PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong xu thế làn sóng công nghệ đang mang đến vô vàn cơ hội và thách thức. Những thách thức này xuất phát từ hội nhập và toàn cầu hóa, sự tăng lên mạnh mẽ nhu cầu khách hàng về khả năng tùy chỉnh và cá nhân hóa sản phẩm, trong khi đó, yêu cầu về tính phức tạp của sản phẩm thì tăng cao, và vòng đời sản phẩm thì ngày ngắn đi (Westkämper và cộng sự. Điều này đòi hỏi một sự chuyển dịch mạnh mẽ từ phương thức sản xuất truyền thống sang mô hình sản xuất thông minh (smart factory), vốn được minh chứng là có khả năng giúp doanh nghiệp thay đổi toàn bộ mô hình sản xuất kinh doanh và biến những thách thức này thành cơ hội vươn lên trước các đối thủ cạnh tranh trong ngành.
Mô hình sản xuất thông minh gắn liền với những công nghệ như IoT, IoS, CPS… sẽ giúp doanh nghiệp phát triển được hệ thống sản xuất tích hợp, liên kết chặt chẽ cả theo chiều dọc và chiều ngang của chuỗi cung ứng. (Frank và cộng sự. Những nhà máy thông minh như vậy sẽ luôn có đủ dữ liệu để dự báo và đưa ra các quyết định tức thời, đạt được trạng thái tự học, tự nhận biết, tự tối ưu (self-learning, self-awareness, self- optimization), đem đến khả năng cải tiến liên tục, tăng hiệu quả, tăng năng suất, nhạy bén và tinh gọn, hướng đến mục tiêu tối quan trọng là triển khai thành công chiến lược tùy biến quy mô lớn (mass customization). (Hermann và cộng sự., 2015; de Sousa Jabbour và cộng sự., 2018; Roblek và cộng sự.
Theo báo cáo của MarketsandMarkets (2022), quy mô thị trường nhà máy thông minh toàn cầu ước tính đang là 86 2 tỷ USD vào năm 2022 và dự kiến đạt 140 9 tỷ USD vào năm 2027, với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm kép CAGR là 10,3%, trong đó khu vực Châu Á Thái Bình Dương, bao gồm cả Việt Nam được dự đoán là điểm tăng trưởng nhanh nhất, do sự phát triển nhanh chóng của khối doanh nghiệp sản xuất trong khu vực. Châu Âu cũng đang tài trợ một loạt các dự án để thúc đẩy "chiến lược sản xuất thông minh hơn" để thúc đẩy khả năng cạnh tranh của châu Âu đối với tăng trưởng và việc làm (Europa,. Nhiều quốc gia khác (như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Hoa Kỳ) cũng đã đề xuất nhiều sáng kiến sản xuất thông minh để tận dụng cơ hội thị trường này. Đại dịch Covid-19 và tranh chấp thương mại giữa Hoa Kỳ và Trung Quốc càng làm nóng cuộc đua này hơn nữa., 2020) Tuy vậy, các doanh nghiệp vừa và nhỏ Việt Nam lại đang cho thấy nhiều điểm chưa tích cực, phần đa các doanh nghiệp vẫn đang ít quan tâm, lãnh đạm với nhà máy thông minh.
Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới khu vực Đông Á - Thái Bình Dương tháng 11/2021 cho thấy, các 70% doanh nghiệp Việt Nam sử dụng máy móc do con người điều khiển, 20% được làm thủ công, chỉ 9% sử dụng máy móc được điều khiển bằng máy vi tính và dưới 1% sử dụng công nghệ tiên tiến hơn như robot, sản xuất đắp lớp 3D. Hơn 75% doanh nghiệp vừa và nhỏ được khảo sát vẫn hoài nghi về lợi ích kinh tế của việc đầu tư vào 1 công nghệ mới, chưa kể đến các chi phí đầu từ khi phải nâng cấp từ hệ thống máy móc cũ sang máy móc thông minh. Yêu cầu đặt ra là cần phải có những sự hỗ trợ, giúp đỡ doanh nghiệp nhận thức, hiểu đúng và rõ về nhà máy thông minh, cũng cấp một mô hình triển khai, với mô hình và lộ trình phù hợp, để doanh nghiệp có thể tự đánh giá, xác định mục tiêu và và lên kế hoạch phát triển nhà máy thông minh một cách thành công nhất. Đây cũng chính là động lực lớn nhất để thực hiện luận văn “Nghiên cứu đề xuất mô hình triển khai smart factory tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam”.
Các đề tài nghiên cứu trước đó Năm 2010, Zuehlk giới thiệu thuật ngữ Smart Factory như một đề xuất cho các giải pháp mới cho các công nghệ nhà máy trong tương lai với các minh chứng và kết quả nghiên cứu của họ. Kể từ đó, nhiều nỗ lực khác nhau đã được thực hiện nhằm hiện thực hóa tương lai của các nhà máy sản xuất với công nghệ tiên tiến dưới tên gọi “Nhà máy thông minh” (Smart Factory) hoặc “Sản xuất thông minh” (Smart Manufacturing). Kim và cộng sự (2018) đã nghiên cứu và trình bày phương hướng phát triển của các xu hướng sản xuất thông minh liên quan đến máy học cho các loại thiết bị sản xuất khác nhau, Shin và cộng sự (2018) đã đề xuất một khung quản lý chẩn đoán và lành mạnh áp dụng cho các nhà máy thông minh. Kim và cộng sự (2018) đề xuất một hệ thống giám sát và chẩn đoán thời gian thực dựa trên AI và dữ liệu có thể áp dụng cho sản xuất thiết bị.
Pham và Ahn (2018) đã nghiên cứu các bộ phận của robot công nghiệp có độ chính xác cao áp dụng cho các nhà máy thông minh. Một số nghiên cứu đại diện đang có mức độ phổ biến, mức độ trích dẫn, hoặc mức độ ứng dụng cao hiện nay, bao gồm: (1) Nghiên cứu và ứng dụng mô hình trưởng thành năng lực cho sản xuất thông minh của Trung Quốc (Jingyi Hua & Sini Gao., 2019); (2) Mô hình trưởng thành về năng lực cho sản xuất thông minh trong các doanh nghiệp trong ngành sản xuất ghế (Wanqiang và cộng sự., 2022); (3) Nhà máy thông minh trong khuôn khổ công nghiệp 4.0: Các công nghệ chính, ứng dụng và thách thức (Baotong Chen và cộng sự., 2017); (4) Nhà máy thông minh phù hợp cho doanh nghiệp vừa và nhỏ: Khái niệm, ứng dụng và quan điểm (Woo‑Kyun Jung và cộng sự., 2021); (5) Lộ trình Sáu-Bánh răng hướng tới Nhà máy Thông minh (Amr Sufian và cộng sự., 2021); (6) Hướng tới Mô hình trưởng thành trong sản xuất thông minh cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SM3E) (Mittal và cộng sự., 2018); (7) Mô hình trưởng thành về năng lực sản xuất thông minh: Mô tả, đặc tính và xu hướng (Lifang Peng và cộng sự. Nghiên cứu và ứng dụng mô hình trưởng thành năng lực cho SXTM của Trung Quốc Jingyi Hua & Sini Gao (2019) đề xuất mô hình đánh giá mức độ trưởng thành năng lực gồm 4 cấp độ và 4 trụ cột, đánh giá một cách toàn diện các yếu tố của tổ chức, từ con 2 người, công nghệ, nguồn lực và hệ thống sản xuất. Các mức độ trưởng thành được Jingyi Hua & Sini Gao đưa ra bao gồm: cấp độ đầu tiên (lập kế hoạch), cấp độ thứ hai (quy chuẩn), cấp độ thứ ba (tích hợp), cấp độ thứ tư (tối ưu hóa) và cấp độ thứ năm (dẫn đầu).
Mô hình được xây dựng dựa trên mức độ phát triển hiện tại của công nghệ sản xuất Trung Quốc, có tham khảo các ý tưởng của các mô hình trước đó, kết quả đánh giá của mô hình được kiểm định là phù hợp với điều kiện thực tế của doanh nghiệp Trung Quốc, tạo thành một mô hình khái niệm dựa trên các yếu tố năng lực, mức độ thành thục và các yêu cầu về độ trưởng thành. Hình 1-1 Mô hình trưởng thành năng lực cho sản xuất thông minh của Trung Quốc (Jingyi Hua & Sini Gao, 2019) Kiến trúc hệ thống sản xuất thông minh của mô hình được xây dựng từ ba chiều: Dòng chảy sản phẩm, Cấp độ hệ thống và Đặc trưng SX thông minh. Dòng chảy sản phẩm là tập hợp của một loạt các hoạt động tạo ra giá trị được kết nối với nhau, từ thiết kế, sản xuất, logistics, bán hàng và dịch vụ. Cấp độ hệ thống bao gồm lớp thiết bị, lớp điều khiển, lớp phân xưởng, lớp doanh nghiệp và lớp mạng lưới cộng tác.
Đặc trưng SX thông minh bao gồm: các yếu tố tài nguyên, siêu liên kết, tích hợp hệ thống, tổng hợp và chia sẻ thông tin và phương thức kinh doanh mới. Cách đánh giá một cách toàn diện toàn bộ các thành tố của tổ chức như mô hình Jingyi Hua & Sini Gao giúp doanh nghiệp nhận thức các yếu tố khác cần thiết cho quá trình triển khai nhà máy thông minh như là con người, nguồn lực chứ không chỉ là việc áp dụng công nghê. Cách thức xây dựng mô hình đánh giá cũng rất chi tiết, đầy đủ mô tả và thang đo cho từng tiêu chí, đảm bảo việc tự đánh giá của doanh nghiệp khi áp dụng mô hình này. Tuy vậy, cấu trúc sản xuất thông minh Jingyi Hua & Sini Gao đưa ra chỉ tập trung vào các đặc tính và công nghệ, mà không có các cấu phần của một hệ thống sản xuất thông minh, như IoT, Cloud, hệ thống thông tin và vận hành, Khai thác dữ liệu lớn trong bảo trì dự báo hay bảo đảm chất lượng…, đồng thời cách thức vận hành, công nghệ sử dụng cũng không được làm rõ.
Điều này gây khó khăn cho doanh nghiệp khi thiết lập các dự án triển khai, 3 mông lung trong việc xác định các việc phải làm với hệ thống máy móc, cơ sở hạ tầng, hệ thống công nghệ thông tin hiện tại của doanh nghiệp. Mô hình cũng không đề cập đến yếu tố “Nguồn lực tài chính”, “Năng lực đổi mới sáng tạo” hay các giới hạn khác của nhóm doanh nghiệp vừa và nhỏ. Mô hình trưởng thành năng lực cho SXTM trong các doanh nghiệp sản xuất ghế Wanqiang và cộng sự (2022) nghiên cứu và phát triển mô hình trưởng thành năng lực dựa trên phân tích và điều tra tình hình hiện tại, phương thức sản xuất và hoạt động của các doanh nghiệp sản xuất ghế tại Trung Quốc, cho cả 3 nhóm doanh nghiệp: thiết kế và sản xuất độc lập, nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), và sản xuất linh kiện. Mô hình gồm 4 trụ cột, 9 nhân tố và 21 tiêu chí đánh giá, xem xét mức độ trưởng thành năng lực về sản xuất thông minh theo cấu trúc lần lượt 4 khối và 9 hoạt động chính tạo ra giá trị cho sản phẩm, từ thiết kế, sản xuất, bán hành và dịch vụ.