Tổng luận Cuộc CMCN lần 4 - 2021

X > • I f ! , • A Lời giới thiệu “Chúng ta tiến tới cách mạng công nghệ, công nghiệp làm thay đổi lối sống, phong cách làm việc cách thức giao tiếp Xét phạm vi, mức độ tính phức tạp, dịch chuyển không giống với điều mà người trải qua” Đó khẳng định GS Klaus Schwab, người Đức, Chủ tịch Diễn đàn Kinh tế Thế giới Davos, người đưa khái niệm Cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) lần thứ chủ đề diễn đàn kinh tế lớn giới năm 2016 Diễn đàn kinh tế giới năm 2016 - Diễn đàn Davos mùa Hè lần thứ 10 khai mạc ngày 27/6/2016 Thiên Tân, Trung Quốc có chủ đề "Cuộc CMCN lần thứ tác động" có tham dự khoảng 1.700 trị gia, doanh nhân, học giả đại diện truyền thông đến từ 90 quốc gia khu vực.Vậy thực chất Cách mạng Công nghiệp lần thứ gì? Cuộc CMCN lần thứ Nhất sử dụng lượng nước nước để giới hóa sản xuất Cuộc CMCN lần thứ sử dụng điện để tạo sản xuất đại trà Cuộc CMCN lần thứ sử dụng thiết bị điện tử công nghệ thơng tin để tự động hóa sản xuất Giờ đây, nhân loại bước vào CMCN lần thứ 4, xây dựng CMCN thứ 3, cách mạng kỹ thuật số xuất từ kỷ trước, hợp công nghệ làm mờ ranh giới các lĩnh vực vật lý, kỹ thuật số sinh học Chúng ta chưa biết làm đế CMCN lần thứ mở ra, có điều rõ ràng là: việc ứng biến với cc cách mạng địi hỏi phải có phối hợp toàn diện đồng liên quan đến tất tổ chức, cá nhân, thể giới, từ khu vực công tư tới giới khoa học học tồn xã hội Để có nhìn toàn diện Cuộc CMCN lần thứ 4, từ trình định hình, khái niệm, động lực cách mạng, thách thức hội, tới tác động phủ, doanh nghiệp, người dân, chiến lược sách số nước trước cách mạng này, Cục Thông tin KH&CN Quốc gia biên soạn Tổng luận “Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4” Phần cuối tài liệu đề cập số khuyến nghị sách cho Việt Nam bối cảnh cách mạng Xin trân trọng giới thiệu độc giả Cục Thông tin KH&CN Quốc gia I CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 1.1 Quá trình định hình Trong khoa học, giống kinh tế, xem xét khái niệm "Khn mẫu" (Paradigm) Thomas Kun bình diện trình độ lực lượng sản xuất theo tiêu chí "cơng cụ, tư liệu, phương tiện, vật liệu, lượng động lực ”, việc đời Khuôn mẫu lĩnh vực đồng nghĩa với xuất Thời đại kinh tế C.Mác nhận xét: "Những thời đại kinh tế khác chỗ chúng sản xuất gì, mà chỗ chúng sản xuất cách với tư liệu lao động Các tư liệu lao động thước đo phát triển lao động người, mà tiêu quan hệ xã hội, lao động tiến hành Trong thân tư liệu lao động, tư liệu lao động khí lại cấu thành dấu hiệu đặc trưng tiêu biểu cho thời đại sản xuất xã hội định" Bởi vậy, nói, dấu hiệu đặc trưng cho giai đoạn phản ánh khác biệt cách mạng công nghiệp “Cuộc cách mạng" dùng để thay đổi mang tính đột biến triệt để Nhiều cách mạng diễn suốt lịch sử giới công nghệ phương pháp nhận thức giới để tạo thay đổi sâu sắc hệ thống kinh tế kết cấu xã hội Cuộc CMCN lần thứ Nhất từ khoảng năm 1784 sử dụng lượng nước nước để giới hoá sản xuất Cuộc CMCN lần thứ Nhất bắt đầu việc xây dựng tuyến đường sắt phát minh động nước Phát minh James Watt, công bố vào khoảng năm 1775, châm ngòi cho bùng nổ công nghiệp kỷ 19 lan rộng từ Anh đến châu Âu Hoa Kỳ Cuộc CMCN mở kỷ nguyên lịch sử nhân loại - kỷ nguyên sản xuất khí Cuộc CMCN lần thứ Nhất thay hệ thống kỹ thuật cũ có tính truyền thống thời đại nơng nghiệp (kéo dài 17 kỷ), chủ yếu dựa vào gỗ, sức mạnh bắp (lao động thủ công), sức nước, sức gió sức kéo động vật hệ thống kỹ thuật với nguồn động lực máy nước nguồn nguyên, nhiên vật liệu lượng sắt than đá Nó khiến lực lượng sản xuất thúc đẩy phát triển mạnh mẽ, tạo nên tình phát triển vượt bậc công nghiệp kinh tế Đây giai đoạn độ từ sản xuất nông nghiệp sang sản xuất khí sở khoa học Tiền đề kinh tế bước độ chiến thắng quan hệ sản xuất tư chủ nghĩa, tiền đề khoa học việc tạo khoa học mới, có tính thực nghiệm nhờ cách mạng khoa học vào kỷ XVII Cuộc CMCN lần thứ từ khoảng năm 1870 đến Thế Chiến I nổ ra, sử dụng lượng điện để tạo nên sản xuất quy mô lớn Cuộc CMCN lần thứ Hai diễn có phát triển ngành điện, vận tải, hóa học, sản xuất thép, (đặc biệt) sản xuất tiêu dùng hàng loạt Cuộc CMCN lần thứ tạo nên tiền đề sở vững để phát triển công nghiệp mức cao Cuộc cách mạng chuẩn bị trình phát triển 100 năm lực lượng sản xuất sở sản xuất đại khí phát triển khoa học sở kỹ thuật Yếu tố định cách mạng chuyển sang sản xuất sở điện - khí sang giai đoạn tự động hoá cục sản xuất, tạo ngành sở khoa học tuý, biến khoa học thành ngành lao động đặc biệt Cuộc cách mở kỷ nguyên sản xuất hàng loạt, thúc đẩy đời điện dây chuyền lắp ráp Cơng nghiệp hóa chí cịn lan rộng tới Nhật Bản sau thời Minh Trị Duy Tân, thâm nhập sâu vào nước Nga, nước phát triển bùng nổ vào đầu Thế Chiến I Về tư tưởng kinh tế - xã hội, cách mạng tạo tiền đề thắng lợi chủ nghĩa xã hội quy mô giới Cuộc CMCN lần thứ xuất vào khoảng từ 1969, với đời lan tỏa công nghệ thông tin (CNTT), sử dụng điện tử cơng nghệ thơng tin để tự động hố sản xuất Cuộc cách mạng thường gọi cách mạng máy tính hay cách mạng số xúc tác phát triển chất bán dẫn, siêu máy tính, máy tính cá nhân (thập niên 1970 1980) Internet (thập niên 1990) Cuộc CMCN lần thứ thúc đẩy nhờ Cách mạng KH&CN đại So với CMCN lần thứ Nhất lần thứ trước thay phần chức lao động chân tay người máy móc khí, tự động hố phần, hay tự động hố cục bộ, khác biệt Cách mạng KH&CN đại thay phần lớn hầu hết chức người (cả lao động chân tay lẫn trí óc) thiết bị máy móc tự động hố hồn tồn q trình sản xuất định Cơ sở lượng cách mạng này, từ lượng hạt nhân dựa nguyên tắc phân rã hạt nhân (Nuclear fission) với chất thải gây ô nhiễm môi trường, đến dựa nguyên tắc hoàn tồn ngược hẳn lại, tổng hợp hạt nhân (Nuclear fusion), thường gọi tổng hợp nhiệt hạch (Thermonuclear fusion) Đây nguồn lượng tương lai, phương pháp tổng hợp nhiệt hạch không kèm theo sản phẩm phân hạch gây ô nhiễm môi trường, nên không gây thảm hoạ môi trường kiểu Chec-nô-bưn (Liên Xô) cho nhân loại Thâm nhập vào tất lĩnh vực sản xuất xã hội, CMCN lần thứ bảo đảm cho lực lượng sản xuất phát triển nhanh chóng theo hai hướng chủ yếu: 1) Thay đổi chức vị trí người sản xuất sở dịch chuyển từ tảng điện - khí sang tảng điện tử - vi điện tử, 2) Chuyển sang sản xuất sở ngành công nghệ cao - công nghệ thông tin, công nghệ nano, công nghệ vật liệu, công nghệ sinh học, công nghệ lượng mới, công nghệ Vũ trụ có tính thân thiện với mơi trường Nếu CMCN trước góp phần tiết kiệm lao động sống CMCN lần thứ tạo điều kiện tiết kiện tài nguyên thiên nhiên nguồn lực xã hội, cho phép chi phí tương đối phương tiện sản xuất để tạo khối lượng hàng hoá tiêu dùng Kết quả, kéo theo thay đổi cấu sản xuất xã hội mối tương quan khu vực I (nông - lâm - thủy sản), II (công nghiệp xây dựng) III (dịch vụ) sản xuất xã hội Làm thay đổi tận gốc lực lượng sản xuất, Cách mạng KH&CN đại tác động tới lĩnh vực đời sống xã hội loài người, nước tư chủ nghĩa phát triển nơi phát sinh cách mạng Tới ngày nay, Cuộc CMCN lần thứ (The Fourth Industrial Revolution) hình thành tảng CMCN lần thứ 3, cách mạng số, bắt đầu xuất từ kỷ trước Cuộc cách mạng có đặc trưng kết hợp cơng nghệ giúp xóa nhịa ranh giới lĩnh vực vật lý, số hóa sinh học Chứng ta giai đoạn đầu Cuộc CMCN lần thứ 4, bắt đầu vào thời điểm chuyển giao sang kỷ xây dựng dựa cách mạng số, đặc trưng Internet ngày phổ biến di động, cảm biến nhỏ mạnh với giá thành rẻ hơn, trí tuệ nhân tạo Các cơng nghệ số với phần cứng máy tính, phần mềm hệ thống mạng trở nên ngày phức tạp hơn, tích hợp nhiều làm biến đổi xã hội kinh tế tồn cầu Hình CMCN lịch sử: (1) Cơ giới hóa, lượng nước, lượng nước (2) Động điện dây chuyền sản xuất hàng loạt (3) Máy tính tự động hóa (4) Các hệ thống liên kết thực - ảo Nước Anh sử dụng than đá động nước để biến thành “cơng xưởng giới" Thời kì tự động hóa sản xuất hàng loạt với giúp sức máy tính, đầu doanh nghiệp Nhật Bản Thời kì phổ cập lượng điện sản xuất hàng loạt, đầu hãng Ford Mỹ Cuộc cách mạng IoT công xưởng thông minh khởi xướng nước Đức thông qua Công nghiệp 4.0 Một số chuyên gia gọi CMCN hệ 4.0 Đó xu hướng kết hợp hệ thống thực ảo, Internet kết nối vạn vật (IoT) hệ thống kết nối Internet (IoS) Nói cách ngắn gọn viễn cảnh nhà máy thơng minh máy móc kết nối Internet liên kết với qua hệ thống tự hình dung tồn quy trình sản xuất đưa định khơng cịn xa xơi Và lúc cơng việc tương lai thay đổi GS Klaus Schwab, sáng lập viên kiêm Chủ tịch Diễn đàn kinh tế giới, cho mắt sách “Cuộc CMCN lần thứ 4" ơng mơ tả điểm khác biệt cách mạng so với ba cách mạng hầu hết dựa tiến cơng nghệ trước Cuộc CMCN lần thứ khơng máy móc, hệ thống thơng minh kết nối, mà cịn có phạm vi rộng lớn hon nhiều Đồng thời sóng đột phá xa lĩnh vực khác từ mã hóa chuỗi gen cơng nghệ nano, từ nănglượng tái tạo tới tính toán lượng tử Cuộc CMCN lần thứ dung hợp công nghệ tương tác chứng lĩnh vực vật lý, số sinh học, làm cho Cuộc CMCN lần thứ tư khác với cách mạng trước Trong cách mạng này, cơng nghệ đổi diện rộng khuếch tán nhanh rộng rãi so với lần trước Cuộc CMCN lần thứ hai chưa đến với 17% dân số giới, tức ước tính khoảng gần 1,3 tỷ người chưa tiếp cận với điện Cuộc CMCN lần thứ ba chưa đến với nửa dân số giới, tỷ người, phần lớn sống nước phát triển, thiếu tiếp cận Internet 1.2 Khái niệm CMCN lần thứ - Công nghiệp 4.0 Ngày 20/01/2016, Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) lần thứ 46 thức khai mạc thành phố Davos-Klosters Thụy Sĩ, với chủ đề “Cuộc CMCN lần thứ 4", thu hút tham dự 40 nguyên thủ quốc gia 2.500 quan khách từ 100 quốc gia, có Phó Tổng thống Mỹ Joe Biden, Thủ tướng Anh David Cameron, Bill Gates, CEO Microsoft Satya Nadella, Chủ tịch Alibaba Jack Ma, Khái niệm Cuộc CMCN lần thứ hay Công nghiệp 4.0 làm rõ diễn đàn Theo GS Klaus Schwab, Chủ tịch Diễn đàn Kinh tế Thế giới, Industry 4.0 (tiếng Đức Industrie 4.0) hay Cuộc CMCN lần thứ 4, thuật ngữ bao gồm loạt cơng nghệ tự động hóa đại, trao đổi liệu chế tạo Cuộc CMCN lần thứ định nghĩa "một cụm thuật ngữ cho công nghệ khái niệm tổ chức chuỗi giá trị" với hệ thống vật lý không gian ảo, Internet kết nối vạn vật (IoT) Internet dịch vụ (IoS) Bản chất CMCN lần thứ dựa tảng công nghệ số tích hợp tất cơng nghệ thơng minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất; nhấn mạnh cơng nghệ có tác động lớn 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 dự án Chiến lược công nghệ cao Chính phủ Đức, khuyến khích việc tin học hoá sản xuất Thuật ngữ sử dụng lần đầu vào năm 2011 Hội chợ Hannover - Hội chợ hàng đầu giới công nghệ công nghiệp, kiện lớn quan trọng ngành, tổ chức thường niên Deutsche Messe AG (CHLB Đức) Khái niệm lần đề cập Kế hoạch hành động chiến lược cơng nghệ cao Chính phủ Đức thơng qua vào năm 2012 Trong tháng 10/2012, Nhóm cơng tác Đức Công nghiệp 4.0 chủ trì Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH) Henning Kagermann (Acatech) trình bày tập hợp nguyên tắc Cơng nghiệp 4.0 đề xuất thực Chính phủ Đức Ngày 08/4/2013 Hội chợ Hannover, báo cáo cuối Nhóm cơng tác Cơng nghiệp 4.0 trình bày Đó tên gọi sóng thay đổi sản xuất diễn Đức Ở số nước khác, gọi “cơng nghiệp IP", "sản xuất thông minh' hay “sản xuất số” Dù tên gọi có khác biệt, ý tưởng một: sản xuất tương lai mang giới ảo (mạng) thực (máy móc) xích lại gần Cuộc CMCN thứ hay Công nghiệp 4.0, xu hướng tự động hóa trao đổi liệu cơng nghệ sản xuất Nó bao gồm hệ thống mạng vật lý, mạng Internet kết nối vạn vật điện tốn đám mây Cơng nghiệp 4.0 tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo "nhà máy thông minh" hay “nhà máy số” Trong nhà máy thông minh này, hệ thống vật lý không gian ảo giám sát trình vật lý, tạo ảo giới vật lý Với IoT, hệ thống vật lý không gian ảo tương tác với với người theo thời gian thực, thơng qua IoS người dùng tham gia vào chuỗi giá trị thông qua việc sử dụng dịch vụ Hình Cơng xưởng tương lai, hay Công nghiệp 4.0 (CN4.0), nơi hệ thống thực - ảo xóa mờ ranh giới người máy móc, nâng cao đáng kể hiệu sản xuất cho phép tạo sản phẩm riêng biệt cho đại chúng Đặc trưng Công nghiệp 4.0 hệ thống sản xuất thực - ảo (Cyber-Physical Systems CPS) lần TS Jame Truchat, Giám đốc điều hành National Instruments, giới thiệu vào năm 2006 Trong đó, “sản phẩm thơng minh” gắn đầy cảm biến báo cho máy móc biết chúng cần xử lý nào; quy trình có quyền tự trị hệ thống mô-đun phân cấp Các thiết bị nhúng thông minh làm việc với qua mạng không dây thông qua “đám mây” Nhà máy số/nhà máy thông minh: Những đặc điểm Theo dòng thời gian, dễ nhận thấy hoạt động sản xuất gắn liền với 7 cách mạng công nghiệp: Công nghiệp 1.0 - dựa lượng nước; Công nghiệp 2.0 - dựa lượng điện; Công nghiệp 3.0 - dựa vào công nghệ điện tử CNTT Cuối thời kì Cơng nghiệp 3.0, nhà máy sử dụng số lượng lớn thiết bị thông minh dây chuyền sản xuất tự động với hệ thống phần mềm quản lý để tối ưu trình sản xuất thu số thành công định Tuy nhiên, thiết bị trường thông minh (smart field devices) chủ yếu sử dụng hệ thống mạng cục riêng lẻ để giao tiếp với trạm điều khiển, mà chưa có khả nút mạng hệ thống mạng liên kết toàn nhà máy Các thiết bị điều khiển thông minh PLC, robot, CNC, máy tính chun dụng coi nút mạng hệ thống mạng nhà máy, nhiên việc tổ chức thông tin nhà máy phân cấp chặt chẽ nên tích hợp hệ thống chủ yếu diễn theo chiều ngang theo chiều dọc Ở tầng trên, thấy hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp ERP (enterprise resource planning), lắp đặt hệ thống kiểm soát phân xưởng nhà máy MES & NC/PLC tầng thấp (cấp trường) hệ thống cảm biến Internet Internet kết nối vạn vật kèt nôi Công nghiệp 4.0 chấp hành Di chuvển thịng minh lồ&nhà thơn? minh Hình Các liên kết mạng nhà máy thông minh Công nghiệp 4.0 Nhà thòng minh thống điệ n thỏns minh Nhà máv thong minh Mans xã hội Hậu cán thỏnẹ minh Internet kết nối dịch vụ Mạng doanh nshiệp Internet kết nơi người dân Cho đến lúc này, q trình sản xuất cơng nghiệp ngày tương thích với cơng nghệ thông tin đại, tiến xa sản xuất tự động hóa truyền thống thời kì Cơng nghiệp 3.0 Việc áp dụng rộng rãi tiến công nghệ thông tin truyền thông ICT, IoT, điện tốn đám mây, cơng nghệ thực tế - ảo vào hoạt động sản xuất công nghiệp làm mờ ranh giới giới thực giới ảo, gọi hệ thống sản xuất thực - ảo/điều khiển - vật lý CPPS (cyber-physical production system) Đây tảng cho việc xây dựng nhà máy thông minh, nhà máy số ngày CPPS mạng lưới giao tiếp trực tuyến máy móc với nhau, tổ chức mạng xã hội Đơn giản cần cấp địa mạng, chúng tạo liên kết IT với thành phần điện tử, sau giao tiếp với thơng qua hạ tầng mạng Có lẽ thời điểm khởi đầu cho CMCN lần thứ Trong nhà máy số, thiết bị máy móc thơng minh giao tiếp với hệ thống mạng liên tục chia sẻ thông tin lượng hàng tại, cố lỗi, thay đổi đơn đặt hàng mức độ nhu cầu Quá trình sản xuất thời hạn sản xuất phối hợp với mục tiêu tăng hiệu suất tối ưu hóa thời gian sản xuất, công suất chất lượng sản phẩm khâu phát triển, sản xuất, tiếp thị thu mua Các cảm biến, chấp hành điều khiển cho phép máy móc liên kết đến nhà máy, hệ thống mạng khác giao tiếp với người Các mạng thông minh tảng nhà máy thông minh, nhà máy số ngày Đối với nhà máy số, ngồi hạ tầng mạng máy móc thơng minh cịn có ghép nối với hạ tầng mạng thông minh khác, như: mạng thiết bị di động thông minh, mạng lưới điện thông minh, mạng logicstic thông minh, mạng ngơi nhà thơng minh hay mạng tịa nhà thông minh, liên kết đến mạng thương mại điện tử, mạng xã hội (the business web and the social web) Tất mạng xu Công nghiệp 4.0, dựa phát triển vượt trội CNTT-TT khoa học máy tính: IoT, IoS, Internet kết nối liệu (Internet of data), Internet kết nối người dân (Internet of people) Nhà máy số/nhà máy thông minh: Từ lý thuyết đến thực tiễn Kể từ Siemens cho mắt hình mẫu Nhà máy Điện tử Amberg Siemens số hóa hồn tồn Đức tháng 9/2013, năm 2014 họ khánh thành thêm Nhà máy Sản xuất Điện tử Siemens Thành Đô (SEWC) Trung Quốc, nói Nhà máy số thực Nhà máy Điện tử Amberg Siemens (tên viết tắt tiếng Đức EWA) thành lập năm 1989 Nhà máy nơi sản xuất chuỗi sản phẩm có Bộ điều khiển logic khả trình Simatic (Siemens PLCs) Kể từ áp dụng kỹ thuật số hồn tồn, có 1.000 chủng loại sản phẩm sản xuất Nhà máy Điện tử Amberg Q trình sản xuất hồn tồn tự động nhờ thiết bị máy móc điều khiển dây chuyển sản xuất tự động thông minh, tiết kiệm không thời gian tiền bạc mà cịn tăng chất lượng sản phẩm Q trình sản xuất Nhà máy Điện tử Amberg kiểm ... niệm CMCN lần thứ - Công nghiệp 4. 0 Ngày 20/01/2016, Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) lần thứ 46 thức khai mạc thành phố Davos-Klosters Thụy Sĩ, với chủ đề ? ?Cuộc CMCN lần thứ 4" , thu hút tham dự 40 ... Kinh tế Thế giới, Industry 4. 0 (tiếng Đức Industrie 4. 0) hay Cuộc CMCN lần thứ 4, thuật ngữ bao gồm loạt cơng nghệ tự động hóa đại, trao đổi liệu chế tạo Cuộc CMCN lần thứ định nghĩa "một cụm... nghiệp 4. 0 Đức lên đến 40 tỷ EUR năm, từ 201 5-2 020 Nếu nước châu Âu khác tiếp bước, tổng vốn đầu tư cho CN4.0 lên đến 140 tỷ EUR năm Thuận lợi cho khởi nghiệp Một đặc điểm khác Cuộc CMCN lần thứ