Khả năng tự động hóa mọi quy trình – Cú đột phá thế kỷ

Industry 4.0 phổ cập toàn xã hội là sự kỳ vọng của CMCN 4 mà từ trước tới nay chưa làm được. Nay, nhờ khả năng tự động hóa mọi quy trình, kỳ vọng đó trở thành hiện thực. Chỉ riêng việc 100 triệu SME toàn cầu có thể triển khai quy trình sản xuất thông minh (tinh thần chủ đạo của Industry 4.0) một cách dễ dàng thì nền kinh tế toàn cầu thay đổi hoàn toàn.

Từ tinh thần máy tính cá nhân

Năm 1980, IBM tung ra thị trường máy vi tính (micro-computer) với tên gọi “Máy tính cá nhân IBM” (IMB PC), hàm ý là sẽ sản xuất để mỗi cá nhân có chiếc máy tính riêng của mình. Vào thời điểm đó, đây được xem là ý tưởng điên rồ vì từ 1980 trở về trước giá máy tính điện tử cực đắt (từ vài trăm ngàn đến vài triệu USD một chiếc, tùy loại, như PDP hay IBM-360) nên chỉ có các cơ quan chính phủ và những tập đoàn hùng mạnh mới đủ sức đầu tư. Tuy vậy, chính tư tưởng “trang bị cho mỗi cá nhân một máy tính điện tử” đã mở ra một chương mới cho lịch sử phát triển của loài người: Đó là điểm khởi đầu mạnh mẽ làm nên cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 (CMCN 3) với mục tiêu tự động hóa sản xuất.

Máy tính IBM PC đầu tiên (Nguồn: IBM)

Sau năm 1980, hàng loạt hãng sản xuất máy tính ra đời, cung cấp ra thị trường nhiều dòng máy tính ngày càng mạnh hơn, hoàn thiện hơn. Đầu thập niên 1990, khi Internet trở thành siêu lộ thông tin toàn cầu thì số lượng máy tính được sản xuất và bán ra thị trường tăng đột biến. Đến thập niên 2000, công nghệ chế tạo máy tính đã đạt tới trình độ hoàn hảo, giá máy vừa túi tiền của gần như tất cả mọi người. Bên cạnh đó, sự xuất hiện của các phương tiện di động như máy tính bảng hay điện thoại di động rồi điện thoại thông minh đã mang lại cho thế giới một bộ mặt hoàn toàn khác. Mục tiêu “mỗi người một máy tính” không chỉ nói về phương tiện làm việc của mỗi người mà cao hơn thế, nó phục vụ những thế hệ mới có khả năng sáng tạo cao hơn.

Mục tiêu của CMCN 3 là tự động hóa sản xuất. Tuy nhiên, sau khoảng 40 năm phát triển, mục tiêu đó vẫn chưa đạt được hoàn toàn. Cụ thể, trong khoảng thời gian đó đã xuất hiện 2 hướng đi song song là tự động hóa quản lý và tự động hóa sản xuất. Tự động hóa quản lý được thực hiện dựa vào ứng dụng CNTT (IT) còn tự động hóa sản xuất dựa vào ứng dụng Tự động hóa (TĐH – Automation). Cả 2 hướng phát triển này,  dù đã mang lại những đóng góp to lớn cho việc hoàn thành sứ mệnh làm động lực cho CMCN 3 nhưng đều mang những khiếm khuyết tự thân, tự kìm hãm.

Thứ nhất, tự động hóa quản lý (ở nước ta hay gọi là tin học hóa) chỉ dừng trên không gian số (cyber). Việc thu thập dữ liệu và ra quyết định vẫn do con người thực hiện. Vì vậy, hoạt động quản lý chỉ thực sự tự động hóa được khâu xử lý dữ liệu. Khiếm khuyết lớn nhất (và là đặc trưng) của tự động hóa quản lý là do con người thu thập dữ liệu (cho dù là ứng dụng ERP) vì con người không có khả năng thu thập đầy đủ dữ liệu, càng không thể thu thập dữ liệu theo thời gian thực (realtime data), chưa nói đến dữ liệu không chính xác và thiếu khách quan. 

Thứ hai, tự động hóa sản xuất ứng dụng công nghệ TĐH đã tạo ra hàng loạt các dây chuyền sản xuất tự động như lắp ráp ô tô, máy bay, tàu thủy,… với sự tham gia của nhiều loại hình robotics (người máy, cánh tay máy) ngày càng hiện đại, tạo ra năng suất lao động rất cao. Tuy nhiên, tự động hóa sản xuất cũng có khiếm khuyết rất lớn là chi phí đầu tư cao, cần chuyên gia vận hành và bảo trì, rất khó điều chỉnh và nâng cấp. Vì thế, chỉ các tập đoàn hùng mạnh mới đủ sức thực hiện tự động hóa sản xuất theo tiêu chuẩn SCADA. Người ta tạm tính trên thế giới có khoảng 100 triệu SME, gần như tất cả các SME (gồm cả các SME tại các nước phát triển) chưa đủ sức đầu tư tự động hóa sản xuất theo đúng nghĩa.

Tóm lại, dù CMCN 3 đã làm nên lịch sử trong quá trình tiến hóa của nhân loại nhưng chính nó bị một lực cản tự thân do ứng dụng CNTT và TĐH kiểu truyền thống gây ra. Cần có lối thoát khỏi sự kìm hãm này: Làm thế nào tự động hóa được mọi quy trình?

Đến cơ hội tự động hóa mọi quy trình

Từ năm 2010, tiến bộ công nghệ đạt tới một ngưỡng mới cho phép thực hiện những điều trước đó làm rất khó hay không làm được. Trước tiên là thu thập dữ liệu tự động bằng IoT. Thời gian đầu, người ta chỉ thu thập được các dữ liệu phổ biến, dễ thu thập như áp suất, nhiệt độ, trọng lượng, khối lượng, màu sắc,… sau mở rộng dần tới các dữ liệu thu thập khó hơn như độ pH, độ mặn, độ bức xạ, mùi, vị,… đến nay, hầu như tất cả các loại dữ liệu đều có thể thu thập dược bằng IoT. Thứ hai là AI. Việc thu thập dữ liệu bằng IoT là tác nhân chính tạo ra dữ liệu lớn (big data). Đó là “mỏ vàng” cho các AI khai phá và nhờ sự khai phá này, các AI trở nên cực kỳ mạnh mẽ và hấp dẫn, nổi bật nhất là ChatGPT, Gemini, Grok và DeepSeek. Một xu hướng tự nhiên phát sinh là tích hợp AI vào IoT để tạo ra các AI IoT. Theo hướng này, người ta tích hợp AI vào các hệ thống tự động hóa và tạo ra hàng loạt các sản phẩm mới, mở ra nhiều cơ hội mới như chế tạo xe tự lái, xây dựng kho thông minh, cảng thông minh, logistics số,… Những thành công này mở ra cánh cổng bước vào CMCN 4 với tham vọng phát triển công nghiệp 4.0 (Industry 4.0) làm hạt nhân.

Tuy nhiên, cho đến nay (2025), Industry 4.0 mới chỉ đạt được kết quả ban đầu, tập trung ở những tập đoàn công nghệ lớn, không phải hiện tượng phổ biến. Tạo sao vậy? Câu trả lời không đơn giản, nhưng có lời giải.

Muốn xây dựng được Industry 4.0 phổ cập trong xã hội phải làm được những việc sau:

• Tạo ra điều kiện thuận lợi để ai cũng có thể đưa sáng kiến của mình vào quy trình sản xuất nếu những sáng kiến đó là hữu ích.
• Tạo ra được các cơ chế chấp hành hiểu và thực thi được mệnh lệnh của người điều hành sản xuất.
• Có khả năng ra quyết định trong thời gian thực
• Có khả năng điều chỉnh quy trình sản xuất thích ứng với tình huống sản xuất để chọn được phương án tối ưu.
• Có khả năng tự động hóa mọi quy trình với chi phí phù hợp với mọi đối tượng (kể cả HTX, trang trại hay SME,…).

May mắn thay, trong thời đại công nghệ phát triển như vũ bão ngày nay, những yêu cầu trên đều có lời giải.

1.Các cơ chế điều khiển tự động đã sẵn sàng

Mọi quy trình, dù phức tạp đến đâu cũng có thể phân rã thành các nguyên công (elemental operation). Từng nguyên công được thực hiện bởi một hay một vài hành động nguyên thủy (primitive action – còn được dịch là “thao tác cơ bản”). Trong xã hội chỉ tồn tại khoảng 50 thao tác cơ bản, trong đó, phổ biến nhất là “bật” và “tắt”. Như thế, hoàn toàn có thể thiết kế các bộ điều khiển nhúng chạy trên IoT OS để điều khiển các thiết bị chấp hành (actuators) tự động thực hiện các thao tác cơ bản này. Có các cơ chế điều khiển tự động mức cơ bản thì việc thiết kế mọi quy trình tự động hóa trở nên dễ dàng.

2.Ai cũng có thể lập trình

Trong doanh nghiệp, người có khả năng sáng tạo ra quy trình sản xuất mới là các chuyên gia ngành. Thông thường, họ là những người không chuyên viết code. Tuy nhiên, nếu được đào tạo lập trình bằng Vlogic (đã giới thiệu trên TGS) thì ai trong số họ cũng có thể mã hóa quy trình sản xuất do mình lập ra.

3.AI tham gia lập trình và tạo cơ chế ra quyết định theo thời gian thực, thích ứng với từng tình huống

Việc huấn luyện cho AI (ChatGPT, Gemini, Grok) lập trình bằng Vlogic (cũng đã giới thiệu trên TGS) mở ra khả năng mới vô cùng hấp dẫn là người thiết kế không cần quan tâm đến lập trình mà chuyên tâm vào thiết kế quy trình sản xuất mới mà mình muốn tự động hóa toàn tâm, toàn ý nhất. AI có khả năng lập trình theo thời gian thực để điều khiển các bộ điều khiển nhúng. Hơn nữa, khi cần thay đổi, AI ngay lập tức điều chỉnh chương trình để quy trình sản xuất triển khai theo phương án tốt nhất. Đó là khả năng thích ứng theo tình huống sản xuất.

4.Hệ thống học máy cho phép tối ưu hóa

Việc thiết kế và huấn luyện quy trình sản xuất số hoạt động hiệu quả trong những tình huống sản xuất khác nhau của người thiết kế là quá trình tích lũy và tự học của hệ thống sản xuất. Quá trình này diễn ra liên tục. Hệ thống tự ghi nhớ các phương án áp dụng cho từng tình huống sản xuất và luôn chọn được phương án tối ưu. Đây là yếu tố cơ bản xây dựng hệ thống sản xuất thông minh. Nền tảng số có chức năng phát triển các quy trình sản xuất tự động thích ứng thời gian thực này có tên là ADARA (viết tắt của cụm từ AI Driven Adaptive Realtime Automation).

5.Chi phí hợp lý cả về đầu tư, bảo trì và phát triển

Các doanh nghiệp muốn thiết kế và vận hành quy trình sản xuất tự động chỉ cần trang bị tối thiểu cho hạ tầng số của mình (IoT, kết nối, thuê cloud) còn lại sử dụng ADARA theo phương án thuê dịch vụ. Theo cách này, doanh nghiệp có thể lựa chọn các phương án đầu tư khác nhau, trong đó, phương án “cộng sinh” được quan tâm nhiều nhất vì doanh nghiệp và nhà phát triển ADARA thống nhất chia sẻ doanh thu phát sinh từ việc tự động hóa sản xuất trên nền ADARA tạo ra. Như thế, bất cứ tổ chức kinh tế nào (HTX, trang trại, SME,…) cũng có thể thực hiện tự động hóa sản xuất mà không lo về gánh nặng đầu tư, bảo trì và nâng cấp hệ thống. 

Kết luận

Những nỗ lực tự động hóa sản xuất theo hướng này phát triển dựa trên ADARA hay nền tảng tương tự (Ví dụ Huawei Platform) đã mang lại những kết quả làm nhiều người kinh ngạc như “Cánh đồng tự canh tác”, “Hầm mỏ tự khai thác”, “Bến cảng tự bốc xếp hàng hóa”,… chứng minh cho khả năng có thể tự động hóa mọi quy trình là khả thi và hơn thế nữa, nó mở ra một kỷ nguyên mới về hiện thực hóa mô hình Industry 4.0 trên toàn thế giới. Ở Việt Nam, tất cả những việc đó đều có thể thực hiện. Vấn đề là chúng ta có tự tin làm hay không.