4.0 đã và đang bùng nổ trên khắp thế giới, đã đến lúc chúng ta có cái nhìn cởi mở hơn về làn sóng ẩn chứa những công nghệ bùng nổ thời đại mới. Nếu là một doanh nghiệp, việc áp dụng 4.0 sẽ mang đến lợi ích gì? Hãy nghe các chiến lược gia người Đức, hiện là đối tác của PwC – một trong bốn công ty kiểm toán hàng đầu thế giới: Tiến sĩ Reinhard Geissbauer; Stefan Schrauf  và Jesper Vedsø “đàm đạo”:

——–

Cách mạng công nghiệp là những sự kiện trọng đại. Theo ước tính, hiện chỉ có ba cuộc. Đầu tiên là sự phát triển của động cơ hơi nước và máy dệt kim vào những năm 1700. Sự ra đời của điện và sản xuất hàng loạt khởi mào cho cách mạng lần hai đầu thế kỷ 20. Máy tính đánh dấu lần ba ngay sau Thế chiến 2.

Có thể hơi sớm để xác định cách mạng công nghiệp lần thứ tư với công nghệ kết nối điện tử. Nhưng theo Henning Kagermann, chủ tịch Viện khoa học và công nghệ Đức thì năm 2011 chính ông đã sử dụng thuật ngữ Công nghiệp 4.0 để mô tả một dự án công nghiệp do nhà nước tài trợ.

Nếu ta nhìn vào tốc độ điện số hóa trong công nghiệp hiện nay, cái tên trên không hề phóng đại. Nó là một tín hiệu của sự thay đổi nhanh chóng đang thay đổi rất nhiều công ty khiến nhiều người ngạc nhiên.

Công nghiệp 4.0: Khi Ảo – Thật tích hợp nhau

Thuật ngữ Công nghiệp 4.0 chỉ đến sự kết hợp của nhiều phát minh chính trong công nghệ điện tử số, tất cả đã chín muồi và sẵn sàng thay đổi lĩnh vực năng lượng và sản xuất.

Những công nghệ này bao gồm: Người máy tân tiến và trí tuệ nhân tạo; cảm biến phức tạp; điện toán đám mây; vạn vật kết nối; thu thập và xử lý dữ liệu; sản xuất số (bao gồm in 3D); phần mềm dịch vụ và mô hình kinh doanh mới; điện thoại thông minh và thiết bị di động; nền tảng sử dụng thuật toán để điều khiển máy móc; và sự phối hợp các thành phần này trong một chuỗi giá trị toàn cầu, được chia sẻ bởi nhiều công ty từ nhiều quốc gia.

Những công nghệ này thường được nghiên cứu tách biệt, nhưng một khi chúng kết hợp với nhau sẽ là tích hợp cả thế giới ảo và thực. Sự thay đổi này cho phép tạo ra những hoạt động toàn cầu một cách mạnh mẽ: Mang đến tốc độ và tính tương hỗ của phần mềm vào dây chuyền sản xuất máy móc quy mô lớn. 

Trong thời đại Công nghiệp 4.0, thiết kế sản phẩm và phát triển sẽ diễn ra đồng thời trong các phòng thí nghiệm và tối ưu hóa mô hình sản xuất số. Sản phẩm chỉ thành hình sau khi hầu hết các vấn đề kỹ thuật và thiết kế được giải quyết. Mạng lưới máy móc trở thành các hệ thống linh hoạt, nhanh chóng đáp ứng không chỉ với mệnh lệnh từ con người mà còn của chính chúng.

Kiến trúc công nghệ này mới chỉ ở giai đoạn đầu của phát triển nhưng nó đã thay đổi nền sản xuất. Những công ty tiếp cận 4.0 đang bắt đầu đánh dấu tất cả sản phẩm của họ từ nguyên liệu đến khi hỏng, gửi đi bản cập nhật cho những sản phẩm phức tạp sau khi chúng được bán ra (giống như nâng cấp phần mềm).

Những công ty này đang tìm cách thay đổi phương pháp sản xuất: Tiếp tục sản xuất hàng loạt theo cách của thế kỷ 20 để tiết kiệm chi phí đồng thời tinh chỉnh sản phẩm cho phù hợp với khách hàng.

“Thế giới đang ở đỉnh của cách mạng 4.0” – Diễn đàn Kinh tế Thế giới

Phong trào Công nghiệp 4.0 bắt đầu tại Đức, và rất nhiều công ty tại đây đã có những khởi đầu mạnh mẽ. Theo tờ Economist, các công ty gồm có BASF, Bosch, Daimler, Deutsche Telekom, Klockner & Co, và Trumf.

Sự phát triển cũng bắt đầu tăng tốc tại các nước khác, như Mỹ, Nhật, Trung quốc, các nước Bắc âu và Anh. Những công ty tầm cỡ thế giới như Siemens và General Electric đã triển khai cách thức này.

Trong năm 2015, PwC phỏng vấn hơn 2000 doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp từ 26 quốc gia, bao gồm quốc phòng và không gian, xe hơi, hóa chất, điện tử, xây dựng, sản phẩm từ rừng, giấy và đóng gói, sản xuất công nghiệp, sắt thép, vận tải và hậu cần. Trong cuộc khảo sát 4.0 này, 1/3 phản hồi cho rằng công ty họ đã đạt mức tích hợp và điện số hóa cao, và 72% hy vọng sẽ đạt mức này vào năm 2020.

Sự vận động này phản ánh kỳ vọng về sự hoàn trả nhanh chóng trong kết quả kinh doanh. Phần lớn (86 %) người được khảo sát cho biết dựa trên kinh nghiệm của họ cho đến thời điểm này, họ mong muốn thấy cả sự cắt giảm chi phí và tăng thu nhập từ những nỗ lực số hóa tiên tiến. Gần một phần tư những cải tiến này, cả về tiết kiệm chi phí và doanh thu, sẽ vượt quá 20 phần trăm trong năm năm tới.

Tiết kiệm chi phí phần lớn là kết quả của hiệu quả cao hơn và hội nhập công nghệ. Công nghiệp 4.0 sẽ thay thế các hệ thống truyền thống, chẳng hạn như các hệ thống quản lý hoạt động và lập kế hoạch tài nguyên doanh nghiệp, bằng một khối đơn lẻ, rộng lớn ít tốn kém hơn. Vì những kinh nghiệm của người sử dụng trong các hệ thống hoạt động đã được cải thiện trong những năm gần đây, nhân viên có xu hướng hạnh phúc hơn và có năng suất lao động cao hơn nhờ Công nghiệp 4.0. 

Điều này làm giảm chi phí đào tạo, hỗ trợ, quay vòng nhân viên, và tăng tốc độ hoạt động. Phân tích tiên đoán, khi được sử dụng để hỗ trợ kiểm soát chất lượng trong thời gian thực và bảo trì, góp phần tiết kiệm bằng cách hỗ trợ hoạt động trơn tru và giảm sự cố.

Lợi nhuận thu được phần lớn là từ việc cung cấp các tính năng và sản phẩm kỹ thuật số mới, hoặc từ việc giới thiệu phân tích và các dịch vụ kỹ thuật số mới khác cho khách hàng.

Ngoài ra, tính sẵn có của dữ liệu theo thời gian thực cho phép các công ty cung cấp nhiều sản phẩm được cá nhân hóa hơn và các giải pháp tùy biến, thường tạo ra lợi nhuận cao hơn đáng kể so với các sản phẩm được sản xuất hàng loạt. Cơ hội là đủ khả quan khi khoảng 55 % số người trả lời khảo sát dự kiến mong chờ khoản đầu tư của họ có kết quả trong vòng hai năm, một thời gian ngắn khi xem xét số vốn cần thiết.

Ba khía cạnh của quá trình số hóa tạo thành trái tim tiếp cận Công nghiệp 4.0

– Số hóa toàn bộ hoạt động của công ty (1), tích hợp theo chiều dọc (bao gồm mọi chức năng và toàn bộ hệ thống phân cấp) và theo chiều ngang (liên kết các nhà cung cấp, đối tác, và các nhà phân phối trong chuỗi giá trị và trao đổi dữ liệu giữa chúng).

Một ví dụ là các hệ thống quản lý hàng tồn kho hàng đầu kết nối các nhà bán lẻ, trung tâm phân phối, nhà vận chuyển, nhà sản xuất và nhà cung cấp. Mỗi nơi sẽ nhận được dữ liệu minh bạch về mức cung cấp, địa điểm và đơn đặt hàng tự động, đồng thời khởi động việc duy trì và nâng cấp.

Điều này làm triệt tiêu sự thiếu hụt của chuỗi cung ứng và cho phép chuỗi này bù đắp cho sự gián đoạn đột ngột (như thiên tai) và dễ dàng kiểm tra các sản phẩm và dịch vụ mới ở các vị trí địa lý cụ thể.

Một ví dụ cao cấp hơn là thiết kế các đơn vị chế tạo linh hoạt, sử dụng robot có thể lập trình để thực hiện hầu hết các hoạt động. Đây là những ảo hóa của thế giới vật lý. Các sản phẩm mới và các dây chuyền lắp ráp hoàn toàn mới có thể được tạo mẫu trong phần mềm trước khi được đưa ra.

Gần như không tốn công để mô phỏng thiết kế nhà máy mới, kiểm tra lỗi và chỉ đầu tư vào máy móc thiết bị vật lý khi biết chắc nó sẽ hoạt động tốt. Những tiến bộ này làm cho việc đưa sản phẩm mới ra thị trường trở nên dễ dàng và ít tốn kém hơn, và thử nghiệm các sản phẩm mới dễ dàng và ít tốn kém hơn mà không cần triển khai đầy đủ.

– Việc thiết kế lại sản phẩm và dịch vụ (2) phải được nhúng với phần mềm được thiết kế tùy chỉnh, để chúng trở nên nhạy và tương tác, theo dõi hoạt động và kết quả của chúng cùng với hoạt động của các sản phẩm khác xung quanh chúng. Khi nắm bắt và phân tích, dữ liệu được tạo ra bởi các sản phẩm và dịch vụ này cho biết chúng hoạt động và được sử dụng như thế nào.

Ví dụ, thiết bị được sử dụng trong cảng vận chuyển hoặc trên công trường xây dựng hiện có thể phát hiện ra sự cố cơ khí sắp xảy ra và ngăn chặn nó. Các thế hệ tiếp theo của thiết bị này sẽ có thể so sánh hiệu quả của các máy khác nhau và đề xuất cách triển khai hiệu quả hơn.

Một ví dụ khác là phần mềm xe cơ giới đang phát triển để cho phép sửa xe ô tô, xe tải và các phương tiện khác thông qua việc nâng cấp phần mềm thay vì cơ khí.

Các sản phẩm công nghiệp tự theo dõi hoạt động sẽ cung cấp những hiểu biết sâu sắc về những người sử dụng chúng: hoạt động như thế nào, nơi họ gặp phải sự chậm trễ, và cách họ giải quyết vấn đề. Các nhà sản xuất có thể sử dụng dữ liệu này để phát triển các sản phẩm và dịch vụ mới có lợi nhuận.

Ví dụ, các nhà sản xuất máy in theo truyền thống thu được phần lớn doanh thu của họ từ bán và phục vụ báo chí. Khi các máy ép tạo ra dữ liệu sử dụng, các nhà sản xuất có thể trở thành người môi giới thời điểm in báo, biết khi nào các máy ép của khách hàng đang rảnh rỗi và thương lượng giá in cho phù hợp.

– Tương tác chặt chẽ với khách hàng (3), được kích hoạt bởi các quy trình, sản phẩm và dịch vụ mới này. Công nghiệp 4.0 làm cho chuỗi giá trị đáp ứng tốt hơn, cho phép các nhà sản xuất tiếp cận trực tiếp khách hàng cuối cùng và điều chỉnh mô hình kinh doanh một cách phù hợp.

Các sản phẩm đa dạng như động cơ máy bay và phần mềm đang ngày càng trở thành dịch vụ, thường là trên cơ sở thuê bao. Một trong nhiều ví dụ là Atlas Copco, một nhà sản xuất máy nén khí có trụ sở tại Nacka, Thụy Điển, đang từ bỏ dần việc bán thiết bị của mình trực tiếp, và thay vào đó, chỉ tính tiền máy nén khí được sử dụng. Các máy được cài đặt tại nhà máy của khách hàng có thể theo dõi dòng khí nén và điều chỉnh theo nhu cầu của khách hàng.

Công nghiệp 4.0 cũng cho phép các mô hình kinh doanh tận dụng lợi thế kinh tế của việc tùy biến khối lượng lớn, nơi mà mỗi sản phẩm được tạo ra như một khối. Hiện nay, chế tạo kỹ thuật số được sử dụng chủ yếu cho việc tạo mẫu. Nhưng khi nó trở nên phức tạp hơn, khi phần mềm và robot được tích hợp vào các loại dây chuyền lắp ráp mới, mức độ chuyên biệt cao sẽ trở thành bình thường.

Ví dụ, nhà sản xuất thiết bị gia dụng Haier đã đưa ra các máy giặt và tủ lạnh ở Trung Quốc để khách đặt hàng. Khách hàng chỉ định các tính năng họ muốn trên máy tính hoặc điện thoại, hoặc tại các quầy tại cửa hàng bán lẻ của Haier, và những thông số kỹ thuật được truyền trực tiếp đến dây chuyền lắp ráp.

Làm sao để áp dụng Công nghiệp 4.0 thành công?

Để áp dụng công nghiệp 4.0 thành công đòi hỏi những thay đổi lớn trong thực tiễn tổ chức và cấu trúc. Những thay đổi này bao gồm các kiến trúc CNTT và quản lý dữ liệu mới, các cách tiếp cận mới đối với việc tuân thủ luật lệ và thuế, các cấu trúc tổ chức mới, và quan trọng nhất là một nền văn hóa dựa trên điện số hóa mới, phải bao gồm phân tích dữ liệu như một năng lực cốt lõi của doanh nghiệp.

Để hiểu lý do tại sao phân tích lại quan trọng đối với Công nghiệp 4.0, hãy xem xét cuộc cách mạng gần nhất, chất lượng và cách tiếp cận sản xuất đã bắt đầu trong ngành công nghiệp ô tô Nhật Bản và lan truyền khắp thế giới. Các bài tập như “năm câu hỏi” và các phân tích thống kê dạy các kỹ sư sản xuất và những người trong dây chuyền lắp ráp theo dõi sự khác biệt trong nỗ lực của họ, tìm kiếm cơ hội để cải tiến và điều chỉnh theo luồng công việc.

Điều này dẫn đến mức độ chưa từng có về chất lượng và độ tin cậy. Công nghiệp 4.0 mang lại nhận thức giống như thế cho máy móc; nó làm cho chuỗi giá trị tự ý thức. Các máy móc có thể được lập trình, ví dụ, để phát hiện khi nào chúng đang lãng phí vật liệu, sử dụng dây chuyền cung cấp không hiệu quả, hay đi theo một cách khác.

Chúng có thể mang thông tin đó đến các nhà lãnh đạo công ty, giống như cách mà một điều hướng GPS có thể chuyển tiếp thông tin về tắc nghẽn giao thông để giúp lái xe thay đổi lộ trình trên đường.

Trong nghiên cứu của PwC về Công nghiệp 4.0, khó khăn được đề cập nhiều nhất trong việc xây dựng năng lực phân tích là thiếu những người có chuyên môn để tiến hành phân tích.

Những mối quan tâm nổi bật khác – chất lượng dữ liệu kém, thiếu khả năng truy cập vào dữ liệu đúng và thiếu hỗ trợ cấp cao – củng cố những gì từ lâu được biết đến: Việc thực hiện phân tích rất khó khăn. Các quy trình của Công nghiệp 4.0 cung cấp lượng dữ liệu khổng lồ về nhu cầu của khách hàng và hậu cần của chuỗi giá trị.

Nhưng nếu bạn không thể hiểu được dữ liệu đó và sử dụng nó để tăng hiệu quả, tiếp cận với đối tác của chuỗi cung ứng và phát triển các sản phẩm và dịch vụ mà khách hàng của bạn thực sự muốn, phần lớn nỗ lực đó là lãng phí.

Phân tích có thể mang lại thông tin chi tiết giúp bạn thay đổi thiết kế hoạt động của mình. Ví dụ: phân tích việc sử dụng máy móc trong ngày và theo mùa của khách hàng có thể giúp bạn cải tiến lịch sản xuất. Dữ liệu về tuyển dụng nhân viên có thể giúp bạn dự đoán sự thiếu hụt tài năng tiếp theo của bạn.

Dữ liệu sản xuất có thể làm sáng tỏ cơ hội để loại bỏ thời gian chết hoặc tăng tốc sản lượng. Phân tích cũng có thể giúp bạn cân bằng các sự đánh đổi: ví dụ dữ liệu có thể giúp một công ty dầu mỏ quyết định đặt một nhà máy lọc ra biển, mặc dù chi phí cao hơn, bởi vì nó sẽ mang lại thời gian hoạt động nhiều hơn và do đó có nhiều lợi nhuận hơn.

Phân tích cũng có thể giúp bạn đáp ứng những khát vọng dường như không thể nào thực hiện được trước đó.

Ví dụ, nhiều công ty đấu tranh để cải thiện dấu chân sinh thái của họ. Phân tích có thể xác định các vật liệu bị lãng phí và gợi ý các cách để thu hồi chúng hoặc sử dụng chúng làm đầu vào cho các quy trình công nghiệp khác. Phân tích cũng có thể cho thấy các thị trường mới, hoặc cơ hội để tăng trưởng trong các thị trường hiện tại, điều này trước đây chưa có.

Nguồn: ST