Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, mô hình nhà máy thông minh (smart factory) trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh và thích ứng với nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường. Theo báo cáo của MarketsandMarkets (2022), quy mô thị trường nhà máy thông minh toàn cầu đạt khoảng 86,2 tỷ USD năm 2022 và dự kiến tăng lên 140,9 tỷ USD vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 10,3%. Khu vực Châu Á Thái Bình Dương, trong đó có Việt Nam, được dự báo là điểm tăng trưởng nhanh nhất do sự phát triển nhanh chóng của các doanh nghiệp sản xuất trong khu vực.

Tuy nhiên, các doanh nghiệp vừa và nhỏ (DNVVN) tại Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế trong việc tiếp cận và triển khai công nghệ nhà máy thông minh. Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới khu vực Đông Á - Thái Bình Dương (2021) cho thấy chưa đến 1% doanh nghiệp sử dụng công nghệ tiên tiến như robot hay sản xuất đắp lớp 3D, trong khi hơn 75% DNVVN còn hoài nghi về lợi ích kinh tế của việc đầu tư công nghệ mới. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc xây dựng một mô hình triển khai nhà máy thông minh phù hợp với đặc thù nguồn lực và năng lực của DNVVN Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đề xuất một mô hình triển khai nhà máy thông minh dành cho DNVVN tại Việt Nam, bao gồm bộ tiêu chí đánh giá và các mức độ trưởng thành từ nhà máy truyền thống đến nhà máy thông minh hoàn chỉnh. Nghiên cứu tập trung khảo sát thực tế tại hai doanh nghiệp sản xuất nội thất tại Hà Nội, nhằm kiểm định tính khả thi và phù hợp của mô hình đề xuất. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ DNVVN tự đánh giá, xác định mục tiêu và xây dựng lộ trình chuyển đổi nhà máy thông minh hiệu quả, góp phần thúc đẩy phát triển công nghiệp và nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về nhà máy thông minh và sản xuất thông minh, tập trung vào các khái niệm chính sau:

  • Kiến trúc nhà máy thông minh phân tầng: Bao gồm bốn phân lớp chính là tài nguyên vật lý, mạng kết nối, hệ thống thông tin và vận hành, và ứng dụng dữ liệu thông minh. Mỗi phân lớp có các thành phần công nghệ và chức năng riêng biệt, hỗ trợ tích hợp và tự động hóa toàn diện trong nhà máy.

  • Nguồn lực và năng lực doanh nghiệp: Nguồn lực bao gồm tài chính, con người, tri thức; năng lực gồm năng lực công nghệ và năng lực thích ứng chủ động (dynamic capability). Đây là các yếu tố điều kiện tiên quyết thúc đẩy quá trình chuyển đổi nhà máy thông minh thành công.

  • Mô hình trưởng thành năng lực: Các mô hình như của Jingyi Hua & Sini Gao (2019), Wanqiang và cộng sự (2022), Mittal và cộng sự (2018) được tham khảo để xây dựng bộ tiêu chí đánh giá mức độ phát triển nguồn lực, năng lực và mức độ triển khai công nghệ tại DNVVN.

  • Lộ trình chuyển đổi nhà máy thông minh: Lộ trình sáu bánh răng (Six-Gear) của Amr Sufian và cộng sự (2021) được sử dụng làm cơ sở để xây dựng các mức độ trưởng thành và nhiệm vụ triển khai tương ứng.

Các khái niệm chuyên ngành như IoT (Internet of Things), IIoT (Industrial IoT), CPS (Cyber-Physical Systems), AI (Artificial Intelligence), điện toán biên (Edge Computing), và blockchain cũng được tích hợp trong mô hình để đảm bảo tính hiện đại và khả thi.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp định tính kết hợp nghiên cứu tình huống (case study) nhằm xây dựng và kiểm định mô hình đề xuất.

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu thứ cấp từ các báo cáo, tài liệu khoa học, nghiên cứu trước đó về nhà máy thông minh và sản xuất thông minh. Dữ liệu sơ cấp được thu thập qua khảo sát thực địa, phỏng vấn sâu với các nhà quản lý tại hai doanh nghiệp vừa và nhỏ trong ngành sản xuất nội thất tại Hà Nội (Công ty Cổ phần Việt Á và Công ty Cổ phần Siêu Chung Kỳ).

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Hai doanh nghiệp được lựa chọn theo tiêu chí đại diện cho nhóm DNVVN đã và đang triển khai nhà máy thông minh với mức độ thành công khác nhau, nhằm phản ánh đa dạng thực trạng và thách thức.

  • Phương pháp phân tích: Dữ liệu định tính được mã hóa, phân tích theo phương pháp phân tích nội dung và quy nạp để rút ra các phát hiện chính. Các tiêu chí đánh giá mức độ phát triển nguồn lực, năng lực và công nghệ được áp dụng để đánh giá thực trạng và so sánh giữa hai doanh nghiệp.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích dữ liệu thực hiện từ tháng 05/2021 đến tháng 09/2022, đảm bảo tính cập nhật và phù hợp với bối cảnh thực tế.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính khoa học, khách quan và khả năng áp dụng thực tiễn cao cho nhóm doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ triển khai công nghệ nhà máy thông minh còn thấp: Tại Công ty Cổ phần Việt Á, mức độ triển khai công nghệ tại phân lớp tài nguyên vật lý đạt khoảng 45%, phân lớp mạng kết nối 40%, phân lớp hệ thống 38%, và phân lớp ứng dụng dữ liệu 35%. Trong khi đó, Công ty Cổ phần Siêu Chung Kỳ có mức độ thấp hơn, lần lượt là 30%, 28%, 25% và 22%. Điều này phản ánh sự khác biệt rõ rệt về khả năng ứng dụng công nghệ giữa các DNVVN.

  2. Nguồn lực tài chính và con người là rào cản lớn nhất: Cả hai doanh nghiệp đều gặp khó khăn trong việc huy động nguồn vốn đầu tư cho công nghệ mới, với tỷ lệ chi phí đầu tư công nghệ chiếm khoảng 20-25% tổng ngân sách hoạt động. Về nguồn lực con người, nhân sự có trình độ chuyên môn công nghệ số chiếm dưới 30%, thiếu hụt kỹ năng chuyên sâu và kinh nghiệm vận hành hệ thống thông minh.

  3. Nguồn lực tri thức và năng lực thích ứng chủ động còn hạn chế: Hai doanh nghiệp chưa có hệ thống quản trị tri thức hiệu quả, thiếu sự liên kết với các viện nghiên cứu và trường đại học. Năng lực thích ứng chủ động, bao gồm khả năng cảm nhận, nắm bắt và tái cấu trúc, chỉ đạt mức trung bình, với tỷ lệ đánh giá khoảng 50% so với yêu cầu của nhà máy thông minh.

  4. Mô hình đề xuất 6 mức độ trưởng thành phù hợp với thực tế: Mô hình triển khai gồm các mức Trung lập, Có kế hoạch, Quy chuẩn, Tích hợp, Tối ưu và Dẫn đầu được kiểm định qua hai case study, cho thấy doanh nghiệp có thể tự đánh giá và xác định vị trí hiện tại, từ đó xây dựng lộ trình phát triển phù hợp.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy DNVVN tại Việt Nam đang ở giai đoạn đầu hoặc trung bình trong quá trình chuyển đổi nhà máy thông minh, chủ yếu do hạn chế về nguồn lực tài chính và nhân lực chuyên môn. So với các nghiên cứu quốc tế, tỷ lệ ứng dụng công nghệ tiên tiến tại Việt Nam thấp hơn đáng kể, phản ánh sự khác biệt về điều kiện kinh tế và năng lực quản lý.

Việc xây dựng mô hình triển khai với bộ tiêu chí đánh giá toàn diện về nguồn lực, năng lực và công nghệ giúp doanh nghiệp có cái nhìn rõ ràng hơn về trạng thái hiện tại và mục tiêu phát triển. Mô hình cũng khắc phục được hạn chế của các nghiên cứu trước khi bổ sung mức "Trung lập" (mức 0) phù hợp với thực trạng DNVVN Việt Nam, giúp doanh nghiệp dễ dàng tiếp cận và bắt đầu hành trình chuyển đổi.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột so sánh mức độ triển khai công nghệ tại các phân lớp giữa hai doanh nghiệp, bảng tổng hợp đánh giá nguồn lực và năng lực, cũng như lộ trình phát triển theo từng mức độ trưởng thành. Điều này hỗ trợ trực quan hóa kết quả và tạo điều kiện cho việc ra quyết định.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường huy động và quản lý nguồn lực tài chính
    Doanh nghiệp cần xây dựng chiến lược tài chính rõ ràng, ưu tiên đầu tư cho các dự án phát triển công nghệ số trong vòng 1-3 năm tới. Chủ thể thực hiện là ban lãnh đạo doanh nghiệp phối hợp với phòng tài chính, có thể tìm kiếm hỗ trợ từ các quỹ phát triển công nghiệp và chính sách ưu đãi của Nhà nước.

  2. Phát triển nguồn nhân lực chuyên môn công nghệ số
    Triển khai các chương trình đào tạo nâng cao kỹ năng công nghệ, đặc biệt là về IoT, AI và quản trị dữ liệu cho nhân viên hiện tại trong 12-18 tháng. Đồng thời, xây dựng chính sách thu hút nhân tài công nghệ từ bên ngoài. Phòng nhân sự và ban lãnh đạo chịu trách nhiệm chính.

  3. Xây dựng hệ thống quản trị tri thức và hợp tác nghiên cứu
    Thiết lập hệ thống chia sẻ tri thức nội bộ và thúc đẩy hợp tác với các trường đại học, viện nghiên cứu trong và ngoài nước để cập nhật công nghệ mới, hỗ trợ nghiên cứu phát triển sản phẩm. Thời gian thực hiện 2 năm, do phòng R&D và ban lãnh đạo phối hợp triển khai.

  4. Phát triển năng lực thích ứng chủ động và văn hóa đổi mới
    Xây dựng quy trình giám sát, phản hồi theo thời gian thực và hệ thống ra quyết định dựa trên dữ liệu nhằm nâng cao khả năng thích ứng với biến động thị trường. Đồng thời, thúc đẩy văn hóa đổi mới sáng tạo trong tổ chức. Thời gian 1-2 năm, do ban lãnh đạo và phòng quản lý chất lượng thực hiện.

  5. Xây dựng lộ trình chuyển đổi nhà máy thông minh theo từng giai đoạn
    Áp dụng mô hình 6 mức độ trưởng thành để doanh nghiệp tự đánh giá và lên kế hoạch phát triển phù hợp, tránh đầu tư dàn trải. Lộ trình cần được cập nhật định kỳ hàng năm để điều chỉnh phù hợp với thực tế. Ban lãnh đạo và phòng chiến lược chịu trách nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Lãnh đạo doanh nghiệp vừa và nhỏ
    Giúp hiểu rõ về các yếu tố cần thiết để triển khai nhà máy thông minh, từ đó xây dựng chiến lược và lộ trình phù hợp với nguồn lực hiện có, nâng cao năng lực cạnh tranh.

  2. Chuyên gia tư vấn chuyển đổi số và công nghiệp 4.0
    Cung cấp mô hình đánh giá và lộ trình triển khai chi tiết, hỗ trợ tư vấn thực tiễn cho các DNVVN trong quá trình chuyển đổi nhà máy thông minh.

  3. Nhà nghiên cứu và giảng viên trong lĩnh vực quản lý công nghiệp và kỹ thuật sản xuất
    Là tài liệu tham khảo khoa học cập nhật về mô hình triển khai nhà máy thông minh phù hợp với đặc thù DNVVN tại Việt Nam, phục vụ nghiên cứu và giảng dạy.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước và tổ chức hỗ trợ doanh nghiệp
    Giúp xây dựng chính sách, chương trình hỗ trợ phù hợp nhằm thúc đẩy chuyển đổi số và phát triển công nghiệp thông minh trong khu vực DNVVN.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nhà máy thông minh là gì và tại sao DNVVN cần chuyển đổi?
    Nhà máy thông minh là hệ thống sản xuất tích hợp công nghệ số, IoT, AI để tự động hóa, tối ưu hóa quy trình, nâng cao năng suất và linh hoạt đáp ứng nhu cầu khách hàng. DNVVN cần chuyển đổi để tăng sức cạnh tranh, thích ứng nhanh với thị trường và giảm chi phí vận hành.

  2. Các rào cản chính khi DNVVN triển khai nhà máy thông minh là gì?
    Chủ yếu là hạn chế về nguồn lực tài chính, thiếu nhân lực công nghệ chuyên môn, thiếu tri thức và năng lực thích ứng chủ động, cũng như thiếu lộ trình và mô hình triển khai phù hợp với đặc thù doanh nghiệp nhỏ.

  3. Mô hình đề xuất trong luận văn có điểm gì nổi bật?
    Mô hình đề xuất bổ sung mức "Trung lập" (mức 0) phù hợp với thực trạng DNVVN Việt Nam, tích hợp đánh giá toàn diện nguồn lực, năng lực và công nghệ, đồng thời xây dựng lộ trình 6 mức độ trưởng thành giúp doanh nghiệp tự đánh giá và phát triển từng bước.

  4. Làm thế nào để doanh nghiệp bắt đầu chuyển đổi nhà máy thông minh?
    Doanh nghiệp nên bắt đầu bằng việc đánh giá hiện trạng nguồn lực và năng lực, xác định vị trí trên mô hình trưởng thành, xây dựng chiến lược tài chính và phát triển nhân lực, đồng thời lựa chọn các dự án công nghệ phù hợp với khả năng và mục tiêu.

  5. Vai trò của lãnh đạo trong chuyển đổi nhà máy thông minh là gì?
    Lãnh đạo đóng vai trò then chốt trong việc định hướng chiến lược, huy động nguồn lực, thúc đẩy văn hóa đổi mới và tạo động lực cho nhân viên tham gia chuyển đổi, đồng thời giám sát và điều chỉnh lộ trình triển khai để đạt hiệu quả cao nhất.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng thành công mô hình triển khai nhà máy thông minh phù hợp với đặc thù nguồn lực và năng lực của DNVVN Việt Nam, bao gồm bộ tiêu chí đánh giá và 6 mức độ trưởng thành.

  • Nghiên cứu tình huống tại hai doanh nghiệp sản xuất nội thất tại Hà Nội đã kiểm định tính khả thi và phù hợp của mô hình, đồng thời chỉ ra các điểm mạnh, hạn chế và thách thức thực tế.

  • Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh vai trò quan trọng của nguồn lực tài chính, nguồn nhân lực chuyên môn, tri thức và năng lực thích ứng chủ động trong quá trình chuyển đổi.

  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm tăng cường huy động tài chính, phát triển nhân lực, xây dựng hệ thống quản trị tri thức và nâng cao năng lực thích ứng, cùng lộ trình chuyển đổi từng bước.

  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai mô hình tại nhiều doanh nghiệp hơn, phát triển công cụ hỗ trợ đánh giá và xây dựng chính sách hỗ trợ từ cơ quan quản lý.

Hành động ngay hôm nay: Các doanh nghiệp vừa và nhỏ nên bắt đầu đánh giá hiện trạng và xây dựng kế hoạch chuyển đổi nhà máy thông minh dựa trên mô hình đề xuất để không bỏ lỡ cơ hội phát triển trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0.