Các công nghệ nền tảng trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 và đối sách của các nước trên thế giới

CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG<br /> TRONG CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ 4<br /> VÀ ĐỐI SÁCH CỦA CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI<br /> Nguyễn Trường Thắng<br /> Hà Thị Hồng Vân<br /> Nguyễn Thế Hoàng Anh<br /> Trần Mạnh Đông<br /> Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm Khoa<br /> học và Công nghệ Việt Nam<br /> Tóm tắt: Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) có tầm ảnh<br /> hưởng sâu rộng trên mọi lĩnh vực kinh tế - xã hội, an ninh – quốc phòng ở cấp độ<br /> toàn cầu và mọi quốc gia. Không nằm ngoài xu thế chung của thế giới, cuộc<br /> CMCN 4.0 đã lan toả đến Việt Nam, đang đặt Việt Nam trước nhiều cơ hội lớn và<br /> thách thức lớn cho sự phát triển của mình. Ý nghĩa chiến lược của CMCN 4.0 đã<br /> đặt yêu cầu hết sức cấp thiết cho một báo cáo mang tính hệ thống, dựa trên cơ sở<br /> lý luận và kết quả thực tiễn, đánh giá toàn diện các khía cạnh liên quan tới cuộc<br /> cách mạng này tại Việt Nam. Đầu tiên, dưới góc độ khoa học công nghệ, báo cáo<br /> trình bày một số các công nghệ nền tảng và xu thế phát triển của chúng trên thế<br /> giới thời gian gần đây. Để chuẩn bị cho CMCN 4.0, mọi quốc gia phải xây dựng<br /> một hệ sinh thái bao gồm nguồn nhân lực trình độ cao và hệ thống cơ sở hạ tầng<br /> phù hợp với vài công nghệ trong số này. Tiếp theo, báo cáo trình bày một bộ tiêu<br /> chí định lượng về mức độ sẵn sàng của các quốc gia đối với xu thế mới của thời<br /> đại. Dựa theo những tiêu chí này, đối sách của các nước trên thế giới với cuộc<br /> cách mạng này được đề cập ngắn gọn với những chiến lược KHCN nổi bật của họ.<br /> Với Việt Nam, báo cáo cũng trình bày hiện trạng thuận lợi và thách thức đối với<br /> nền KHCN của chúng ta khi đối chiếu với bộ tiêu chí này và gợi mở một số giải<br /> pháp.<br /> 1. Tổng quan về CMCN 4.0<br /> Thế giới đang trải qua cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) thay đổi căn<br /> bản cách thức con người sống, làm việc và quan hệ hợp tác cùng nhau. Với qui mô,<br /> phạm vi ảnh hưởng và độ phức tạp, sự chuyển dịch của xã hội loài người từ cuộc<br /> cách mạng này sẽ hoàn toàn khác với những gì mà nhân loại đã kinh qua trước đây.<br /> Hiện nay chúng ta chưa định hình được sự thay đổi này sẽ xảy ra như thế nào<br /> nhưng một điều chắc chắn rằng cách tiếp cận của mỗi quốc gia đối với cơ hội và<br /> thách thức do cuộc cách mạng này đem lại sẽ mang tính tích hợp, toàn diện. Các cơ<br /> hội và thách thức này được mang lại chủ yếu bởi quá trình chuyển đổi số, các công<br /> nghệ sản xuất mới và sự liên kết ở mức độ chưa từng có của các linh kiện và thiết<br /> bị điện tử dùng trong công nghiệp vốn là nền tảng của CMCN 4.0. Các cấu phần<br /> tạo nên CMCN 4.0 này sẽ cơ bản thay đổi cách thức giao thương, tạo nên những<br /> mô hình kinh doanh mới, tối ưu hóa và sử dụng một cách hiệu quả và bền vững các<br /> nguồn tài nguyên hữu hạn, giảm thiểu chi phí sản xuất và chế tạo các sản phẩm có<br /> tính cá nhân hóa ở mức cao.<br /> Trong lịch sử nhân loại, các chuyên gia đã phân định 4 giai đoạn lịch sử của<br /> các cuộc cách mạng công nghiệp (Hình1). Bốn cuộc cách mạng này có đặc trưng<br /> cơ bản liên quan tới sự cơ giới hóa trong quá trình sản xuất. Đó là:<br /> - Cuộc CMCN 1.0 (từ năm 1784): sử dụng máy hơi nước trong quá trình<br /> sản xuất;<br /> - Cuộc CMCN 2.0 (từ năm 1870): sử dụng điện năng phục vụ sản xuất<br /> hàng loạt;<br /> - Cuộc CMCN 3.0 (từ năm 1969): liên quan tới công nghệ điện tử, bán dẫn<br /> và công nghệ thông tin (CNTT) phục vụ việc tự động hóa quá trình sản xuất;<br /> - Cuộc CMCN 4.0 (đầu thế kỷ 21): đang bước đầu chuyển dịch từ cuộc<br /> cách mạng lần 3.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1: Lịch sử các cuộc cách mạng công nghiệp<br /> <br /> Cuộc cách mạng mới nhất dựa trên cuộc cách mạng số xảy ra từ cuối thế kỷ<br /> 20. Cuộc cách mạng này có bản chất là sự hợp nhất của những công nghệ, tạo sự<br /> liên kết giữa không gian vật lý, số và sinh học. Thuật ngữ hệ thống ở đây là<br /> “cyber-physical systems” (CPS). Đó là những hệ thống vật lý phỏng sinh học trong<br /> không gian điều khiển. Thuật ngữ CMCN 4.0 sử dụng chủ yếu ở châu Âu, đặc biệt<br /> là Đức1. Đối với các nước nói tiếng Anh, đặc biệt là Mỹ, thì thuật ngữ hay được<br /> dùng là Internet vạn vật (Internet of Things – IoT) hoặc Internet công nghiệp<br /> (Industrial Internet).<br /> Có 3 lý do cơ bản đảm bảo rằng sự chuyển dịch này không phải là sự kéo dài<br /> của CMCN 3.0. Thay vào đó là sự xuất hiện của CMCN 4.0 và đó là sự khác biệt<br /> cơ bản của cuộc cách mạng này so với phiên bản thứ ba. Ba yếu tố đó là tốc độ, qui<br /> mô và tác động hệ thống. Thứ nhất, yếu tố tốc độ của sự đột phá trong lần chuyển<br /> dịch này là chưa từng có trong lịch sử. Khi so sánh với những cuộc cách mạng<br /> trước, phiên bản lần thứ tư này tiến hóa tại cấp độ mũ thay vì tuyến tính. Thêm<br /> nữa, nó mang tính đột phá, vượt khỏi các qui luật của mọi lĩnh vực công nghiệp tại<br /> mọi quốc gia. Tiếp theo, tác động của nó thể hiện ở cả chiều rộng và chiều sâu. Nó<br /> thay đổi căn bản toàn bộ các hệ thống sản xuất, quản lý và quản trị trong đời sống<br /> kinh tế - xã hội, sản xuất của nhân loại.<br /> 2. Bản chất và các công nghệ nền tảng trong CMCN 4.0<br /> 2.1. Bản chất và các đặc điểm chính<br /> Chúng ta đang tiến vào CMCN 4.0, trong đó công nghệ máy tính và kỹ thuật<br /> điều khiển tự động hóa sẽ tích hợp vào nhau theo một phương thức mới. Theo đó,<br /> các robot sẽ được kết nối từ xa với các hệ thống tính toán, cài đặt các thuật toán<br /> học máy để điều khiển sự vận hành của các robot với sự can thiệp tối thiểu từ con<br /> người. Như vậy CMCN 4.0 gồm những hệ thống thông minh được kết nối với nhau<br /> để tạo ra một chuỗi giá trị số. Đây là các hệ thống tích hợp thực và ảo (cyber-<br /> physical systems – CPS) gồm những thành phần vật lý, dữ liệu, CNTT và truyền<br /> thông. Các hệ thống này sẽ biến đổi những nhà máy sản xuất truyền thống thành<br /> những nhà máy thông minh với mục tiêu là các thiết bị máy móc có thể tương tác,<br /> nói chuyện với nhau trong khi các sản phẩm và thông tin được xử lý và phân bố<br /> trong thời gian tức thời. Phương thức sản xuất công nghiệp mới này tạo ra những<br /> thay đổi căn bản cho toàn hệ sinh thái công nghiệp.<br /> Ba xu hướng chính thay đổi cách thức tổ chức và hoạt động của các nhà<br /> máy, tổ hợp công nghiệp. Đó là:<br /> <br /> 1<br /> Thuật ngữ CMCN 4.0 do chính phủ Đức đề xuất năm 2006 trong một chiến lược số hóa lĩnh vực sản xuất của quốc<br /> gia này tới năm 2020.<br />  - Số hóa: Mọi qui trình sản xuất (trong mọi lĩnh vực từ công nghệ cao tới<br /> thiết bị công nghiệp) đang được chuyển đổi bởi công nghệ số;<br /> - Công nghiệp hóa: Các doanh nghiệp đã tích hợp công nghệ mới để cải tiến<br /> và phát triển;<br /> - Tối ưu hóa: Những doanh nghiệp hiện đại giờ đây coi việc cải tiến dù<br /> những thành phần đơn giản nhất trong qui trình sản xuất cũng tạo ra nhiều cơ hội<br /> phát triển mới;<br /> CMCN 4.0 gồm 4 đặc điểm chính, thể hiện năng lực to lớn mà các ngành công<br /> nghiệp và khu vực sản xuất có được cho sự thay đổi. Đó là:<br /> (1). Sự kết nối các khâu theo chiều dọc qui trình của các hệ thống sản xuất thông<br /> minh;<br /> (2). Sự tích hợp các khâu theo chiều ngang thông qua thế hệ mới các chuỗi giá trị<br /> toàn cầu;<br /> (3). Hàm lượng kỹ nghệ sâu trong toàn bộ chuỗi giá trị;<br /> (4). Tác động của những công nghệ đột phá;<br /> Thứ nhất, sự kết nối chiều dọc của qui trình sử dụng các hệ thống điều khiển<br /> công nghiệp phỏng sinh học (CPS) cho phép các nhà máy phản ứng một cách<br /> nhanh chóng đối với những thay đổi cung cầu trên thị trường và sản phẩm lỗi. Các<br /> nhà máy thông minh tự tổ chức sản xuất và cho phép tạo ra những sản phẩm theo<br /> sở thích của từng cá nhân. Việc này đòi hỏi tích hợp dữ liệu rất nhiều trong quá<br /> trình sản xuất. Các công nghệ cảm biến thông minh cần thiết để hỗ trợ việc giám<br /> sát và hiện thực hóa một tổ chức tự hành. Không chỉ đổi mới qui trình sản xuất,<br /> CPS cho phép tự tổ chức trong việc quản lý bảo trì và hậu mãi. Nguồn lực và sản<br /> phẩm hàng hóa được kết nối mạng, trong khi nguyên vật liệu và linh kiện có thể<br /> được định vị mọi lúc, mọi nơi. Tất cả các khâu sản xuất được ghi lại thành các file.<br /> Mọi sự bất thường (thay đổi đơn hàng, nhu cầu thị trường, mức độ dao động chất<br /> lượng sản phẩm, sản phẩm lỗi…) đều được ghi nhận và xử lý một cách nhanh<br /> chóng. Do vậy, việc lãng phí thời gian, nguyên vật liệu, nhân công được giảm<br /> thiểu.<br /> Thứ hai, sự tích hợp theo chiều ngang thông qua một dạng mới của chuỗi giá<br /> trị toàn cầu. Uber và Grab là các ví dụ điển hình của mô hình kinh doanh mới<br /> thông qua sự tích hợp theo chiều ngang, tạo giá trị mới trong chuỗi giá trị toàn cầu.<br /> Những mạng sản sinh giá trị mới này là những mạng tối ưu cho phép tích hợp sự<br /> minh bạch và độ linh hoạt cao độ để xử lý nhanh chóng những vấn đề và lỗi sản<br /> phẩm, theo sau là sự tối ưu chuỗi giá trị trên qui mô toàn cầu. Tương tự như các hệ<br /> thống sản xuất được kết nối mạng, những chuỗi giá trị (cấp độ địa phương hay toàn<br /> cầu) cung cấp năng lực kết nối qua CPS, từ khâu hậu cần đầu vào như nhà kho, sản<br /> xuất, tiếp thị và mua sắm tới các khâu hậu cần đầu ra và dịch vụ hậu mãi. Lịch sử<br /> sản xuất của từng bộ phận trong sản phẩm được ghi nhận và có thể truy cập bất cứ<br /> lúc nào, nơi nào để tạo khả năng truy vết (còn được gọi là ký ức sản phẩm -<br /> product memory). Cơ chế này cho phép tính minh bạch và linh hoạt trong toàn<br /> chuỗi giá trị - từ mua sắm, tới sản xuất, giao hàng và hậu mãi. Ví dụ, với việc định<br /> hướng sản phẩm theo sở thích từng khách hàng, việc tinh chỉnh theo từng khách<br /> hàng không chỉ thực hiện trong khâu sản xuất mà còn cả phần phát triển, lập đơn<br /> hàng, kế hoạch, kết hợp và phân phối sản phẩm. Việc này đảm bảo các yếu tố chất<br /> lượng, thời gian, rủi ro, giá cả và tính bền vững môi trường được xử lý một cách<br /> linh hoạt, theo thời gian thực tại mọi giai đoạn trong chuỗi giá trị.<br /> Thứ ba, hàm lượng tri thức/KHCN cao và có tính liên ngành được thể hiện<br /> trên toàn chuỗi giá trị cũng như trên toàn bộ vòng đời của sản phẩm và khách hàng.<br /> Kỹ nghệ được áp dụng trơn tru trong giai đoạn thiết kế, phát triển và sản xuất sản<br /> phẩm/dịch vụ mới. Bản chất của hàm lượng kỹ nghệ thể hiện ở việc dữ liệu và<br /> thông tin luôn sẵn có trong mọi giai đoạn trong vòng đời của sản phẩm. Việc này<br /> cho phép những qui trình mới, linh hoạt hơn thông qua mô hình hóa dữ liệu để xây<br /> dựng khuôn mẫu sản phẩm.<br /> Thứ tư, tác động của các công nghệ mang tính đột phá là chất xúc tác cho<br /> phép các giải pháp phù hợp sở thích cá nhân, độ linh hoạt và giảm chi phí trong các<br /> qui trình sản xuất. CMCN 4.0 đòi hỏi các giải pháp tự động hóa với khả năng nhận<br /> thức cao và tự hành. Công nghệ trí tuệ nhân tạo, robot tiên tiến và cảm biến thông<br /> minh có những tiềm năng cho việc tăng tính tự chủ và khả năng phù hợp với sở<br /> thích cá nhân. Ví dụ, trí tuệ nhân tạo không chỉ giúp các robot vận chuyển hàng<br /> hóa trong nhà máy, kho chứa một cách tự hành, tiết kiệm thời gian và chi phí trong<br /> quản lý chuỗi cung ứng, tăng độ tin cậy sản xuất hoặc phân tích dữ liệu lớn; mà<br /> còn hỗ trợ tìm kiếm những giải pháp thiết kế mới hoặc tăng cường hợp tác người -<br /> máy tới thời điểm cung cấp dịch vụ2. Ngoài ra, công nghệ in 3D cũng là ví dụ điển<br /> hình cho công nghệ đột phá trong kỹ nghệ sản xuất tăng dần.<br /> <br /> 2<br /> Đây là thời điểm nhân viên phải cung cấp dịch vụ trực tiếp với khách hàng. Máy móc không thể tương tác với<br /> khách hàng và cung cấp dịch vụ hậu mãi có chất lượng như con người.<br />  2.2. Các công nghệ nền tảng và xu thế vận động hiện nay<br /> CMCN 4.0 đang lan tỏa rất nhanh trên thế giới và đã đến Việt Nam. Cuộc<br /> cách mạng này sẽ ảnh hưởng tới những sẽ chương trình và sáng kiến hợp tác<br /> nghiên cứu phát triển KHCN trên toàn cầu. Hiện nay, một nhận thức chung coi<br /> CMCN 4.0 được xây dựng trên nền tảng của 10 công nghệ lõi - các thành phần cơ<br /> bản của cuộc cách mạng công nghiệp. Đó là trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence<br /> - AI), robot tự hành (Autonomous Robots), dữ liệu lớn (Big Data), thực tại tăng<br /> cường (Augmented Reality), sản xuất tăng/đắp dần (Additive Manufacturing hoặc<br /> 3D printing), điện toán đám mây (Cloud Computing), an ninh không gian mạng<br /> (Cybersecurity), Internet vạn vật (Internet of Things), tích hợp hệ thống (System<br /> Integration) và mô phỏng (Simulation).<br /> 1. Trí tuệ nhân tạo (AI): AI đang thay đổi thế giới và sự thay đổi này diễn ra<br /> với tốc độ rất nhanh. Thế giới đang lo ngại về viễn cảnh máy tính trở nên thông<br /> minh đến mức có thể làm tất cả mọi việc tốt hơn và rẻ hơn con người. Các chuyên<br /> gia dự đoán, chỉ mất khoảng 1 thập kỷ tới, AI sẽ làm tốt hơn con người trong một<br /> số việc như dịch ngôn ngữ (đến năm 2024), viết các bài tập làm văn (đến năm<br /> 2026) và lái xe (đến năm 2027). Một số công việc khác AI sẽ còn mất rất nhiều<br /> thời gian để cạnh tranh với con người như trong lĩnh vực bán lẻ (đến năm 2031),<br /> viết ra một quyển sách bán chạy nhất (đến năm 2049) và bác sĩ phẫu thuật (đến<br /> năm 2053). Những dự đoán này có thể không tuyệt đối chính xác về mốc thời gian<br /> nhưng cũng không phải không có cơ sở. Sự kiện chương trình máy tính AlphaGo<br /> của Google chiến thắng trước một trong những kỳ thủ cờ vây xuất sắc nhất thế giới<br /> Lee Sedol, người từng 18 lần vô địch thế giới, là một dấu mốc ấn tượng cho sự<br /> phát triển của trí tuệ nhân tạo. Trận đấu này được so sánh với trận đấu cờ vua lịch<br /> sử giữa Deep Blue của IBM và vua cờ Gary Kasparov năm 1997. Hai chiến thắng<br /> của máy tính trên nền tảng trí tuệ nhân tạo được xem là điểm nhấn mang tính biểu<br /> tượng cho việc máy tính trở nên thông minh hơn con người trong một số lĩnh vực<br /> cụ thể. Thực tế, AlphaGo là chương trình AI có sự khác biệt lớn nhất so với những<br /> thành tựu AI trước đây. AlphaGo sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo và áp dụng<br /> phương pháp tự giải quyết vấn đề bằng cách đánh giá, thử nghiệm và rút kinh<br /> nghiệm thông qua sự tự học ở mức độ cao;<br /> 2. Dữ liệu lớn: Công nghệ dữ liệu lớn liên quan tới việc xử lý khối lượng<br /> thông tin khổng lồ để từ đó trích xuất ra được dữ liệu phù hợp nhằm tăng cường<br /> khả năng đưa ra quyết dịnh. Phần lớn dữ liệu mới xuất hiện từ bây giờ cho tới năm<br /> 2020 sẽ được tạo bởi máy tính chứ không phải con người trong quá trình chúng<br /> tương tác với nhau. Một trong những thách thức lớn nhất của dữ liệu là dung lượng<br /> của nó. Theo ước tính, trong năm 2016 và 2017, lượng dữ liệu được tạo ra đã vượt<br /> quá lượng dữ liệu được con người tạo ra trong hơn 5.000 năm trước đó. Thực tế<br /> cho thấy là với dung lượng dữ liệu, tri thức được sản sinh với tốc độ và qui mô<br /> chóng mặt như hiện nay, kho tri thức, thông tin của nhân loại được tăng gấp đôi<br /> sau khoảng 1.5 - 2 năm. Quá nhiều dữ liệu sẽ gây khó khăn cực lớn trong việc xác<br /> định thông tin phù hợp và xu thế biến thiên dữ liệu phục vụ các phân tích có tính<br /> thông minh. Để xử lý khó khăn này, dữ liệu lớn và các giải thuật phân tích chúng<br /> được áp dụng. Những kỹ thuật này xác định hiệu năng của từng cấu phần riêng lẻ<br /> cũng như các điều kiện vận hành chúng để ngăn ngừa các sản phẩm lỗi trong tương<br /> lai. Dạng dữ liệu được tạo ra cũng có nhiều thay đổi, trải dài trên nhiều ngành công<br /> nghiệp như công nghệ sinh học, năng lượng, sức khỏe, chế tạo ô tô, khai khoáng,<br /> viễn thông, sản xuất… Các nghiên cứu chỉ ra chỉ có khoảng 0,5% lượng dữ liệu<br /> được tạo ra thực sự được phân tích để đưa ra các quyết định liên quan đến vận<br /> hành thiết bị. Do đó, nhu cầu phân tích dữ liệu một cách hiệu quả là rất lớn. Trong<br /> 1-2 năm trở lại đây, công việc phân tích dữ liệu (data analyst) là ngành nóng hổi<br /> nhất và có mức lương đãi ngộ cao nhất tại Mỹ. Một số doanh nghiệp lớn trong<br /> ngành CNTT chỉ tập trung vào cung cấp các dịch vụ liên quan tới việc xử lý và<br /> truyền tải dữ liệu. Ví dụ Alphabet – công ty mẹ của Google (với vốn hóa thị trường<br /> khoảng 680 tỉ USD – lớn thứ hai thế giới sau Apple) hay Facebook (vốn hóa thị<br /> trường khoảng 500 tỉ USD – đứng thứ tư thế giới) đều nắm trong tay bộ dữ liệu về<br /> thông tin cá nhân và hành vi người dùng trên khắp thế giới thông qua các dịch vụ<br /> “miễn phí” của họ như email, mạng xã hội, clip trực tuyến… Những dữ liệu này vô<br /> cùng hữu ích cho Google và Facebook khi họ sử dụng các phần mềm phân tích dữ<br /> liệu lớn, phát hiện hành vi và sở thích của người dùng để từ đó định hướng các<br /> quảng cáo liên quan trực tiếp tới mỗi người. Không phải ngẫu nhiên mà 2 tập đoàn<br /> công nghệ này thay đổi toàn bộ thị trường quảng cáo trên thế giới, chi phối toàn bộ<br /> ngành công nghiệp nội dung số hiện nay gây khó khăn cực lớn cho những tập đoàn<br /> truyền thông, báo chí, xuất bản cũng như các kênh truyền hình nói chung, truyền<br /> hình cáp nói riêng.<br /> 3. Điện toán đám mây: Các ngành công nghiệp hiện nay đang chuyển dịch<br /> sang giải pháp dựa trên các đám mây và xu thế này vẫn tiếp tục. Đây là công nghệ<br /> nền tảng hỗ trợ các loại dịch vụ từ xa, đánh giá hiệu năng và nhiều lĩnh vực kinh<br /> doanh khác. Công nghệ này tiếp tục phát triển mạnh trong giai đoạn tới do ngày<br /> càng nhiều dữ liệu lưu trữ và chức năng tính toán trên máy sẽ chọn giải pháp đám<br /> mây thay vì các hệ thống tính toán riêng lẻ. Tính đến tháng 10/2017, giám đốc điều<br /> hành và là nhà sáng lập của Amazon, Jeff Bezos, trở thành người đầu tiên trên thế<br /> giới có số tài sản vượt ngưỡng 90 tỉ USD, qua đó vượt Bill Gates trở thành người<br /> giàu nhất thế giới. Điều đáng nói, công ty Amazon khởi đầu với việc buôn bán<br /> sách online nhưng hiện tại công ty này chiếm tới gần 30% thị phần cung cấp dịch<br /> vụ điện toán đám mây toàn cầu (theo sau là Microsoft với khoảng 10% thị phần);<br /> 4. Internet vạn vật: Đây là công nghệ quan trọng nhất trong các giải pháp<br /> thúc đẩy CMCN 4.0. IoT là hệ thống các thiết bị tính toán, máy cơ khí và số hóa,<br /> đối tượng và con người có quan hệ liên kết với nhau. Mỗi thực thể sẽ được cấp một<br /> định danh (ID – identifier) duy nhất và có năng lực truyền tải dữ liệu trên mạng mà<br /> không cần tương tác với con người. Ví dụ, loại đồng hồ thông minh (iWatch của<br /> Apple) mới xuất hiện trên thị trường đã biến cổ tay của chúng ta thành nơi treo giữ<br /> điện thoại thông minh với khả năng nhắn tin, nhận cuộc gọi… Các thiết bị này<br /> cũng tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực sức khỏe. Thị trường thiết bị IoT được<br /> ước tính và dự đoán có khoảng 15,4 tỉ thiết bị vào năm 2015 và sẽ đạt 30,7 và 75,4<br /> tỉ thiết bị lần lượt vào các năm 2020 và 2025. Tổng giá trị thị trường này sẽ đạt<br /> khoảng 267 tỉ USD vào năm 2020. Lý do đầu tiên dẫn đến sự tăng trưởng ấn tượng<br /> về số lượng và quy mô thị trường IoT là sự xuất hiện của giao thức truyền thông<br /> trên mạng Internet mới thế hệ kế tiếp với định dạng địa chỉ IPv6 cho phép một số<br /> lượng không giới hạn các thiết bị có thể kết nối với mạng Internet. Theo lý thuyết,<br /> với dung lượng địa chỉ có được từ IPv6 chia trung bình cho toàn diện tích địa cầu,<br /> mỗi cm2 trên trái đất có thể được dùng để chứa hàng trăm tỉ địa chỉ khác nhau cho<br /> thiết bị kết nối Internet. Trong khi với IPv4, mạng Internet hiện nay chỉ hỗ trợ tối<br /> đa 4 tỉ thiết bị trên toàn thế giới. Lý do thứ hai được khởi nguồn từ việc bốn nhà<br /> cung cấp dịch vụ và thiết bị mạng lớn nhất là Cisco, IBM, GE và Amazon đều<br /> quyết định ủng hộ công nghệ IoT bằng cách thay đổi cấu trúc mạng phù hợp, đơn<br /> giản hóa việc nối mạng một cách mạnh mẽ và giảm giá thành thiết bị hạ tầng<br /> mạng. Lý do cuối cùng nằm ở tiềm năng mà “Công nghiệp Internet” có thể đem lại<br /> cho tổng GDP toàn cầu được dự đoán ở mức 10 tới 15 nghìn tỉ USD. Cisco cũng<br /> đưa ra dự đoán giá trị kinh tế toàn cầu được gia tăng do nền tảng “Internet kết nối<br /> vạn vật” lên tới 19 nghìn tỉ USD và là sự gia tăng giá trị lớn nhất do một công nghệ<br /> đem lại trong lịch sử loài người;<br />  5. Mô phỏng: Công nghệ mô phỏng các hệ thống cho phép đánh giá nhiều<br /> kịch bản khác nhau. Qua đó các giải pháp với chi phí hợp lý được phát triển, kiểm<br /> tra và thực thi một cách nhanh chóng để giảm chi phí và thời gian đưa sản phẩm<br /> vào thị trường. CMCN 4.0 đặt ra bài toán phát triển và vận hành các hệ thống<br /> thông minh. Trong các hệ thống này, các cấu phần sẽ được cải tiến và tối ưu hóa<br /> bởi các cấu phần và dịch vụ sẵn có. Việc phát triển các sản phẩm này được thực<br /> hiện bằng các chuỗi cung ứng ảo cùng với kỹ thuật kết nối mạng và hệ thống sản<br /> xuất. Khả năng thúc đẩy hệ thống, để có được sự tích hợp số hóa một cách thuận<br /> lợi, chính là chìa khóa cho việc thiết kế, sản xuất và vận hành sản phẩm thông<br /> minh. Do đó, sử dụng các kỹ thuật mô phỏng rất cần thiết để hỗ trợ tăng vòng đời<br /> của hệ thống. Nhiều khả năng trong tương lai gần, phần lớn các hệ thống mô<br /> phỏng sẽ được thực hiện và vận hành ngay trên mạng Internet. Một trong những<br /> ứng dụng của mô phỏng có thể kể đến Hệ thống mô phỏng trái đất ES (Earth<br /> Simulator) được chính phủ Nhật Bản tiến hành phát triển và sử dụng. Hệ thống này<br /> được vận hành dựa trên một hệ thống các siêu máy tính cùng chạy song song để<br /> mô phỏng các mô hình khí hậu toàn cầu nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí<br /> hậu và các vấn đề khác trong lĩnh vự vật lý địa cầu. Hệ thống máy tính sử dụng cho<br /> ES từng là siêu máy tính có tốc độ nhanh nhất thế giới trong khoảng thời gian 2002<br /> - 2004. Gần đây, các nhà nghiên cứu thuộc đại học Zurich đã xây dựng và phát<br /> triển một chương trình mô phỏng về vũ trụ lớn nhất từ trước tới nay để tìm ra lời<br /> giải cho các vấn đề liên quan tới vật chất tối (là loại vật chất cơ bản tạo nên mọi<br /> vật chất khác trong vũ trụ). Vũ trụ được mô phỏng chứa tới 25 tỉ thiên hà ảo.<br /> Chương trình mô phỏng được bắt đầu với 2 nghìn tỉ hạt vật chất tối và cách thức<br /> chúng kết hợp với nhau trong vũ trụ giả lập. Mô hình vũ trụ giả lập này sẽ được sử<br /> dụng cho tàu vũ trụ Euclid, sẽ được phóng vào năm 2020 để chụp ảnh hàng tỉ thiên<br /> hà và đo độ lệch của ánh sáng gây ra bởi lực hấp dẫn của chất tối. Chương trình mô<br /> phỏng giúp phác thảo nên các thông tin có thể được Euclid thu thập được, giúp các<br /> nhà khoa học có hình dung và chuẩn bị trước cho các sự kiện sẽ diễn ra;<br /> 6. Robot tự hành được dùng trong việc tự động hóa sản xuất trên nhiều lĩnh<br /> vực khác nhau và dựa trên tính kết nối do IoT mang lại. IoT cho phép các thiết bị<br /> công nghiệp và máy tính nói chuyện được với nhau. Vật liệu có thể được vận<br /> chuyển trên toàn bộ mặt sàn nhà máy bởi các robot tự hành khi chúng tự tránh vật<br /> cản, phối hợp theo từng tổ vận chuyển và xác định vị trí bốc dỡ hàng hóa theo thời<br /> gian thực. Thông qua máy chủ trung tâm, các robot có thể được điều phối một cách<br /> thông minh và tự động hóa công việc với cấp độ chưa từng có trong lịch sử. Một<br /> trong những ví dụ về robot tự hành là máy bay không người lái (Unmanned Aerial<br /> Vehicle - UAV). UAV là loại máy bay có thể được vận hành mà không cần đến phi<br /> công ngồi trong khoang lái. UAV được sử dụng trong các nhiệm vụ có khả năng<br /> gây nguy hiểm lớn cho con người. Gần đây UAV đã được khai thác cho các ứng<br /> dụng trong lĩnh vực thương mại, khoa học, giải trí, nông nghiệp… UAV được phát<br /> triển và dùng nhiều cho các mục đích dân sự. Dự án về xe hơi tự hành của công ty<br /> Tesla gần đây cũng có những tiến bộ đáng kể. Xe tự hành Tesla được phát triển có<br /> tám chiếc camera đặt quanh thân xe cho phép quan sát được 360 độ với tầm nhìn<br /> khoảng 250m. Ngoài ra, Tesla còn trang bị một cảm biến sóng radar, 12 cảm biến<br /> siêu âm và bộ xử lý đồ họa Titan của hãng Nvidia cho hệ thống tính toán của xe<br /> nhằm tăng cường khả năng xử lý thông tin. Nước Nga cũng không nằm ngoài cuộc<br /> đua về công nghệ robot tự hành với việc triển khai các dự án nghiên cứu và phát<br /> triển chiến binh robot. Mục đích tạo ra chiến binh robot là nhằm thay thế quân đội<br /> trên chiến trường hay triển khai trong các tình huống khẩn cấp có nguy cơ gây nổ,<br /> chất phóng xạ hay các điều kiện mà quân đội khó tác chiến. Trong cuộc chạy đua<br /> vũ trang về chiến binh robot, ngoài Nga còn có thể kể đến hai siêu cường nữa là<br /> Trung Quốc và Mỹ;<br /> 7. Thực tại tăng cường: Đây là công nghệ cho phép con người tích hợp và<br /> tương tác với các hệ thống một cách hiệu quả thông qua thông tin thời gian thực.<br /> Ví dụ, công nhân trong nhà máy có thể được đào tạo với công nghệ mô phỏng và<br /> cận cảnh 3D về trang thiết bị, cơ sở vật chất của nhà máy. Tháng 4 năm 2013,<br /> Google đã trình làng một sản phẩm trông giống như kính mắt nhưng có khả năng<br /> hiển thị thông tin như một chiếc điện thoại di động. Người dùng không cần dùng<br /> tay mà có thể giao tiếp, đưa ra lệnh điều khiển tới thiết bị được gọi là Google Glass<br /> này bằng giọng nói. Google Glass được tích hợp chức năng chụp ảnh và quay<br /> video có độ phân giải cao. Một sản phẩm thực tại tăng cường khác được Microsoft<br /> phát triển là kính thực tế ảo HoloLens. HoloLens cho phép người dùng nhìn thấy,<br /> đặt các hình ảnh ảo lên không gian và tương tác trực tiếp với chúng nhằm tăng<br /> cường trải nghiệm sử dụng. Thiết bị này còn cho phép trình chiếu các vật thể ba<br /> chiều lên bức tường hay đồ đạc. Tính năng này đang được phát triển để có thể áp<br /> dụng cho điện thoại thông minh hay máy tính. HoloLens hoạt động dựa trên những<br /> cơ chế đặc biệt nhằm định hình môi trường xung quanh và chuyển động của cơ thể.<br /> Kính thực tế ảo này có một loạt các cảm biến để nhận dạng cử chỉ ngón tay và sử<br /> dụng thông tin này để tạo ra những hình ảnh mà người dùng quan sát được.<br /> Camera cũng đóng vai trò xác định vị trí của vật thể để vi xử lý thực hiện chức<br /> năng “ghi đè” hình ảnh ảo lên thế giới thực và hiển thị lên màn hình của kính.<br /> Chức năng này cho phép người dùng tương tác trực tiếp với hình ảnh quan sát<br /> được;<br /> 8. An ninh mạng trở thành một yêu cầu tối quan trọng khi con người chuyển<br /> từ các hệ thống đóng sang các hệ thống dựa trên công nghệ kết nối như IoT và điện<br /> toán đám mây. An toàn bảo mật thông tin và độ tin cậy của hệ thống đảm bảo sự<br /> thành công của một qui trình sản xuất hiện đại được số hóa, tận dụng tất cả tính ưu<br /> việt của môi trường kết nối. Ngày 29 tháng 7 năm 2016, các hệ thống màn hình<br /> hiển thị thông tin chuyến bay tại khu vực làm thủ tục chuyến bay của một số sân<br /> bay quốc tế bao gồm cả Nội Bài và Tân Sơn Nhất đã bị tin tặc tấn công. Các màn<br /> hình của sân bay bị chèn những nội dung và hình ảnh xúc phạm Việt Nam và<br /> Phillipines, xuyên tạc các nội dung về biển Đông. Hệ thống phát thanh của sân bay<br /> cũng phát đi những thông điệp tương tự. Đồng thời website của Vietnam Airlines<br /> cũng bị thâm nhập và lấy đi hơn 400.000 dữ liệu hành khách đi máy bay. Cuộc tấn<br /> công website và hệ thống thông tin sân bay này được đánh giá là lớn nhất từ trước<br /> đến nay vào hệ thống thông tin hàng không của Việt Nam. Trên thế giới, các cuộc<br /> tấn công mạng diễn ra thường xuyên, có thể kể đến cuộc tấn công mạng thông qua<br /> APT (Advanced Persistent Threat) bị các cơ quan an ninh của Mỹ cho là xuất phát<br /> từ Trung Quốc tấn công vào hệ thống quản lý nhân sự quốc gia Mỹ năm 2016.<br /> Hoặc gần đây hơn là giới tin tặc (bị nghi ngờ là do nhóm APT28 với tên gọi Fancy<br /> Bear và APT29 với tên gọi Cozy Bear của Nga) đã sử dụng công nghệ trí tuệ nhân<br /> tạo làm ngập lụt các diễn đàn xã hội như Facebook và Twitter với các bài viết bóp<br /> méo thông tin, cộng với việc cố ý làm rò rỉ email của bà Hillary Clinton thông qua<br /> Wikileak gây ảnh hưởng kết quả bầu cử tổng thống Mỹ;<br /> 9. Tích hợp hệ thống: Hầu hết các hệ thống hiện nay đang tự động hóa một<br /> cách riêng biệt và gặp khó khăn trong tương tác với nhau. Các tiêu chuẩn kỹ thuật<br /> và kiến trúc mở hỗ trợ sự thuận lợi trong trao đổi thông tin tới cả tổ chức và cá<br /> nhân. Các ngôn ngữ tiêu chuẩn chung phục vụ quá trình tương tác, trao đổi dữ<br /> liệu… cần được xây dựng hỗ trợ quá trình tích hợp hệ thống;<br /> 10. Sản xuất tăng dần (hay công nghệ in 3D) tiếp tục có vai trò quan trọng<br /> cho những ứng dụng lô nhỏ hoặc sản phẩm tùy biến theo sở thích từng cá nhân. Kỹ<br /> thuật này được dùng trực tiếp với khách hàng và nhà cung cấp để cải tiến thiết kế,<br /> tăng hiệu quả, độ linh hoạt và giá thành;<br /> So với CMCN 3.0, những ngành công nghiệp truyền thống được dự báo<br /> những cấp độ tích hợp chưa từng có giữa các hệ thống thông tin, truyền thông, cơ<br /> khí, công nghiệp như:<br /> - Các bộ cảm biến thông minh tích hợp cùng nhau trong hệ thống IoT công<br /> nghiệp, cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực trong quá trình sản xuất;<br /> - Mạng băng rộng hiện diện khắp nơi, cho phép trao đổi dung lượng lớn dữ<br /> liệu giữa con người, máy móc và những cơ sở sản xuất;<br /> - Điện toán đám mây cho phép lưu trữ thông tin dữ liệu và tính sẵn sàng của<br /> chúng tại bất cứ nơi đâu, thời điểm nào;<br /> - Kỹ thuật phân tích dữ liệu lớn đảm bảo việc xử lý mang tính cộng tác trên<br /> những khối dữ liệu khổng lồ;<br /> Có thể nói rằng CMCN 4.0 là sự hội tụ của các công nghệ số mang tính đột<br /> phá, làm thay đổi lĩnh vực sản xuất ngoài sức tưởng tượng, thúc đẩy bởi dung<br /> lượng dữ liệu khổng lồ, sự tích hợp và tính kết nối giữa các hệ thống, sự xuất hiện<br /> của những kỹ thuật phân tích dữ liệu và năng lực xử lý bí quyết/tình báo doanh<br /> nghiệp tiên tiến, các phương pháp học máy, sự cải tiến truyền tải mệnh lệnh dưới<br /> dạng số vào thế giới thực.<br /> 3. Tác động của CMCN 4.0<br /> CMCN 4.0 sẽ có những ảnh hưởng căn bản lên từng quốc gia, từng tổ<br /> chức/doanh nghiệp và mỗi người dân. Mức độ tác động sẽ tùy thuộc vào năng lực<br /> thích nghi của mỗi quốc gia đối với làn sóng công nghệ do cuộc cách mạng này<br /> mang lại. Các ảnh hưởng kinh tế - xã hội chính tóm lược như sau.<br /> Thứ nhất, khả năng lớn có sự phân cực trong lực lượng lao động (labor<br /> polarization). Khi yêu cầu công việc đòi hỏi mức độ tự động hóa và kết nối cao sẽ<br /> dẫn đến việc tăng năng suất lao động tại những dạng công việc của thời đại hiện<br /> nay hoặc tạo ra những công việc hoàn toàn mới. Cuộc cách mạng này sẽ làm dịch<br /> chuyển lực lượng lao động theo hướng nâng cao chất lượng và trình độ nhân lực.<br /> Thứ hai, liên quan tới phân phối thu nhập sẽ ngày càng doãn ra giữa thiểu số<br /> ở tốp trên so với phần lớn lực lượng lao động. Sự phân cực lực lượng lao động<br /> trong giai đoạn trước mắt cùng với khoảng cách thu nhập tăng nhanh sẽ dẫn đến<br /> phần lớn lợi ích và sự thịnh vượng sẽ được chuyển cho một nhóm thiểu số ở tốp<br /> trên. Một mẫu hình doanh nghiệp ở giai đoạn này có thể với nguồn nhân lực nhỏ<br /> nhưng có giá trị kinh tế to lớn (dù được lượng hóa dưới dạng doanh nghiệp tư nhân<br /> hay vốn hóa thị trường). Ví dụ, công ty WhatsApp được Facebook mua lại với giá<br /> 22 tỉ USD vào năm 2014 với chỉ 55 nhân viên. Trong khi đó, hãng hàng không<br /> hàng đầu nước Mỹ United Continental với vốn hóa cũng khoảng 22 tỉ USD là một<br /> tổ chức khổng lồ với hơn 82.000 nhân viên. Như vậy, 1 nhân viên của WhatsApp<br /> có giá trị trung bình khoảng 400 triệu USD là một ví dụ, dù cho rằng định giá quá<br /> cao, thể hiện những lợi ích vốn và bất bình đẳng một cách không tưởng đối với<br /> những mô hình kinh doanh vốn ít trong tương lai. Hiện tượng này trở nên bình<br /> thường khi các tập đoàn công nghệ luôn dẫn đầu trên danh sách vốn hóa thị trường,<br /> với dòng tiền mặt cực kỳ dư dả.<br /> Thứ ba, là những rủi ro liên quan tới chiến tranh mạng và địa chính trị. Tính<br /> kết nối mọi lúc, mọi nơi do CMCN 4.0 đưa lại tăng rủi ro gây ra bởi hoạt động bất<br /> hợp pháp trên không gian mạng. Ở khía cạnh tích cực, khả năng tự động hóa và kết<br /> nối cao độ thông qua các hệ thống mạng lưới thông minh sẽ nâng cao hiệu suất sử<br /> dụng/tiêu thụ năng lượng và khớp nối nguồn cung với nhu cầu năng lượng một<br /> cách hiệu quả. Ở chiều ngược lại, các hệ thống này rất dễ tổn thương đối với những<br /> cuộc tấn công mạng, thậm chí đến mức toàn bộ hệ thống phát điện và mạng lưới<br /> điện bị đánh sập. Công nghệ điện toán đám mây ở khía cạnh tích cực cho phép các<br /> doanh nghiệp tập trung nguồn vốn vào mảng lõi kinh doanh3. Tuy nhiên, nếu hạ<br /> tầng CNTT của một số lượng lớn doanh nghiệp đặt vào tay một nhà cung cấp dịch<br /> vụ đám mây, hậu quả một cuộc tấn công mạng vào nhà cung cấp này sẽ lớn hơn rất<br /> nhiều nếu chỉ nhằm vào một công ty.<br /> Khi sự hội tụ của thế giới vật lý, số hóa và sinh học đang tiếp tục diễn ra, các<br /> công nghệ và nền tảng mới cho phép công dân kết nối nhiều hơn với chính phủ; có<br /> tiếng nói hay quan điểm riêng; thống nhất ý chí của họ và thậm chí giúp họ qua<br /> mặt sự giám sát của các cơ quan chính phủ. Ở khía cạnh ngược lại, chính phủ có<br /> thêm những công cụ tăng cường sự kiểm soát của mình đối với người dân dựa trên<br /> các hệ thống giám sát mọi lúc, mọi nơi cũng như khả năng kiểm soát hạ tầng số.<br /> Về mặt tổng thể, các chính phủ sẽ chịu nhiều sức ép hơn trong việc thay đổi cách<br /> tiếp cận hiện nay đối với việc lôi kéo quần chúng và đưa ra chính sách. Về bản<br /> chất, vai trò trung tâm quyền lực trong việc tạo lập chính sách của chính phủ sẽ suy<br /> <br /> 3<br /> Hiệu quả kinh tế lớn hơn khi doanh nghiệp tập trung vào sở trường chuyên môn chính, chuyển phần dịch vụ như<br /> CNTT thành dạng thuê ngoài (outsourcing).<br /> yếu dần do sự xuất hiện của những lực lượng cạnh tranh mới cùng với sự phân tán<br /> quyền lực bắt nguồn từ những công nghệ mới.<br /> Khả năng hệ thống chính quyền và cơ quan quản lý nhà nước thích nghi<br /> được với môi trường mới sẽ quyết định sự tồn tại của nó. Nếu chính phủ có đủ<br /> năng lực để chấp nhận một thế giới có những biến động bất ngờ, áp đặt cấu trúc<br /> chính phủ theo tiêu chí minh bạch và hiệu quả thì chính phủ sẽ tiếp tục duy trì<br /> quyền lực của mình. Ngược lại, nếu không thể tiến hóa theo xu thế mới, chính<br /> quyền sẽ càng gặp nhiều vấn đề phải giải quyết.<br /> Điều này đặc biệt đúng đối với lĩnh vực pháp lý. Các hệ thống ra quyết định<br /> và lập chính sách công hiện nay song hành cùng với CMCN 2.0. Khi đó, những<br /> nhà lập pháp cần thời gian nghiên cứu một vấn đề cụ thể để từ đó đưa ra các hành<br /> động/khung pháp lý phù hợp. Quá trình này diễn tiến theo hướng tuần tự và theo<br /> chiều từ trên xuống. Tuy nhiên, trong bối cảnh của CMCN 4.0 này, cách tiếp cận<br /> này không còn phù hợp. Với sự thay đổi nhanh chóng và tầm ảnh hưởng rộng lớn<br /> của nó, các cơ quan lập pháp và hành pháp đang gặp khó ở mức độ chưa từng thấy<br /> và hầu hết chưa có khả năng kiểm soát tình hình. Ví dụ: những vấn đề pháp lý liên<br /> quan tới tội phạm công nghệ cao, quyền sở hữu trí tuệ ở cấp độ luật còn nhiều lỗ<br /> hổng và việc thực thi luật còn nhiều khó khăn, đặc biệt trên qui mô toàn cầu.<br /> Câu hỏi của những nhà nước là làm thế nào vẫn bảo vệ được các quyền lợi<br /> của người tiêu dùng và quần chúng nói chung trong khi vẫn tiếp tục hỗ trợ sáng tạo<br /> và phát triển công nghệ? Kinh nghiệm từ khu vực tư nhân cho thấy việc sử dụng<br /> mô hình quản trị linh hoạt (agile governance) đối phó với việc phát triển phần mềm<br /> và vận hành doanh nghiệp đã tương đối thành công. Cách thức này đòi hỏi các cơ<br /> quan chính quyền phải liên tục hoàn thiện, thích nghi với môi trường đang thay đổi<br /> nhanh chóng, tự tái tạo bản thân để có thể hiểu thấu được bản chất nhiệm vụ họ cần<br /> quản lý, điều tiết là gì. Để làm được việc này, chính quyền và các cơ quan pháp<br /> luật cần phối hợp chặt chẽ với các tổ chức xã hội và doanh nghiệp.<br />  4. Bộ tiêu chí đánh giá độ sẵn sàng cho CMCN 4.0<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2: Mô hình đánh giá năng lực 6 chiều đối với CMCN 4.0<br /> <br /> Những tiến bộ công nghệ cao gần đây đã đưa con người, doanh nghiệp, các<br /> quốc gia và thị trường toàn cầu gần nhau hơn bao giờ hết. Xu hướng này chắc chắn<br /> sẽ tăng tốc theo thời gian tới. Một nghiên cứu toàn diện của Diễn đàn kinh tế thế<br /> giới (World Economic Forum – WEF) đã phân loại năng lực kết nối mạng của các<br /> quốc gia dựa trên mô hình độ sẵn sàng kết nối. Chỉ số này phản ánh trình độ của<br /> các quốc gia trong thế giới số. Chỉ số phụ thuộc vào các động lực mà mỗi quốc gia<br /> cần sở hữu trong công nghệ số để đáp ứng tiềm năng phát triển của mình và liệu<br /> các công nghệ đó có ảnh hưởng lên nền kinh tế và xã hội của quốc gia đó. Cuộc<br /> CMCN 3.0 đem lại những công nghệ số đã thay đổi bản chất của năng lực sáng tạo<br /> của mỗi tổ chức, quốc gia.<br /> Tương tự như chỉ số kết nối của WEF, đối với CMCN 4.0 sẽ là rất cần thiết<br /> nếu chúng ta thiết lập được một bộ chỉ số đánh giá mức độ sẵn sàng của các tổ<br /> chức, doanh nghiệp và quốc gia khi cuộc cách mạng này đang tiến vào, đặc biệt là<br /> lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế. Những thách thức này được đối chiếu với những<br /> quan niệm đột phá như IoT, các hệ thống điều khiển phỏng sinh học CPS) hoặc<br /> điện toán đám mây. Một đề xuất từ Liên đoàn kỹ nghệ Đức (German Engineering<br /> Federation – VDMA) đã định ra mô hình 6 chiều (Hình 2) để đánh giá cấp độ sẵn<br /> sàng của một tổ chức. Mô hình này cũng nhấn mạnh vào các điểm mốc căn bản mà<br /> mọi tổ chức, quốc gia cần vượt qua để tiến vào CMCN 4.0.<br />  Hình 3: Một số tiêu chí cụ thể trong từng chiều của mô hình năng lực CMCN 4.0<br /> <br /> Trong mô hình 6 chiều này, 2 chiều đầu tiên (nhà máy và sản phẩm thông<br /> minh) liên quan tới thế giới thực, trong khi 2 chiều khác (phương thức sản xuất<br /> thông minh và các dịch vụ dựa trên dữ liệu) thuộc về thế giới ảo. Hai chiều cuối<br /> cùng (chiến lược và tổ chức, chất lượng nguồn nhân lực) đảm bảo sự kết nối nhịp<br /> nhàng giữa hai thế giới thực và ảo thông qua con người và tổ chức bộ máy với<br /> chiến lược, chủ trương phù hợp cùng với năng lực thực hiện việc chuyển đổi sang<br /> CMCN 4.0. Theo quan niệm này, CMCN 4.0 có thể được gọi là sự pha trộn của thế<br /> giới thực và ảo. Trong Hình 3, các chiều của mô hình được giải thích cụ thể như<br /> sau:<br /> 1. Nhà máy thông minh là môi trường sản xuất trong đó các hệ thống dây<br /> chuyền và hậu cần tổ chức làm việc phối hợp với nhau mà không có sự can thiệp<br /> của con người. Nhà máy này do vậy dựa trên các hệ thống điều khiển phỏng sinh<br /> học (CPS) kết nối thế giới thực và ảo với nhau thông qua nền tảng CNTT và hệ<br /> thống IoT. Năng lực của một tổ chức đối với chiều đánh giá này có thể định lượng<br /> hóa bằng các tiêu chí như:<br /> a. Mô hình số hóa<br /> b. Hạ tầng thiết bị và thành phần máy móc<br />  c. Mức độ sử dụng dữ liệu<br /> d. Các hệ thống và hạ tầng CNTT<br /> 2. Sản phẩm thông minh là nền tảng cho nhà máy thông minh và phương<br /> thức sản xuất thông minh. Đây cũng chính là cấu phần cốt yếu của một nhà máy<br /> thông minh thống nhất cho phép quá trình sản xuất tự động hóa cao, linh hoạt và<br /> hiệu quả. Các cấu phần vật lý được tích hợp các chi tiết kỹ thuật như bộ cảm biến,<br /> RFID (Radio Frequence Identification - định danh bằng sóng radio), giao diện<br /> truyền dẫn… giúp cho việc thu thập dữ liệu về môi trường và hiện trạng của bản<br /> thân các thiết bị. Độ sẵn sàng trong mảng sản phẩm thông minh có thể được xác<br /> định thông qua các chức năng CNTT bổ sung vào sản phẩm và cấp độ sử dụng dữ<br /> liệu trong việc phân tích.<br /> 3. Phương thức sản xuất thông minh: Các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất và<br /> lập kế hoạch là rất cần thiết để hiện thực hóa cơ chế tự kiểm soát trong quá trình<br /> sản xuất. Đây được gọi là phương thức sản xuất thông minh. Độ sẵn sàng CMCN<br /> 4.0 đối với chiều đánh giá này có thể xác định dựa theo các tiêu chí:<br /> e. Chia sẻ dữ liệu giữa các khâu trong quá trình sản xuất<br /> f. Cấp độ sử dụng mô hình điện toán đám mây<br /> g. An toàn bảo mật thông tin<br /> h. Các qui trình tự hành trong tổ chức<br /> 4. Các dịch vụ dựa trên dữ liệu: Các doanh nghiệp đang chuyển đổi từ bán<br /> sản phẩm sang cung cấp giải pháp đã chứng minh mô hình các dịch vụ dựa trên dữ<br /> liệu. Các dịch vụ này căn chỉnh mô hình kinh doanh tương lai của các doanh<br /> nghiệp với mục tiêu làm tăng giá trị cho khách hàng. Các dịch vụ hậu mãi dựa trên<br /> các đánh giá phản hồi từ khách hàng và kỹ thuật thông minh phân tích dữ liệu về<br /> mức độ tín nhiệm của khách hàng đối với toàn thể đơn vị. Các sản phẩm vật lý<br /> phải được trang bị với chức năng CNTT, bổ sung công năng gửi nhận và xử lý<br /> thông tin giúp cho quá trình giám sát sự vận hành của sản phẩm. Chiều đánh giá<br /> này được xác định bởi 3 tiêu chí:<br /> i. Độ sẵn sàng của dịch vụ mọi lúc, mọi nơi<br /> j. Tỉ lệ doanh số được tạo ra từ phân khúc dịch vụ cho các sản phẩm<br /> k. Tỉ lệ dữ liệu được sử dụng trong quá trình phân tích, đánh giá sản phẩm<br /> 5. Chiến lược và tổ chức: CMCN 4.0 tạo ra cơ hội phát triển các mô hình<br /> kinh doanh mới cùng nhau thay vì chỉ cải tiến các qui trình kinh doanh hiện hữu<br /> thông qua việc sử dụng công nghệ số. Tính mở và độ tương tác văn hóa có thể<br /> được đánh giá sử dụng các tiêu chí như:<br /> l. Việc thực hiện chiến lược tích lũy/phát kiến tri thức cho CMCN 4.0<br /> m. Đánh giá lại các chiến lược thông qua hệ thống chỉ số để hoạt động<br /> hiệu quả hơn<br /> n. Các dự án đầu tư của tổ chức liên quan tới cuộc cách mạng này<br /> o. Độ am hiểu trong quản lý công nghệ và quản lý sức sáng tạo trong tổ<br /> chức<br /> p. Độ am hiểu trong hiện trạng hoạt động nghiên cứu phát triển (R&D)<br /> 6. Nhân lực giúp cho tổ chức hiện thức hóa quá trình chuyển đổi số. Chiều<br /> đánh giá này phụ thuộc vào các kỹ năng của nhân viên và năng lực có thể tiếp nhận<br /> tri thức/kỹ năng mới của họ. Lý do chính là nhân viên sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất<br /> trong quá trình chuyển đổi công nghệ của tổ chức, trực tiếp tác động vào môi<br /> trường làm việc của họ. Do vậy, yêu cầu tiên quyết đối với nhân viên là họ phải có<br /> khả năng tiếp nhận các kỹ năng mới phù hợp với trang thiết bị hiện đại trong môi<br /> trường làm việc số.<br /> Mô hình đánh giá trên sẽ giúp cho việc đánh giá mức độ chuẩn bị của tổ<br /> chức đối với CMCN 4.0 dựa trên các tham số quan trọng và phân tích được độ lệch<br /> từ hiện trạng của tổ chức cần phải giải quyết để tiếp nhận làn sóng CMCN 4.0.<br /> 5. Đối sách của các nước trên thế giới<br /> 5.1. Chiến lược của các nước phát triển<br /> CMCN 4.0 xuất phát từ Đức. Quá trình này đang tăng tốc tại Mỹ, Nhật Bản,<br /> Trung Quốc, các nước Bắc Âu và Anh. Mọi quốc gia, tổ chức, doanh nghiệp trên<br /> thế giới đều nhận thức được quá trình tăng tốc số hóa quản trị trong khoảng 5 năm<br /> tới. Ví dụ: vào năm 2020, Mỹ sẽ tăng tỉ lệ số hóa tới 74% từ tỉ lệ 32% hiện nay.<br /> Với châu Á – Thái Bình Dương, con số tương tự là 67% và 36%. Châu Âu là 71%<br /> và 30%.<br /> Chính phủ Đức ưu tiên chiến lược số hóa tới năm 2025 để hiện đại hóa lĩnh<br /> vực sản xuất của mình, thông qua hoạt động nghiên cứu và sáng tạo của CMCN<br /> 4.0. Để giải quyết các thách thức, chính phủ nước này hỗ trợ giáo dục đào tạo và<br /> nguồn lực cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ chưa nhận thức được lợi ích của<br /> CMCN 4.0. Bên cạnh đó là các vấn đề như thiếu hụt nhân lực có kỹ năng, việc<br /> định chuẩn và nguy cơ an toàn bảo mật. Hiện nay, mối quan tâm chính của quốc<br /> gia này là tìm kiếm cách thức thực thi CMCN 4.0 thay vì tạo lập các mô hình kinh<br /> doanh mới, xây dựng các hướng dẫn cho chính phủ và giới công nghiệp trong cuộc<br /> cách mạng này, tận dụng nguồn lực các chuyên gia trong các mảng công nghệ nền.<br /> Thực hiện các việc này, chính phủ Đức đã ký kết các biên bản ghi nhớ phối hợp<br /> thực thi CMCN 4.0 với các đối tác quan trọng như Trung Quốc, Nhật Bản và Pháp.<br /> Các quốc gia khác trên thế giới cũng bước đầu hoạch định chiến lược cho<br /> CMCN 4.0. Cụ thể, chính phủ Mỹ đã thực hiện vài chương trình quan trọng như<br /> Mạng lưới quốc gia về sáng tạo trong sản xuất (National Network for<br /> Manufacturing Innovation - NNMI). Mạng lưới này bao gồm các khu vực tăng<br /> cường hoạt động phát triển và ứng dụng các công nghệ sản xuất tiên tiến nhất để<br /> tạo ra các sản phẩm mới, khả năng cạnh tranh toàn cầu. Bên cạnh đó, Viện Sáng<br /> tạo sản xuất tăng dần quốc gia (National Additivie Manufacturing Innovation<br /> Institute) đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ sản xuất tăng dần và in 3D trong lĩnh<br /> vực sản xuất trong nước. Ngoài ra, chiến dịch Khởi nghiệp Mỹ do Nhà Trắng khởi<br /> động nhằm cổ động cho tinh thần doanh nghiệp có sức bật lớn trên toàn quốc.<br /> Kế hoạch 5 năm (2016 - 2020) được thông qua vào tháng 3 năm 2016 bởi<br /> chính phủ Trung Quốc đặt mục tiêu thực hiện đồng thời chương trình “Made in<br /> China 2025” và CMCN 4.0. Chương trình nhằm tăng hàm lượng do Trung Quốc<br /> phát triển trong các thiết bị thành phần và vật liệu lõi tới tỉ lệ 40% (2020) và 70%<br /> (2025). CMCN 4.0 được cho là tăng năng suất lao động của quốc gia này khoảng<br /> 25-30%.<br /> Ở góc độ khác, chính phủ Ấn Độ đặt mục tiêu tham vọng tăng phần đóng<br /> góp của khu vực sản xuất trong GDP lên 25% vào năm 2025 từ 16% hiện nay.<br /> Công nghệ IoT được cho là quan trọng nhất trong CMCN 4.0 của Ấn Độ sẽ hướng<br /> tới thị phần 20% toàn thế giới trong 5 năm tới. Chương trình này tập trung vào thế<br /> mạnh của khu vực sản xuất của Ấn Độ như vị trí chiến lược, dân số trẻ và chi phí<br /> rẻ hơn Trung Quốc.<br /> 5.2. Các thách thức đối với các nước đang phát triển<br /> CMCN 4.0 chắc chắn sẽ có tác động và ảnh hưởng mạnh mẽ tới gia đình và<br /> xã hội, làm thay đổi cách thức hoạt động truyền thống của nhà máy công nghiệp và<br /> bộ máy chính quyền. Đánh giá về ý nghĩa và tác động của CMCN 4.0 tới các nền<br /> kinh tế phát triển đã được đưa ra thảo luận và làm rõ tại nhiều hội thảo, nhưng<br /> chúng ta khó tìm thấy các đánh giá tương tự đối với các quốc gia đang phát triển và<br /> các nền kinh tế đang trong giai đoạn chuyển đổi. Nhiều nước đang phát triển, trong<br /> đó có Việt Nam hay các nước lớn như Trung Quốc và Ấn Độ đã khởi động quá<br /> trình tìm hiểu và chuẩn bị các chiến lược tiếp cận CMCN4.0.<br /> Một trong những thách thức cơ bản của các quốc gia đang phát triển là thu<br /> hút và tăng cường hiệu quả các nguồn vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (Foreign<br /> Direct Investment - FDI). Trước đây, việc thu hút hiệu quả FDI ở các nước đang<br /> phát triển thường là do lao động giá rẻ. Giá thành lao động không còn đóng vai trò<br /> then chốt trong thời đại CMCN 4.0. Thay vào đó, các thách thức với các nền kinh<br /> tế đang phát triển là “hố sâu” ngày càng rộng hơn giữa công nghệ và kiến thức, các<br /> kĩ năng làm việc phức tạp, sự gia tăng bất bình đẳng và bình đẳng giới.<br /> Các nước đang phát triển đã lỡ các “chuyến tàu” trong các cuộc cách mạng<br /> công nghiệp trước đây, có thể do nguyên nhân chủ quan hoặc khách quan. Việc lỡ<br /> tàu này có thể là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc tụt lại phía sau<br /> cả về năng suất lao động lẫn phúc lợi xã hội. Tăng cường tiếp cận, tham gia và tận<br /> dụng CMCN 4.0 là cơ hội để các nước đang phát triển tránh bị tụt lại xa hơn và<br /> vươn lên phía trước. Một số thách thức chính là nhận thức và sự chuẩn bị sẵn sàng,<br /> sự bùng nổ dữ liệu và chuyển đổi nguồn lực lượng lao động.<br /> 1. Nhận thức và sự chuẩn bị sẵn sàng: các doanh nghiệp, cá nhân và nhà<br /> nước đều cần có nhận thức đầy đủ về nội hàm cũng như đưa ra các đánh giá phù<br /> hợp về CMCN 4.0. Sự bất định của nền kinh tế làm xuất hiện nhu cầu cần thiết để<br /> các doanh nghiệp tập dượt và kiểm tra mô hình kinh doanh và sản xuất.<br /> 2. Sự bùng nổ dữ liệu: Công ty Ericsson đang đưa vào thử nghiệm thế hệ<br /> mới nhất, thế hệ thứ năm của hệ thống di động - 5G. Nếu được áp dụng, hệ thống<br /> 5G sẽ làm tăng đáng kể tốc độ kết nối các thiết bị với nhà mạng và các thiết bị với<br /> nhau. Một lượng thông tin lớn sẽ được truyền thông qua các kết nối không dây và<br /> tới nhiều thiết bị hơn. Hệ thống 5G này sẽ đóng vai trò là hệ thống nền tảng để kết<br /> nối con người với thiết bị, máy móc. 5G cũng như 3G, 4G chủ yếu phục vụ các<br /> thiết bị di động gắn với con người (tiêu thu năng lượng vừa phải + năng lực tính<br /> toán lớn) do vậy phù hợp với SMAC hơn. Tuy nhiên, IoT còn nhiều hơn thế với<br /> các thiết bị cảm biến sensor và cơ điện tử dùng trong các hệ thống điều khiển công<br /> nghiệp như lĩnh vực giao thông, đường sắt, hàng không, điện lực, dầu khí… Các<br /> thiết bị này về cơ bản hoạt động tương đối độc lập với một tính năng xác định<br /> (Application-Specific Integrated Circuit hay ASIC) thường được nhúng<br /> (embedded) trong một hệ thống tổng thể lớn hơn. Các bộ vi xử lý CPU trong máy<br /> tính cá nhân PC và smartphone là vi xử lý đa mục đích - general purpose chip nên<br /> chúng có năng lực tính toán lớn và tiêu thụ năng lượng lớn. Ngược lại, ASIC tối ưu<br /> hóa cho một tính năng xác định nên tiêu thụ năng lượng ít, phạm vi truyền dẫn<br /> không dây ngắn và năng lực tính toán vừa phải. Các chuẩn truyền dẫn công nghiệp<br /> do đó phải phù hợp với những thiết bị này (hoạt động độc lập, định kỳ và tiêu thu<br /> năng lượng ít…) như Zigbee (chuẩn IEEE 802.15.4). Ước tính có khoảng năm tỉ<br /> thiết bị đang được kết nối thông qua mạng lưới Internet vạn vật (IoT) và con số<br /> này sẽ tăng gấp bốn lần, lên hai mươi triệu thiết bị, trong vòng năm năm tới. Để<br /> xây dựng được một hệ sinh thái kĩ thuật số vững chãi, cần phải tăng cường việc kết<br /> nối trực tiếp giữa các thiết bị, chia sẻ dữ liệu và đạt được các bộ tiêu chuẩn trong<br /> việc chia sẻ dữ liệu cũng như hình dung một cách đầy đủ các cấu phần của hệ<br /> thống. Dữ liệu được thu thập và chia sẻ bởi số lượng thiết bị khổng lồ này làm phát<br /> sinh các vấn đề như xử lý dữ liệu lớn, đảm bảo an ninh mạng, an ninh dữ liệu và<br /> quyền riêng tư của người sử dụng thiết bị.<br /> 3. Chuyển đổi nguồn lực lượng lao động: Sự chuyển dịch nguồn lực lao<br /> động và công việc đang và sẽ tiếp tục diễn ra với một tốc độ vừa phải nhưng trải<br /> rộng khắp nhiều ngành nghề. Lao động thời đại kỹ thuật số được hỗ trợ bởi các<br /> thiết bị và robot thông minh hay máy bay không người lái là các lực lượng lao<br /> động mới, đang tham gia vào công việc sản xuất và dần thay thế con người trong<br /> một số công việc và công đoạn nhất định. Một số ngành công nghiệp mới sẽ xuất<br /> hiện và nổi lên nhanh chóng như y học số, nông nghiệp chính xác, thiết kế và chế<br /> tạo robot cho y tế. Chuyền đổi số cũng xuất hiện ở một số các công việc truyền<br /> thống, ví dụ các công nghệ thực tại ảo, thực tại trộn sẽ hỗ trợ công nhân trong công<br /> việc, đem lại năng suất lao động cao hơn và tạo nên một môi trường làm việc an<br /> toàn. Để chủ động trao việc điều phối và kiểm soát được sự chuyển đổi nguồn lực<br /> lao động, một trong các giải pháp là chú trọng phát triển và cải tổ hệ thống giáo<br /> dục nhằm trang bị các kỹ năng cần thiết cho lực lượng lao động.<br /> 5.3. Hiện trạng và độ sẵn sàng của Việt Nam<br /> Trong giai đoạn hiện nay, như nhiều chuyên gia nhận xét, động lực tăng<br /> trưởng của Việt Nam trong giai đoạn trước đã cạn. Trong 10 năm trước đây, tăng<br /> trưởng GDP của Việt Nam đạt trung bình 7 - 8%/năm chủ yếu là do giá nguyên vật<br /> liệu cao và nhân công rẻ. Tuy nhiên, trong 2 - 3 năm trở lại đây, tốc độ tăng trưởng<br /> không như kỳ vọng, chỉ quanh quẩn khoảng 5 - 6%/năm. Chúng ta phải chuyển đổi<br /> mô hình tăng trưởng nền kinh tế từ chiều rộng sang chiều sâu, gắn với mục tiêu<br /> phát triển bền vững, đảm bảo môi trường. Và yếu tố đầu vào của phát triển kinh tế<br /> đã chuyển từ lao động, tài nguyên và vốn tài chính sang đặt trọng tâm vào yếu tố<br /> kỹ năng và KHCN. Không còn cách nào khác, chúng ta phải đi sâu vào phát triển<br /> và làm chủ KHCN mũi nhọn để tăng hiệu quả của bộ máy kinh tế Việt Nam, tức là<br /> vẫn đảm bảo giá trị đầu ra của nền kinh tế trong khi lượng đầu vào sẽ giảm đi, đặc<br /> biệt là tài nguyên, khoáng sản vì những yếu tố này không có khả năng tái tạo, đi<br /> kèm mặt trái là ảnh hưởng tới môi trường sống và gây ra chi phí khắc phục thậm<br /> chí rất đắt cho thế hệ tương lai của đất nước. Thực tế, đây cũng là hướng đi phù<br /> hợp nhất mà cả thế giới đang theo đuổi.<br /> Trong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông, theo Sách trắng công<br /> nghệ thông tin và truyền thông 2017, tổng số doanh nghiệp CNTT cả nước năm<br /> 2016 ước tính là 2