“Chúng ta đang tiến tới một cuộc cách mạng công nghệ, công nghiệp làm thay đổi cơ bản lối sống, phong cách làm việc và cách thức giao tiếp. Xét về phạm vi, mức độ và tính phức tạp, sự dịch chuyển này không giống với bất kỳ điều gì mà con người từng trải qua”. Đó là khẳng định của GS. Klaus Schwab, người Đức, Chủ tịch Diễn đàn Kinh tế Thế giới Davos, người đã đưa ra khái niệm Cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) lần thứ 4 và đó cũng là chủ đề chính của diễn đàn kinh tế lớn nhất thế giới năm 2016. Diễn đàn kinh tế thế giới năm 2016 – Diễn đàn Davos mùa Hè lần thứ 10 đã được khai mạc ngày 27/6/2016 tại Thiên Tân, Trung Quốc.có chủ đề “Cuộc CMCN lần thứ 4 và những tác động” có sự tham dự của khoảng 1.700 chính trị gia, doanh nhân, học giả và đại diện truyền thông đến từ hơn 90 quốc gia và khu vực.Vậy thực chất cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ 4 là gì? Những tác động của nó và chính sách của các nước như thế nào trước cuộc cách mạng này? Những hàm ý chính sách nào cho Việt Nam? Những thông tin dưới đây có thể phần nào giải đáp được những câu hỏi này.
Trong khoa học, cũng giống như trong kinh tế, nếu xem xét khái niệm ”Khuôn mẫu” (Paradigm) của Thomas Kun ở bình diện trình độ của lực lượng sản xuất theo các tiêu chí như ”công cụ, tư liệu, phương tiện, vật liệu, năng lượng và động lực… ), thì việc ra đời một Khuôn mẫu mới trong lĩnh vực này cũng có thể đồng nghĩa với sự xuất hiện một Thời đại kinh tế mới. C.Mác đã nhận xét: ”Những thời đại kinh tế khác nhau không phải ở chỗ chúng sản xuất ra cái gì, mà là ở chỗ chúng sản xuất bằng cách nào với những tư liệu lao động nào. Các tư liệu lao động không những là các thước đo sự phát triển lao động của con người, mà còn là một chỉ tiêu của những quan hệ xã hội, trong đó lao động được tiến hành. Trong bản thân các tư liệu lao động, thì những tư liệu lao động cơ khí lại cấu thành những dấu hiệu đặc trưng tiêu biểu cho một thời đại sản xuất xã hội nhất định”.
Bởi vậy, có thể nói, những dấu hiệu đó đặc trưng cho những giai đoạn phản ánh sự khác biệt căn bản giữa các cuộc cách mạng công nghiệp. “Cuộc cách mạng” ở đây dùng để chỉ một sự thay đổi mang tính đột biến và triệt để. Nhiều cuộc cách mạng đã diễn ra trong suốt lịch sử thế giới khi các công nghệ mới và phương pháp nhận thức thế giới mới để tạo ra một sự thay đổi sâu sắc trong các hệ thống kinh tế và kết cấu xã hội.
Các cuộc CMCN trong lịch sử: (1) Cơ giới hóa, năng lượng nước, năng lượng hơi nước. (2) Động cơ điện và dây chuyền sản xuất hàng loạt. (3) Máy tính và tự động hóa. (4) Các hệ thống liên kết thực – ảo.
- Các giai đoạn phát triển của các cuộc cách mạng công nghiệp
Cuộc CMCN lần thứ Nhất từ khoảng năm 1784 sử dụng năng lượng nước và hơi nước để cơ giới hoá sản xuất. Cuộc CMCN lần thứ Nhất được bắt đầu bằng việc xây dựng các tuyến đường sắt và phát minh ra động cơ hơi nước. Cuộc CMCN đầu tiên đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lịch sử nhân loại – kỷ nguyên sản xuất cơ khí. Nó khiến lực lượng sản xuất được thúc đẩy phát triển mạnh mẽ, tạo nên tình thế phát triển vượt bậc của nền công nghiệp và nền kinh tế. Đây là giai đoạn quá độ từ nền sản xuất nông nghiệp sang nền sản xuất cơ khí trên cơ sở khoa học. Tiền đề kinh tế chính của bước quá độ này là sự chiến thắng của các quan hệ sản xuất tư bản chủ nghĩa, còn tiền đề khoa học là việc tạo ra nền khoa học mới, có tính thực nghiệm nhờ cuộc cách mạng trong khoa học vào thế kỷ XVII.
Cuộc CMCN lần thứ 2 từ khoảng năm 1870 đến khi Thế Chiến I nổ ra, sử dụng năng lượng điện để tạo nên nền sản xuất quy mô lớn. Cuộc CMCN lần thứ Hai diễn ra khi có sự phát triển của ngành điện, vận tải, hóa học, sản xuất thép, và (đặc biệt) là sản xuất và tiêu dùng hàng loạt. Yếu tố quyết định của cuộc cách mạng này là chuyển sang sản xuất trên cơ sở điện – cơ khí và sang giai đoạn tự động hoá cục bộ trong sản xuất, tạo ra các ngành mới trên cơ sở khoa học thuần tuý, biến khoa học thành một ngành lao động đặc biệt. Cuộc cách này đã mở ra kỷ nguyên sản xuất hàng loạt, được thúc đẩy bởi sự ra đời của điện và dây chuyền lắp ráp. Công nghiệp hóa thậm chí còn lan rộng hơn tới Nhật Bản sau thời Minh Trị Duy Tân, và thâm nhập sâu vào nước Nga, nước đã phát triển bùng nổ vào đầu Thế Chiến I. Về tư tưởng kinh tế – xã hội, cuộc cách mạng này tạo ra những tiền đề thắng lợi của chủ nghĩa xã hội ở quy mô thế giới.
Cuộc CMCN lần thứ 3 xuất hiện vào khoảng từ 1969, với sự ra đời và lan tỏa của công nghệ thông tin (CNTT), sử dụng điện tử và công nghệ thông tin để tự động hoá sản xuất. Cuộc cách mạng này thường được gọi là cuộc cách mạng máy tính hay cách mạng số bởi vì nó được xúc tác bởi sự phát triển của chất bán dẫn, siêu máy tính, máy tính cá nhân (thập niên 1970 và 1980) và Internet (thập niên 1990).
Cuộc CMCN lần thứ 3 được thúc đẩy nhờ Cách mạng KH&CN hiện đại. So với các cuộc CMCN lần thứ Nhất và lần thứ 2 trước đây chỉ thay thế một phần chức năng lao động chân tay của con người bằng máy móc cơ khí, hoặc tự động hoá một phần, hay tự động hoá cục bộ, thì khác biệt cơ bản nhất của cuộc Cách mạng KH&CN hiện đại là sự thay thế phần lớn và hầu hết chức năng của con người (cả lao động chân tay lẫn trí óc) bằng các thiết bị máy móc tự động hoá hoàn toàn trong quá trình sản xuất nhất định.
Thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực của nền sản xuất xã hội, CMCN lần thứ 3 đã bảo đảm cho lực lượng sản xuất phát triển nhanh chóng theo hai hướng chủ yếu: 1) Thay đổi chức năng và vị trí của con người trong sản xuất trên cơ sở dịch chuyển từ nền tảng điện – cơ khí sang nền tảng cơ – điện tử và cơ – vi điện tử, 2)Chuyển sang sản xuất trên cơ sở các ngành công nghệ cao – như công nghệ thông tin, công nghệ nano, công nghệ vật liệu, công nghệ sinh học, công nghệ năng lượng mới, công nghệ Vũ trụ… có tính thân thiện với môi trường.
Nếu các cuộc CMCN trước đây góp phần tiết kiệm lao động sống thì cuộc CMCN lần thứ 3 đã tạo điều kiện tiết kiện các tài nguyên thiên nhiên và các nguồn lực xã hội, cho phép chi phí tương đối ít hơn các phương tiện sản xuất để tạo ra cùng một khối lượng hàng hoá tiêu dùng. Kết quả, đã kéo theo sự thay đổi cơ cấu của nền sản xuất xã hội cũng như những mối tương quan giữa các khu vực I (nông – lâm – thủy sản), II (công nghiệp và xây dựng) và III (dịch vụ) của nền sản xuất xã hội. Làm thay đổi tận gốc các lực lượng sản xuất, cuộc Cách mạng KH&CN hiện đại đã tác động tới mọi lĩnh vực đời sống xã hội loài người, nhất là ở các nước tư bản chủ nghĩa phát triển vì đây chính là nơi phát sinh của cuộc cách mạng này.
Tới ngày nay, Cuộc CMCN lần thứ 4 đang được hình thành trên nền tảng của CMCN lần thứ 3, đó là cuộc cách mạng số, đã bắt đầu xuất hiện từ giữa thế kỷ trước. Cuộc cách mạng này có đặc trưng là sự kết hợp các công nghệ giúp xóa nhòa ranh giới giữa các lĩnh vực vật lý, số hóa và sinh học.
Chúng ta đang ở giai đoạn đầu của Cuộc CMCN lần thứ 4, đã bắt đầu vào thời điểm chuyển giao sang thế kỷ này và được xây dựng dựa trên cuộc cách mạng số, đặc trưng bởi Internet ngày càng phổ biến và di động, bởi các cảm biến nhỏ và mạnh hơn với giá thành rẻ hơn, bởi trí tuệ nhân tạo. Các công nghệ số với phần cứng máy tính, phần mềm và hệ thống mạng đang trở nên ngày càng phức tạp hơn, được tích hợp nhiều hơn và vì vậy đang làm biến đổi xã hội và nền kinh tế toàn cầu.
Một số chuyên gia gọi đây là CMCN thế hệ 4.0. Đó là xu hướng kết hợp giữa các hệ thống thực và ảo, Internet kết nối vạn vật (IoT) và các hệ thống kết nối Internet (IoS). Nói một cách ngắn gọn thì viễn cảnh các nhà máy thông minh trong đó các máy móc được kết nối Internet và liên kết với nhau qua một hệ thống có thể tự hình dung toàn bộ quy trình sản xuất rồi đưa ra quyết định có vẻ sẽ không còn xa xôi nữa. Và đây chính là lúc công việc của chúng ta trong tương lai sẽ thay đổi. GS Klaus Schwab, sáng lập viên kiêm Chủ tịch Diễn đàn kinh tế thế giới, đã cho ra mắt cuốn sách “Cuộc CMCN lần thứ 4” trong đó ông mô tả những điểm khác biệt của cuộc cách mạng này so với ba cuộc cách mạng hầu hết dựa trên những tiến bộ công nghệ trước đó.
Cuộc CMCN lần thứ 4 không chỉ là về các máy móc, hệ thống thông minh và được kết nối, mà còn có phạm vi rộng lớn hơn nhiều. Đồng thời là các làn sóng của những đột phá xa hơn trong các lĩnh vực khác nhau từ mã hóa chuỗi gen cho tới công nghệ nano, từ các năng lượng tái tạo tới tính toán lượng tử. Cuộc CMCN lần thứ 4 là sự dung hợp của các công nghệ này và sự tương tác của chúng trên các lĩnh vực vật lý, số và sinh học, làm cho Cuộc CMCN lần thứ tư về cơ bản khác với các cuộc cách mạng trước đó.
Trong cuộc cách mạng này, các công nghệ mới nổi và sự đổi mới trên diện rộng được khuếch tán nhanh hơn và rộng rãi hơn so với những lần trước. Cuộc CMCN lần thứ hai chưa đến được với 17% dân số của thế giới, tức ước tính khoảng gần 1,3 tỷ người vẫn chưa tiếp cận với điện. Cuộc CMCN lần thứ ba vẫn chưa đến được với hơn nửa dân số thế giới, 4 tỷ người, phần lớn đang sống trong các nước đang phát triển, thiếu tiếp cận Internet.
- KHÁI QUÁT VỀ CMCN LẦN THỨ 4 – CÔNG NGHIỆP 4.0
Ngày 20/01/2016, Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) lần thứ 46 đã chính thức khai mạc tại thành phố Davos-Klosters của Thụy Sĩ, với chủ đề “Cuộc CMCN lần thứ 4”, thu hút sự tham dự của 40 nguyên thủ quốc gia và hơn 2.500 quan khách từ hơn 100 quốc gia, trong đó có Phó tổng thống Mỹ Joe Biden, Thủ tướng Anh David Cameron, Bill Gates, CEO của Microsoft Satya Nadella, Chủ tịch của Alibaba Jack Ma,… Khái niệm Cuộc CMCN lần thứ 4 hay Công nghiệp 4.0 đã được làm rõ tại diễn đàn này.
Theo GS. Klaus Schwab, Chủ tịch Diễn đàn Kinh tế Thế giới, Industry 4.0 (tiếng Đức là Industrie 4.0) hay Cuộc CMCN lần thứ 4, là một thuật ngữ bao gồm một loạt các công nghệ tự động hóa hiện đại, trao đổi dữ liệu và chế tạo. Cuộc CMCN lần thứ 4 được định nghĩa là “một cụm thuật ngữ cho các công nghệ và khái niệm của tổ chức trong chuỗi giá trị” đi cùng với các hệ thống vật lý trong không gian ảo, Internet kết nối vạn vật (IoT) và Internet của các dịch vụ (IoS).
Bản chất của CMCN lần thứ 4 là dựa trên nền tảng công nghệ số và tích hợp tất cả các công nghệ thông minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất; nhấn mạnh những công nghệ đang và sẽ có tác động lớn nhất là công nghệ in 3D, công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu mới, công nghệ tự động hóa, người máy,…
Thuật ngữ “Industrie 4.0” bắt nguồn từ một dự án trong Chiến lược công nghệ cao của Chính phủ Đức, trong đó khuyến khích việc tin học hoá sản xuất. Thuật ngữ này được sử dụng lần đầu vào năm 2011 tại Hội chợ Hannover – Hội chợ hàng đầu thế giới về công nghệ và công nghiệp, là sự kiện lớn nhất và quan trọng nhất của ngành, được tổ chức thường niên bởi Deutsche Messe AG (CHLB Đức). Khái niệm này lần đầu tiên được đề cập trong bản Kế hoạch hành động chiến lược công nghệ cao được Chính phủ Đức thông qua vào năm 2012. Trong tháng 10/2012, Nhóm công tác của Đức về Công nghiệp 4.0 dưới sự chủ trì của Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH) và Henning Kagermann (Acatech) đã trình bày một tập hợp các nguyên tắc Công nghiệp 4.0 đề xuất thực hiện đối với Chính phủ Đức. Ngày 08/4/2013 tại Hội chợ Hannover, báo cáo cuối cùng của Nhóm công tác Công nghiệp 4.0 đã được trình bày. Đó là tên gọi làn sóng thay đổi sản xuất đang diễn ra tại Đức. Ở một số nước khác, nó được gọi là “công nghiệp IP”, “sản xuất thông minh” hay “sản xuất số”. Dù tên gọi có khác biệt, nhưng ý tưởng là một: sản xuất tương lai mang thế giới ảo (mạng) và thực (máy móc) xích lại gần nhau.
Cuộc CMCN thứ 4 hay Công nghiệp 4.0, là xu hướng hiện tại của tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất. Nó bao gồm các hệ thống mạng vật lý, mạng Internet kết nối vạn vật và điện toán đám mây.
Đặc trưng của Công nghiệp 4.0 là các hệ thống sản xuất thực – ảo (Cyber-Physical Systems – CPS) lần đầu tiên được TS. Jame Truchat, Giám đốc điều hành của National Instruments, giới thiệu vào năm 2006. Trong đó, các “sản phẩm thông minh” gắn đầy cảm biến báo cho máy móc biết chúng cần được xử lý như thế nào; các quy trình sẽ có quyền tự trị trong một hệ thống mô-đun phân cấp. Các thiết bị nhúng thông minh làm việc với nhau qua mạng không dây hoặc thông qua “đám mây”.
Công nghiệp 4.0 tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo ra các “nhà máy thông minh” hay “nhà máy số”. Trong các nhà máy thông minh này, các hệ thống vật lý không gian ảo sẽ giám sát các quá trình vật lý, tạo ra một bản sao ảo của thế giới vật lý. Với IoT, các hệ thống vật lý không gian ảo này tương tác với nhau và với con người theo thời gian thực, và thông qua IoS thì người dùng sẽ được tham gia vào chuỗi giá trị thông qua việc sử dụng các dịch vụ này.
Các liên kết mạng trong nhà máy thông minh của nền Công nghiệp 4.0
Nhà máy số/nhà máy thông minh: Từ lý thuyết đến thực tiễn
Kể từ khi Siemens cho ra mắt hình mẫu Nhà máy Điện tử Amberg Siemens được số hóa hoàn toàn tại Đức và tháng 9/2013, năm 2014 họ đã khánh thành thêm Nhà máy Sản xuất Điện tử Siemens Thành Đô (SEWC) tại Trung Quốc, thì có thể nói rằng Nhà máy số đã là hiện thực.
Nhà máy Điện tử Amberg Siemens (tên viết tắt tiếng Đức là EWA) được thành lập năm 1989. Nhà máy là nơi sản xuất chuỗi các sản phẩm trong đó có Bộ điều khiển logic khả trình Simatic (Siemens PLCs). Nhà máy được áp dụng kỹ thuật số hoàn toàn nhờ các thiết bị máy móc điều khiển và các dây chuyển sản xuất tự động thông minh, do vậy tiết kiệm được không chỉ thời gian tiền bạc mà còn tăng được chất lượng sản phẩm. Mặc dù diện tích sản xuất không đổi (10.000m²) và số lao động hầu như không đổi, nhưng nhà máy đã tăng sản lượng gấp 8 lần.
Ngày 23/02/2015, Thủ tướng Đức Angela Merkel đã đến thăm EWA. Bà đã chứng kiến quá trình giao tiếp tự động giữa máy với máy, nơi thế giới ảo và thế giới thực được kết nối với nhau qua IT để tích hợp vào quá trình sản xuất, để tự động hóa hoàn toàn quá trình sản xuất tạo ra sản phẩm.
Một minh chứng thứ 2 cho thành công về nhà máy số/nhà máy thông minh là Nhà máy Điện tử Siemens (SEWC) ở Thành Đô (Trung Quốc). Đây là Nhà máy số hóa hoàn toàn đầu tiên ở nước ngoài do Siemens xây dựng khẳng định Siemens đã sẵn sàng cho cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0.
Nhờ phát minh và sử dụng linh hoạt động cơ hơi nước, Anh Quốc đã biến mình trở thành “công xưởng của thế giới”, đi đầu trong cuộc CMCN lần thứ nhất. Sau đó, phương thức sản xuất hàng loạt mà tiêu biểu là Ford ra đời đã đưa nước Mỹ vượt lên ngôi đầu trong cuộc cách mạng lần 2. Đến cuối thế kỷ 20 – thời kỳ được mệnh danh “thần kỳ Nhật Bản”, thời kỳ này chứng kiến bước nhảy vọt của các doanh nghiệp ô tô và điện máy nhờ xây dựng sản phẩm chất lượng cao “Made in Japan”. Hiện nay, với quyết tâm thực hiện chiến lược Industry 4.0 cho nền sản xuất, nước Đức có thể sẽ ghi tên mình vào lịch sử công nghiệp thế giới lần thứ 4.
NASATI