Quan điểm về công nghiệp 4 0 từ góc nhìn công nghệ

DTU Journal of Science and Technology 03(34) (2019) 28-33 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN Quan điểm công nghiệp 4.0 từ góc nhìn cơng nghệ: Đánh giá dựa định lượng ấn phẩm khoa học Industry 4.0 from technology adoption perspective: Evaluation based on bibliometrics Tôn Nguyễn Trọng Hiền Trong Hien Ton Nguyen (Ngày nhận bài: 27/05/2019, ngày phản biện xong: 04/06/2019, ngày chấp nhận đăng: 10/06/2019) Tóm tắt Mục tiêu viết làm rõ khái niệm, xác định ranh giới đặc điểm công nghiệp 4.0 Để đạt mục tiêu này, phương pháp nghiên cứu dựa phân tích ấn phẩm khoa học (Bibliometrics) áp dụng Một ưu việt phương pháp cho phép làm bật hướng nghiên cứu từ khóa quan trọng, giao thoa quan điểm tác giả khác Kết nghiên cứu cho thấy khơng chắn hiểu biết công cách mạng công nghiệp 4.0 Tuy nhiên, tin với công nghệ Hệ thống không gian mạng thực ảo (Cyber physical system), Internet vạn vật (Internet of Things), Dữ liệu vơ lớn (Big data), với Điện tốn đám mây (Cloud computing) tạo nên nhà máy thông minh 4.0 Từ khóa: Cơng nghiệp 4.0, nghiên cứu định lượng, phân tích ấn phẩm khoa học Abstract The objective of this article is to clarify the concept, define the boundaries and characteristics of industry 4.0 To achieve this goal, a research method based on Bibliometrics has been applied One of the advantages of this method is that it allows to highlight research directions and keywords, indicate the views of different authors The research results show that there is still an uncertain understanding of the industrial revolution 4.0 However, we believe that emerging technologies such as Cyber physical system, Internet of Things, Big data, together with Cloud computing will create a smart factory 4.0 Keywords: Industry 4.0, quantitative research, Bibliometrics Đặt vấn đề Các ngành công nghiệp xương sống kinh tế quốc gia, việc nắm bắt kịp thời thành cách mạng công nghiệp coi chìa khóa, hội để tạo bước phát triển mang tính đột phá cho kinh tế nước nhà Thế giới trải qua thay đổi lớn ngành sản xuất 100 năm qua Ba cách mạng công nghiệp xuất kết giới hóa, động đốt công nghệ thông Email: tonnguyentronghien@gmail.com tin, ngày bắt đầu cách mạng công nghiệp lần thứ tư, công nghiệp 4.0 Khái niệm cơng nghiệp 4.0 lần trình bày vào năm 2011 hội chợ công nghiệp hàng đầu giới Đức đề xuất phát triển khái niệm sách kinh tế Đức dựa chiến lược công nghệ cao, mang lại tồn cảnh cho ngành cơng nghiệp cách nhà sản xuất áp dụng công nghệ kỹ thuật số để tạo nhiều sản lượng với 29 mức đầu vào hoạt động sản xuất đảm bảo mặt chất lượng Phân tích sử dụng tính Google Trends cho thấy quan tâm lĩnh vực công nghiệp 4.0 trở thành chủ đề quan tâm tìm kiếm năm gần (Hình 1) Hình Xu hướng tìm kiếm “Cơng nghiệp 4.0” (Nguồn: Google Trends) Biểu đồ (Hình 1) cho thấy mối quan tâm ngày tăng nghiên cứu cơng nghiệp 4.0 Thực khơng có đáng ngạc nhiên, thuật ngữ cơng nghiệp 4.0 chủ yếu sử dụng khoa học phổ thông chưa xuất phổ biến ấn phẩm khoa học vào năm 2011và 2012 (Brettel et al., 2014) Sự quan tâm ngày tăng khẳng định việc tăng số lượng báo đề cập đến cách mạng công nghiệp lần thứ tư sau năm 2013, điều đáng ý là, số lượng báo xuất từ năm 2015 trở tăng mạnh Tuy có số lượng đáng kể ấn phẩm khoa học thảo luận cơng nghiệp 4.0, nhiên, khơng có định nghĩa chung thức (Brettel et al., 2014; Mrugalska and Wyrwicka, 2017) Bidet-Mayer trích dẫn Moeuf cơng (2018) nghĩ có 100 định nghĩa khác đề xuất công nghiệp 4.0 Do đó, khơng có định nghĩa chung cơng nghiệp 4.0 đương nhiên, khơng có đồng thuận cơng nghệ để bắt đầu chuyển đổi công nghiệp 4.0 Sự đa dạng định nghĩa phân loại sử dụng ấn phẩm khoa học khơng tương thích với Vì nghiên cứu nhằm tìm câu trả lời chất khái niệm cơng nghiệp 4.0 từ góc nhìn cơng nghệ thông qua phương pháp định lượng ấn phẩm khoa học Nghiên cứu hy vọng giúp doanh nghiệp tập trung ý vào thay đổi chủ yếu tính công nghệ công nghiệp 4.0 để chuyển đổi tiềm từ sản xuất truyền thống sang kỹ thuật số hóa sản xuất Dữ liệu & Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp nghiên cứu Bài viết sử dụng phương pháp phân tích dựa ấn phẩm khoa học (Bibliometrics) - phương pháp xem công cụ phân tích định lượng trực quan nhằm khám phá mối quan hệ báo khoa học (Suebsombut et al., 2017) Nguồn liệu xem yếu tố then chốt, để đảm bảo độ tin cậy, liệu tìm kiếm thu thập dựa tiêu chí sau: - Nguồn tìm kiếm: Cơ sở liệu Scopus, nguồn liệu uy tín nghiên cứu khoa học - Cú pháp tìm kiếm: “Industry 4.0 OR The Fourth Industrial Revolution” - Bộ lọc: Chỉ báo viết tiếng Anh giai đoạn 2015 đến ngày 09/05/2019 chọn Nghiên cứu bỏ qua đăng kỉ yếu, hội nghị, hay book chapter để đảm bảo tính khách quan độ tin cậy - Cơng cụ phân tích: ScienceScape, VOSviewer 2.2 Kết thu thập liệu Kết truy vấn sau thỏa mãn tiêu chí tìm kiếm cho thấy có tất 1,537 báo xuất tính đến thời điểm ngày 09/05/2019 Số báo khoa học xuất có chủ đề cơng 30 nghiệp 4.0 có xu hướng tăng mạnh Năm 2018 số xuất gấp 7,7 lần số báo xuất vào năm 2015 theo sở liệu Scopus (Hình 2) Hình Thống kê số báo khoa học chủ đề “Cơng nghiệp 4.0” (Nguồn: Scopus) Hình Phân bố lĩnh vực chuyên nghành tạp chí thảo luận “Cơng nghiệp 4.0” (Nguồn: Scopus) Kết tìm kiếm cho cho thấy công nghiệp 4.0 tập trung nghiên cứu lĩnh vực khoa học công nghệ quản trị kinh doanh Hơn nửa số kết tìm kiếm (50,8%) thuộc lĩnh vực kỹ thuật khoa học máy tính Lĩnh vực kinh doanh, quản trị đứng thứ tổng số kết tìm kiếm (9,9%) Thảo luận Quan điểm công nghiệp 4.0 Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư dựa cách mạng cơng nghiệp thứ ba thúc đẩy cơng nghệ số hóa, điều đáng nói cho phép thay đổi cách giao tiếp, cách sản xuất, cách tiêu thụ Hơn nửa ấn phẩm khoa học thu thập thuộc lĩnh vực kỹ thuật khoa học máy tính Điều gợi ý nghĩa cách mạng công nghiệp lần thứ tư đề cập đến kết hợp số đổi công nghệ lớn, tất phát triển công nghệ cơng nghiệp 4.0 có khả cho phép cách thức để phát triển sản phẩm, tăng cường linh hoạt sản xuất chia sẻ sở hạ tầng Nhiều cơng nghệ phương pháp vi tính hóa sử dụng để triển khai giải pháp công nghiệp 4.0, công nghệ bao gồm Cyber physical system-CPS (Hệ thống không gian mạng thực ảo), Internet of Things-IoT (Internet vạn vật), Additive manufacturing (In 3D), Big data (Dữ liệu lớn), nhiều công nghệ khác (Xu et al., 2018) Nhưng nói đến cơng nghệ cách mạng 4.0 phân loại cơng nghệ chưa thống nhất, tên gọi công nghệ giống bị gọi thành tên gọi khác Sử dụng cơng cụ ScienceScape để phân tích, chúng tơi có kết sau: 31 Hình Mơ hình biểu diễn phân bố từ khóa (keywords) Kết nên phân tích xem xét kích thước vòng tròn khoảng cách chúng Những nút mạng (nodes) màu đỏ lớn chứng tỏ số lần lập lại từ khóa báo nhiều Các nút mạng, chúng xuất gần chứng tỏ mối liên kết mạnh, trục ngang dọc khơng có ý nghĩa đặc biệt, đồ tự xoay lật Dễ hiểu, trung tâm đồ phân bố từ khóa “industry 4.0”, có 7,505 nút mạng vệ tinh ghi nhận Nhưng phóng to đồ quan sát nút mạng vệ tinh ghi nhận nút mạng vệ tinh “đủ lớn” “được đặt tên” (khu vực 1, Hình 4) Chi tiết miêu tả thơng qua Bảng 1: Bảng Thống kê tần suất xuất từ khóa Rất nhiều nút mạng vệ tinh với tên gọi “Manufacturing” (Sản xuất), Smart/ intelligent factory (nhà máy thông minh), “Sustainability” (Bền vững), “Innovation” (Đổi mới), “Supply chain management” (Quản trị chuỗi cung ứng) ghi nhận Tuy nhiên, chúng tơi nhận thấy từ khóa khơng nói lên chất cơng nghiệp 4.0 mang tính chung chung tranh luận, đơn cử từ khóa “Smart factory” Roblek et al (2016); Hermann et al (2016) xác định CPS, IoT, Cloud computing, smart factory bốn thành phần công nghiệp 4.0 Tuy nhiên tác giả khác lại cho thuật ngữ “Smart factory” bao hàm lý thuyết CPS, IoTs, cloud computing, artificial intelligence (trí tuệ nhân tạo) and data science (khoa học liệu) (Kusiak 2017; Chen et al., 2018) Như không ghi nhận từ khóa Theo kết phân tích, cơng nghiệp 4.0 bao quanh bởi: “Internet of Things”, “Cyber physical System”, “Cloud computing”, “Big data”, v.v Tuy vậy, từ khóa “Internet of Things”, “Cyber 32 physical system”, “Big data” xuất với tần suất cao Liên hệ với nghiên cứu Muhiru Abraham (2019), tác giả phân tích báo khoa học sở liệu Web of Science Scopus tính đến thời điểm 10/10/2017 Các từ khóa phổ biến cơng nghiệp 4.0 là: hệ thống không gian mạng thực ảo, Internet vạn vật, sản xuất thông minh, mô Tuy nhiên, kết cho lại không rõ ràng, tác giả thừa nhận việc đánh giá phân tích tài liệu có số lượng trích dẫn lớn mang đến kết khơng rõ ràng Trước đó, Lu (2017), tác giả đọc phân tích nội dung 88 báo khoa học, dựa nghiên cứu, tác giả kết luận cơng nghiệp 4.0 tóm tắt ngắn gọn quy trình sản xuất tích hợp, thích nghi nhanh, tự điều chỉnh, hướng dịch vụ tương thích, tương quan với phương pháp tương quan công nghệ tiên tiến Khái niệm đạt đồng thuận nhiều nhà khoa học Từ khái niệm trên, họ định nghĩa cách mạng công nghiệp lần thứ giao tiếp người, máy móc cảm biến đặc trưng kết hợp CPS, IoTs, Cloud manufacturing (Roblek et al., 2016; Zhong et al., 2017; Trstenjak, and Cosic, 2017; Xu et al., 2018) Công nghiệp 4.0 đường có ảnh hưởng quan trọng đến chuyển đổi hoàn toàn ngành thể tiến ba điểm: số hóa, tự động hóa, liên kết (Roblek et al., 2016) Do đó, thấy thuật ngữ đồng thuận Cyber physical system Internet of things Sự khác biệt nằm nghiên cứu so với nghiên cứu trước Big data Các học giả có xu hướng thực cơng nghệ 4.0, chủ yếu IoT, CPS Big data, thay điện toán đám mây Tuy nhiên kết ngược lại so với tác giả Bài báo “From cloud computing to cloud manufacturing” xuất vào năm 2012 Xu (2012) xem báo điện tốn đám mây trích dẫn nhiều tính đến thời điểm với 1293 trích dẫn theo thống kê Google Scholar tính thời điểm 09/05/2019, tạo nên xu hướng cho định nghĩa công nghiệp 4.0 Như câu hỏi đặt mối liên hệ Big data Cloud manufacturing gì? Và đâu công nghệ đại diện cho công nghiệp 4.0 bên cạnh CPS IoTs? Chúng tiến hành thay từ khóa “industry 4.0” thành từ khóa “cloud manufacturing”, đọc kết chương trình phân tích VOSviewer Hình cho thấy xuất vòng tròn lớn “cloud computing” chất “cloud manufacturing” “cloud computing” (điện tốn đám mây) Vòng tròn màu đỏ ra, thuật ngữ “cloud computing” thường xuất nhiều với “Big data”, “manufacturing capability” (khả sản xuất), mối quan hệ tương trợ bổ sung Hình Bản đồ xuất khu vực nghiên cứu liên quan đến phạm điện toán đám mây từ sở liệu Scopus Big data Cloud manufacturing thuật ngữ xu hướng lĩnh vực CNTT (cơng nghệ thơng tin) Chúng ta nghĩ hai làm điều tương tự thực ra, hai có cách thức làm việc riêng Big data đơn giản đại diện cho liệu khổng lồ, có cấu trúc khơng cấu trúc, xử lý để trích xuất thơng tin Các doanh nghiệp lưu trữ liệu phân tích liệu cơng cụ làm tăng kết hiệu suất Trong đó, Cloud manufacturing khơng có khác biệt lớn so với thuật ngữ Điện tốn đám mây (Cloud computing), khơng khác ngồi loạt máy chủ từ xa để quản lý xử lý khối lượng liệu khổng lồ 33 Trong điện toán đám mây, liệu không chạy dịch vụ máy chủ cục mà tất thực “trên đám mây” Thuật ngữ đám mây có nghĩa mạng máy tính để lưu trữ liệu chạy ứng dụng Big data tích góp thơng qua q trình tạo liệu từ máy móc (IoT-enabled devices) người sau lưu trữ đám mây Sự chuyển đổi Internet ngành công nghiệp kỹ thuật số tiến hành, trí tuệ nhân tạo, liệu lớn, hay điện toán đám mây cho thấy chắn vòng cách mạng kỹ thuật số khơng thể tách rời Nền công nghiệp 4.0 nhằm xây dựng mạng lưới số máy móc để làm cho chúng giao tiếp với nhau, mục đích chủ yếu đạt với trợ giúp mạng internet máy tính Đó lý hầu hết ấn phẩm phân tích có liên quan đến khu vực kỹ thuật (31.4%) nghiên cứu khoa học máy tính (19.4%) Kết luận Trong viết này, phương pháp phân tích ấn phẩm khoa học (Bibliometric) tiến hành nhằm khám phá quan điểm công nghiệp 4.0 thông qua góc nhìn cơng nghệ Kết từ phân tích cho thấy mối liên hệ gần chủ đề thảo luận tài liệu, điều có nghĩa là, có khác biệt giải vấn đề cơng nghiệp 4.0, yếu tố nhà nghiên cứu đưa gần Mô hình hóa từ khóa phổ biến cơng nghiệp 4.0 trình bày Từ khóa phổ biến là: Cyber physical system-CPS (Hệ thống không gian mạng thực ảo), Internet of Things-IoT (Internet vạn vật), Big data (Dữ liệu vơ lớn) Tuy có nghiên cứu cho Điện toán đám mây (Cloud computing) đại điện cho cách mạng công nghiệp 4.0, cho chúng hồn tự trị bổ sung cho Từ chúng tơi định nghĩa rằng, máy móc sản phẩm thơng minh giao tiếp đàm phán với để tự cấu hình lại để sản xuất linh hoạt nhiều loại sản phẩm Dữ liệu khổng lồ thu thập từ tạo phẩm thơng minh chuyển lên đám mây tạo nên chế hoạt động nhà máy thông minh 4.0 Định hướng nghiên cứu tiếp theo, bên cạnh nghiên cứu lý thuyết, tương lai, cần có nghiên cứu thực nghiệm xác định công nghệ sử dụng thực tế doanh nghiệp Cần xác định công nghệ 4.0 áp dụng ngành khác để có nhìn sâu sắc việc áp dụng thực bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0 để có định hướng chiến lược phát triển hạ tầng cho phù hợp Tài liệu tham khảo [1] Brettel, M., Friederichsen, N., Keller, M., and Rosenberg, M (2014) How Virtualization, Decentralization and Network Building Change the Manufacturing Landscape: An Industry 4.0 Perspective International Journal of Information and Communication Engineering, 8(1), pp 37- 44 [2] Chen, B., Wan, J., Shu, L., Li, P., Mukherjee, M and Yin, B (2018) Smart Factory of Industry 4.0: Key Technologies, Application Case, and Challenges. IEEE Access, 6, pp.6505-6519 [3] Kusiak, A (2017) Smart manufacturing. International Journal of Production Research, 56(1-2), pp.508-517 [4] Moeuf, A., Pellerin, R., Lamouri, S., TamayoGiraldo, S., & Barbaray, R (2018) The industrial management of SMEs in the era of Industry 4.0 International Journal of Production Research, 56(3), 1118-1136 [5] Mrugalska, B and Wyrwicka, M (2017) Towards Lean Production in Industry 4.0 Procedia Engineering, 182, pp.466-473 [6] Muhuri, P., Shukla, A., & Abraham, A (2019) Industry 4.0: A bibliometric analysis and detailed overview Engineering Applications Of Artificial Intelligence, 78, 218-235 [7] Roblek, V., Meško, M and Krapež, A (2016) A Complex View of Industry 4.0 SAGE Open, 6(2), p.215824401665398 [8] Suebsombut, P., Sekhari, A., Sureepong, P., Ueasangkomsate, P., & Bouras, A (2017) The using of bibliometric analysis to classify trends and future directions on “smart farm” 2017 International Conference On Digital Arts, Media And Technology (ICDAMT) [9] Xu, L., Xu, E and Li, L (2018) Industry 4.0: state of the art and future trends International Journal of Production Research, 56(8), pp.2941-2962  ... et al., 20 14; Mrugalska and Wyrwicka, 201 7) Bidet-Mayer trích dẫn Moeuf cơng ( 201 8) nghĩ có 100 định nghĩa khác đề xuất cơng nghiệp 4. 0 Do đó, khơng có định nghĩa chung cơng nghiệp 4. 0 đương nhiên,... nghiệp 4. 0 Như câu hỏi đặt mối liên hệ Big data Cloud manufacturing gì? Và đâu công nghệ đại diện cho công nghiệp 4. 0 bên cạnh CPS IoTs? Chúng tơi tiến hành thay từ khóa “industry 4. 0 thành từ khóa... từ góc nhìn cơng nghệ thơng qua phương pháp định lượng ấn phẩm khoa học Nghiên cứu hy vọng giúp doanh nghiệp tập trung ý vào thay đổi chủ yếu tính công nghệ công nghiệp 4. 0 để chuyển đổi tiềm từ