Sản xuất hướng đến cá thể hóa trong cách mạng Công nghiệp lần thứ 5

Tiến sỹ Phill Cartwright, chủ tịch điều hành của Trung tâm Mô hình hóa & Mô phỏng (CFMS), Bristol, Vương quốc Anh, mong đợi cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ năm và dự đoán vai trò con người trong nền sản xuất tự động.

Trong khi hầu hết các công ty vẫn đang cố gắng để nắm bắt cách mạng công nghiệp (CMCN) 4.0, thì đã xuất hiện những bàn luận về CMCN 5.0. Vậy sự khác biệt là gì? Theo tiến sỹ Cartwright, có những báo cáo cho rằng Vương quốc Anh có thể nhận được những lợi ích lớn từ ngành công nghiệp 4.0, tuy nhiên chúng ta không còn ở điểm khởi đầu nữa mà đang ở giai đoạn giữa. Cách mạng 4.0 trong sản xuất là sự tập hợp của các rô-bốt tự động, các thiết bị kết nối và mạng dữ liệu tốc độ cao trong môi trường nhà máy sản xuất, về cơ bản giúp nhà máy hoạt động tốt hơn và thực hiện các nhiệm vụ thường xuyên lặp lại với hiệu quả cao hơn nhiều khi rôbốt thay thế cho con người. Một nhà máy trong thời đại 4.0 sẽ an toàn, hiệu quả hơn và xả thải ít hơn. Cách mạng 4.0 không chỉ tăng hiệu năng sản xuất mà còn mang đến cơ hội cho những công việc dài hạn, yêu cầu cao và mang lại giá trị lớn hơn.

CMCN 4.0 bắt đầu chuyển hướng sang 5.0 khi khách hàng bắt đầu được tùy chỉnh những gì họ muốn. Nhờ CMCN 4.0 chúng ta có thể tự thiết kế sản phẩm trực tuyến, chẳng hạn như một đôi giày, và sau đó tìm kiếm một nhà sản xuất, ở bất cứ đâu trên thế giới, có thể có công nghệ tốt nhất với mức giá tốt nhất để phân phối những đôi giày đó đến tận cửa cho chúng ta. Chúng ta cũng có thể truy cập một trang web như MINI và chọn loại ô tô ta muốn với hàng nghìn biến thể khác nhau, không chỉ màu sắc, đèn pha và nội thất mà còn nhiều thứ đi kèm khác. Ngành công nghiệp 5.0 có thể đưa khái niệm cá nhân hóa đó lên cấp độ tiếp theo.

Một ví dụ của khái niệm cá nhân hóa ứng dụng trong công nghệ y sinh học được Cartwright trình bày như sau: ngành y tế đang hướng tới sản xuất tuyến tụy nhân tạo và hiện tại nó chưa hoàn toàn thành công. Người mắc bệnh tiểu đường loại 1 được cấp một thiết bị trích máu và đo lượng đường trong máu. Thiết bị đó giao tiếp với một thiết bị khác sau đó đưa insulin vào máu. Nó đã có thể hoạt động được, nhưng chỉ có một loại chung tất cả mọi người và các chuyên gia y tế phải làm hết sức mình để thử và tinh chỉnh hệ thống điều khiển cho từng cá nhân. Bệnh tiểu đường loại 1 rất khó kiểm soát vì tất cả chúng ta đều có tỷ lệ trao đổi chất khác nhau và có cơ thể khác nhau từ kích thước, hành vi, lối sống, vân vân. Nếu chúng ta chuyển sang CMCN 5.0, nó sẽ cho phép cung cấp cho từng cá nhân một ứng dụng theo dõi lối sống và thói quen của họ và tạo ra quy trình sản xuất thiết bị kiểm soát bệnh tiểu đường. Và cuối cùng sản phẩm là một thiết bị nhỏ hơn, riêng biệt và mạnh mẽ hơn được thiết kế hoàn chỉnh cho mỗi cá nhân. Vì vậy, đối với những người mắc bệnh tiểu đường, khả năng sản xuất trong một quy trình Công nghiệp 5.0 sẽ hoàn toàn thay đổi cuộc sống cho họ. Các công nghệ được triển khai trong đó là các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (AI), về cơ bản tìm hiểu và dự đoán cách cơ thể sẽ phản ứng với thiết bị, sau đó lấy các phép đo thực và học hiểu xem cơ thể thực sự phản ứng như thế nào. Họ đưa những kết quả học được của AI vào quá trình sản xuất để tạo ra tuyến tụy nhân tạo tốt nhất dành cho cá nhân cụ thể đó.

Vậy trong ngành công nghiệp 5.0, mối quan hệ mới giữa con người và máy móc sẽ là gì? Khi chúng ta đi từ CMCN 4.0 đến CMCN 5.0, chúng ta tạo ra các công việc có giá trị cao hơn so với trước đây bởi vì chúng ta đang đưa ra sự tự do về trách nhiệm thiết kế cho con người. Một nghiên cứu gần đây từ Meggitt cho thấy không gian làm việc không trở nên nhỏ hơn, trong khái niệm về không gian một ngăn sản xuất (manufacturing cell) xung quanh con người, nó thực ra đã trở nên lớn hơn. Con người có nhiều trách nhiệm hơn và chúng ta đã có một môi trường hoạt động lớn hơn, nhẹ nhàng và an toàn hơn những môi trường trước đó. Người thợ làm việc trong mỗi ngăn sản xuất bắt đầu tham gia nhiều hơn vào quá trình thiết kế hơn là quá trình sản xuất, đã ít nhiều tự động. Nó cho phép ta có sự tự do trong thiết kế và cho phép các sản phẩm mang tính riêng tư và cá nhân hơn.

Vậy khi các nhà máy ngày càng trở nên tự động hơn, con người sẽ mang lại thêm giá trị như thế nào? Ngành công nghiệp 5.0 sẽ cung cấp cho chúng ta khả năng đóng vòng lặp trên thiết kế để chúng ta có thể vượt qua ranh giới của vật lý trong thiết kế. Ví dụ: nếu ta đang cố gắng chế tạo máy bay thế hệ tiếp theo, ta sẽ bị hạn chế bởi khả năng sản xuất của ngày hôm nay. Chúng ta cũng bị hạn chế bởi lượng dữ liệu nội tại của máy bay trong quá trình hoạt động và khả năng của kỹ sư để đưa ngược các dữ liệu đó trở lại quá trình thiết kế. Với CMCN 5.0, ta sẽ có thể tự động hóa quy trình sản xuất tốt hơn, điều đó có nghĩa là ta có thể có dữ liệu thời gian thực từ máy bay đang hoạt động. Mô hình kinh doanh của Rolls-Royce trong mười năm qua đã chuyển từ bán động cơ sang mô hình có 50% doanh thu từ việc cung cấp dịch vụ cho động cơ. Họ có thể làm điều đó bởi vì họ hiểu các thiết kế lỗi của động cơ đó. Họ biết quá trình đảm bảo chất lượng của động cơ đó là gì và họ biết họ muốn động cơ đó hoạt động như thế nào. Bất cứ nơi nào có động cơ Rolls-Royce hoặc GE trên thế giới, họ biết nó nhanh đến mức nào, nó nóng đến đâu, độ cao và vị trí của nó đang ở đâu trong vòng đời hoạt động, so với vị trí lẽ ra nó phải có theo thiết kế.

Nếu chúng ta có thể thực hiện như vậy ở giai đoạn tiếp theo và có dữ liệu thực, chính xác, liền mạch, từ hoạt động thực và từ quy trình sản xuất và thiết kế, ta sẽ đưa con người ra khỏi tuyến sản xuất, nhưng họ sẽ tham gia nhiều hơn vào cách sản phẩm đang được sử dụng và cách nó có thể được thay đổi thiết kế, bởi vì họ có thêm thông tin. Ví dụ như việc chuyển đổi toàn bộ ngành công nghiệp ôtô, máy bay, từ nhiên liệu hóa thạch sang điện đang và sẽ là một thách thức đáng kể về thiết kế, và sẽ dễ dàng hơn cho con người để giải quyết nếu các công việc lặp lại ít sáng tạo được xử lý bởi kỹ thuật AI và robot.

Một báo cáo gần đây của Jürgen Maier cho thấy ngành sản xuất của Vương quốc Anh có thể mang lại 455 tỷ đô la trong thập kỷ tới nếu hoàn thiện cách mạng công nghiệp 4.0, với 175.000 công việc có tay nghề cao đi cùng với nó, nhưng điều này đòi hỏi sự lãnh đạo và can thiệp từ chính phủ. Cartwright cho rằng Anh quốc có các nghiên cứu tốt nhất trong lĩnh vực này trên thế giới, nhưng các nước khác lại có sự can thiệp rõ ràng hơn từ chính phủ của họ để thực hiện nó. Ông cho rằng tin tốt là chính phủ Anh đã nhận ra đây là một lĩnh vực đáng để đầu tư. Nhưng vẫn cần thêm các thay đổi để đưa những nghiên cứu xuất sắc ra khỏi các trường đại học và đi vào nền công nghiệp.

Nguồn: https://www.raconteur.net/technology/manufacturing-gets-personal-industry-5-0

Dịch: Vũ Anh Tuấn  - Viện NC&PT Viettel