CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG

TRONG CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 4

VÀ ĐỐI SÁCH CỦA CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI

Nguyễn Trường Thắng

Hà Thị Hồng Vân

Nguyễn Thế Hoàng Anh

Trần Mạnh Đông

Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm Khoa

học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt: Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) có tầm ảnh

hưởng sâu rộng trên mọi lĩnh vực kinh tế - xã hội, an ninh – quốc phòng ở cấp độ

toàn cầu và mọi quốc gia. Không nằm ngoài xu thế chung của thế giới, cuộc

CMCN 4.0 đã lan toả đến Việt Nam, đang đặt Việt Nam trước nhiều cơ hội lớn và

thách thức lớn cho sự phát triển của mình. Ý nghĩa chiến lược của CMCN 4.0 đã

đặt yêu cầu hết sức cấp thiết cho một báo cáo mang tính hệ thống, dựa trên cơ sở

lý luận và kết quả thực tiễn, đánh giá toàn diện các khía cạnh liên quan tới cuộc

cách mạng này tại Việt Nam. Đầu tiên, dưới góc độ khoa học công nghệ, báo cáo

trình bày một số các công nghệ nền tảng và xu thế phát triển của chúng trên thế

giới thời gian gần đây. Để chuẩn bị cho CMCN 4.0, mọi quốc gia phải xây dựng

một hệ sinh thái bao gồm nguồn nhân lực trình độ cao và hệ thống cơ sở hạ tầng

phù hợp với vài công nghệ trong số này. Tiếp theo, báo cáo trình bày một bộ tiêu

chí định lượng về mức độ sẵn sàng của các quốc gia đối với xu thế mới của thời

đại. Dựa theo những tiêu chí này, đối sách của các nước trên thế giới với cuộc

cách mạng này được đề cập ngắn gọn với những chiến lược KHCN nổi bật của họ.

Với Việt Nam, báo cáo cũng trình bày hiện trạng thuận lợi và thách thức đối với

nền KHCN của chúng ta khi đối chiếu với bộ tiêu chí này và gợi mở một số giải

pháp.

1. Tổng quan về CMCN 4.0

Thế giới đang trải qua cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) thay đổi căn

bản cách thức con người sống, làm việc và quan hệ hợp tác cùng nhau. Với qui mô,

phạm vi ảnh hưởng và độ phức tạp, sự chuyển dịch của xã hội loài người từ cuộc

cách mạng này sẽ hoàn toàn khác với những gì mà nhân loại đã kinh qua trước đây.

Hiện nay chúng ta chưa định hình được sự thay đổi này sẽ xảy ra như thế nào

nhưng một điều chắc chắn rằng cách tiếp cận của mỗi quốc gia đối với cơ hội và

thách thức do cuộc cách mạng này đem lại sẽ mang tính tích hợp, toàn diện. Các cơ

hội và thách thức này được mang lại chủ yếu bởi quá trình chuyển đổi số, các công

nghệ sản xuất mới và sự liên kết ở mức độ chưa từng có của các linh kiện và thiết

bị điện tử dùng trong công nghiệp vốn là nền tảng của CMCN 4.0. Các cấu phần

tạo nên CMCN 4.0 này sẽ cơ bản thay đổi cách thức giao thương, tạo nên những

mô hình kinh doanh mới, tối ưu hóa và sử dụng một cách hiệu quả và bền vững các

nguồn tài nguyên hữu hạn, giảm thiểu chi phí sản xuất và chế tạo các sản phẩm có

tính cá nhân hóa ở mức cao.

Trong lịch sử nhân loại, các chuyên gia đã phân định 4 giai đoạn lịch sử của

các cuộc cách mạng công nghiệp (Hình1). Bốn cuộc cách mạng này có đặc trưng

cơ bản liên quan tới sự cơ giới hóa trong quá trình sản xuất. Đó là:

- Cuộc CMCN 1.0 (từ năm 1784): sử dụng máy hơi nước trong quá trình

sản xuất;

- Cuộc CMCN 2.0 (từ năm 1870): sử dụng điện năng phục vụ sản xuất

hàng loạt;

- Cuộc CMCN 3.0 (từ năm 1969): liên quan tới công nghệ điện tử, bán dẫn

và công nghệ thông tin (CNTT) phục vụ việc tự động hóa quá trình sản xuất;

- Cuộc CMCN 4.0 (đầu thế kỷ 21): đang bước đầu chuyển dịch từ cuộc

cách mạng lần 3.

Hình 1: Lịch sử các cuộc cách mạng công nghiệp

Cuộc cách mạng mới nhất dựa trên cuộc cách mạng số xảy ra từ cuối thế kỷ

20. Cuộc cách mạng này có bản chất là sự hợp nhất của những công nghệ, tạo sự

liên kết giữa không gian vật lý, số và sinh học. Thuật ngữ hệ thống ở đây là

“cyber-physical systems” (CPS). Đó là những hệ thống vật lý phỏng sinh học trong

không gian điều khiển. Thuật ngữ CMCN 4.0 sử dụng chủ yếu ở châu Âu, đặc biệt

là Đức1. Đối với các nước nói tiếng Anh, đặc biệt là Mỹ, thì thuật ngữ hay được

dùng là Internet vạn vật (Internet of Things – IoT) hoặc Internet công nghiệp

(Industrial Internet).

Có 3 lý do cơ bản đảm bảo rằng sự chuyển dịch này không phải là sự kéo dài

của CMCN 3.0. Thay vào đó là sự xuất hiện của CMCN 4.0 và đó là sự khác biệt

cơ bản của cuộc cách mạng này so với phiên bản thứ ba. Ba yếu tố đó là tốc độ, qui

mô và tác động hệ thống. Thứ nhất, yếu tố tốc độ của sự đột phá trong lần chuyển

dịch này là chưa từng có trong lịch sử. Khi so sánh với những cuộc cách mạng

trước, phiên bản lần thứ tư này tiến hóa tại cấp độ mũ thay vì tuyến tính. Thêm

nữa, nó mang tính đột phá, vượt khỏi các qui luật của mọi lĩnh vực công nghiệp tại

mọi quốc gia. Tiếp theo, tác động của nó thể hiện ở cả chiều rộng và chiều sâu. Nó

thay đổi căn bản toàn bộ các hệ thống sản xuất, quản lý và quản trị trong đời sống

kinh tế - xã hội, sản xuất của nhân loại.

2. Bản chất và các công nghệ nền tảng trong CMCN 4.0

2.1. Bản chất và các đặc điểm chính

Chúng ta đang tiến vào CMCN 4.0, trong đó công nghệ máy tính và kỹ thuật

điều khiển tự động hóa sẽ tích hợp vào nhau theo một phương thức mới. Theo đó,

các robot sẽ được kết nối từ xa với các hệ thống tính toán, cài đặt các thuật toán

học máy để điều khiển sự vận hành của các robot với sự can thiệp tối thiểu từ con

người. Như vậy CMCN 4.0 gồm những hệ thống thông minh được kết nối với nhau

để tạo ra một chuỗi giá trị số. Đây là các hệ thống tích hợp thực và ảo (cyber-

physical systems – CPS) gồm những thành phần vật lý, dữ liệu, CNTT và truyền

thông. Các hệ thống này sẽ biến đổi những nhà máy sản xuất truyền thống thành

những nhà máy thông minh với mục tiêu là các thiết bị máy móc có thể tương tác,

nói chuyện với nhau trong khi các sản phẩm và thông tin được xử lý và phân bố

trong thời gian tức thời. Phương thức sản xuất công nghiệp mới này tạo ra những

thay đổi căn bản cho toàn hệ sinh thái công nghiệp.

Ba xu hướng chính thay đổi cách thức tổ chức và hoạt động của các nhà

máy, tổ hợp công nghiệp. Đó là:

1 Thuật ngữ CMCN 4.0 do chính phủ Đức đề xuất năm 2006 trong một chiến lược số hóa lĩnh vực sản xuất của quốc

gia này tới năm 2020.

- Số hóa: Mọi qui trình sản xuất (trong mọi lĩnh vực từ công nghệ cao tới

thiết bị công nghiệp) đang được chuyển đổi bởi công nghệ số;

- Công nghiệp hóa: Các doanh nghiệp đã tích hợp công nghệ mới để cải tiến

và phát triển;

- Tối ưu hóa: Những doanh nghiệp hiện đại giờ đây coi việc cải tiến dù

những thành phần đơn giản nhất trong qui trình sản xuất cũng tạo ra nhiều cơ hội

phát triển mới;

CMCN 4.0 gồm 4 đặc điểm chính, thể hiện năng lực to lớn mà các ngành công

nghiệp và khu vực sản xuất có được cho sự thay đổi. Đó là:

(1). Sự kết nối các khâu theo chiều dọc qui trình của các hệ thống sản xuất thông

minh;

(2). Sự tích hợp các khâu theo chiều ngang thông qua thế hệ mới các chuỗi giá trị

toàn cầu;

(3). Hàm lượng kỹ nghệ sâu trong toàn bộ chuỗi giá trị;

(4). Tác động của những công nghệ đột phá;

Thứ nhất, sự kết nối chiều dọc của qui trình sử dụng các hệ thống điều khiển

công nghiệp phỏng sinh học (CPS) cho phép các nhà máy phản ứng một cách

nhanh chóng đối với những thay đổi cung cầu trên thị trường và sản phẩm lỗi. Các

nhà máy thông minh tự tổ chức sản xuất và cho phép tạo ra những sản phẩm theo

sở thích của từng cá nhân. Việc này đòi hỏi tích hợp dữ liệu rất nhiều trong quá

trình sản xuất. Các công nghệ cảm biến thông minh cần thiết để hỗ trợ việc giám

sát và hiện thực hóa một tổ chức tự hành. Không chỉ đổi mới qui trình sản xuất,

CPS cho phép tự tổ chức trong việc quản lý bảo trì và hậu mãi. Nguồn lực và sản

phẩm hàng hóa được kết nối mạng, trong khi nguyên vật liệu và linh kiện có thể

được định vị mọi lúc, mọi nơi. Tất cả các khâu sản xuất được ghi lại thành các file.

Mọi sự bất thường (thay đổi đơn hàng, nhu cầu thị trường, mức độ dao động chất

lượng sản phẩm, sản phẩm lỗi…) đều được ghi nhận và xử lý một cách nhanh

chóng. Do vậy, việc lãng phí thời gian, nguyên vật liệu, nhân công được giảm

thiểu.

Thứ hai, sự tích hợp theo chiều ngang thông qua một dạng mới của chuỗi giá

trị toàn cầu. Uber và Grab là các ví dụ điển hình của mô hình kinh doanh mới

thông qua sự tích hợp theo chiều ngang, tạo giá trị mới trong chuỗi giá trị toàn cầu.

Những mạng sản sinh giá trị mới này là những mạng tối ưu cho phép tích hợp sự

minh bạch và độ linh hoạt cao độ để xử lý nhanh chóng những vấn đề và lỗi sản

phẩm, theo sau là sự tối ưu chuỗi giá trị trên qui mô toàn cầu. Tương tự như các hệ

thống sản xuất được kết nối mạng, những chuỗi giá trị (cấp độ địa phương hay toàn

cầu) cung cấp năng lực kết nối qua CPS, từ khâu hậu cần đầu vào như nhà kho, sản

xuất, tiếp thị và mua sắm tới các khâu hậu cần đầu ra và dịch vụ hậu mãi. Lịch sử

sản xuất của từng bộ phận trong sản phẩm được ghi nhận và có thể truy cập bất cứ

lúc nào, nơi nào để tạo khả năng truy vết (còn được gọi là ký ức sản phẩm -

product memory). Cơ chế này cho phép tính minh bạch và linh hoạt trong toàn

chuỗi giá trị - từ mua sắm, tới sản xuất, giao hàng và hậu mãi. Ví dụ, với việc định

hướng sản phẩm theo sở thích từng khách hàng, việc tinh chỉnh theo từng khách

hàng không chỉ thực hiện trong khâu sản xuất mà còn cả phần phát triển, lập đơn

hàng, kế hoạch, kết hợp và phân phối sản phẩm. Việc này đảm bảo các yếu tố chất

lượng, thời gian, rủi ro, giá cả và tính bền vững môi trường được xử lý một cách

linh hoạt, theo thời gian thực tại mọi giai đoạn trong chuỗi giá trị.

Thứ ba, hàm lượng tri thức/KHCN cao và có tính liên ngành được thể hiện

trên toàn chuỗi giá trị cũng như trên toàn bộ vòng đời của sản phẩm và khách hàng.

Kỹ nghệ được áp dụng trơn tru trong giai đoạn thiết kế, phát triển và sản xuất sản

phẩm/dịch vụ mới. Bản chất của hàm lượng kỹ nghệ thể hiện ở việc dữ liệu và

thông tin luôn sẵn có trong mọi giai đoạn trong vòng đời của sản phẩm. Việc này

cho phép những qui trình mới, linh hoạt hơn thông qua mô hình hóa dữ liệu để xây

dựng khuôn mẫu sản phẩm.

Thứ tư, tác động của các công nghệ mang tính đột phá là chất xúc tác cho

phép các giải pháp phù hợp sở thích cá nhân, độ linh hoạt và giảm chi phí trong các

qui trình sản xuất. CMCN 4.0 đòi hỏi các giải pháp tự động hóa với khả năng nhận

thức cao và tự hành. Công nghệ trí tuệ nhân tạo, robot tiên tiến và cảm biến thông

minh có những tiềm năng cho việc tăng tính tự chủ và khả năng phù hợp với sở

thích cá nhân. Ví dụ, trí tuệ nhân tạo không chỉ giúp các robot vận chuyển hàng

hóa trong nhà máy, kho chứa một cách tự hành, tiết kiệm thời gian và chi phí trong

quản lý chuỗi cung ứng, tăng độ tin cậy sản xuất hoặc phân tích dữ liệu lớn; mà

còn hỗ trợ tìm kiếm những giải pháp thiết kế mới hoặc tăng cường hợp tác người -

máy tới thời điểm cung cấp dịch vụ2. Ngoài ra, công nghệ in 3D cũng là ví dụ điển

hình cho công nghệ đột phá trong kỹ nghệ sản xuất tăng dần.

2 Đây là thời điểm nhân viên phải cung cấp dịch vụ trực tiếp với khách hàng. Máy móc không thể tương tác với

khách hàng và cung cấp dịch vụ hậu mãi có chất lượng như con người.

2.2. Các công nghệ nền tảng và xu thế vận động hiện nay

CMCN 4.0 đang lan tỏa rất nhanh trên thế giới và đã đến Việt Nam. Cuộc

cách mạng này sẽ ảnh hưởng tới những sẽ chương trình và sáng kiến hợp tác

nghiên cứu phát triển KHCN trên toàn cầu. Hiện nay, một nhận thức chung coi

CMCN 4.0 được xây dựng trên nền tảng của 10 công nghệ lõi - các thành phần cơ

bản của cuộc cách mạng công nghiệp. Đó là trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence

- AI), robot tự hành (Autonomous Robots), dữ liệu lớn (Big Data), thực tại tăng

cường (Augmented Reality), sản xuất tăng/đắp dần (Additive Manufacturing hoặc

3D printing), điện toán đám mây (Cloud Computing), an ninh không gian mạng

(Cybersecurity), Internet vạn vật (Internet of Things), tích hợp hệ thống (System

Integration) và mô phỏng (Simulation).

1. Trí tuệ nhân tạo (AI): AI đang thay đổi thế giới và sự thay đổi này diễn ra

với tốc độ rất nhanh. Thế giới đang lo ngại về viễn cảnh máy tính trở nên thông

minh đến mức có thể làm tất cả mọi việc tốt hơn và rẻ hơn con người. Các chuyên

gia dự đoán, chỉ mất khoảng 1 thập kỷ tới, AI sẽ làm tốt hơn con người trong một

số việc như dịch ngôn ngữ (đến năm 2024), viết các bài tập làm văn (đến năm

2026) và lái xe (đến năm 2027). Một số công việc khác AI sẽ còn mất rất nhiều

thời gian để cạnh tranh với con người như trong lĩnh vực bán lẻ (đến năm 2031),

viết ra một quyển sách bán chạy nhất (đến năm 2049) và bác sĩ phẫu thuật (đến

năm 2053). Những dự đoán này có thể không tuyệt đối chính xác về mốc thời gian

nhưng cũng không phải không có cơ sở. Sự kiện chương trình máy tính AlphaGo

của Google chiến thắng trước một trong những kỳ thủ cờ vây xuất sắc nhất thế giới

Lee Sedol, người từng 18 lần vô địch thế giới, là một dấu mốc ấn tượng cho sự

phát triển của trí tuệ nhân tạo. Trận đấu này được so sánh với trận đấu cờ vua lịch

sử giữa Deep Blue của IBM và vua cờ Gary Kasparov năm 1997. Hai chiến thắng

của máy tính trên nền tảng trí tuệ nhân tạo được xem là điểm nhấn mang tính biểu

tượng cho việc máy tính trở nên thông minh hơn con người trong một số lĩnh vực

cụ thể. Thực tế, AlphaGo là chương trình AI có sự khác biệt lớn nhất so với những

thành tựu AI trước đây. AlphaGo sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo và áp dụng

phương pháp tự giải quyết vấn đề bằng cách đánh giá, thử nghiệm và rút kinh

nghiệm thông qua sự tự học ở mức độ cao;

2. Dữ liệu lớn: Công nghệ dữ liệu lớn liên quan tới việc xử lý khối lượng

thông tin khổng lồ để từ đó trích xuất ra được dữ liệu phù hợp nhằm tăng cường

khả năng đưa ra quyết dịnh. Phần lớn dữ liệu mới xuất hiện từ bây giờ cho tới năm

2020 sẽ được tạo bởi máy tính chứ không phải con người trong quá trình chúng

tương tác với nhau. Một trong những thách thức lớn nhất của dữ liệu là dung lượng

của nó. Theo ước tính, trong năm 2016 và 2017, lượng dữ liệu được tạo ra đã vượt

quá lượng dữ liệu được con người tạo ra trong hơn 5.000 năm trước đó. Thực tế

cho thấy là với dung lượng dữ liệu, tri thức được sản sinh với tốc độ và qui mô

chóng mặt như hiện nay, kho tri thức, thông tin của nhân loại được tăng gấp đôi

sau khoảng 1.5 - 2 năm. Quá nhiều dữ liệu sẽ gây khó khăn cực lớn trong việc xác

định thông tin phù hợp và xu thế biến thiên dữ liệu phục vụ các phân tích có tính

thông minh. Để xử lý khó khăn này, dữ liệu lớn và các giải thuật phân tích chúng

được áp dụng. Những kỹ thuật này xác định hiệu năng của từng cấu phần riêng lẻ

cũng như các điều kiện vận hành chúng để ngăn ngừa các sản phẩm lỗi trong tương

lai. Dạng dữ liệu được tạo ra cũng có nhiều thay đổi, trải dài trên nhiều ngành công

nghiệp như công nghệ sinh học, năng lượng, sức khỏe, chế tạo ô tô, khai khoáng,

viễn thông, sản xuất… Các nghiên cứu chỉ ra chỉ có khoảng 0,5% lượng dữ liệu

được tạo ra thực sự được phân tích để đưa ra các quyết định liên quan đến vận

hành thiết bị. Do đó, nhu cầu phân tích dữ liệu một cách hiệu quả là rất lớn. Trong

1-2 năm trở lại đây, công việc phân tích dữ liệu (data analyst) là ngành nóng hổi

nhất và có mức lương đãi ngộ cao nhất tại Mỹ. Một số doanh nghiệp lớn trong

ngành CNTT chỉ tập trung vào cung cấp các dịch vụ liên quan tới việc xử lý và

truyền tải dữ liệu. Ví dụ Alphabet – công ty mẹ của Google (với vốn hóa thị trường

khoảng 680 tỉ USD – lớn thứ hai thế giới sau Apple) hay Facebook (vốn hóa thị

trường khoảng 500 tỉ USD – đứng thứ tư thế giới) đều nắm trong tay bộ dữ liệu về

thông tin cá nhân và hành vi người dùng trên khắp thế giới thông qua các dịch vụ

“miễn phí” của họ như email, mạng xã hội, clip trực tuyến… Những dữ liệu này vô

cùng hữu ích cho Google và Facebook khi họ sử dụng các phần mềm phân tích dữ

liệu lớn, phát hiện hành vi và sở thích của người dùng để từ đó định hướng các

quảng cáo liên quan trực tiếp tới mỗi người. Không phải ngẫu nhiên mà 2 tập đoàn

công nghệ này thay đổi toàn bộ thị trường quảng cáo trên thế giới, chi phối toàn bộ

ngành công nghiệp nội dung số hiện nay gây khó khăn cực lớn cho những tập đoàn

truyền thông, báo chí, xuất bản cũng như các kênh truyền hình nói chung, truyền

hình cáp nói riêng.

3. Điện toán đám mây: Các ngành công nghiệp hiện nay đang chuyển dịch

sang giải pháp dựa trên các đám mây và xu thế này vẫn tiếp tục. Đây là công nghệ

nền tảng hỗ trợ các loại dịch vụ từ xa, đánh giá hiệu năng và nhiều lĩnh vực kinh

doanh khác. Công nghệ này tiếp tục phát triển mạnh trong giai đoạn tới do ngày

càng nhiều dữ liệu lưu trữ và chức năng tính toán trên máy sẽ chọn giải pháp đám

mây thay vì các hệ thống tính toán riêng lẻ. Tính đến tháng 10/2017, giám đốc điều

hành và là nhà sáng lập của Amazon, Jeff Bezos, trở thành người đầu tiên trên thế

giới có số tài sản vượt ngưỡng 90 tỉ USD, qua đó vượt Bill Gates trở thành người

giàu nhất thế giới. Điều đáng nói, công ty Amazon khởi đầu với việc buôn bán

sách online nhưng hiện tại công ty này chiếm tới gần 30% thị phần cung cấp dịch

vụ điện toán đám mây toàn cầu (theo sau là Microsoft với khoảng 10% thị phần);

4. Internet vạn vật: Đây là công nghệ quan trọng nhất trong các giải pháp

thúc đẩy CMCN 4.0. IoT là hệ thống các thiết bị tính toán, máy cơ khí và số hóa,

đối tượng và con người có quan hệ liên kết với nhau. Mỗi thực thể sẽ được cấp một

định danh (ID – identifier) duy nhất và có năng lực truyền tải dữ liệu trên mạng mà

không cần tương tác với con người. Ví dụ, loại đồng hồ thông minh (iWatch của

Apple) mới xuất hiện trên thị trường đã biến cổ tay của chúng ta thành nơi treo giữ

điện thoại thông minh với khả năng nhắn tin, nhận cuộc gọi… Các thiết bị này

cũng tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực sức khỏe. Thị trường thiết bị IoT được

ước tính và dự đoán có khoảng 15,4 tỉ thiết bị vào năm 2015 và sẽ đạt 30,7 và 75,4

tỉ thiết bị lần lượt vào các năm 2020 và 2025. Tổng giá trị thị trường này sẽ đạt

khoảng 267 tỉ USD vào năm 2020. Lý do đầu tiên dẫn đến sự tăng trưởng ấn tượng

về số lượng và quy mô thị trường IoT là sự xuất hiện của giao thức truyền thông

trên mạng Internet mới thế hệ kế tiếp với định dạng địa chỉ IPv6 cho phép một số

lượng không giới hạn các thiết bị có thể kết nối với mạng Internet. Theo lý thuyết,

với dung lượng địa chỉ có được từ IPv6 chia trung bình cho toàn diện tích địa cầu,

mỗi cm2 trên trái đất có thể được dùng để chứa hàng trăm tỉ địa chỉ khác nhau cho

thiết bị kết nối Internet. Trong khi với IPv4, mạng Internet hiện nay chỉ hỗ trợ tối

đa 4 tỉ thiết bị trên toàn thế giới. Lý do thứ hai được khởi nguồn từ việc bốn nhà

cung cấp dịch vụ và thiết bị mạng lớn nhất là Cisco, IBM, GE và Amazon đều

quyết định ủng hộ công nghệ IoT bằng cách thay đổi cấu trúc mạng phù hợp, đơn

giản hóa việc nối mạng một cách mạnh mẽ và giảm giá thành thiết bị hạ tầng

mạng. Lý do cuối cùng nằm ở tiềm năng mà “Công nghiệp Internet” có thể đem lại

cho tổng GDP toàn cầu được dự đoán ở mức 10 tới 15 nghìn tỉ USD. Cisco cũng

đưa ra dự đoán giá trị kinh tế toàn cầu được gia tăng do nền tảng “Internet kết nối

vạn vật” lên tới 19 nghìn tỉ USD và là sự gia tăng giá trị lớn nhất do một công nghệ

đem lại trong lịch sử loài người;

5. Mô phỏng: Công nghệ mô phỏng các hệ thống cho phép đánh giá nhiều

kịch bản khác nhau. Qua đó các giải pháp với chi phí hợp lý được phát triển, kiểm

tra và thực thi một cách nhanh chóng để giảm chi phí và thời gian đưa sản phẩm

vào thị trường. CMCN 4.0 đặt ra bài toán phát triển và vận hành các hệ thống

thông minh. Trong các hệ thống này, các cấu phần sẽ được cải tiến và tối ưu hóa

bởi các cấu phần và dịch vụ sẵn có. Việc phát triển các sản phẩm này được thực

hiện bằng các chuỗi cung ứng ảo cùng với kỹ thuật kết nối mạng và hệ thống sản

xuất. Khả năng thúc đẩy hệ thống, để có được sự tích hợp số hóa một cách thuận

lợi, chính là chìa khóa cho việc thiết kế, sản xuất và vận hành sản phẩm thông

minh. Do đó, sử dụng các kỹ thuật mô phỏng rất cần thiết để hỗ trợ tăng vòng đời

của hệ thống. Nhiều khả năng trong tương lai gần, phần lớn các hệ thống mô

phỏng sẽ được thực hiện và vận hành ngay trên mạng Internet. Một trong những

ứng dụng của mô phỏng có thể kể đến Hệ thống mô phỏng trái đất ES (Earth

Simulator) được chính phủ Nhật Bản tiến hành phát triển và sử dụng. Hệ thống này

được vận hành dựa trên một hệ thống các siêu máy tính cùng chạy song song để

mô phỏng các mô hình khí hậu toàn cầu nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí

hậu và các vấn đề khác trong lĩnh vự vật lý địa cầu. Hệ thống máy tính sử dụng cho

ES từng là siêu máy tính có tốc độ nhanh nhất thế giới trong khoảng thời gian 2002

- 2004. Gần đây, các nhà nghiên cứu thuộc đại học Zurich đã xây dựng và phát

triển một chương trình mô phỏng về vũ trụ lớn nhất từ trước tới nay để tìm ra lời

giải cho các vấn đề liên quan tới vật chất tối (là loại vật chất cơ bản tạo nên mọi

vật chất khác trong vũ trụ). Vũ trụ được mô phỏng chứa tới 25 tỉ thiên hà ảo.

Chương trình mô phỏng được bắt đầu với 2 nghìn tỉ hạt vật chất tối và cách thức

chúng kết hợp với nhau trong vũ trụ giả lập. Mô hình vũ trụ giả lập này sẽ được sử

dụng cho tàu vũ trụ Euclid, sẽ được phóng vào năm 2020 để chụp ảnh hàng tỉ thiên

hà và đo độ lệch của ánh sáng gây ra bởi lực hấp dẫn của chất tối. Chương trình mô

phỏng giúp phác thảo nên các thông tin có thể được Euclid thu thập được, giúp các

nhà khoa học có hình dung và chuẩn bị trước cho các sự kiện sẽ diễn ra;

6. Robot tự hành được dùng trong việc tự động hóa sản xuất trên nhiều lĩnh

vực khác nhau và dựa trên tính kết nối do IoT mang lại. IoT cho phép các thiết bị

công nghiệp và máy tính nói chuyện được với nhau. Vật liệu có thể được vận

chuyển trên toàn bộ mặt sàn nhà máy bởi các robot tự hành khi chúng tự tránh vật

cản, phối hợp theo từng tổ vận chuyển và xác định vị trí bốc dỡ hàng hóa theo thời

gian thực. Thông qua máy chủ trung tâm, các robot có thể được điều phối một cách

thông minh và tự động hóa công việc với cấp độ chưa từng có trong lịch sử. Một

trong những ví dụ về robot tự hành là máy bay không người lái (Unmanned Aerial

Vehicle - UAV). UAV là loại máy bay có thể được vận hành mà không cần đến phi

công ngồi trong khoang lái. UAV được sử dụng trong các nhiệm vụ có khả năng

gây nguy hiểm lớn cho con người. Gần đây UAV đã được khai thác cho các ứng

dụng trong lĩnh vực thương mại, khoa học, giải trí, nông nghiệp… UAV được phát

triển và dùng nhiều cho các mục đích dân sự. Dự án về xe hơi tự hành của công ty

Tesla gần đây cũng có những tiến bộ đáng kể. Xe tự hành Tesla được phát triển có

tám chiếc camera đặt quanh thân xe cho phép quan sát được 360 độ với tầm nhìn

khoảng 250m. Ngoài ra, Tesla còn trang bị một cảm biến sóng radar, 12 cảm biến

siêu âm và bộ xử lý đồ họa Titan của hãng Nvidia cho hệ thống tính toán của xe

nhằm tăng cường khả năng xử lý thông tin. Nước Nga cũng không nằm ngoài cuộc

đua về công nghệ robot tự hành với việc triển khai các dự án nghiên cứu và phát

triển chiến binh robot. Mục đích tạo ra chiến binh robot là nhằm thay thế quân đội

trên chiến trường hay triển khai trong các tình huống khẩn cấp có nguy cơ gây nổ,

chất phóng xạ hay các điều kiện mà quân đội khó tác chiến. Trong cuộc chạy đua

vũ trang về chiến binh robot, ngoài Nga còn có thể kể đến hai siêu cường nữa là

Trung Quốc và Mỹ;

7. Thực tại tăng cường: Đây là công nghệ cho phép con người tích hợp và

tương tác với các hệ thống một cách hiệu quả thông qua thông tin thời gian thực.

Ví dụ, công nhân trong nhà máy có thể được đào tạo với công nghệ mô phỏng và

cận cảnh 3D về trang thiết bị, cơ sở vật chất của nhà máy. Tháng 4 năm 2013,

Google đã trình làng một sản phẩm trông giống như kính mắt nhưng có khả năng

hiển thị thông tin như một chiếc điện thoại di động. Người dùng không cần dùng

tay mà có thể giao tiếp, đưa ra lệnh điều khiển tới thiết bị được gọi là Google Glass

này bằng giọng nói. Google Glass được tích hợp chức năng chụp ảnh và quay

video có độ phân giải cao. Một sản phẩm thực tại tăng cường khác được Microsoft

phát triển là kính thực tế ảo HoloLens. HoloLens cho phép người dùng nhìn thấy,

đặt các hình ảnh ảo lên không gian và tương tác trực tiếp với chúng nhằm tăng

cường trải nghiệm sử dụng. Thiết bị này còn cho phép trình chiếu các vật thể ba

chiều lên bức tường hay đồ đạc. Tính năng này đang được phát triển để có thể áp

dụng cho điện thoại thông minh hay máy tính. HoloLens hoạt động dựa trên những

cơ chế đặc biệt nhằm định hình môi trường xung quanh và chuyển động của cơ thể.

Kính thực tế ảo này có một loạt các cảm biến để nhận dạng cử chỉ ngón tay và sử

dụng thông tin này để tạo ra những hình ảnh mà người dùng quan sát được.

Camera cũng đóng vai trò xác định vị trí của vật thể để vi xử lý thực hiện chức

năng “ghi đè” hình ảnh ảo lên thế giới thực và hiển thị lên màn hình của kính.

Chức năng này cho phép người dùng tương tác trực tiếp với hình ảnh quan sát

được;

8. An ninh mạng trở thành một yêu cầu tối quan trọng khi con người chuyển

từ các hệ thống đóng sang các hệ thống dựa trên công nghệ kết nối như IoT và điện

toán đám mây. An toàn bảo mật thông tin và độ tin cậy của hệ thống đảm bảo sự

thành công của một qui trình sản xuất hiện đại được số hóa, tận dụng tất cả tính ưu

việt của môi trường kết nối. Ngày 29 tháng 7 năm 2016, các hệ thống màn hình

hiển thị thông tin chuyến bay tại khu vực làm thủ tục chuyến bay của một số sân

bay quốc tế bao gồm cả Nội Bài và Tân Sơn Nhất đã bị tin tặc tấn công. Các màn

hình của sân bay bị chèn những nội dung và hình ảnh xúc phạm Việt Nam và

Phillipines, xuyên tạc các nội dung về biển Đông. Hệ thống phát thanh của sân bay

cũng phát đi những thông điệp tương tự. Đồng thời website của Vietnam Airlines

cũng bị thâm nhập và lấy đi hơn 400.000 dữ liệu hành khách đi máy bay. Cuộc tấn

công website và hệ thống thông tin sân bay này được đánh giá là lớn nhất từ trước

đến nay vào hệ thống thông tin hàng không của Việt Nam. Trên thế giới, các cuộc

tấn công mạng diễn ra thường xuyên, có thể kể đến cuộc tấn công mạng thông qua

APT (Advanced Persistent Threat) bị các cơ quan an ninh của Mỹ cho là xuất phát

từ Trung Quốc tấn công vào hệ thống quản lý nhân sự quốc gia Mỹ năm 2016.

Hoặc gần đây hơn là giới tin tặc (bị nghi ngờ là do nhóm APT28 với tên gọi Fancy

Bear và APT29 với tên gọi Cozy Bear của Nga) đã sử dụng công nghệ trí tuệ nhân

tạo làm ngập lụt các diễn đàn xã hội như Facebook và Twitter với các bài viết bóp

méo thông tin, cộng với việc cố ý làm rò rỉ email của bà Hillary Clinton thông qua

Wikileak gây ảnh hưởng kết quả bầu cử tổng thống Mỹ;

9. Tích hợp hệ thống: Hầu hết các hệ thống hiện nay đang tự động hóa một

cách riêng biệt và gặp khó khăn trong tương tác với nhau. Các tiêu chuẩn kỹ thuật

và kiến trúc mở hỗ trợ sự thuận lợi trong trao đổi thông tin tới cả tổ chức và cá

nhân. Các ngôn ngữ tiêu chuẩn chung phục vụ quá trình tương tác, trao đổi dữ

liệu… cần được xây dựng hỗ trợ quá trình tích hợp hệ thống;

10. Sản xuất tăng dần (hay công nghệ in 3D) tiếp tục có vai trò quan trọng

cho những ứng dụng lô nhỏ hoặc sản phẩm tùy biến theo sở thích từng cá nhân. Kỹ

thuật này được dùng trực tiếp với khách hàng và nhà cung cấp để cải tiến thiết kế,

tăng hiệu quả, độ linh hoạt và giá thành;

So với CMCN 3.0, những ngành công nghiệp truyền thống được dự báo

những cấp độ tích hợp chưa từng có giữa các hệ thống thông tin, truyền thông, cơ

khí, công nghiệp như:

- Các bộ cảm biến thông minh tích hợp cùng nhau trong hệ thống IoT công

nghiệp, cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực trong quá trình sản xuất;

- Mạng băng rộng hiện diện khắp nơi, cho phép trao đổi dung lượng lớn dữ

liệu giữa con người, máy móc và những cơ sở sản xuất;

- Điện toán đám mây cho phép lưu trữ thông tin dữ liệu và tính sẵn sàng của

chúng tại bất cứ nơi đâu, thời điểm nào;

- Kỹ thuật phân tích dữ liệu lớn đảm bảo việc xử lý mang tính cộng tác trên

những khối dữ liệu khổng lồ;

Có thể nói rằng CMCN 4.0 là sự hội tụ của các công nghệ số mang tính đột

phá, làm thay đổi lĩnh vực sản xuất ngoài sức tưởng tượng, thúc đẩy bởi dung

lượng dữ liệu khổng lồ, sự tích hợp và tính kết nối giữa các hệ thống, sự xuất hiện

của những kỹ thuật phân tích dữ liệu và năng lực xử lý bí quyết/tình báo doanh

nghiệp tiên tiến, các phương pháp học máy, sự cải tiến truyền tải mệnh lệnh dưới

dạng số vào thế giới thực.

3. Tác động của CMCN 4.0

CMCN 4.0 sẽ có những ảnh hưởng căn bản lên từng quốc gia, từng tổ

chức/doanh nghiệp và mỗi người dân. Mức độ tác động sẽ tùy thuộc vào năng lực

thích nghi của mỗi quốc gia đối với làn sóng công nghệ do cuộc cách mạng này

mang lại. Các ảnh hưởng kinh tế - xã hội chính tóm lược như sau.

Thứ nhất, khả năng lớn có sự phân cực trong lực lượng lao động (labor

polarization). Khi yêu cầu công việc đòi hỏi mức độ tự động hóa và kết nối cao sẽ

dẫn đến việc tăng năng suất lao động tại những dạng công việc của thời đại hiện

nay hoặc tạo ra những công việc hoàn toàn mới. Cuộc cách mạng này sẽ làm dịch

chuyển lực lượng lao động theo hướng nâng cao chất lượng và trình độ nhân lực.

Thứ hai, liên quan tới phân phối thu nhập sẽ ngày càng doãn ra giữa thiểu số

ở tốp trên so với phần lớn lực lượng lao động. Sự phân cực lực lượng lao động

trong giai đoạn trước mắt cùng với khoảng cách thu nhập tăng nhanh sẽ dẫn đến

phần lớn lợi ích và sự thịnh vượng sẽ được chuyển cho một nhóm thiểu số ở tốp

trên. Một mẫu hình doanh nghiệp ở giai đoạn này có thể với nguồn nhân lực nhỏ

nhưng có giá trị kinh tế to lớn (dù được lượng hóa dưới dạng doanh nghiệp tư nhân

hay vốn hóa thị trường). Ví dụ, công ty WhatsApp được Facebook mua lại với giá

22 tỉ USD vào năm 2014 với chỉ 55 nhân viên. Trong khi đó, hãng hàng không

hàng đầu nước Mỹ United Continental với vốn hóa cũng khoảng 22 tỉ USD là một

tổ chức khổng lồ với hơn 82.000 nhân viên. Như vậy, 1 nhân viên của WhatsApp

có giá trị trung bình khoảng 400 triệu USD là một ví dụ, dù cho rằng định giá quá

cao, thể hiện những lợi ích vốn và bất bình đẳng một cách không tưởng đối với

những mô hình kinh doanh vốn ít trong tương lai. Hiện tượng này trở nên bình

thường khi các tập đoàn công nghệ luôn dẫn đầu trên danh sách vốn hóa thị trường,

với dòng tiền mặt cực kỳ dư dả.

Thứ ba, là những rủi ro liên quan tới chiến tranh mạng và địa chính trị. Tính

kết nối mọi lúc, mọi nơi do CMCN 4.0 đưa lại tăng rủi ro gây ra bởi hoạt động bất

hợp pháp trên không gian mạng. Ở khía cạnh tích cực, khả năng tự động hóa và kết

nối cao độ thông qua các hệ thống mạng lưới thông minh sẽ nâng cao hiệu suất sử

dụng/tiêu thụ năng lượng và khớp nối nguồn cung với nhu cầu năng lượng một

cách hiệu quả. Ở chiều ngược lại, các hệ thống này rất dễ tổn thương đối với những

cuộc tấn công mạng, thậm chí đến mức toàn bộ hệ thống phát điện và mạng lưới

điện bị đánh sập. Công nghệ điện toán đám mây ở khía cạnh tích cực cho phép các

doanh nghiệp tập trung nguồn vốn vào mảng lõi kinh doanh3. Tuy nhiên, nếu hạ

tầng CNTT của một số lượng lớn doanh nghiệp đặt vào tay một nhà cung cấp dịch

vụ đám mây, hậu quả một cuộc tấn công mạng vào nhà cung cấp này sẽ lớn hơn rất

nhiều nếu chỉ nhằm vào một công ty.

Khi sự hội tụ của thế giới vật lý, số hóa và sinh học đang tiếp tục diễn ra, các

công nghệ và nền tảng mới cho phép công dân kết nối nhiều hơn với chính phủ; có

tiếng nói hay quan điểm riêng; thống nhất ý chí của họ và thậm chí giúp họ qua

mặt sự giám sát của các cơ quan chính phủ. Ở khía cạnh ngược lại, chính phủ có

thêm những công cụ tăng cường sự kiểm soát của mình đối với người dân dựa trên

các hệ thống giám sát mọi lúc, mọi nơi cũng như khả năng kiểm soát hạ tầng số.

Về mặt tổng thể, các chính phủ sẽ chịu nhiều sức ép hơn trong việc thay đổi cách

tiếp cận hiện nay đối với việc lôi kéo quần chúng và đưa ra chính sách. Về bản

chất, vai trò trung tâm quyền lực trong việc tạo lập chính sách của chính phủ sẽ suy

3 Hiệu quả kinh tế lớn hơn khi doanh nghiệp tập trung vào sở trường chuyên môn chính, chuyển phần dịch vụ như

CNTT thành dạng thuê ngoài (outsourcing).

yếu dần do sự xuất hiện của những lực lượng cạnh tranh mới cùng với sự phân tán

quyền lực bắt nguồn từ những công nghệ mới.

Khả năng hệ thống chính quyền và cơ quan quản lý nhà nước thích nghi

được với môi trường mới sẽ quyết định sự tồn tại của nó. Nếu chính phủ có đủ

năng lực để chấp nhận một thế giới có những biến động bất ngờ, áp đặt cấu trúc

chính phủ theo tiêu chí minh bạch và hiệu quả thì chính phủ sẽ tiếp tục duy trì

quyền lực của mình. Ngược lại, nếu không thể tiến hóa theo xu thế mới, chính

quyền sẽ càng gặp nhiều vấn đề phải giải quyết.

Điều này đặc biệt đúng đối với lĩnh vực pháp lý. Các hệ thống ra quyết định

và lập chính sách công hiện nay song hành cùng với CMCN 2.0. Khi đó, những

nhà lập pháp cần thời gian nghiên cứu một vấn đề cụ thể để từ đó đưa ra các hành

động/khung pháp lý phù hợp. Quá trình này diễn tiến theo hướng tuần tự và theo

chiều từ trên xuống. Tuy nhiên, trong bối cảnh của CMCN 4.0 này, cách tiếp cận

này không còn phù hợp. Với sự thay đổi nhanh chóng và tầm ảnh hưởng rộng lớn

của nó, các cơ quan lập pháp và hành pháp đang gặp khó ở mức độ chưa từng thấy

và hầu hết chưa có khả năng kiểm soát tình hình. Ví dụ: những vấn đề pháp lý liên

quan tới tội phạm công nghệ cao, quyền sở hữu trí tuệ ở cấp độ luật còn nhiều lỗ

hổng và việc thực thi luật còn nhiều khó khăn, đặc biệt trên qui mô toàn cầu.

Câu hỏi của những nhà nước là làm thế nào vẫn bảo vệ được các quyền lợi

của người tiêu dùng và quần chúng nói chung trong khi vẫn tiếp tục hỗ trợ sáng tạo

và phát triển công nghệ? Kinh nghiệm từ khu vực tư nhân cho thấy việc sử dụng

mô hình quản trị linh hoạt (agile governance) đối phó với việc phát triển phần mềm

và vận hành doanh nghiệp đã tương đối thành công. Cách thức này đòi hỏi các cơ

quan chính quyền phải liên tục hoàn thiện, thích nghi với môi trường đang thay đổi

nhanh chóng, tự tái tạo bản thân để có thể hiểu thấu được bản chất nhiệm vụ họ cần

quản lý, điều tiết là gì. Để làm được việc này, chính quyền và các cơ quan pháp

luật cần phối hợp chặt chẽ với các tổ chức xã hội và doanh nghiệp.

4. Bộ tiêu chí đánh giá độ sẵn sàng cho CMCN 4.0

Hình 2: Mô hình đánh giá năng lực 6 chiều đối với CMCN 4.0

Những tiến bộ công nghệ cao gần đây đã đưa con người, doanh nghiệp, các

quốc gia và thị trường toàn cầu gần nhau hơn bao giờ hết. Xu hướng này chắc chắn

sẽ tăng tốc theo thời gian tới. Một nghiên cứu toàn diện của Diễn đàn kinh tế thế

giới (World Economic Forum – WEF) đã phân loại năng lực kết nối mạng của các

quốc gia dựa trên mô hình độ sẵn sàng kết nối. Chỉ số này phản ánh trình độ của

các quốc gia trong thế giới số. Chỉ số phụ thuộc vào các động lực mà mỗi quốc gia

cần sở hữu trong công nghệ số để đáp ứng tiềm năng phát triển của mình và liệu

các công nghệ đó có ảnh hưởng lên nền kinh tế và xã hội của quốc gia đó. Cuộc

CMCN 3.0 đem lại những công nghệ số đã thay đổi bản chất của năng lực sáng tạo

của mỗi tổ chức, quốc gia.

Tương tự như chỉ số kết nối của WEF, đối với CMCN 4.0 sẽ là rất cần thiết

nếu chúng ta thiết lập được một bộ chỉ số đánh giá mức độ sẵn sàng của các tổ

chức, doanh nghiệp và quốc gia khi cuộc cách mạng này đang tiến vào, đặc biệt là

lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế. Những thách thức này được đối chiếu với những

quan niệm đột phá như IoT, các hệ thống điều khiển phỏng sinh học CPS) hoặc

điện toán đám mây. Một đề xuất từ Liên đoàn kỹ nghệ Đức (German Engineering

Federation – VDMA) đã định ra mô hình 6 chiều (Hình 2) để đánh giá cấp độ sẵn

sàng của một tổ chức. Mô hình này cũng nhấn mạnh vào các điểm mốc căn bản mà

mọi tổ chức, quốc gia cần vượt qua để tiến vào CMCN 4.0.

Hình 3: Một số tiêu chí cụ thể trong từng chiều của mô hình năng lực CMCN 4.0

Trong mô hình 6 chiều này, 2 chiều đầu tiên (nhà máy và sản phẩm thông

minh) liên quan tới thế giới thực, trong khi 2 chiều khác (phương thức sản xuất

thông minh và các dịch vụ dựa trên dữ liệu) thuộc về thế giới ảo. Hai chiều cuối

cùng (chiến lược và tổ chức, chất lượng nguồn nhân lực) đảm bảo sự kết nối nhịp

nhàng giữa hai thế giới thực và ảo thông qua con người và tổ chức bộ máy với

chiến lược, chủ trương phù hợp cùng với năng lực thực hiện việc chuyển đổi sang

CMCN 4.0. Theo quan niệm này, CMCN 4.0 có thể được gọi là sự pha trộn của thế

giới thực và ảo. Trong Hình 3, các chiều của mô hình được giải thích cụ thể như

sau:

1. Nhà máy thông minh là môi trường sản xuất trong đó các hệ thống dây

chuyền và hậu cần tổ chức làm việc phối hợp với nhau mà không có sự can thiệp

của con người. Nhà máy này do vậy dựa trên các hệ thống điều khiển phỏng sinh

học (CPS) kết nối thế giới thực và ảo với nhau thông qua nền tảng CNTT và hệ

thống IoT. Năng lực của một tổ chức đối với chiều đánh giá này có thể định lượng

hóa bằng các tiêu chí như:

a. Mô hình số hóa

b. Hạ tầng thiết bị và thành phần máy móc

c. Mức độ sử dụng dữ liệu

d. Các hệ thống và hạ tầng CNTT

2. Sản phẩm thông minh là nền tảng cho nhà máy thông minh và phương

thức sản xuất thông minh. Đây cũng chính là cấu phần cốt yếu của một nhà máy

thông minh thống nhất cho phép quá trình sản xuất tự động hóa cao, linh hoạt và

hiệu quả. Các cấu phần vật lý được tích hợp các chi tiết kỹ thuật như bộ cảm biến,

RFID (Radio Frequence Identification - định danh bằng sóng radio), giao diện

truyền dẫn… giúp cho việc thu thập dữ liệu về môi trường và hiện trạng của bản

thân các thiết bị. Độ sẵn sàng trong mảng sản phẩm thông minh có thể được xác

định thông qua các chức năng CNTT bổ sung vào sản phẩm và cấp độ sử dụng dữ

liệu trong việc phân tích.

3. Phương thức sản xuất thông minh: Các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất và

lập kế hoạch là rất cần thiết để hiện thực hóa cơ chế tự kiểm soát trong quá trình

sản xuất. Đây được gọi là phương thức sản xuất thông minh. Độ sẵn sàng CMCN

4.0 đối với chiều đánh giá này có thể xác định dựa theo các tiêu chí:

e. Chia sẻ dữ liệu giữa các khâu trong quá trình sản xuất

f. Cấp độ sử dụng mô hình điện toán đám mây

g. An toàn bảo mật thông tin

h. Các qui trình tự hành trong tổ chức

4. Các dịch vụ dựa trên dữ liệu: Các doanh nghiệp đang chuyển đổi từ bán

sản phẩm sang cung cấp giải pháp đã chứng minh mô hình các dịch vụ dựa trên dữ

liệu. Các dịch vụ này căn chỉnh mô hình kinh doanh tương lai của các doanh

nghiệp với mục tiêu làm tăng giá trị cho khách hàng. Các dịch vụ hậu mãi dựa trên

các đánh giá phản hồi từ khách hàng và kỹ thuật thông minh phân tích dữ liệu về

mức độ tín nhiệm của khách hàng đối với toàn thể đơn vị. Các sản phẩm vật lý

phải được trang bị với chức năng CNTT, bổ sung công năng gửi nhận và xử lý

thông tin giúp cho quá trình giám sát sự vận hành của sản phẩm. Chiều đánh giá

này được xác định bởi 3 tiêu chí:

i. Độ sẵn sàng của dịch vụ mọi lúc, mọi nơi

j. Tỉ lệ doanh số được tạo ra từ phân khúc dịch vụ cho các sản phẩm

k. Tỉ lệ dữ liệu được sử dụng trong quá trình phân tích, đánh giá sản phẩm

5. Chiến lược và tổ chức: CMCN 4.0 tạo ra cơ hội phát triển các mô hình

kinh doanh mới cùng nhau thay vì chỉ cải tiến các qui trình kinh doanh hiện hữu

thông qua việc sử dụng công nghệ số. Tính mở và độ tương tác văn hóa có thể

được đánh giá sử dụng các tiêu chí như:

l. Việc thực hiện chiến lược tích lũy/phát kiến tri thức cho CMCN 4.0

m. Đánh giá lại các chiến lược thông qua hệ thống chỉ số để hoạt động

hiệu quả hơn

n. Các dự án đầu tư của tổ chức liên quan tới cuộc cách mạng này

o. Độ am hiểu trong quản lý công nghệ và quản lý sức sáng tạo trong tổ

chức

p. Độ am hiểu trong hiện trạng hoạt động nghiên cứu phát triển (R&D)

6. Nhân lực giúp cho tổ chức hiện thức hóa quá trình chuyển đổi số. Chiều

đánh giá này phụ thuộc vào các kỹ năng của nhân viên và năng lực có thể tiếp nhận

tri thức/kỹ năng mới của họ. Lý do chính là nhân viên sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất

trong quá trình chuyển đổi công nghệ của tổ chức, trực tiếp tác động vào môi

trường làm việc của họ. Do vậy, yêu cầu tiên quyết đối với nhân viên là họ phải có

khả năng tiếp nhận các kỹ năng mới phù hợp với trang thiết bị hiện đại trong môi

trường làm việc số.

Mô hình đánh giá trên sẽ giúp cho việc đánh giá mức độ chuẩn bị của tổ

chức đối với CMCN 4.0 dựa trên các tham số quan trọng và phân tích được độ lệch

từ hiện trạng của tổ chức cần phải giải quyết để tiếp nhận làn sóng CMCN 4.0.

5. Đối sách của các nước trên thế giới

5.1. Chiến lược của các nước phát triển

CMCN 4.0 xuất phát từ Đức. Quá trình này đang tăng tốc tại Mỹ, Nhật Bản,

Trung Quốc, các nước Bắc Âu và Anh. Mọi quốc gia, tổ chức, doanh nghiệp trên

thế giới đều nhận thức được quá trình tăng tốc số hóa quản trị trong khoảng 5 năm

tới. Ví dụ: vào năm 2020, Mỹ sẽ tăng tỉ lệ số hóa tới 74% từ tỉ lệ 32% hiện nay.

Với châu Á – Thái Bình Dương, con số tương tự là 67% và 36%. Châu Âu là 71%

và 30%.

Chính phủ Đức ưu tiên chiến lược số hóa tới năm 2025 để hiện đại hóa lĩnh

vực sản xuất của mình, thông qua hoạt động nghiên cứu và sáng tạo của CMCN

4.0. Để giải quyết các thách thức, chính phủ nước này hỗ trợ giáo dục đào tạo và

nguồn lực cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ chưa nhận thức được lợi ích của

CMCN 4.0. Bên cạnh đó là các vấn đề như thiếu hụt nhân lực có kỹ năng, việc

định chuẩn và nguy cơ an toàn bảo mật. Hiện nay, mối quan tâm chính của quốc

gia này là tìm kiếm cách thức thực thi CMCN 4.0 thay vì tạo lập các mô hình kinh

doanh mới, xây dựng các hướng dẫn cho chính phủ và giới công nghiệp trong cuộc

cách mạng này, tận dụng nguồn lực các chuyên gia trong các mảng công nghệ nền.

Thực hiện các việc này, chính phủ Đức đã ký kết các biên bản ghi nhớ phối hợp

thực thi CMCN 4.0 với các đối tác quan trọng như Trung Quốc, Nhật Bản và Pháp.

Các quốc gia khác trên thế giới cũng bước đầu hoạch định chiến lược cho

CMCN 4.0. Cụ thể, chính phủ Mỹ đã thực hiện vài chương trình quan trọng như

Mạng lưới quốc gia về sáng tạo trong sản xuất (National Network for

Manufacturing Innovation - NNMI). Mạng lưới này bao gồm các khu vực tăng

cường hoạt động phát triển và ứng dụng các công nghệ sản xuất tiên tiến nhất để

tạo ra các sản phẩm mới, khả năng cạnh tranh toàn cầu. Bên cạnh đó, Viện Sáng

tạo sản xuất tăng dần quốc gia (National Additivie Manufacturing Innovation

Institute) đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ sản xuất tăng dần và in 3D trong lĩnh

vực sản xuất trong nước. Ngoài ra, chiến dịch Khởi nghiệp Mỹ do Nhà Trắng khởi

động nhằm cổ động cho tinh thần doanh nghiệp có sức bật lớn trên toàn quốc.

Kế hoạch 5 năm (2016 - 2020) được thông qua vào tháng 3 năm 2016 bởi

chính phủ Trung Quốc đặt mục tiêu thực hiện đồng thời chương trình “Made in

China 2025” và CMCN 4.0. Chương trình nhằm tăng hàm lượng do Trung Quốc

phát triển trong các thiết bị thành phần và vật liệu lõi tới tỉ lệ 40% (2020) và 70%

(2025). CMCN 4.0 được cho là tăng năng suất lao động của quốc gia này khoảng

25-30%.

Ở góc độ khác, chính phủ Ấn Độ đặt mục tiêu tham vọng tăng phần đóng

góp của khu vực sản xuất trong GDP lên 25% vào năm 2025 từ 16% hiện nay.

Công nghệ IoT được cho là quan trọng nhất trong CMCN 4.0 của Ấn Độ sẽ hướng

tới thị phần 20% toàn thế giới trong 5 năm tới. Chương trình này tập trung vào thế

mạnh của khu vực sản xuất của Ấn Độ như vị trí chiến lược, dân số trẻ và chi phí

rẻ hơn Trung Quốc.

5.2. Các thách thức đối với các nước đang phát triển

CMCN 4.0 chắc chắn sẽ có tác động và ảnh hưởng mạnh mẽ tới gia đình và

xã hội, làm thay đổi cách thức hoạt động truyền thống của nhà máy công nghiệp và

bộ máy chính quyền. Đánh giá về ý nghĩa và tác động của CMCN 4.0 tới các nền

kinh tế phát triển đã được đưa ra thảo luận và làm rõ tại nhiều hội thảo, nhưng

chúng ta khó tìm thấy các đánh giá tương tự đối với các quốc gia đang phát triển và

các nền kinh tế đang trong giai đoạn chuyển đổi. Nhiều nước đang phát triển, trong

đó có Việt Nam hay các nước lớn như Trung Quốc và Ấn Độ đã khởi động quá

trình tìm hiểu và chuẩn bị các chiến lược tiếp cận CMCN4.0.

Một trong những thách thức cơ bản của các quốc gia đang phát triển là thu

hút và tăng cường hiệu quả các nguồn vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (Foreign

Direct Investment - FDI). Trước đây, việc thu hút hiệu quả FDI ở các nước đang

phát triển thường là do lao động giá rẻ. Giá thành lao động không còn đóng vai trò

then chốt trong thời đại CMCN 4.0. Thay vào đó, các thách thức với các nền kinh

tế đang phát triển là “hố sâu” ngày càng rộng hơn giữa công nghệ và kiến thức, các

kĩ năng làm việc phức tạp, sự gia tăng bất bình đẳng và bình đẳng giới.

Các nước đang phát triển đã lỡ các “chuyến tàu” trong các cuộc cách mạng

công nghiệp trước đây, có thể do nguyên nhân chủ quan hoặc khách quan. Việc lỡ

tàu này có thể là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc tụt lại phía sau

cả về năng suất lao động lẫn phúc lợi xã hội. Tăng cường tiếp cận, tham gia và tận

dụng CMCN 4.0 là cơ hội để các nước đang phát triển tránh bị tụt lại xa hơn và

vươn lên phía trước. Một số thách thức chính là nhận thức và sự chuẩn bị sẵn sàng,

sự bùng nổ dữ liệu và chuyển đổi nguồn lực lượng lao động.

1. Nhận thức và sự chuẩn bị sẵn sàng: các doanh nghiệp, cá nhân và nhà

nước đều cần có nhận thức đầy đủ về nội hàm cũng như đưa ra các đánh giá phù

hợp về CMCN 4.0. Sự bất định của nền kinh tế làm xuất hiện nhu cầu cần thiết để

các doanh nghiệp tập dượt và kiểm tra mô hình kinh doanh và sản xuất.

2. Sự bùng nổ dữ liệu: Công ty Ericsson đang đưa vào thử nghiệm thế hệ

mới nhất, thế hệ thứ năm của hệ thống di động - 5G. Nếu được áp dụng, hệ thống

5G sẽ làm tăng đáng kể tốc độ kết nối các thiết bị với nhà mạng và các thiết bị với

nhau. Một lượng thông tin lớn sẽ được truyền thông qua các kết nối không dây và

tới nhiều thiết bị hơn. Hệ thống 5G này sẽ đóng vai trò là hệ thống nền tảng để kết

nối con người với thiết bị, máy móc. 5G cũng như 3G, 4G chủ yếu phục vụ các

thiết bị di động gắn với con người (tiêu thu năng lượng vừa phải + năng lực tính

toán lớn) do vậy phù hợp với SMAC hơn. Tuy nhiên, IoT còn nhiều hơn thế với

các thiết bị cảm biến sensor và cơ điện tử dùng trong các hệ thống điều khiển công

nghiệp như lĩnh vực giao thông, đường sắt, hàng không, điện lực, dầu khí… Các

thiết bị này về cơ bản hoạt động tương đối độc lập với một tính năng xác định

(Application-Specific Integrated Circuit hay ASIC) thường được nhúng

(embedded) trong một hệ thống tổng thể lớn hơn. Các bộ vi xử lý CPU trong máy

tính cá nhân PC và smartphone là vi xử lý đa mục đích - general purpose chip nên

chúng có năng lực tính toán lớn và tiêu thụ năng lượng lớn. Ngược lại, ASIC tối ưu

hóa cho một tính năng xác định nên tiêu thụ năng lượng ít, phạm vi truyền dẫn

không dây ngắn và năng lực tính toán vừa phải. Các chuẩn truyền dẫn công nghiệp

do đó phải phù hợp với những thiết bị này (hoạt động độc lập, định kỳ và tiêu thu

năng lượng ít…) như Zigbee (chuẩn IEEE 802.15.4). Ước tính có khoảng năm tỉ

thiết bị đang được kết nối thông qua mạng lưới Internet vạn vật (IoT) và con số

này sẽ tăng gấp bốn lần, lên hai mươi triệu thiết bị, trong vòng năm năm tới. Để

xây dựng được một hệ sinh thái kĩ thuật số vững chãi, cần phải tăng cường việc kết

nối trực tiếp giữa các thiết bị, chia sẻ dữ liệu và đạt được các bộ tiêu chuẩn trong

việc chia sẻ dữ liệu cũng như hình dung một cách đầy đủ các cấu phần của hệ

thống. Dữ liệu được thu thập và chia sẻ bởi số lượng thiết bị khổng lồ này làm phát

sinh các vấn đề như xử lý dữ liệu lớn, đảm bảo an ninh mạng, an ninh dữ liệu và

quyền riêng tư của người sử dụng thiết bị.

3. Chuyển đổi nguồn lực lượng lao động: Sự chuyển dịch nguồn lực lao

động và công việc đang và sẽ tiếp tục diễn ra với một tốc độ vừa phải nhưng trải

rộng khắp nhiều ngành nghề. Lao động thời đại kỹ thuật số được hỗ trợ bởi các

thiết bị và robot thông minh hay máy bay không người lái là các lực lượng lao

động mới, đang tham gia vào công việc sản xuất và dần thay thế con người trong

một số công việc và công đoạn nhất định. Một số ngành công nghiệp mới sẽ xuất

hiện và nổi lên nhanh chóng như y học số, nông nghiệp chính xác, thiết kế và chế

tạo robot cho y tế. Chuyền đổi số cũng xuất hiện ở một số các công việc truyền

thống, ví dụ các công nghệ thực tại ảo, thực tại trộn sẽ hỗ trợ công nhân trong công

việc, đem lại năng suất lao động cao hơn và tạo nên một môi trường làm việc an

toàn. Để chủ động trao việc điều phối và kiểm soát được sự chuyển đổi nguồn lực

lao động, một trong các giải pháp là chú trọng phát triển và cải tổ hệ thống giáo

dục nhằm trang bị các kỹ năng cần thiết cho lực lượng lao động.

5.3. Hiện trạng và độ sẵn sàng của Việt Nam

Trong giai đoạn hiện nay, như nhiều chuyên gia nhận xét, động lực tăng

trưởng của Việt Nam trong giai đoạn trước đã cạn. Trong 10 năm trước đây, tăng

trưởng GDP của Việt Nam đạt trung bình 7 - 8%/năm chủ yếu là do giá nguyên vật

liệu cao và nhân công rẻ. Tuy nhiên, trong 2 - 3 năm trở lại đây, tốc độ tăng trưởng

không như kỳ vọng, chỉ quanh quẩn khoảng 5 - 6%/năm. Chúng ta phải chuyển đổi

mô hình tăng trưởng nền kinh tế từ chiều rộng sang chiều sâu, gắn với mục tiêu

phát triển bền vững, đảm bảo môi trường. Và yếu tố đầu vào của phát triển kinh tế

đã chuyển từ lao động, tài nguyên và vốn tài chính sang đặt trọng tâm vào yếu tố

kỹ năng và KHCN. Không còn cách nào khác, chúng ta phải đi sâu vào phát triển

và làm chủ KHCN mũi nhọn để tăng hiệu quả của bộ máy kinh tế Việt Nam, tức là

vẫn đảm bảo giá trị đầu ra của nền kinh tế trong khi lượng đầu vào sẽ giảm đi, đặc

biệt là tài nguyên, khoáng sản vì những yếu tố này không có khả năng tái tạo, đi

kèm mặt trái là ảnh hưởng tới môi trường sống và gây ra chi phí khắc phục thậm

chí rất đắt cho thế hệ tương lai của đất nước. Thực tế, đây cũng là hướng đi phù

hợp nhất mà cả thế giới đang theo đuổi.

Trong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông, theo Sách trắng công

nghệ thông tin và truyền thông 2017, tổng số doanh nghiệp CNTT cả nước năm

2016 ước tính là 24.501 DN, tăng 13,13% so với năm 2015. Tổng doanh thu lĩnh

vực CNTT năm 2016 ước tính đạt 1.500.000 tỷ đồng (tương đương 67,693 tỷ

USD, tăng 11,49% so với năm 2015), trong đó công nghiệp phần cứng là 58,838 tỷ

USD, công nghiệp phần mềm là 3,038 tỷ USD, công nghiệp nội dung số là 739

triệu USD và dịch vụ CNTT (trừ buôn bán, phân phối) là 5,078 tỷ USD. Trong 59

tỉ USD công nghiệp phần cứng, chủ yếu góp phần là các doanh nghiệp có vốn đầu

tư nước ngoài. Riêng tập đoàn Samsung đã đóng góp hơn 40 tỉ USD với các nhà

máy lắp ráp smartphone, qui mô hàng trăm ngàn công nhân nhưng giá trị gia tăng

do Việt Nam rất ít (trình độ thấp, lao động giá rẻ, khâu giá trị thấp nhất trong chuỗi

giá trị toàn cầu). Bản chất của vấn đề này là do nền tảng KHCN nước ta còn thấp,

dẫn đến thu được rất ít giá trị thặng dư do sản phẩm công nghệ cao mang lại. Kim

ngạch xuất khẩu CNTT ước đạt 60,789 tỷ USD, trong đó phần cứng điện tử là

57,737 tỷ USD, phần mềm là 2,491 tỷ USD. Tổng nộp ngân sách nhà nước ước đạt

34,320 tỷ đồng, đóng góp khoảng 3,4% tổng ngân sách nhà nước. Theo Vụ CNTT

(Bộ TTTT), nếu so sánh với ngành đang được coi là rất “nóng” hiện nay - ngành

công nghiệp ô tô. Năm 2016, nhập khẩu 2,3 tỷ USD xe nguyên chiếc và 1,4 tỷ

USD phụ tùng, tổng là 3,7 tỷ USD thì ngành CNTT có doanh thu gấp khoảng gần

20 lần ngành công nghiệp ô tô.

Là cơ quan KHCN số một của cả nước, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam

hoàn toàn ý thức được những khó khăn và thuận lợi hiện nay trong bối cảnh của

cuộc cách mạng KHCN đang tới. Thuận lợi lớn nhất là ý chí của lãnh đạo từ trung

ương tới địa phương trong sự phát triển kinh tế - xã hội dựa trên ứng dụng KHCN.

Kéo theo đó là sự quan tâm, đầu tư cho các nghiên cứu ứng dụng triển khai công

nghệ cao vào các hoạt động quản lý nhà nước, hoạt động kinh tế - xã hội, đảm bảo

an ninh - quốc phòng… Cơ cấu dân số của chúng ta khá trẻ, có ý thức học tập và

cầu tiến cũng là một thuận lợi cho việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng KHCN

vào cuộc sống.

Trong bối cảnh đó, khó khăn lớn nhất cho chúng ta trong sự cạnh tranh nhân

lực ở qui mô toàn cầu hiện nay là sự thiếu hụt nhân lực trình độ cao, đặc biệt là

công nghệ mũi nhọn trong CMCN 4.0, cũng như năng lực tiếp cận đưa sản phẩm

KHCN vào thực tiễn, biến kết quả nghiên cứu được thương mại hóa trong thị

trường. Qui mô và sức cạnh tranh của nền kinh tế Việt Nam còn hạn chế. Do vậy,

nguồn lực đầu tư để phát triển và làm chủ những công nghệ mũi nhọn rất khó khăn.

Việt Nam cũng được đưa vào danh sách đánh giá của Ấn Độ khi tiếp cận

CMCN 4.0 của họ. Theo đó, Việt Nam đang nhanh chóng trở thành lựa chọn ưa

thích cho việc thiết lập cơ sở của nhiều doanh nghiệp khi họ muốn mở rộng sản

xuất ở nước ngoài, thay thế cho Trung Quốc và Đài Loan. Việt Nam có lợi thế

cạnh tranh với nhiều quốc gia khi tham gia các hiệp định thương mại quốc tế quan

trọng như TPP và đạt được Hiệp định thương mại tự do với Liên minh châu Âu.

Ngoài ra, Việt Nam có ưu thế về lực lượng lao động rẻ, khoảng cách gần với các

chuỗi cung ứng đặt tại châu Á. Khu vực sản xuất của Việt Nam đã đạt giá trị 14.5

tỷ USD đầu tư nước ngoài FDI vào năm 2015. Tuy nhiên, hầu hết các ngành công

nghiệp của Việt Nam mới dừng lại ở CMCN 2.0. Việt Nam đã có những sản phẩm

CNTT và điện tử nhưng chất lượng và số lượng vẫn còn nhiều hạn chế. Do vậy,

các doanh nghiệp sản xuất của Việt Nam đang tìm kiếm sự hỗ trợ từ chính phủ về

chính sách và cải cách cho phép tiếp nhận những công nghệ và khoản đầu tư mới.

6. Kết luận

Tính linh hoạt sẽ là chìa khóa thành công cho các quốc gia trong CMCN 4.0.

Các nền kinh tế với độ linh hoạt cao nhất trong thị trường lao động, hệ thống giáo

dục - đào tạo, các hạ tầng trọng yếu và hệ thống luật pháp sẽ là nhóm thu lợi lớn từ

cuộc cách mạng này. Cụ thể là các quốc gia phát triển. Trong khi đó, những nước

đang phát triển sẽ gặp nhiều thách thức to lớn hơn khi nguồn lao động giá rẻ không

còn là lợi thế nữa. Công nghệ tự động hóa sẽ thay thế các công việc cấp thấp, trong

khi năng lực hạn chế của các hệ thống hạ tầng trọng yếu không cho phép các quốc

gia này có được nhiều lợi ích của tính kết nối toàn cầu. Báo cáo này đã làm rõ nội

hàm, chỉ ra các đặc điểm chính của CMCN 4.0 và tóm tắt tác động vĩ mô của nó

trên phạm vi toàn cầu. Đối sách của các quốc gia đối với cuộc cách mạng này

không có cách nào khác là nâng cao chất lượng nguồn nhân lực KHCN để vươn

lên nấc thang giá trị cao hơn của chuỗi giá trị toàn cầu (global value chain). Để có

chiến lược mang tính hệ thống, chúng ta phải hiểu rõ những công nghệ nền tảng

của CMCN 4.0 để từ đó có sự đầu tư con người, trang thiết bị cho phù hợp, thích

ứng với xu thế biến đổi của các công nghệ mũi nhọn này. Một bộ tiêu chí là cần

thiết để giúp chúng ta xác định được vị thế của mình ở đâu trong bối cảnh của cuộc

cách mạng này, từ đó mới xây dựng chiến lược quốc gia thích ứng với CMCN

4.0./.

Tài liệu tham khảo

1. Deloitte, Industry 4.0 – Challenges and solutions for the digital transformation and use of

exponential technologies, 2015.

2. Grant Thornton, India’s Readiness for Industry 4.0, 2017.

3. PwC, Industry 4.0 – Opportunities and Challenges of the Industrial Internet, 2014.

4. Klaus Schwab, The Fourth Industrial Revolution: what it means, how to respond, World

Economic Forum, 14/01/2016

5. Bộ Thông tin và Truyền thông, Sách trắng Công nghệ thông tin và Truyền thông 2017.