồn từ tình trạng già hóa dân số.

Cuộc vận động Công nghiệp 4.0 bắt đầu tại Đức, và nhiều công ty công nghiệp hàng đầu của Đức đang có những sáng kiến mạnh mẽ. Theo the Economist, danh sách các doanh nghiệp này bao gồm: BASF, Bosch, Daimler, Deutsche Telekom, Klöckner & Co., và Trumpf. Đà tiến này đang tăng lên mạnh mẽ ở những nơi khác, đặc biệt ở Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, và các quốc gia Bắc Âu, và tại Vương quốc Anh. Những người khổng lồ công nghiệp có ảnh hưởng toàn cầu như Siemens và GE đang tiến tới hoàn toàn áp dụng hướng tiếp cận này; các CEO và những chuyên gia lâu năm của những công ty đó đều nhận định rằng giờ đây đó là thành phần cốt lõi của doanh nghiệp (xem thêm Siemens CEO Joe Kaeser on the Next Industrial Revolution​,” by Daniel Gross).

Vào năm 2015, PwC đã khảo sát hơn 2000 công ty từ 26 quốc gia trong mảng sản xuất công nghiệp, bao gồm lĩnh vực hàng không và quốc phòng; ô tô; hóa học; điện tử; kỹ thuật và xây dựng; lâm nghiệp, giấy và đóng gói; sản xuất công nghiệp; thép; vận tải và giao vận. Trong khảo sát công nghiệp 4.0 toàn cầu này, một phần ba người được hỏi nói rằng công ty của họ đã vươn tới trình độ cao hơn trong việc tích hợp và số hóa, và 72% kỳ vọng đạt đến điểm đó vào năm 2020 (xem bảng 1).

Trong hầu hết các trường hợp, việc gia tăng hiệu suất và tích hợp công nghệ mang đến sự tiết kiệm chi phí. Công nghiệp 4.0 thay thế các hệ thống tồn kho dư thừa, như quản lý vận hành và lập kế hoạch nguồn lực kinh doanh, bằng một giải pháp đơn nhất, có quy mô và tương thích toàn tập đoàn – với chi phí thấp hơn rất nhiều. Bởi trải nghiệm người dùng ở quy mô hệ thống đã cải tiến rất nhiều trong những năm gần đây, các nhân viên sẽ cảm thấy làm việc dễ dàng và hiệu quả hơn với Industry 4.0 (xem “Your Employees’ User Experience Should Be a Strategic Priority,” by Elizabeth Rosenzweig). Điều này sẽ tiết kiệm chi phí trong việc đào tạo, hỗ trợ và chi phí nhân sự, cũng như nâng tốc độ hoạt động lên. Khả năng phân tích dự báo, khi được sử dụng để hỗ trợ quản lý chất lượng theo thời gian thực và bảo trì, sẽ dẫn đến sự tiết kiệm bằng cách giúp hoạt động doanh nghiệp trơn tru hơn và giảm thiểu các tác nhân gây đình trệ.

Sự gia tăng lợi tức đến chủ yếu từ việc tạo ra những sản phẩm và tính năng số hóa mới, hoặc từ việc thực hiện các phân tích và dịch vụ số mới cho khách hàng. Ngoài ra, khả năng của cách doanh nghiệp vận hành dựa trên số liệu thời gian thực cho phép tạo ra những sản phẩm mang tính cá nhân hóa cao hơn, và các giải pháp tùy biến hơn cho khách hàng, điều này thường giúp gia tăng đáng kể lợi nhuận so với các sản phẩm sản xuất hàng loạt. Khoảng 55% số người được hỏi cho rằng, các cơ hội mới này sẽ trở nên đủ hứa hẹn để giúp họ hòa vốn đầu tư trong vòng 2 năm, một khoảng thời gian khả ngắn đối với số vốn tư bản phải bỏ ra.

Mạng lưới các Công nghệ

Khi các công ty trở nên tích cực với Công nghiệp 4.0, bạn sẽ thấy lợi ích sẽ vượt xa khỏi việc mở rộng số hóa hay bán những chủng loại sản phẩm và dịch vụ mới. Nó sẽ thiết lập cho công ty, các nhân viên và toàn bộ hệ sinh thái của bạn những nhà cung cấp mới, những đối tác, nhà phân phối và khách hàng mới, như một sự kết nối, tích hợp mạng lới số hóa toàn diện, liên kết chúng tới những mạng lưới khác trên toàn thế giới.

Ba khía cạnh của Số hóa định hình nên trung tâm của Công nghiệp 4.0

Số hóa toàn diện các hoạt động doanh nghiệp, tích hợp theo chiều dọc (bao gồm mọi chức năng và toàn bộ hệ thống) và theo chiều ngang (liên kết các nhà cung cấp, đối tác, nhà phân phối trong chuỗi cung ứng và chia sẻ dữ liệu thông suốt giữa chúng với nhau). Một ví dụ là các hệ thống quản lý hàng tồn kho tiên tiến, kết nối các nhà bán lẻ, trung tâm phân phối, giao vận, sản xuất và cung cấp. Mỗi thành phần tiếp nhận thông suốt dữ liệu về các bộ phận cung ứng khác, đặt và đáp ứng các đơn hàng một cách tự động, và kích hoạt hoạt động nâng cấp và bảo trì. Điều này giải quyết êm thấm tình trạng thừa lẫn sự thiếu hụt trong một chuỗi cung ứng điển hình, và cho phép chuỗi cung ứng bù lại cho những gián đoạn đột ngột (như thiên tai thảm họa) và giúp dễ dàng thử nghiệm những sản phẩm và dịch vụ mới tại những vị trí địa lý cụ thể.

Môt ví dụ cao cấp hơn là trong hoạt động thiết kế những sản phẩm phức tạp, sử dụng các robot được lập trình để thực hiện hầu hết các công đoạn vận hành. Công nghệ ảo hóa thế giới thực sẽ được sử dụng. Những sản phẩm mới- và có thể là toàn bộ dây chuyền lắp ráp – có thể được xây dựng mô hình nguyên mẫu trên phần mềm trước khi được đưa vào vận hành. Không khó khăn gì trong việc mô phỏng một thiết kế nhà máy mới, thử nghiệm để phát hiện các lỗ hổng, và việc đầu tư vào những máy móc thực chỉ diễn ra khi rõ ràng rằng mọi thứ sẽ hoạt động ổn thỏa. Những tiến bộ này khiến cho việc đưa sản phẩm ra thị trường trở nên dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn rất nhiều, và điều đó giúp cho việc thử nghiệm những đề xuất mới dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn mà không cần phải triển khai toàn bộ mọi thứ.

Thiết kế lại những sản phẩm và dịch vụ được tích hợp với phần mềm tùy biến theo yêu cầu khách hàng, nhằm giúp chúng trở nên đáp ứng và tương tác được, giúp theo dõi các hoạt động và kết quả của chúng, cùng với các hoạt động của các sản phẩm khác xung quanh chúng. Một khi được thu thập và phân tích, dữ liệu được tạo ra bởi sản phẩm và dịch vụ sẽ thể hiện cách thức chúng được vận hành và sử dụng. Ví dụ, một thiết bị được sử dụng bên trong một cảng giao nhận hay trên một khu vực xây dựng có thể phát hiện một hỏng hóc cơ khí và phòng ngừa nó. Thế hệ tiếp theo của thiết bị này sẽ có khả năng so sánh hiệu suất của nhiều máy móc khác nhau và gợi ý một phương thức triển khai hiệu quả hơn. Một ví dụ khác là phần mềm trên các phương tiện, đang được cải tiến để cho phép xe hơi, xe tải và những phương tiện khác có thể được sửa chữa thông qua việc nâng cấp phần mềm thay vì phải nâng cấp cơ khí.

Các sản phẩm Công nghiệp tự theo dõi hoạt động của chúng cũng sẽ cung cấp những hiểu biết mạnh mẽ về cách thức chúng được sử dụng: cách chúng hoạt động, những ngắt quãng gặp phải nằm ở đâu, và cách chúng xử lý các sự cố. Các nhà sản xuất có thể sử dụng dữ liệu này để phát triển những sản phẩm và dịch vụ mới đem lại lợi nhuận. Ví dụ, các nhà sản xuất máy in trước nay vẫn kiếm tiền từ việc bán phục vụ in ấn. Khi các nhà in tạo ra dữ liệu sử dụng, các nhà sản xuất có thể trở thành các nhà môi giới thời gian in ấn, biết khi nào khách hàng sẵn sàng cho việc in, và từ đó thương lượng về chi phí in ấn.

Tương tác sâu hơn với khách hàng sẽ trở nên khả thi bởi những quá trình, sản phẩm và dịch vụ mới. Công nghiệp 4.0 khiến cho chuỗi cung ứng phản ứng tốt hơn, cho phép các nhà sản xuất công nghiệp tiếp cận khách hàng cuối trực tiếp hơn và “may đo” tùy biến mô hình kinh doanh của họ theo đó. Các sản phẩm phong phú như động cơ máy bay và phần mềm đang ngày càng được cung cấp nhiều hơn dưới dạng những dịch vụ, thường là bằng cách đăng ký. Một trong nhiều ví dụ là Atlas Copco, một nhà sản xuất máy nén khí đặt tại Nacka, Thụy Điển, họ đang từ bỏ khỏi lĩnh vực bán các phương tiện một cách trực tiếp, thay vì thếhọ thu phí chỉ dựa trên thời gian máy nén khí được sử dụng. Các cỗ máy được lắp đặt tại khu vực của khách hàng có thể theo dõi dòng khí nén và điều chỉnh đầu ra theo yêu cầu của khách hàng.

Công nghiệp 4.0 cũng cho phép các mô hình kinh doanh tận dụng các mô hình kinh tế tùy chỉnh quy mô lớn, nơi mỗi sản phẩm được tạo ra theo từng lô. Giờ đây, công nghệ chế tạo sốđược sử dụng chủ yếu cho việc chế tạo nguyên mẫu (prototyping). Như khi công nghệ này trở nên tinh vi hơn, và khi phần mềm và robot được tích hợp vào những dây chuyền lắp ráp kiểu mới, một cấp độ đặc tả mới sẽ trở nên phổ biến. Ví dụ, nhà sản xuất thiết bị Haier dã chế tạo những máy giặt và tủ lạnh của họ tại Trung Quốc theo đơn đặt hàng. Khách hàng mô tả tính năng họ muốn trên máy tính hoặc điện thoại, hoặc tại các kiosk ở cửa hàng bán lẻ của Haier, và các mô tả đó sẽ được chuyển trực tiếp tới dây chuyền sản xuất.

Để hiện thực hóa Công nghiệp 4.0, đòi hỏi những chuyển dịch lớn trong hoạt động và cấu trúc tổ chức. Những chuyển dịch này bao gồm những hình thức mới của cấu trúc IT và quản lý dữ liệu, những hướng tiếp cận mới trong quy định và chính sách thuế, những cấu trúc tổ chức mới, và quan trọng nhất , một văn hóa doanh nghiệp mới định hướng số hóa, văn hóa cần phải coi việc phân tích dữ liệu như là cốt lõi của năng lực doanh nghiệp.

Để hiểu vì sao phân tích dữ liệu là vấn đề quan trọng đến thế đối với Công nghiệp 4.0, hãy nghiên cứu cuộc cách mạng gần nhất trong vận hành doanh nghiệp: hướng tiếp cận sản xuất chất lượng và tinh gọn đã bắt đầu từ nền công nghiệp tự động của Nhật Bản, và sau đó đã lan rộng ra toàn thế giới. Các hoạt động như “Năm câu hỏi Vì sao” và phân tích thống kê đã dạy cho các kỹ sư sản xuất – và những người làm việc ở dây chuyền lắp ráp – theo dõi những biến đổi trong năng lực làm việc của họ, tìm kiếm các cơ hội cải tiến, và điều chỉnh bản thân họ với dòng chảy của công việc.

Điều này dẫn đến những cấp độ không ngờ tới về chất lượng và độ tin cậy. Công nghiệp 4.0 cũng sẽ mang đến sự theo dõi chi ly như vậy đối với bản thân máy móc; nó giúp cho chuỗi cung ứng có khả năng tự ý thức. Ví dụ máy móc có thể được lập trình để phát hiện khi tình trạng lãng phí vật liệu xảy ra, khiến dòng cung ứng thiếu hiệu quả, hoặc những trường hợp không dự định khác. Chúng có thể mang thông tin đó tới các lãnh đạo doanh nghiệp, theo cách mà các thiết bị giám sát hành trình có thể gửi dữ liệu về tình trạng tắc nghẽn giao thông để giúp các lái xe thay đổi lịch trình cho phù hợp.

Trong nghiên cứu của PwC về Công nghiệp 4.0, khó khăn thường được nêu ra nhất trong việc xây dựng khả năng phân tích, đó là sự thiếu hụt nhân lực có chuyên môn trong việc thực hiện việc phân tích. Những mối quan tâm đáng chú ý khác, như chất lượng dữ liệu thấp, thiếu khả năng truy cập đến đúng dữ liệu cần thiết, và thiếu hỗ trợ ở tầm cao, cũng củng cố điều mà từ lâu đã được khẳng định: Phân tích dữ liệu là điều rất khó khăn. Quá trình Công nghiệp 4.0 cung cấp hàng núi dữ liệu về nhu cầu khách hàng và chuỗi giao vận, nhưng nếu bạn không thể tiếp nhận dữ liệu đó và sử dụng nó để kích thích hiệu suất, tiếp cận gần hơn tới các đối tác của chuỗi cung ứng, và phát triển sản phẩm và dịch vụ mà khách hàng của bạn thực sự cần tới, thì những nỗ lực đó chỉ đang bị lãng phí.

Việc phân tích có thể tạo ra hiểu biết giúp bạn điều chỉnh lại hoạt động thiết kế của mình. Ví dụ, việc phân tích việc sử dụng máy móc của khách hàng của bạn, mỗi ngày và mỗi mùa, có thể giúp bạn cải thiện lịch trình sản xuất. Dữ liệu về việc tuyển dụng nhân sự có thể giúp dự đoán tình trạng thiếu hụt nhân sự sắp tới. Dữ liệu sản xuất có thể làm sáng tỏ các cơ hội để rút ngắn thời gian tạm dừng sản xuất và tăng tốc sản lượng đầu ra. Việc phân tích cũng có thể giúp cân bằng thương mại: ví dụ, dữ liệu có thể giúp một công ty dầu khí quyết định đặt nhà máy lọc dầu ở đâu, ngay cả khi chi phí ở đó cao hơn, bởi điều đó sẽ tạo ra nhiều thời gian hoạt động hơn, dẫn đến lợi nhuận lớn hơn.

Việc phân tích cũng sẽ giúp bạn đạt được những kỳ vọng vốn dường như không thể đạt tới. Ví dụ, nhiều doanh nghiệp luôn phải vật lộn để cải thiện chỉ số ô nhiễm sản xuất. Việc phân tích có thể xác định nguyên vật liệu lãng phí, và đề xuất các phương thức để tận dụng chúng, hoặc sử dụng chúng như một đầu vào cho những quy trình công nghiệp khác. Các phân tích cũng có thể làm lộ ra những thị trường mới, hoặc cơ hội mới để tăng trưởng trong những thị trường đang có, vốn trước đó không thực sự rõ ràng.

Bài viết liên quan

541 Comments

  1. I actually wanted to write a word to express gratitude to you for all the marvelous tips and hints you are posting at this website. My considerable internet investigation has at the end of the day been honored with reputable information to go over with my relatives. I would claim that many of us readers actually are rather endowed to dwell in a magnificent place with many awesome individuals with insightful techniques. I feel really happy to have discovered the site and look forward to tons of more amazing minutes reading here. Thanks once more for all the details.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Close
Close