Thời gian qua câu chuyện “công nghiệp 4.0” hay “cách mạng công nghiệp lần thứ tư”, viết tắt là CMCN4, được nói nhiều ở nước ta, thậm chí nghe thấy ở ta còn nhiều hơn ở các nước phát triển. Nhưng dường như mới có các bài viết từcác phóng viênbáo đài và chỉ đạo về công nghiệp 4.0 từ các nhà lãnh đạo, những người quản lý… và còn ít tiếng nói từ những người làm khoa học và công nghệ (KH&CN), những người ít nhiều hiểu về nền tảng của cuộc cách mạng công nghiệp này.Bạn đang xem: Cyber physical systems là gì
Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là gì?
Cách mạng công nghiệp bắt đầu ở nước Anh từ nửa cuối của thế kỷ 18. Đến nay đã có sự nhìn nhận thống nhất về ba cuộc cách mạng công nghiệp đã xảy ra, mỗi cuộc cách mạng đều đặc trưng bằng sự thay đổi về bản chất của sản xuấtvà sự thay đổi này được tạo ra bởi cácđột phá của khoa học và công nghệ. Về đại thể cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất diễn ra vào nửa cuối thế kỷ 18 và gần nửa đầu thế kỷ 19, với thay đổi từsản xuất chân tay đến sản xuất cơ khí do phát minh ra động cơ hơi nước. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai diễn ra vào nửa cuối thế kỷ 19 cho đến khi đại chiến thế giới lần thứ nhất xảy ra, với thay đổi từ sản xuất đơn lẻ sangsản xuất hàng loạt bằngmáy móc chạy vớinăng lượng điện. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba diễn ra từ những năm 1970s với sự ra đời của sản xuấttự động dựa vào máy tính và thiết bị điện tử (thập niên 1960), máy tính cá nhân (thập niên 1970, 1980), và internet (thập niên 1990).
Bạn đang xem: Cyber physical systems là gì
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư được cho là đã bắt đầu từ vài năm gần đây, đại thể là cuộc cách mạng về sản xuất thông minh dựa trên các thành tựu đột phá trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, công nghệ nano… với nền tảng là các đột phá của công nghệ số (digital technology) , .
Khái niệm “công nghiệp 4.0” được đưa ra vào năm 2011 tại Hội chợ Hannover, giới thiệu các dự kiến của chương trình công nghiệp 4.0 của nước Đức, nhằm thay đổi và nâng cao giá trị của nền công nghiệp cơ khí truyền thống của Đức. Có thể xem cuốn sách “Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư” (The Fourth Industrial Revolution), của giáo sư Klaus Schwab, người sáng lập và điều hành Diễn đàn Kinh tế Thế giới WEF, là tuyên ngôn về cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.
Không chỉ nước Đức với chương trình Công nghiệp 4.0, các nước phát triển trong vài năm qua đều có các chương trình chiến lược về sản xuất trong tương lai khi những tiến bộ của khoa học và công nghệ đang diễn ra rất nhanh. Nước Mỹ có “Chiến lược quốc gia về sản xuất tiên tiến” (National strategy for advanced manufactoring in the United States) cho ba thập kỷ tới3, nước Pháp có “Bộ mặt mới của công nghiệp nước Pháp” (The new face of industry in France) 4, Hàn Quốc có “Chương trình tăng trưởng của Hàn Quốc trong tương lai” (Korea’s Future Growth Program) 5, Trung Quốc có “Làm tại Trung Quốc năm 2025” (Made in China 2025) 6… Ngay cả khi ta chỉ xem cái tên “cách mạng công nghiệp lần thứ tư” mới có tính chất dự báo và chưa xảy ra, vẫn không thể bỏ qua sự thật là các cường quốc đang chuẩn bị chiến lược phát triển sản xuất cho một tương lai gần.
Và tới đây việc sản xuất ngày càng thông minh, càng hiệu quả của các cường quốc này tất nhiên sẽ ảnh hưởng đến các nước khác. Mỗi quốc gia, dù đang ở vị thế nào trên bản đồ phát triển của thế giới, cũng phải tìm ra cách phát triển trong sự thay đổi do cuộc cách mạng công nghiệp này đem lại để quyết định đi như thế nào, trước hết cần hiểu rõ hơn về CMCN4.
Xem thêm: Bật Mí Nguyên Nhân 5/9 Là Ngày Gì ? 5 Tháng 9 Là Ngày Gì
Báo chí thường mô tả CMCN4 với các thành tựu của Trí tuệ Nhân tạo (TTNT), vớimáy móc tự động và thông minh như ô-tô tự lái, in ấn 3 chiều (3D printing), kết nối vạn vật (IoT), công nghệ sinh học và công nghệ nano… Nhưng cốt lõi của những đột phá này là gì?Có hay không điểm chung của các đột phá đó?
Có thể nói rằng đó chính là đột phá của công nghệ sốtrong những năm vừa qua, tiếp nối thành quả của cuộc cách mạng số hoá (digital revolution) diễn ra trong mấy chục năm từ khi có máy tính, tức từ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba. Vậy cách mạng số hoá và công nghệ số là gì? Công nghệ số giống công nghệ thông tin không? Những đột phá của công nghệ số là gì lại có thể tạo ra một cuộc cách mạng công nghiệp?
Các thực thể trong thế giới quanh ta ở dạng vật chất vốn có của chúng. Chiếc ô-tô là một khối sắt thép có thể chuyển động khi được đổ xăng và được điều khiển. Cây lúa, con tôm là những sinh vật được sinh ra và lớn lên. Con người là sinh vật phức tạp nhất mà chỉ riêng bệnh tật và sức khoẻ đã là động lực của một khoa học luôn được quan tâm hàng đầu: khoa học sự sống (life science). Sự ra đời của máy tính đã dẫn đến cuộc cách mạng số hoá, nhất là khi máy tính cá nhân và internet xuất hiện, ngày càng gắn bó với các hoạt động của con người. Sở dĩ vậy vì máy tính chỉlàm việc với hai con số ‘0’ và ‘1’. Để tính toán trên máy tính cho các thực thể ta cần biểu diễn được chúngbằngnhững con số ‘0’ và ‘1’ trên máy tính theonhững mô hình và cách thức thích hợp nào đó. Ta gọi các biểu diễn này là‘phiên bản số’ của các thực thể.Có thể hình dung một cách đơn giản những ‘phiên bản số’ của một chiếc ô-tôlà số liệu kỹ thuật của các bộ phận và liên kết của chúng trong quá trình sản xuất, hoặc có thể là số liệu vềchuyển động của xe và các ảnh số thu được từ camera của xe khi xe chạy trên đường. Những ‘phiên bản số’ của cây lúa, con tôm có thể là hệ gien của chúng, hoặc dữ liệu về sự biến đổi của chúng theo những thay đổi của môi trường. Những ‘phiên bản số’ của mộtngười có thể là những ý kiến của người này trên facebook, những số liệu đo được từ các thiết bị đeo trên người (wearable) hay bệnh án điện tử của người này trong cơ sở dữ liệu ở bệnh viện.
Tạo ra ‘phiên bản số’ của các thực thể chính là việc số hoá (digitalization), và công việc được làm khắp nơi này đã được ẩn dụ gọi là cuộc cách mạng số hoá. Các ‘phiên bản số’ chính là dữ liệu (data) của các thực thể, có được do quan sát, thu thập, đo đạc… và việc xử lý các dữ liệu này để tìm ra ý nghĩa của chúng, chính là tìm ra thông tin,là mục tiêu chính yếucủa ngành công nghệ thông tin (CNTT).
‘Phiên bản số’ của các thực thể cho phép ta nối chúng với nhau trên các hệ thống máy tính hoặc nối chúng vào internet, và tạo ra các không gian số (cyberspace) tương ứng với thế giớithực thể của chúng ta (physical world). Những hệ thống kết nối các thực thể và ‘phiên bản số’ của chúng được gọilà các hệ kết nối không gian số-thực thể, tạm dịch theo nghĩa của từ cyber-physical systems. Đây là một khái niệm cơ bản của CMCN4, phản ánh mối liên hệcủa sản xuất tiến hành trong thế giới các thực thể nhưng quá trình tính toán được làm trên không gian số và kết quả tính toán này được trả lại dùng chosản xuất trong thế giới các thực thể. Đây là thay đổi cơ bản về phương thức sản xuất của con người, sản xuất được điều khiển và hỗ trợ quyết định từ không gian số.Trong những năm vừa qua, các tiến bộ đột phá của công nghệ số đã và đang cho phép thực hiện các tính toán phức tạp liên quan đến trí thông minh con người, làm cho sản xuất thông minh và hiệu quả hơn.
Công nghệ số là công nghệ về các tài nguyên số, khởi đầu từ giữa thế kỷ trước, đã và đang thay đổi nhiều lĩnh vực. Có hai khía cạnh của công nghệ số, một là việc số hóa và hai là việc quản trị và xử lý các dữ liệu được số hóa. Thí dụ của số hoá trong các ngành nghề khác nhau như chụp ảnh đã chuyển từ ảnh phim qua ảnh số, từ máy ảnh cơ qua máy ảnh số; việc inấn dựa vào ảnh số và chế bản điện tử cho chúng ta có sách báo như ngày nay; kỹ thuật truyền hình đã chuyển sang truyền hình số đẹp hơn rất nhiều; công nghệ truyền tin đã thay thế các tín hiệu tương tự bằng các tín hiệu số, truyền và nhận tín hiệu số trên những đường truyền hiệu năng cao…Công nghệ số có phần chung rất lớn với công nghệ thông tin, đó là phần quản trị và xử lý dữ liệu được số hoá. Trải qua các làn sóng của công nghệ số 6, những đột phá trong thời gian gần đâynhư điện toán đám mây, thiết bị di động thông minh, trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn, IoT… đang tạo điều kiện cho sản xuất thông minh được thực hiện rộng rãi, mở đầu cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (Hình 2).
