CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.1 Quá trình hình thành và khái niệm CMCN 4.0 Cách mạng công nghiệp là cuộc cách mạng có tính chất bước ngoặt của nền sản xuất và làm thay đổi cơ bản các điều kiện kinh tế, văn hóa, xã hội dựa trên các tiến bộ mang tính đột phá của cách mạng khoa học kỹ thuật và cách mạng khoa học công nghệ. Trong lịch sử thế giới, nhân loại đã trải qua ba cuộc cách mạng công nghiệp lớn, đó là: Cuộc CMCN lần thứ nhất: diễn ra vào nửa cuối thế kỷ 18 đến nửa đầu thế kỷ 19, đặc trưng bởi việc sử dụng năng lượng nước, hơi nước và cơ giới hoá sản xuất. Cuộc CMCN này bắt nguồn từ phát minh ra động cơ hơi nước của James Watt năm 1974 và dẫn đến sự bùng nổ của công nghiệp trong thế kỷ 19 lan rộng từ Anh đến châu Âu và Bắc Mỹ. Cuộc cách mạng này đã mở ra kỷ nguyên sản xuất cơ khí, cơ giới hoá, đánh dấu sự chuyển đổi từ nền sản xuất giản đơn, thô sơ, quy mô nhỏ, dựa trên sức người (lao động thủ công) và sức động vật là chính sang nền sản xuất công nghiệp, quy mô lớn với hệ thống kỹ thuật mới dựa trên máy hơi nước và nguồn năng lượng mới là than đá và sắt thép.
Cuộc CMCN này đã thúc đẩy lực lượng sản xuất phát triển mạnh mẽ, tạo nên sự phát triển vượt bậc về kinh tế. Cuộc CMCN lần thứ hai ra đời sau gần 100 năm so với cuộc CMCN lần thứ nhất, từ khoảng nửa cuối thế kỷ 19 cho đến khi thế chiến thứ nhất diễn ra. Cuộc cách mạng này được đặc trưng bởi việc sử dụng năng lượng điện và sự ra đời của các dây chuyền lắp ráp hàng loạt trên quy mô lớn; với tiền đề là nền sản xuất đại cơ khí và bằng sự phát triển của khoa học trên cơ sở kỹ thuật. Yếu tố quyết định của cuộc cách mạng này là sự chuyển đổi sang sản xuất điện – cơ khí và sang giai đoạn tự động hóa cục bộ trong sản xuất, tạo ra các ngành mới trên cơ sở khoa học thuần túy.
Có thể nói, cuộc cách mạng này đã 9 mở ra kỷ nguyên sản xuất hàng loạt, đồng thời tạo nên những tiền đề mới và cơ sở vững chắc để phát triển nền công nghiệp ở mức cao hơn nữa.1: Những cuộc cách mạng công nghiệp trong lịch sử thế giới Nguồn: VASS(2016) Báo cáo tổng hợp cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư: Một số đặc trưng, tác động và hàm ý chính sách đối với Việt Nam. Cuộc CMCN lần thứ ba diễn ra vào những năm 1970s và đặc trưng bằng sự dịch chuyển từ sản xuất dựa trên điện khí hóa sang sản xuất tự động hóa nhờ các thiết bị điện tử, máy tính và internet tạo nên một thế giới kết nối. CMCN lần thứ ba diễn ra trên nền tảng là các tiến bộ về hạ tầng điện tử, máy tính và số hoá vì nó được xúc tác bởi sự phát triển của chất bán dẫn, siêu máy tính (thập niên 1960), máy tính cá nhân (thập niên 1970 và 1980) và Internet (thập niên 1990). Cho đến cuối thế kỷ 20, quá trình này cơ bản hoàn thành 10 nhờ những thành tựu khoa học công nghệ cao.
Vệ tinh, máy bay, máy tính, điện thoại, Internet… là những công nghệ hiện nay chúng ta thụ hưởng là từ cuộc cách mạng này. Có thể nói, cuộc CMCN lần thứ ba đã làm thay đổi chức năng và vị trí của con người từ nền tảng điện – cơ khí sang nền tảng cơ – điện tử và cơ – vi điện tử, đồng thời chuyển nền sản xuất sang các ngành công nghệ cao như công nghệ thông tin, công nghệ vật liệu nano, công nghệ sinh học, công nghệ năng lượng mới, công nghệ vũ trụ. Ngoài ra, cuộc cách mạng này còn tạo điều kiện tiết kiệm hơn các tài nguyên thiên nhiên và các nguồn lực xã hội nhờ sự ra đời của các tư liệu sản xuất mới (như: chất bán dẫn, vật liệu tổng hợp, sợi cáp quang, nguồn năng lượng mới, công nghệ vi sinh, siêu máy tính, máy tính cá nhân, người máy, công nghệ nanô, mạng điện tử internet. ), cho phép chi phí ít hơn để tạo ra cùng một khối lượng hàng hóa tiêu dùng.
Cũng trong kỷ nguyên của cuộc cách mạng này, loài người đã chế tạo ra các phương tiện giao thông, vận tải và thông tin, liên lạc, kết nối vô cùng hiện đại, tạo tiền đề cho quá trình rút ngắn, thậm chí san phẳng mọi khoảng cách về không gian và thời gian. Cuộc cách mạng này vẫn còn tiếp diễn và hiện chưa xác định được thời điểm kết thúc. Đây là cuộc cách mạng gắn với quá trình toàn cầu hóa sâu rộng, với phạm vi ảnh hưởng đến hầu hết mọi quốc gia trên thế giới1. Cuộc CMCN lần thứ tư hay còn gọi là CMCN 4.0 bắt đầu xuất hiện từ thập niên đầu tiên của thế kỷ XXI, với tiền đề phát triển là công nghiệp lần thứ ba và cách mạng khoa học công nghệ hiện đại với các thành tựu đột phá của công nghệ số trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, công nghệ nano… Khác với các cuộc CMCN trước đây, cuộc CMCN lần thứ tư đặc trưng bởi sự hợp nhất, không có ranh giới giữa các lĩnh vực công nghệ, vật lý, kỹ thuật số và sinh học.
Đây là xu hướng kết hợp giữa các hệ thống ảo 1 Website chungta.vn, 2017, Lịch sử các cuộc cách mạng công nghiệp, truy cập tại: https://chungta.vn/cong- nghe/lich-su-cac-cuoc-cach-mang-cong-nghiep-1113034. 11 và thực thể (cyber-physical system), Internet kết nối vạn vật (IoT) và các hệ thống Internet kết nối (IoS). Cuộc cách mạng này tạo ra môi trường mà máy tính, tự động hoá và con người sẽ làm việc cùng nhau theo những cách thức hoàn toàn mới. Tại đây, robot và các loại máy móc sẽ được kết nối vào những hệ thống máy tính, những hệ thống này sẽ sử dụng các thuật toán để điều khiển mà không cần sự can thiệp của con người.
Sự phát triển của các công nghệ đột phá đã thúc đẩy quá trình chuyển đổi kinh tế theo hướng số hóa, làm cho thế giới thực và thế giới ảo trở nên gắn kết chặt chẽ với nhau hơn bao giờ hết2. Cuộc CMCN lần thứ tư không chỉ là về các máy móc, hệ thống thông minh được kết nối, mà còn có phạm vi rộng lớn hơn nhiều. Đó là các làn sóng của những đột phá xa hơn trong các lĩnh vực khác nhau từ mã hóa chuỗi gen cho tới công nghệ nano, từ các năng lượng tái tạo tới tính toán lượng tử. Trong cuộc cách mạng này, các công nghệ mới nổi và sự đổi mới trên diện rộng được khuếch tán nhanh hơn và rộng rãi hơn rất nhiều so với những lần trước.
Thuật ngữ “Cách mạng công nghiệp 4.0” xuất hiện lần đầu tiên tại Đức vào năm 2010 trong “Kế hoạch hành động cho chiến lược công nghệ cao đến năm 2020”. Mục tiêu của bản kế hoạch này là phát triển một chiến lược đi trước đón đầu, nhằm chuẩn bị sẵn sàng cho nền công nghiệp sản xuất của Đức trong kỷ nguyên Internet để duy trì và nâng cao năng suất sản xuất, nâng cao năng lực cạnh tranh của Đức trên thế giới. Đại diện chính phủ, các nhà nghiên cứu và hiệp hội các ngành công nghiệp của Đức đã mô tả CMCN 4.0 như là cách thức Internet cải thiện quy trình quản lý các chu trình kỹ thuật, sản xuất, 2 VASS,2016, Báo cáo tổng hợp cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư: Một số đặc trưng, tác động và hàm ý chính sách đối với Việt Nam, truy cập tại: http://huyenuy.aspx?tabid=1292&Group=219&NID=3099&tai-lieu- nghien-cuu-cuoc-cach-mang-cong-nghiep-lan-thu-tu-4. 12 hậu cần của các ngành công nghiệp và cuộc sống trong thế kỷ 21 (Nguyễn Hồng Thu, 2017).0 diễn ra trên ba lĩnh vực chính đó là công nghệ sinh học, kỹ thuật số và vật lý.
Lĩnh vực Kỹ thuật số trong CMCN 4.0 sẽ là: Trí tuệ nhân tạo (AI), Vạn vật kết nối - Internet of Things (IoT) và lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn (Big Data). Lĩnh vực Công nghệ sinh học: Cách mạng Công nghiệp 4.0 tập trung vào nghiên cứu để tạo ra những bước nhảy vọt trong Nông nghiệp, Thủy sản, Y dược, chế biến thực phẩm, bảo vệ môi trường, năng lượng tái tạo, hóa học và vật liệu. Lĩnh vực Vật lý với robot thế hệ mới, máy in 3D, xe tự lái, các vật liệu mới (graphene, skyrmions…) và công nghệ nano.2 Đặc điểm của CMCN 4.1 Đặc điểm của CMCN 4.0 Bản chất của cuộc CMCN lần thứ tư là một thế giới siêu kết nối dựa trên nền tảng công nghệ số và tích hợp tất cả các công nghệ thông minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất, từ đó gia tăng năng suất và mức sống. Sự liên kết các cấu phần của nền sản xuất hiện đại nhờ các thành tựu của khoa học và công nghệ tạo ra những khả năng hoàn toàn mới trong sản xuất và kinh doanh.
Đây là cuộc cách mạng chưa từng có trong lịch sử nhân loại, có tốc độ diễn biến nhanh chưa từng thấy và có tác động động sâu sắc đến hệ thống chính trị, xã hội, kinh tế thế giới. Khác với các cuộc CMCN trước đây, cách mạng công nghiệp 4.0 có sự khác biệt rất lớn về tốc độ, phạm vi và hệ thống. Về tốc độ, cách mạng công nghiệp 4.0 có tốc độ phát triển chưa từng có tiền lệ trong lịch sử. Về phạm vi, cách mạng công nghiệp 4.0 diễn ra không chỉ trên 13 quy mô tất cả các lĩnh vực trong một quốc gia, khu vực mà cuộc cách mạng này còn diễn ra trên phạm vi toàn cầu.
Về tính hệ thống, cách mạng công nghiệp 4.0 làm thay đổi toàn bộ không chỉ hệ thống sản xuất của một doanh nghiệp, một lĩnh vực mà còn tác động mạnh đến hệ thống quản lý của một quốc gia cũng như hệ thống quản trị toàn cầu (Nguyễn Thắng, 2016). Cuộc CMCN này có những đặc điểm chính sau đây: - Sản xuất thông minh (smart): Đó là mô hình nhà máy thông minh (smart factory) nơi máy móc và thiết bị có thể cải thiện quy trình thông qua tự động hóa hoàn toàn. Các máy móc thiết bị, cảm biến, robot, dữ liệu (từ các hoạt động và hệ thống kinh doanh cũng như từ các nhà cung cấp và khách hàng), nguồn nhân lực. đều được kết nối với nhau, từ đó có thể thực hiện các quy trình thông minh và hiệu quả trong sản xuất.