Công nghiệp 4.0 trong logistics & quản trị chuỗi cung ứng

(Vietnam Logistics Review) Hiện nay, con người đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, thường được gọi là cách mạng công nghiệp 4.0. Vậy cuộc cách mạng này là gì và cách mạng công nghiệp lần thứ tư làm thay đổi ra sao đối với đời sống, hoạt động sản xuất kinh doanh của nhân loại, trong đó có logistics và quản trị chuỗi cung ứng?

Hiện nay rất nhiều nghiên cứu về công nghiệp 4.0 và những tiến bộ kỹ thuật nhanh chóng trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, kỹ thuật số, vật lý, sinh học làm thay đổi nhiều đến đời sống con người. Trong phạm vi bài báo này, tổng hợp từ nhiều nguồn tư liệu, chúng tôi chỉ có thể giới thiệu một số vấn đề cơ bản của cuộc cách mạng này hy vọng phần nào giúp bạn đọc bước đầu tìm hiểu việc ứng dụng công nghiệp 4.0 vào logistics và Quản trị chuỗi cung ứng.

Cách mạng công nghiệp 4.0

Đây là cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ tư, sau cuộc cách mạng lần thứ ba là tự động hóa. Cuộc cách mạng này là kết quả của những tiến bộ nhảy vọt của công nghệ thông tin, kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo và người máy, sinh học, vật liệu mới và công nghệ nano.

Khái niệm cách mạng công nghiệp 4.0 xuất phát từ khái niệm Industrie 4.0 trong báo cáo của chính phủ Đức vào năm 2013. Trong đó nêu rõ: Industrie 4.0 kết nối các hệ thống những cơ sở sản xuất thông minh để tạo ra sự hội tụ kỹ thuật số giữa công nghiệp, kinh doanh, các chức năng và quy trình bên trong. Như vậy công nghiệp 4.0 ra đời ngay trong cuộc cách mạng kỹ thuật lần thứ 3, quá trình tự động hóa. Klaus Schwab, người sáng lập và chủ tịch điều hành Diễn đàn kinh tế thế giới đã tóm tắt quá trình tiến bộ kỹ thuật của loài người như sau:

• Cách mạng công nghiệp đầu tiên sử dụng năng lượng nước và hơi nước để cơ giới hóa sản xuất.

• Cuộc cách mạng lần thứ hai diễn ra nhờ sử dụng điện năng để sản xuất hàng loạt.

• Cuộc cách mạng lần thứ ba sử dụng điện tử và công nghệ thông tin để tự động hóa sản xuất.

• Cuộc cách mạng lần 4 có nền tảng từ cuộc cách mạng lần 3, đó là sự kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh giới giữa vật lý, kỹ thuật số và sinh học.

Cuộc cách mạng 3.0 dựa vào hai trụ cột chính là máy tính và tự động hóa.

Cuộc cách mạng 4.0 phát triển trên 3 trụ cột chính là kỹ thuật số, công nghệ sinh học và vật lý. Trong đó kỹ thuật số trong 4.0 cốt lõi là Trí tuệ nhân tạo (AI), Vận vật kết nối (IoT), Người máy (ROBOT và COBOT), Xử lý dữ liệu lớn (big data).

Quá trình tự động hóa (3.0) trong một nhà máy bắt đầu từ việc tự động hóa các máy công cụ sau đó là tự động hóa dây chuyền sản xuất, sau khi có các dây chuyền sản xuất tự động sẽ là bước kết nối tự động các dây chuyền trên nhằm tạo ra một nhà máy thông minh. Đấy là bước đi ban đầu của cách mạng 4.0.

Chúng ta có thể minh họa quá trình phát triển này theo sơ đồ sau:

Sự kết hợp này đòi hỏi công nghệ thông tin phải phát triển nhằm tạo ra trí tuệ nhân tạo. Có thể nói trí tuệ nhân tạo là sản phẩm của sự kết hợp giữa công nghệ máy tính và sinh học. Những sản phẩm làm ra trí tuệ nhân tạo phải có sự giúp đỡ của công nghệ nano và các vật liệu mới.

Các cơ sở thông minh cần được liên kết với nhau qua mạng máy tính. Như vậy từng đơn vị (máy móc, thiết bị) trong cơ sở thông minh cũng phải được kết nối với nhau qua mạng máy tính, tức là nhờ vạn vật kết nối (Internet of Things-IoT). Khi được kết nối qua internet, chúng ta sẽ bước đầu có một không gian ảo trên mạng internet mô tả một không gian thực hiện hữu. Vì vậy chúng ta có khái niệm hệ thống không gian thực ảo (Cyber-Physical system). Hệ thống mạng không thể làm việc này nếu không có điện toán đám mây (Cloud Computing). Khối lượng thông tin từ các IoT đưa lên mạng là rất lớn, không thể tập trung một chỗ được, đòi hỏi phải phi tập trung, điện toán đám mây giúp làm việc này.

Điện toán đám mây còn được gọi là điện toán máy chủ ảo. Thuật ngữ đám mây là một lối nói ẩn dụ. Theo tổ chức Xã hội máy tính (IEEE): Nó là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực tại một số máy chủ trên internet và chỉ lưu trữ tạm thời trên các máy tính của khách, bao gồm máy tính xách tay, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp,… Điện toán đám mây là khái niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như phần mềm dịch vụ Web 2.0. Dịch vụ Google AppEngine cung cấp những ứng dụng kinh doanh trực tuyến thông thường, có thể truy cập từ một trình duyệt web, các phần mềm và thông tin được lưu trữ trên máy chủ. Điện toán đám mây sẽ cung cấp cho ta các dịch vụ, phần mềm mà không cần biết là đang làm việc với máy chủ nào, vì vậy còn gọi là máy chủ ảo. Như vậy điện toán đám mây giúp chúng ta có một hạ tầng cơ sở kỹ thuật số rộng lớn hơn nhiều.

Trí tuệ nhân tạo, vạn vật kết nối (IoT), người máy (ROBOT và COBOT), xử lý dữ liệu lớn (big data) là những thành phần không thể thiếu cho một hệ thống thông minh.

Vạn vật kết nối, hay cụ thể hơn là mạng lưới vạn vật kết nối internet là một liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện, các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp các vật này có thể thu nhập và truyền dữ liệu. IoT là hạ tầng cơ sở toàn cầu phục vụ cho xã hội thông tin, hỗ trợ các dịch vụ điện toán chuyên sâu thông qua các vật thể (cả thực lẫn ảo) được kết nối với nhau nhờ vào công nghệ thông tin và truyền thông hiện hữu được tích hợp. Định nghĩa trên được tổ chức Global Standarts Initiative on Internet of Things (IoT-GSI) đưa ra vào năm 2013.

Hệ thống IoT cho phép vật được cảm nhận hoặc điều khiển từ xa thông qua hạ tầng mạng hiện hữu.

Nhờ những công nghệ kể trên các thực thể thông minh ra đời, đó có thể là ngôi nhà thông minh, nhà máy thông minh,… Ngôi nhà thông minh là một ví dụ. Đó là ngôi nhà có trang bị các thiết bị IoT như: camera giám sát, TV, tủ lạnh, bếp, hệ thống đèn, điều hòa nhiệt độ,… Nhờ sự liên kết qua internet của các IoT này chủ nhà có thể theo dõi, điều khiển từ xa ngôi nhà của mình qua máy tính, hoặc các IoT có thể được điều khiển tự động qua một phần mềm riêng.

Logistics 4.0 & quản trị chuỗi cung ứng thông minh

Theo sự tiến bộ kỹ thuật của cách mạng công nghiệp 4.0 logistics và Quản trị chuỗi cung ứng (SCM) sẽ biến đổi ra sao. SCM ngoài phần gắn với logistics còn là vấn đề thương mại. Giao dịch thương mại điện tử phát triển là một phần không thể thiếu được với SCM thông minh. Thực chất đây là một chuỗi gồm nhiều công đoạn với những công nghệ, phương tiện khác nhau. Tuy nhiên có thể xem xét các thành phần chính tham gia vào chuỗi là các công việc giao nhận, vận chuyển, xếp dỡ, bảo quản hàng hóa.

Trong khâu vận chuyển, các phương tiện vận tải là những IoT trong logistics 4.0. Mục tiêu hướng tới là các phương tiện tự hành IoT. Những cố gắng phát triển theo hướng này hiện nay chúng ta đã có máy bay không người lái, ôtô tự hành được đưa vào sử dụng. Các phương tiện vận tải hàng hóa tự hành IoT chắc sẽ xuất hiện trong tương lai không xa, đó là các ôtô tải, đoàn tàu đường sắt, tàu thủy tự hành sẽ ra đời. Đó là các IoT của logistics 4.0.

Nhà kho thông minh phải là nhà kho với trang thiết bị IoT. Trong đó có các kệ xếp hàng IoT, hệ thống kiểm tra và giám sát IoT bao gồm các thiết bị thông gió, làm mát (lạnh)… đảm bảo yêu cầu bảo quản hàng hóa, giám sát an ninh, phòng chống cháy nổ,…Các máy móc thiết bị làm hàng cũng được tự động hóa và gắn kết với mạng.

Rõ ràng là các IoT đóng vai trò then chốt trong các cơ sở thông minh này. Với các IoT này chúng ta sẽ xây dựng đươc một hệ thống logistics ảo (Cyber) trên mạng và qua đó có thể điều khiển, hay để tự hoạt động qua sự giám sát của con người.

Một vấn đề cần trao đổi thêm là cách mạng 4.0 đưa đến sự chuyển giao trí thông minh, sự tự động và quyết định tự động tới các máy móc thiết bị (IoT), tới các thành phần của chuỗi cung ứng, logistics 4.0. Trí thông minh nhân tạo (AI) đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Vai trò của con người trong đó là thế nào, khi máy móc cũng có thể tự ra quyết định? Cần khẳng định là trong logistics 4.0 và SCM thông minh con người vẫn giữ vai trò trung tâm. Trước hết là việc lập kế hoạch không có máy móc nào làm thay hoàn toàn được. Các mối liên hệ xã hội như marketing, giao dịch mua bán, … là mối quan hệ giữa con người và con người, máy móc thiết bị chỉ có thể trợ giúp mà thôi. Chính những việc làm này nên việc lập kế hoạch vẫn phải là con người. Vì vậy có thể nói tự động, bán tự động ra quyết định và con người là chìa khóa tới logistics và SCM thông minh trong kỷ nguyên 4.0.