Thiết bị đo lường và cách mạng công nghiệp 4.0

Cách mạng Công nghiệp 4.0 là gì?

"Cách mạng Công nghiệp 4.0" đang diễn ra tại nhiều nước phát triển. Nó mang đến cho nhân loại cơ hội để thay đổi bộ mặt các nền kinh tế, nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro khôn lường.

Trong những ngày qua, khái niệm "Cách mạng Công nghiệp 4.0" được nhắc đến nhiều trên truyền thông và mạng xã hội. Cùng với đó là những hứa hẹn về cuộc "đổi đời" của các doanh nghiệp tại Việt Nam nếu đón được làn sóng này. Vậy cuộc cách mạng này nên được hiểu như thế nào?

Định nghĩa về Cách mạng Công nghiệp 4.0

Theo Gartner, Cách mạng Công nghiệp 4.0 (hay Cách mạng Công nghiệp lần thứ Tư) xuất phát từ khái niệm "Industrie 4.0" trong một báo cáo của chính phủ Đức năm 2013. "Industrie 4.0" kết nối các hệ thống nhúng và cơ sở sản xuất thông minh để tạo ra sự hội tụ kỹ thuật số giữa Công nghiệp, Kinh doanh, chức năng và quy trình bên trong.

Nếu định nghĩa từ Gartner còn khó hiểu, Klaus Schwab, người sáng lập và chủ tịch điều hành Diễn đàn Kinh tế Thế Giới mang đến cái nhìn đơn giản hơn về Cách mạng Công nghiệp 4.0 như sau:



"Cách mạng công nghiệp đầu tiên sử dụng năng lượng nước và hơi nước để cơ giới hóa sản xuất. Cuộc cách mạng lần 2 diễn ra nhờ ứng dụng điện năng để sản xuất hàng loạt. Cuộc cách mạng lần 3 sử dụng điện tử và công nghệ thông tin để tự động hóa sản xuất. Bây giờ, cuộc Cách mạng Công nghiệp Thứ tư đang nảy nở từ cuộc cách mạng lần ba, nó kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh giới giữa vật lý, kỹ thuật số và sinh học".

Theo ông Klaus Schwab, tốc độ đột phá của Cách mạng Công nghiệp 4.0 hiện "không có tiền lệ lịch sử". Khi so sánh với các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, 4.0 đang tiến triển theo một hàm số mũ chứ không phải là tốc độ tuyến tính. Hơn nữa, nó đang phá vỡ hầu hết ngành công nghiệp ở mọi quốc gia. Và chiều rộng và chiều sâu của những thay đổi này báo trước sự chuyển đổi của toàn bộ hệ thống sản xuất, quản lý và quản trị.

Cách mạng Công nghiệp 4.0 sẽ diễn ra như thế nào?

Nối tiếp từ định nghĩa của Klaus Schwab, Cách mạng Công nghiệp 4.0 sẽ diễn ra trên 3 lĩnh vực chính gồm Công nghệ sinh học, Kỹ thuật số và Vật lý.

Những yếu tố cốt lõi của Kỹ thuật số trong CMCN 4.0 sẽ là: Trí tuệ nhân tạo (AI), Vạn vật kết nối - Internet of Things (IoT) và dữ liệu lớn (Big Data).



Trên lĩnh vực công nghệ sinh học, Cách mạng Công nghiệp 4.0 tập trung vào nghiên cứu để tạo ra những bước nhảy vọt trong Nông nghiệp, Thủy sản, Y dược, chế biến thực phẩm, bảo vệ môi trường, năng lượng tái tạo, hóa học và vật liệu.
Cuối cùng là lĩnh vực Vật lý với robot thế hệ mới, máy in 3D, xe tự lái, các vật liệu mới (graphene, skyrmions…) và công nghệ nano.

Hiện Cách mạng Công nghiệp 4.0 đang diễn ra tại các nước phát triển như Mỹ, châu Âu, một phần châu Á. Bên cạnh những cơ hội mới, cách mạng công nghiệp 4.0 cũng đặt ra cho nhân loại nhiều thách thức phải đối mặt.

Cơ hội đi kèm thách thức và rủi ro toàn cầu

Mặt trái của Cách mạng Công nghiệp 4.0 là nó có thể gây ra sự bất bình đẳng. Đặc biệt là có thể phá vỡ thị trường lao động. Khi tự động hóa thay thế lao động chân tay trong nền kinh tế, khi robot thay thế con người trong nhiều lĩnh vực, hàng triệu lao động trên thế giới có thể rơi vào cảnh thất nghiệp, nhất là những người làm trong lĩnh vực bảo hiểm, môi giới bất động sản, tư vấn tài chính, vận tải.



Báo cáo của Diễn đàn Kinh tế thế giới đã đặt ra vấn đề này theo các giai đoạn khác nhau. Giai đoạn đầu tiên sẽ là thách thức với những lao động văn phòng, trí thức, lao động kỹ thuật. Giai đoạn tiếp theo sẽ là lao động giá rẻ, có thể sẽ chậm hơn. Với sự chuyển động của cuộc cách mạng này, trong khoảng 15 năm tới thế giới sẽ có diện mạo mới, đòi hỏi các doanh nghiệp thay đổi.
Sau đó, những bất ổn về kinh tế nảy sinh từ Cách mạng Công nghiệp 4.0 sẽ dẫn đến những bất ổn về đời sống. Hệ luỵ của nó sẽ là những bất ổn về chính trị. Nếu chính phủ các nước không hiểu rõ và chuẩn bị đầy đủ cho làm sóng công nghiệp 4.0, nguy cơ xảy ra bất ổn trên toàn cầu là hoàn toàn có thể.

Bên cạnh đó, những thay đổi về cách thức giao tiếp trên Internet cũng đặt con người vào nhiều nguy hiểm về tài chính, sức khoẻ. Thông tin cá nhân nếu không được bảo vệ một cách an toàn sẽ dẫn đến những hệ luỵ khôn lường.
Cách mạng công nghiệp lần 4 mang đến cơ hội, và cũng đầy thách thức với nhân loại.

Phó thủ tướng Vũ Đức Đam nhận định Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 tạo ra nguy cơ mất lao động hàng loạt song sẽ mang tới nhiều ngành nghề mới, cơ hội mới.



"Lạc quan nhìn lại các cuộc cách mạng trong quá khứ, bao giờ cũng có những lao động, ngành nghề mất đi, nhưng cũng sẽ sản sinh ra lao động, ngành nghề mới", Phó thủ tướng Vũ Đức Đam phát biểu tại sự kiện Đối thoại chính sách cao cấp về phát triển nguồn nhân lực trong kỷ nguyên số sáng nay, trong khuôn khổ Hội nghị các quan chức cao cấp APEC lần thứ 2 (SOM 2) ở Hà Nội.

Phó thủ tướng cho rằng cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 và kỷ nguyên số không chỉ giúp tăng năng suất lao động, tăng trưởng kinh tế mà còn mở ra một chân trời kết nối giữa con người với con người.

"Quan trọng là nắm bắt được cơ hội. Không chỉ có ngành nghề mới, việc làm mới mà còn là phương thức cung cấp, tổ chức lao động mới", ông Vũ Đức Đam nhấn mạnh.



Công nghiệp 4.0 là xu hướng tự động hóa và trao đổi dữ liệu hiện tại trong công nghệ sản xuất. Nó bao gồm các hệ thống không gian mạng, mạng lưới vạn vật kết nối Internet và điện toán đám mây

Công nghiệp 4.0 tạo ra cái gọi là "nhà máy thông minh". Trong các nhà máy thông minh có cấu trúc kiểu mô-đun, các hệ thống vật lý trực tuyến giám sát các quy trình vật lý, tạo ra một bản sao ảo của thế giới vật lý và đưa ra các quyết định phân cấp. Qua Internet of Things, các hệ thống không gian mạng-vật lý truyền thông và hợp tác với nhau và với con người trong thời gian thực, và thông qua Internet of Services, cả các dịch vụ nội bộ và tổ chức giữa các bên tham gia chuỗi giá trị được cung cấp và sử dụng.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư

Được cho là đã bắt đầu từ vài năm gần đây, đại thể là cuộc cách mạng về sản xuất thông minh dựa trên các thành tựu đột phá trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, công nghệ nano,… với nền tảng là các đột phá của công nghệ số.

Khái niệm "công nghiệp 4.0" được đưa ra vào năm 2011 tại Hội chợ Hannover, giới thiệu các dự kiến của chương trình công nghiệp 4.0 của nước Đức, nhằm nâng cao nền công nghiệp cơ khí truyền thống của Đức. Không chỉ nước Đức với chương trình Công nghiệp 4.0, các nước phát triển trong vài năm qua đều có các chương trình chiến lược về sản xuất khi những tiến bộ của khoa học và công nghệ đang diễn ra rất nhanh.
-- Nước Mỹ có "Chiến lược quốc gia về sản xuất tiên tiến" cho ba thập kỷ tới.
-- Nước Pháp có "Bộ mặt mới của công nghiệp nước Pháp".
-- Hàn Quốc có "Chương trình tăng trưởng của Hàn Quốc trong tương lai".
-- Trung Quốc có "Sản xuất tại Trung Quốc năm 2025".
-- Nhật Bản có "Xã hội thông minh 5.0",… Nhiều người cũng cho rằng cái tên "cách mạng công nghiệp lần thứ tư” mới có tính chất dự báo và chưa xảy ra.

Trí tuệ Nhân tạo

Báo chí thường mô tả Công nghiệp 4.0 với các thành tựu của Trí tuệ Nhân tạo, với máy móc tự động và thông minh như ô-tô tự lái, in ấn 3 chiều, kết nối vạn vật (IoT), công nghệ sinh học và công nghệ nano,… Nhưng cốt lõi của những đột phá này là gì? Có hay không điểm chung của các đột phá đó?

Có thể nói rằng đó chính là đột phá của công nghệ số trong những năm vừa qua, tiếp nối thành quả của cuộc cách mạng số hoá đã diễn ra mấy chục năm qua từ khi có máy tính.

Sự ra đời của máy tính đã dẫn đến cuộc cách mạng số hoá, nhất là khi máy tính cá nhân và internet xuất hiện. Máy tính chỉ làm việc với hai con số '0' và '1'. Để tính toán trên máy tính ta cần biểu diễn được các thực thể bằng những con số '0' và '1' trên máy tính. Ta có thể hiểu biểu diễn này là 'phiên bản số' của các thực thể. Có thể hình dung đơn giản 'phiên bản số' của một chiếc ô-tô là số liệu kỹ thuật chi tiết của các bộ phận của xe, hoặc có thể là số liệu về chuyển động của xe và các ảnh số thu được từ camera của xe khi xe chạy trên đường. Những 'phiên bản số' của một người có thể là những ý kiến của người này trên facebook, những số liệu đo được từ các thiết bị đeo trên người hay bệnh án điện tử của người này trong cơ sở dữ liệu ở bệnh viện. Gần đây, với tiến bộ và sử dụng các cảm biến (sensor) việc số hoá đã có những bước tiến lớn, góp phần vào hiện tượng dữ liệu lớn và thúc đẩy công nghệ số tiến bộ.



'Phiên bản số' của các thực thể cho phép ta nối chúng với nhau trên các hệ thống máy tính hoặc nối chúng vào internet, và tạo ra các không gian số tương ứng với thế giới thực thể của chúng ta. Những hệ thống kết nối các thực thể và 'phiên bản số' của chúng được gọi là các hệ kết nối không gian số-thực thể, tạm dịch theo nghĩa của từ cyber-physical systems.

Đây là một khái niệm cơ bản của Cách mạng công nghiệp 4.0, phản ánh mối liên hệ của sản xuất tiến hành trong thế giới các thực thể nhưng quá trình tính toán được làm trên không gian số và kết quả tính toán này được trả lại dùng cho sản xuất trong thế giới các thực thể. Đây là thay đổi cơ bản về phương thức sản xuất của con người, sản xuất được điều khiển và hỗ trợ quyết định từ không gian số.

Công nghệ số là công nghệ về các tài nguyên số, khởi đầu từ giữa thế kỷ trước, đã và đang thay đổi nhiều lĩnh vực. Có hai khía cạnh của công nghệ số, một là việc số hoá và hai là việc quản trị và xử lý các dữ liệu được số hoá. Thí dụ của số hoá trong các ngành nghề khác nhau như chụp ảnh đã chuyển từ ảnh phim qua ảnh số, từ máy ảnh cơ qua máy ảnh số; việc in ấn dựa vào ảnh số và chế bản điện tử cho chúng ta có sách báo như ngày nay; kỹ thuật truyền hình đã chuyển sang truyền hình số đẹp hơn rất nhiều; công nghệ truyền tin đã thay thế các tín hiệu tương tự bằng các tín hiệu số, truyền và nhận tín hiệu số trên những đường truyền hiệu năng cao,…

Công nghệ số có phần chung rất lớn với công nghệ thông tin, đó là phần quản trị và xử lý dữ liệu được số hoá. Trải qua các làn sóng của công nghệ số, những đột phá trong thời gian gần đây như điện toán đám mây, thiết bị di động thông minh, trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn, IoT… đang tạo điều kiện cho sản xuất thông minh được thực hiện rộng rãi, mở đầu cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Trí tuệ nhân tạo là lĩnh vực nhằm làm cho máy tính không những biết tính toán mà còn có các khả năng của trí thông minh con người, tiêu biểu là các khả năng lập luận, hiểu ngôn ngữ và biết học tập. Trong lịch sử 60 năm phát triển của trí tuệ nhân tạo, ngành học máy (machine learning), nhằm làm cho máy có thể tự học để nâng cao năng lực hành động, là lĩnh vực sôi động nhất của trí tuệ nhân tạo trong hai thập kỷ qua.



Có thể định nghĩa học máy là việc phân tích các tập dữ liệu ngày càng lớn và phức tạp để đưa ra các quyết định hành động. Thí dụ đó là các quyết định khi chương trình AlphaGo của Google đánh thắng nhà vô địch cờ Vây, là quyết định trong các phần mềm dịch từ ngôn ngữ này qua ngôn ngữ khác hay các phần mềm nhận biết tiếng nói con người, là các quyết định chẩn đoán bệnh của hệ Watson của hãng IBM… Gần đây, với sự bùng nổ của dữ liệu, kết quả của việc số hoá và kết nối internet khắp nơi, khoa học dữ liệu-với trung tâmlà phân tích dữ liệu dựa vào học máy và thống kê-đang trở thành nền tảng của cách mạng 4.0.

Rất nhiều đột phá trong công nghệ sinh học và công nghệ nano những năm qua, và các công nghệ này cũng liên quan rất nhiều đến công nghệ số. Gần đây việc số hoá trong sinh học phân tử đã trở nên dễ dàng với giá rẻ hơn rất nhiều (một hệ gene có thể được số hoá trong vài giờ đồng hồ với chi phí ít hơn 1.000 USD). Lĩnh vực tin-sinh học - dựa vào các phương pháp của học máy để phân tích nguồn dữ liệu sinh học khổng lồ nhằm khám phá các hiểu biết về sự sống - đang góp phần vào những tiến bộ của công nghệ sinh học, mở ra nhiều triển vọng cho y học và nông nghiệp. Công nghệ nano cũng có những bước tiến hứa hẹn dựa vào công nghệ số. Gần đây nước Mỹ khởi đầu chương trình nghiên cứu lớn về vật liệu tính toán, nhằm dùng các kỹ thuật của học máy để rút ngắn giai đoạn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm khi chế tạo các vật liệu mới. Một chương trình tương tự ở Nhật cũng đã bắt đầu từ ba năm qua.

Những ứng dụng tiến bộ thường được nói đến trong Công nghiệp 4.0 như ô-tô tự lái, in 3D hay robot thông minh đều dựa vào công nghệ số. Chẳng hạn khi một chiếc ô-tô tự lái chạy trên đường, rất nhiều phương pháp học máy được sử dụng để xác định đường đi của ô-tô, các thực thể chuyển động quanh và tương tác với ô-tô, và phân tích để đưa ra quyết định chuyển động.

Chúng ta đang đứng tại 1 trong 4 cột mốc quan trọng của nhân loại

Lịch sử đã ghi nhận 3 cuộc cách mạng công nghiệp chính thức, làm thay đổi toàn bộ nền sản xuất và các điều kiện kinh tế - xã hội của thế giới. Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất được đánh dấu bằng sự ra đời của máy hơi nước. Cuộc cách mạng thứ 2 là sự xuất hiện của điện năng, và lần thứ 3 là sự bùng nổ của tin học và tự động hóa. Vậy cách mạng lần thứ 4 được dự đoán sẽ là gì, và còn bao lâu nữa thì thực sự xảy đến?



Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã bắt đầu được nhắc đến trong vài năm trở lại đây, với tên thường gọi là Cách mạng 4.0 hay Industry 4.0. Cụm từ này bắt nguồn tại Đức đầu thế kỉ 21, là xu hướng tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất. Nó bao gồm các hệ thống không gian mạng, Internet vạn vật và điện toán đám mây. Qua đó, người ta tạo ra những nhà máy thông minh với hệ thống máy móc tự kết nối với nhau, tự tổ chức và quản lí. Đây còn được gọi là cuộc cách mạng số, vì chúng ta sẽ được chứng kiến công cuộc “số hóa” thế giới thực thành thế giới ảo. Đến một lúc nào đó, lằn ranh giữa hai thế giới này sẽ bị xóa mờ.Nhiều ý kiến cho rằng cuộc cách mạng này chỉ là dự đoán. Nhưng với những sự ra đời liên tiếp của những robot tự động, xe hơi tự lái, mạng xã hội… ta có thể nhận thấy kỉ nguyên 4.0 đang đến rất gần.

4.0 sẽ thay đổi cuộc sống của chúng ta như thế nào?

Robot thông minh ngày càng phát triển và đang dần thay thế con người.
Chưa bao giờ con người một lúc đứng giữa những cơ hội và thách thức lớn đến vậy. Tác động rõ rệt nhất của cách mạng 4.0 là sự xuất hiện của robot có trí tuệ nhân tạo, với những tính năng có thể thay thế con người, thậm chí còn tối ưu hơn như khả năng tính toán, phân tích, ghi nhớ, cùng sức lao động bền bỉ, năng suất cao.

Như vậy, trong một thị trường việc làm vốn đã rất gay gắt bởi những cuộc cạnh tranh giữa người với người, bây giờ người ta còn phải cạnh tranh thêm với cả robot. Có thể hình dung, cách mạng 4.0 sẽ tiến tới loại bỏ những công việc phổ thông hoặc mang tính chất lặp đi lặp lại, thay thế toàn bộ bằng máy móc. Nhưng đồng thời, nhu cầu về nguồn lao động có tay nghề cao, tư duy sáng tạo, thực hiện những công việc phức tạp, làm chủ máy móc lại tăng lên.



Cuộc cách mạng công nghiệp này sẽ tác động trực tiếp tới nguồn lao động trong vài năm tới – chính là những sinh viên đang học tập hôm nay. Chúng ta sẽ chiến thắng và làm chủ robot, hay thất bại và bị chúng đào thải, phụ thuộc vào sự chuẩn bị từ lúc này.

Muốn nắm bắt vận mệnh của mình, hãy thay đổi ngay từ bây giờ

Như bất kì một cuộc cách mạng nào khác, Industry 4.0 mang lại những cơ hội khổng lồ nếu biết tận dụng và đồng thời là thách thức bị tụt hậu và loại bỏ.

Giờ đây, kiến thức là vô biên, việc học không có điểm dừng. Lao động nghề, lao động trình độ thấp phải không ngừng trau dồi để nâng cao tay nghề, làm sao để năng suất tối ưu hơn những dây chuyền sản xuất tự động. Lao động trình độ cao, bác sĩ, kĩ sư, giáo viên… cũng phải không ngừng học hỏi, không ngừng cầu tiến, vì sự phát triển của máy móc đang theo rất sát đằng sau.

Tư duy lỗi thời, tương lai tụt hậu

Theo các chuyên gia trong ngành giáo dục, trong thời đại mới, sẽ không còn ai quan tâm đến một tấm bằng hình thức, đến nguồn gốc xuất thân hay những mối quan hệ. Trong tương lai, cơ hội dành cho tất cả mọi người là như nhau. Ai có thực lực, tạo ra nhiều giá trị cho xã hội hơn, người đó thắng. Nếu cứ giữ lối tư duy ỷ lại, sinh viên xem như tự đoán trước kết cục cho mình.

Môi trường cạnh tranh gay gắt không có chỗ cho những tư duy cũ kĩ. Đợi chờ không còn là hạnh phúc

Trong 10, 20 năm tới đây, con người sẽ làm những công việc mà bây giờ họ thậm chí còn chưa biết chúng là gì. Nếu bạn còn ngồi trên ghế giảng đường, phụ thuộc hoàn toàn vào những cuốn giáo trình được soạn cách đây hàng thập kỉ, bạn sẽ là ai khi bước ra thế giới đang không ngừng biến đổi ngoài kia? Thế giới năng động, con người càng phải năng động hơn. Phải chủ động học hỏi không ngừng, đón đầu xu hướng, thậm chí sáng tạo ra xu hướng thay vì chờ đợi kiến thức được “rót” vào mình một cách thụ động.



Không một giáo trình, tài liệu nào cập nhật kịp thời vô vàn những xu hướng phát triển mới bên ngoài.

Bạn đã sẵn sàng trở thành một công dân toàn cầu?

Cách tốt nhất để không bị thế giới bỏ lại phía sau chính là hòa nhập vào cái thế giới đó. “Công dân toàn cầu” đang là từ khóa đi đôi với “Cách mạng 4.0”. Bạn không thể là một công dân toàn cầu nếu không giỏi ngoại ngữ. Bạn cũng không thể nghĩ đến chuyện làm chủ máy móc hay kết nối, hội nhập được với thế giới nếu còn mù mờ về công nghệ thông tin. Bạn phải hiểu bản thân mình muốn gì, làm được gì và nên làm gì, không ngừng so sánh và cạnh tranh.

Hãy là một phần của thế giới để không bị tụt hậu.

Cả thế giới đang có những sự chuẩn bị ráo riết để bước vào một kỉ nguyên mới. Là những công dân trẻ và nguồn lao động tương lai, đừng để mình đứng ngoài làn sóng với những cơ hội ngàn vàng – làn sóng mang tên 4.0.

* Nguồn bài viết: được sưu tầm trên các Báo điện tử trong nước
* Nguồn hình ảnh: được sưu tầm trên các Báo điện tử trong nước và quốc tế