9 trụ cột công nghệ của Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư

Một số công nghệ tiên tiến này đã được các doanh nghiệp và chuỗi cung ứng áp dụng, nhưng tiềm năng đầy đủ của công nghiệp 4.0 chỉ được hiện thực hóa khi chúng được sử dụng kết hợp với nhau.

1. Phân tích dữ liệu lớn

Dữ liệu lớn (Big data) là thuật ngữ chỉ các tập dữ liệu khổng lồ, đa dạng và phức tạp được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau, ảnh hưởng đến việc ra quyết định chiến lược của doanh nghiệp.

Trong công nghiệp 4.0, dữ liệu lớn được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm thiết bị nhà máy và thiết bị IoT; hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) và hệ thống quản lý quan hệ khách hàng (CRM) và ứng dụng thời tiết và giao thông.

Trong khi đó, phân tích dữ liệu lớn là quá trình phân tích các tập dữ liệu lớn, cung cấp thông tin về sở thích của khách hàng, các thuật toán về tương quan, xu hướng và các thông tin khác. Việc phân tích nguồn dữ liệu lớn này có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như dự đoán lỗi để giảm thiểu xác suất lỗi và các thuật toán dự báo dựa trên dữ liệu lớn giúp giảm thiểu thiệt hại trước khi chúng xảy ra

2. Tích hợp hệ thống theo chiều ngang và chiều dọc

Trong công nghiệp 4.0, tích hợp hệ thống là một khía cạnh quan trọng để đạt được hiệu quả sản xuất tối ưu. Trong đó, tích hợp theo chiều ngang (Horizontal Integration) là quá trình kết nối các hệ thống và thiết bị cùng cấp độ chức năng trong một nhà máy hoặc giữa các nhà máy khác nhau. Hay nói cách khác, nó tập trung vào việc kết nối các hệ thống ngang hàng để chúng có thể giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau một cách liền mạch.

Còn tích hợp theo chiều dọc (Vertical Integration) là quá trình kết nối các hệ thống và chức năng ở các cấp độ khác nhau trong một doanh nghiệp. Hay nói cách khác, nó tập trung vào việc kết nối các hệ thống theo chiều dọc, từ khâu thiết kế sản phẩm, sản xuất, kiểm soát chất lượng, bán hàng và dịch vụ khách hàng.

Tích hợp hệ thống theo chiều ngang và chiều dọc là hai chiến lược bổ sung cho nhau, giúp các doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp 4.0 đạt được hiệu quả sản xuất tối ưu, cải thiện tính linh hoạt và khả năng cạnh tranh.

3. Điện toán đám mây

Điện toán đám mây (Cloud Computing) được xem là “chìa khóa” cho phép triển khai công nghiệp 4.0 và chuyển đổi số thành công. Ngày nay, công nghệ đám mây không chỉ mang lại lợi thế về tốc độ, khả năng mở rộng, lưu trữ và tiết kiệm chi phí, mà còn đóng vai trò nền tảng cho các công nghệ tiên tiến nhất, từ AI và học máy (Machine Learning) đến IoT, giúp các doanh nghiệp đổi mới sáng tạo.

4. Thực tế tăng cường (AR)

Thực tế tăng cường được định nghĩa là công nghệ tương tác cho phép sự hòa hợp giữa thế giới ảo và người dùng, trong khi thế giới ảo được sử dụng như một phần của môi trường thực. Công nghệ này nâng cao tương tác giữa người và máy, điều khiển từ xa các nhiệm vụ bảo trì và kiểm tra trực quan.

Trong công nghiệp 4.0, công nghệ AR cho phép nhân viên sử dụng kính thông minh hoặc thiết bị di động để trực quan hóa dữ liệu IoT thời gian thực, các bộ phận số hóa, hướng dẫn sửa chữa hoặc lắp ráp thiết bị,…

Tuy còn non trẻ trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, nhưng AR đã chứng minh được tiềm năng to lớn trong việc nâng cao hiệu quả và chất lượng công việc.

5. Internet vạn vật công nghiệp (IIoT)

Internet vạn vật công nghiệp (Industrial Internet of Things: IIoT) đóng vai trò trung tâm trong công nghiệp 4.0. Hầu hết các vật thể vật lý trong công nghiệp 4.0, bao gồm thiết bị, rô-bốt, máy móc, trang thiết bị và sản phẩm, đều được trang bị cảm biến và thẻ nhận dạng vô tuyến (RFID) để cung cấp dữ liệu thời gian thực về tình trạng, hiệu suất hoặc vị trí của chúng.

Công nghệ này cho phép doanh nghiệp vận hành chuỗi cung ứng hiệu quả hơn, thiết kế và sửa đổi sản phẩm nhanh chóng hơn, ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động của thiết bị, theo dõi xu hướng của khách hàng, theo dõi sản phẩm và hàng tồn kho, và nhiều hơn nữa.

6. Rô-bốt tự hành

Cùng với công nghiệp 4.0 là sự ra đời của một thế hệ rô-bốt tự hành mới. Rô-bốt tự hành, được lập trình để thực hiện các nhiệm vụ với sự can thiệp tối thiểu của con người, có kích thước và chức năng đa dạng từ những chiếc máy bay không người lái nhỏ nhắn chuyên nghiệp trong việc quét hàng tồn kho đến những rô-bốt di động khổng lồ hoạt động trong các nhà máy sản xuất thông minh.

Những rô-bốt này, được trang bị phần mềm, trí tuệ nhân tạo, cảm biến và thị giác máy tính tiên tiến, có khả năng thực hiện các nhiệm vụ khó khăn và tinh tế, cũng như nhận biết, phân tích và hành động dựa trên thông tin mà chúng nhận được từ môi trường xung quanh.

7. An ninh mạng

An ninh mạng là một vấn đề quan trọng khác, có thể gây tác động lớn đến môi trường kinh doanh do ý đồ gây hại của các tổ chức tội phạm mạng. Do đó, các giải pháp phòng ngừa và hệ thống phòng thủ là cần thiết để chống lại những tác động tiêu cực của các tổ chức tội phạm mạng.

Khi bắt đầu quá trình chuyển đổi số sang công nghiệp 4.0, việc xem xét một chiến lược an ninh mạng bao gồm cả thiết bị công nghệ thông tin và thiết bị tại hiện trường là vô cùng quan trọng.

8. Công cụ mô phỏng/bản sao kỹ thuật số

Công cụ mô phỏng đang trở thành một công cụ không thể thiếu trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và thúc đẩy sự phát triển bền vững. Bằng cách tạo ra một bản sao ảo của hệ thống sản xuất, công cụ này cho phép các nhà quản lý và kỹ sư mô phỏng, phân tích và dự đoán hiệu suất của hệ thống trước khi triển khai thực tế. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro, tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời tăng cường tính linh hoạt và hiệu quả của quá trình sản xuất.

9. Điện toán biên

Để đáp ứng nhu cầu sản xuất nhanh chóng và linh hoạt, việc phân tích dữ liệu ngay tại nguồn phát sinh, tức là tại điểm cuối đang trở nên ngày càng quan trọng. Thay vì truyền tải toàn bộ dữ liệu lên đám mây để xử lý, các hệ thống sản xuất hiện đại đã tích hợp khả năng phân tích dữ liệu ngay tại các thiết bị cảm biến và điều khiển. Điều này giúp giảm thiểu đáng kể thời gian trễ giữa việc thu thập dữ liệu và đưa ra quyết định, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của quá trình sản xuất.

Bên cạnh việc tăng tốc độ xử lý dữ liệu, việc phân tích dữ liệu tại điểm cuối còn giúp tăng cường bảo mật. Bằng cách giảm thiểu lượng dữ liệu truyền đi, các doanh nghiệp có thể giảm thiểu rủi ro bị tấn công mạng và bảo vệ thông tin nhạy cảm.