Tóm tắt: Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) có tầm ảnh hưởng sâu rộng trên mọi lĩnh vực kinh tế - xã hội, an ninh – quốc phòng ở cấp độ toàn cầu và mọi quốc gia. Không nằm ngoài xu thế chung của thế giới, cuộc CMCN 4.0 đã lan toả đến Việt Nam, đang đặt Việt Nam trước nhiều cơ hội lớn và thách thức lớn cho sự phát triển của mình. Ý nghĩa chiến lược của CMCN 4.0 đã đặt yêu cầu hết sức cấp thiết cho một báo cáo mang tính hệ thống, dựa trên cơ sở lý luận và kết quả thực tiễn, đánh giá toàn diện các khía cạnh liên quan tới cuộc cách mạng này tại Việt Nam. Đầu tiên, dưới góc độ khoa học công nghệ, báo cáo trình bày một số các công nghệ nền tảng và xu thế phát triển của chúng trên thế giới thời gian gần đây. Để chuẩn bị cho CMCN 4.0, mọi quốc gia phải xây dựng một hệ sinh thái bao gồm nguồn nhân lực trình độ cao và hệ thống cơ sở hạ tầng phù hợp với vài công nghệ trong số này. Tiếp theo, báo cáo trình bày một bộ tiêu chí định lượng về mức độ sẵn sàng của các quốc gia đối với xu thế mới của thời đại. Dựa theo những tiêu chí này, đối sách của các nước trên thế giới với cuộc cách mạng này được đề cập ngắn gọn với những chiến lược KHCN nổi bật của họ. Với Việt Nam, báo cáo cũng trình bày hiện trạng thuận lợi và thách thức đối với nền KHCN của chúng ta khi đối chiếu với bộ tiêu chí này và gợi mở một số giải pháp.

1. Tổng quan về CMCN 4.0

Thế giới đang trải qua cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) thay đổi căn bản cách thức con người sống, làm việc và quan hệ hợp tác cùng nhau. Với qui mô, phạm vi ảnh hưởng và độ phức tạp, sự chuyển dịch của xã hội loài người từ cuộc cách mạng này sẽ hoàn toàn khác với những gì mà nhân loại đã kinh qua trước đây. Hiện nay chúng ta chưa định hình được sự thay đổi này sẽ xảy ra như thế nào nhưng một điều chắc chắn rằng cách tiếp cận của mỗi quốc gia đối với cơ hội và thách thức do cuộc cách mạng này đem lại sẽ mang tính tích hợp, toàn diện. Các cơ hội và thách thức này được mang lại chủ yếu bởi quá trình chuyển đổi số, các công nghệ sản xuất mới và sự liên kết ở mức độ chưa từng có của các linh kiện và thiết bị điện tử dùng trong công nghiệp vốn là nền tảng của CMCN 4.0. Các cấu phần tạo nên CMCN 4.0 này sẽ cơ bản thay đổi cách thức giao thương, tạo nên những mô hình kinh doanh mới, tối ưu hóa và sử dụng một cách hiệu quả và bền vững các nguồn tài nguyên hữu hạn, giảm thiểu chi phí sản xuất và chế tạo các sản phẩm có tính cá nhân hóa ở mức cao.

Trong lịch sử nhân loại, các chuyên gia đã phân định 4 giai đoạn lịch sử của các cuộc cách mạng công nghiệp (Hình1). Bốn cuộc cách mạng này có đặc trưng cơ bản liên quan tới sự cơ giới hóa trong quá trình sản xuất. Đó là:

- Cuộc CMCN 1.0 (từ năm 1784): sử dụng máy hơi nước trong quá trình sản xuất;

- Cuộc CMCN 2.0 (từ năm 1870): sử dụng điện năng phục vụ sản xuất hàng loạt;

- Cuộc CMCN 3.0 (từ năm 1969): liên quan tới công nghệ điện tử, bán dẫn và công nghệ thông tin (CNTT) phục vụ việc tự động hóa quá trình sản xuất;

- Cuộc CMCN 4.0 (đầu thế kỷ 21): đang bước đầu chuyển dịch từ cuộc cách mạng lần 3.

Cuộc cách mạng mới nhất dựa trên cuộc cách mạng số xảy ra từ cuối thế kỷ 20. Cuộc cách mạng này có bản chất là sự hợp nhất của những công nghệ, tạo sự liên kết giữa không gian vật lý, số và sinh học. Thuật ngữ hệ thống ở đây là “cyber-physical systems” (CPS). Đó là những hệ thống vật lý phỏng sinh học trong không gian điều khiển. Thuật ngữ CMCN 4.0 sử dụng chủ yếu ở châu Âu, đặc biệt là Đức[1]. Đối với các nước nói tiếng Anh, đặc biệt là Mỹ, thì thuật ngữ hay được dùng là Internet vạn vật (Internet of Things – IoT) hoặc Internet công nghiệp (Industrial Internet).

Có 3 lý do cơ bản đảm bảo rằng sự chuyển dịch này không phải là sự kéo dài của CMCN 3.0. Thay vào đó là sự xuất hiện của CMCN 4.0 và đó là sự khác biệt cơ bản của cuộc cách mạng này so với phiên bản thứ ba. Ba yếu tố đó là tốc độ, qui mô và tác động hệ thống. Thứ nhất, yếu tố tốc độ của sự đột phá trong lần chuyển dịch này là chưa từng có trong lịch sử. Khi so sánh với những cuộc cách mạng trước, phiên bản lần thứ tư này tiến hóa tại cấp độ mũ thay vì tuyến tính. Thêm nữa, nó mang tính đột phá, vượt khỏi các qui luật của mọi lĩnh vực công nghiệp tại mọi quốc gia. Tiếp theo, tác động của nó thể hiện ở cả chiều rộng và chiều sâu. Nó thay đổi căn bản toàn bộ các hệ thống sản xuất, quản lý và quản trị trong đời sống kinh tế - xã hội, sản xuất của nhân loại.

2. Bản chất và các công nghệ nền tảng trong CMCN 4.0

2.1. Bản chất và các đặc điểm chính

Chúng ta đang tiến vào CMCN 4.0, trong đó công nghệ máy tính và kỹ thuật điều khiển tự động hóa sẽ tích hợp vào nhau theo một phương thức mới. Theo đó, các robot sẽ được kết nối từ xa với các hệ thống tính toán, cài đặt các thuật toán học máy để điều khiển sự vận hành của các robot với sự can thiệp tối thiểu từ con người. Như vậy CMCN 4.0 gồm những hệ thống thông minh được kết nối với nhau để tạo ra một chuỗi giá trị số. Đây là các hệ thống tích hợp thực và ảo (cyber-physical systems – CPS) gồm những thành phần vật lý, dữ liệu, CNTT và truyền thông. Các hệ thống này sẽ biến đổi những nhà máy sản xuất truyền thống thành những nhà máy thông minh với mục tiêu là các thiết bị máy móc có thể tương tác, nói chuyện với nhau trong khi các sản phẩm và thông tin được xử lý và phân bố trong thời gian tức thời. Phương thức sản xuất công nghiệp mới này tạo ra những thay đổi căn bản cho toàn hệ sinh thái công nghiệp.

Ba xu hướng chính thay đổi cách thức tổ chức và hoạt động của các nhà máy, tổ hợp công nghiệp. Đó là:

- Số hóa: Mọi qui trình sản xuất (trong mọi lĩnh vực từ công nghệ cao tới thiết bị công nghiệp) đang được chuyển đổi bởi công nghệ số;

- Công nghiệp hóa: Các doanh nghiệp đã tích hợp công nghệ mới để cải tiến và phát triển;

- Tối ưu hóa: Những doanh nghiệp hiện đại giờ đây coi việc cải tiến dù những thành phần đơn giản nhất trong qui trình sản xuất cũng tạo ra nhiều cơ hội phát triển mới;

CMCN 4.0 gồm 4 đặc điểm chính, thể hiện năng lực to lớn mà các ngành công nghiệp và khu vực sản xuất có được cho sự thay đổi. Đó là:

(1). Sự kết nối các khâu theo chiều dọc qui trình của các hệ thống sản xuất thông minh;

(2). Sự tích hợp các khâu theo chiều ngang thông qua thế hệ mới các chuỗi giá trị toàn cầu;

(3). Hàm lượng kỹ nghệ sâu trong toàn bộ chuỗi giá trị;

(4). Tác động của những công nghệ đột phá;

Thứ nhất, sự kết nối chiều dọc của qui trình sử dụng các hệ thống điều khiển công nghiệp phỏng sinh học (CPS) cho phép các nhà máy phản ứng một cách nhanh chóng đối với những thay đổi cung cầu trên thị trường và sản phẩm lỗi. Các nhà máy thông minh tự tổ chức sản xuất và cho phép tạo ra những sản phẩm theo sở thích của từng cá nhân. Việc này đòi hỏi tích hợp dữ liệu rất nhiều trong quá trình sản xuất. Các công nghệ cảm biến thông minh cần thiết để hỗ trợ việc giám sát và hiện thực hóa một tổ chức tự hành. Không chỉ đổi mới qui trình sản xuất, CPS cho phép tự tổ chức trong việc quản lý bảo trì và hậu mãi. Nguồn lực và sản phẩm hàng hóa được kết nối mạng, trong khi nguyên vật liệu và linh kiện có thể được định vị mọi lúc, mọi nơi. Tất cả các khâu sản xuất được ghi lại thành các file. Mọi sự bất thường (thay đổi đơn hàng, nhu cầu thị trường, mức độ dao động chất lượng sản phẩm, sản phẩm lỗi…) đều được ghi nhận và xử lý một cách nhanh chóng. Do vậy, việc lãng phí thời gian, nguyên vật liệu, nhân công được giảm thiểu.

Thứ hai, sự tích hợp theo chiều ngang thông qua một dạng mới của chuỗi giá trị toàn cầu. Uber và Grab là các ví dụ điển hình của mô hình kinh doanh mới thông qua sự tích hợp theo chiều ngang, tạo giá trị mới trong chuỗi giá trị toàn cầu. Những mạng sản sinh giá trị mới này là những mạng tối ưu cho phép tích hợp sự minh bạch và độ linh hoạt cao độ để xử lý nhanh chóng những vấn đề và lỗi sản phẩm, theo sau là sự tối ưu chuỗi giá trị trên qui mô toàn cầu. Tương tự như các hệ thống sản xuất được kết nối mạng, những chuỗi giá trị (cấp độ địa phương hay toàn cầu) cung cấp năng lực kết nối qua CPS, từ khâu hậu cần đầu vào như nhà kho, sản xuất, tiếp thị và mua sắm tới các khâu hậu cần đầu ra và dịch vụ hậu mãi. Lịch sử sản xuất của từng bộ phận trong sản phẩm được ghi nhận và có thể truy cập bất cứ lúc nào, nơi nào để tạo khả năng truy vết (còn được gọi là ký ức sản phẩm - product memory). Cơ chế này cho phép tính minh bạch và linh hoạt trong toàn chuỗi giá trị - từ mua sắm, tới sản xuất, giao hàng và hậu mãi. Ví dụ, với việc định hướng sản phẩm theo sở thích từng khách hàng, việc tinh chỉnh theo từng khách hàng không chỉ thực hiện trong khâu sản xuất mà còn cả phần phát triển, lập đơn hàng, kế hoạch, kết hợp và phân phối sản phẩm. Việc này đảm bảo các yếu tố chất lượng, thời gian, rủi ro, giá cả và tính bền vững môi trường được xử lý một cách linh hoạt, theo thời gian thực tại mọi giai đoạn trong chuỗi giá trị.

Thứ ba, hàm lượng tri thức/KHCN cao và có tính liên ngành được thể hiện trên toàn chuỗi giá trị cũng như trên toàn bộ vòng đời của sản phẩm và khách hàng. Kỹ nghệ được áp dụng trơn tru trong giai đoạn thiết kế, phát triển và sản xuất sản phẩm/dịch vụ mới. Bản chất của hàm lượng kỹ nghệ thể hiện ở việc dữ liệu và thông tin luôn sẵn có trong mọi giai đoạn trong vòng đời của sản phẩm. Việc này cho phép những qui trình mới, linh hoạt hơn thông qua mô hình hóa dữ liệu để xây dựng khuôn mẫu sản phẩm.

Thứ tư, tác động của các công nghệ mang tính đột phá là chất xúc tác cho phép các giải pháp phù hợp sở thích cá nhân, độ linh hoạt và giảm chi phí trong các qui trình sản xuất. CMCN 4.0 đòi hỏi các giải pháp tự động hóa với khả năng nhận thức cao và tự hành. Công nghệ trí tuệ nhân tạo, robot tiên tiến và cảm biến thông minh có những tiềm năng cho việc tăng tính tự chủ và khả năng phù hợp với sở thích cá nhân. Ví dụ, trí tuệ nhân tạo không chỉ giúp các robot vận chuyển hàng hóa trong nhà máy, kho chứa một cách tự hành, tiết kiệm thời gian và chi phí trong quản lý chuỗi cung ứng, tăng độ tin cậy sản xuất hoặc phân tích dữ liệu lớn; mà còn hỗ trợ tìm kiếm những giải pháp thiết kế mới hoặc tăng cường hợp tác người - máy tới thời điểm cung cấp dịch vụ[2]. Ngoài ra, công nghệ in 3D cũng là ví dụ điển hình cho công nghệ đột phá trong kỹ nghệ sản xuất tăng dần.

2.2. Các công nghệ nền tảng và xu thế vận động hiện nay

CMCN 4.0 đang lan tỏa rất nhanh trên thế giới và đã đến Việt Nam. Cuộc cách mạng này sẽ ảnh hưởng tới những sẽ chương trình và sáng kiến hợp tác nghiên cứu phát triển KHCN trên toàn cầu. Hiện nay, một nhận thức chung coi CMCN 4.0 được xây dựng trên nền tảng của 10 công nghệ lõi - các thành phần cơ bản của cuộc cách mạng công nghiệp. Đó là trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI), robot tự hành (Autonomous Robots), dữ liệu lớn (Big Data), thực tại tăng cường (Augmented Reality), sản xuất tăng/đắp dần (Additive Manufacturing hoặc 3D printing), điện toán đám mây (Cloud Computing), an ninh không gian mạng (Cybersecurity), Internet vạn vật (Internet of Things), tích hợp hệ thống (System Integration) và mô phỏng (Simulation).

1. Trí tuệ nhân tạo (AI): AI đang thay đổi thế giới và sự thay đổi này diễn ra với tốc độ rất nhanh. Thế giới đang lo ngại về viễn cảnh máy tính trở nên thông minh đến mức có thể làm tất cả mọi việc tốt hơn và rẻ hơn con người. Các chuyên gia dự đoán, chỉ mất khoảng 1 thập kỷ tới, AI sẽ làm tốt hơn con người trong một số việc như dịch ngôn ngữ (đến năm 2024), viết các bài tập làm văn (đến năm 2026) và lái xe (đến năm 2027). Một số công việc khác AI sẽ còn mất rất nhiều thời gian để cạnh tranh với con người như trong lĩnh vực bán lẻ (đến năm 2031), viết ra một quyển sách bán chạy nhất (đến năm 2049) và bác sĩ phẫu thuật (đến năm 2053). Những dự đoán này có thể không tuyệt đối chính xác về mốc thời gian nhưng cũng không phải không có cơ sở. Sự kiện chương trình máy tính AlphaGo của Google chiến thắng trước một trong những kỳ thủ cờ vây xuất sắc nhất thế giới Lee Sedol, người từng 18 lần vô địch thế giới, là một dấu mốc ấn tượng cho sự phát triển của trí tuệ nhân tạo. Trận đấu này được so sánh với trận đấu cờ vua lịch sử giữa Deep Blue của IBM và vua cờ Gary Kasparov năm 1997. Hai chiến thắng của máy tính trên nền tảng trí tuệ nhân tạo được xem là điểm nhấn mang tính biểu tượng cho việc máy tính trở nên thông minh hơn con người trong một số lĩnh vực cụ thể. Thực tế, AlphaGo là chương trình AI có sự khác biệt lớn nhất so với những thành tựu AI trước đây. AlphaGo sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo và áp dụng phương pháp tự giải quyết vấn đề bằng cách đánh giá, thử nghiệm và rút kinh nghiệm thông qua sự tự học ở mức độ cao;

2. Dữ liệu lớn: Công nghệ dữ liệu lớn liên quan tới việc xử lý khối lượng thông tin khổng lồ để từ đó trích xuất ra được dữ liệu phù hợp nhằm tăng cường khả năng đưa ra quyết dịnh. Phần lớn dữ liệu mới xuất hiện từ bây giờ cho tới năm 2020 sẽ được tạo bởi máy tính chứ không phải con người trong quá trình chúng tương tác với nhau. Một trong những thách thức lớn nhất của dữ liệu là dung lượng của nó. Theo ước tính, trong năm 2016 và 2017, lượng dữ liệu được tạo ra đã vượt quá lượng dữ liệu được con người tạo ra trong hơn 5.000 năm trước đó. Thực tế cho thấy là với dung lượng dữ liệu, tri thức được sản sinh với tốc độ và qui mô chóng mặt như hiện nay, kho tri thức, thông tin của nhân loại được tăng gấp đôi sau khoảng 1.5 - 2 năm. Quá nhiều dữ liệu sẽ gây khó khăn cực lớn trong việc xác định thông tin phù hợp và xu thế biến thiên dữ liệu phục vụ các phân tích có tính thông minh. Để xử lý khó khăn này, dữ liệu lớn và các giải thuật phân tích chúng được áp dụng. Những kỹ thuật này xác định hiệu năng của từng cấu phần riêng lẻ cũng như các điều kiện vận hành chúng để ngăn ngừa các sản phẩm lỗi trong tương lai. Dạng dữ liệu được tạo ra cũng có nhiều thay đổi, trải dài trên nhiều ngành công nghiệp như công nghệ sinh học, năng lượng, sức khỏe, chế tạo ô tô, khai khoáng, viễn thông, sản xuất… Các nghiên cứu chỉ ra chỉ có khoảng 0,5% lượng dữ liệu được tạo ra thực sự được phân tích để đưa ra các quyết định liên quan đến vận hành thiết bị. Do đó, nhu cầu phân tích dữ liệu một cách hiệu quả là rất lớn. Trong 1-2 năm trở lại đây, công việc phân tích dữ liệu (data analyst) là ngành nóng hổi nhất và có mức lương đãi ngộ cao nhất tại Mỹ. Một số doanh nghiệp lớn trong ngành CNTT chỉ tập trung vào cung cấp các dịch vụ liên quan tới việc xử lý và truyền tải dữ liệu. Ví dụ Alphabet – công ty mẹ của Google (với vốn hóa thị trường khoảng 680 tỉ USD – lớn thứ hai thế giới sau Apple) hay Facebook (vốn hóa thị trường khoảng 500 tỉ USD – đứng thứ tư thế giới) đều nắm trong tay bộ dữ liệu về thông tin cá nhân và hành vi người dùng trên khắp thế giới thông qua các dịch vụ “miễn phí” của họ như email, mạng xã hội, clip trực tuyến… Những dữ liệu này vô cùng hữu ích cho Google và Facebook khi họ sử dụng các phần mềm phân tích dữ liệu lớn, phát hiện hành vi và sở thích của người dùng để từ đó định hướng các quảng cáo liên quan trực tiếp tới mỗi người. Không phải ngẫu nhiên mà 2 tập đoàn công nghệ này thay đổi toàn bộ thị trường quảng cáo trên thế giới, chi phối toàn bộ ngành công nghiệp nội dung số hiện nay gây khó khăn cực lớn cho những tập đoàn truyền thông, báo chí, xuất bản cũng như các kênh truyền hình nói chung, truyền hình cáp nói riêng.

3. Điện toán đám mây: Các ngành công nghiệp hiện nay đang chuyển dịch sang giải pháp dựa trên các đám mây và xu thế này vẫn tiếp tục. Đây là công nghệ nền tảng hỗ trợ các loại dịch vụ từ xa, đánh giá hiệu năng và nhiều lĩnh vực kinh doanh khác. Công nghệ này tiếp tục phát triển mạnh trong giai đoạn tới do ngày càng nhiều dữ liệu lưu trữ và chức năng tính toán trên máy sẽ chọn giải pháp đám mây thay vì các hệ thống tính toán riêng lẻ. Tính đến tháng 10/2017, giám đốc điều hành và là nhà sáng lập của Amazon, Jeff Bezos, trở thành người đầu tiên trên thế giới có số tài sản vượt ngưỡng 90 tỉ USD, qua đó vượt Bill Gates trở thành người giàu nhất thế giới. Điều đáng nói, công ty Amazon khởi đầu với việc buôn bán sách online nhưng hiện tại công ty này chiếm tới gần 30% thị phần cung cấp dịch vụ điện toán đám mây toàn cầu (theo sau là Microsoft với khoảng 10% thị phần);

4. Internet vạn vật: Đây là công nghệ quan trọng nhất trong các giải pháp thúc đẩy CMCN 4.0. IoT là hệ thống các thiết bị tính toán, máy cơ khí và số hóa, đối tượng và con người có quan hệ liên kết với nhau. Mỗi thực thể sẽ được cấp một định danh (ID – identifier) duy nhất và có năng lực truyền tải dữ liệu trên mạng mà không cần tương tác với con người. Ví dụ, loại đồng hồ thông minh (iWatch của Apple) mới xuất hiện trên thị trường đã biến cổ tay của chúng ta thành nơi treo giữ điện thoại thông minh với khả năng nhắn tin, nhận cuộc gọi… Các thiết bị này cũng tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực sức khỏe. Thị trường thiết bị IoT được ước tính và dự đoán có khoảng 15,4 tỉ thiết bị vào năm 2015 và sẽ đạt 30,7 và 75,4 tỉ thiết bị lần lượt vào các năm 2020 và 2025. Tổng giá trị thị trường này sẽ đạt khoảng 267 tỉ USD vào năm 2020. Lý do đầu tiên dẫn đến sự tăng trưởng ấn tượng về số lượng và quy mô thị trường IoT là sự xuất hiện của giao thức truyền thông trên mạng Internet mới thế hệ kế tiếp với định dạng địa chỉ IPv6 cho phép một số lượng không giới hạn các thiết bị có thể kết nối với mạng Internet. Theo lý thuyết, với dung lượng địa chỉ có được từ IPv6 chia trung bình cho toàn diện tích địa cầu, mỗi cm² trên trái đất có thể được dùng để chứa hàng trăm tỉ địa chỉ khác nhau cho thiết bị kết nối Internet. Trong khi với IPv4, mạng Internet hiện nay chỉ hỗ trợ tối đa 4 tỉ thiết bị trên toàn thế giới. Lý do thứ hai được khởi nguồn từ việc bốn nhà cung cấp dịch vụ và thiết bị mạng lớn nhất là Cisco, IBM, GE và Amazon đều quyết định ủng hộ công nghệ IoT bằng cách thay đổi cấu trúc mạng phù hợp, đơn giản hóa việc nối mạng một cách mạnh mẽ và giảm giá thành thiết bị hạ tầng mạng. Lý do cuối cùng nằm ở tiềm năng mà “Công nghiệp Internet” có thể đem lại cho tổng GDP toàn cầu được dự đoán ở mức 10 tới 15 nghìn tỉ USD. Cisco cũng đưa ra dự đoán giá trị kinh tế toàn cầu được gia tăng do nền tảng “Internet kết nối vạn vật” lên tới 19 nghìn tỉ USD và là sự gia tăng giá trị lớn nhất do một công nghệ đem lại trong lịch sử loài người;

5. Mô phỏng: Công nghệ mô phỏng các hệ thống cho phép đánh giá nhiều kịch bản khác nhau. Qua đó các giải pháp với chi phí hợp lý được phát triển, kiểm tra và thực thi một cách nhanh chóng để giảm chi phí và thời gian đưa sản phẩm vào thị trường. CMCN 4.0 đặt ra bài toán phát triển và vận hành các hệ thống thông minh. Trong các hệ thống này, các cấu phần sẽ được cải tiến và tối ưu hóa bởi các cấu phần và dịch vụ sẵn có. Việc phát triển các sản phẩm này được thực hiện bằng các chuỗi cung ứng ảo cùng với kỹ thuật kết nối mạng và hệ thống sản xuất. Khả năng thúc đẩy hệ thống, để có được sự tích hợp số hóa một cách thuận lợi, chính là chìa khóa cho việc thiết kế, sản xuất và vận hành sản phẩm thông minh. Do đó, sử dụng các kỹ thuật mô phỏng rất cần thiết để hỗ trợ tăng vòng đời của hệ thống. Nhiều khả năng trong tương lai gần, phần lớn các hệ thống mô phỏng sẽ được thực hiện và vận hành ngay trên mạng Internet. Một trong những ứng dụng của mô phỏng có thể kể đến Hệ thống mô phỏng trái đất ES (Earth Simulator) được chính phủ Nhật Bản tiến hành phát triển và sử dụng. Hệ thống này được vận hành dựa trên một hệ thống các siêu máy tính cùng chạy song song để mô phỏng các mô hình khí hậu toàn cầu nhằm đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và các vấn đề khác trong lĩnh vự vật lý địa cầu. Hệ thống máy tính sử dụng cho ES từng là siêu máy tính có tốc độ nhanh nhất thế giới trong khoảng thời gian 2002-2004. Gần đây, các nhà nghiên cứu thuộc đại học Zurich đã xây dựng và phát triển một chương trình mô phỏng về vũ trụ lớn nhất từ trước tới nay để tìm ra lời giải cho các vấn đề liên quan tới vật chất tối (là loại vật chất cơ bản tạo nên mọi vật chất khác trong vũ trụ). Vũ trụ được mô phỏng chứa tới 25 tỉ thiên hà ảo. Chương trình mô phỏng được bắt đầu với 2 nghìn tỉ hạt vật chất tối và cách thức chúng kết hợp với nhau trong vũ trụ giả lập. Mô hình vũ trụ giả lập này sẽ được sử dụng cho tàu vũ trụ Euclid, sẽ được phóng vào năm 2020 để chụp ảnh hàng tỉ thiên hà và đo độ lệch của ánh sáng gây ra bởi lực hấp dẫn của chất tối. Chương trình mô phỏng giúp phác thảo nên các thông tin có thể được Euclid thu thập được, giúp các nhà khoa học có hình dung và chuẩn bị trước cho các sự kiện sẽ diễn ra;

6. Robot tự hành được dùng trong việc tự động hóa sản xuất trên nhiều lĩnh vực khác nhau và dựa trên tính kết nối do IoT mang lại. IoT cho phép các thiết bị công nghiệp và máy tính nói chuyện được với nhau. Vật liệu có thể được vận chuyển trên toàn bộ mặt sàn nhà máy bởi các robot tự hành khi chúng tự tránh vật cản, phối hợp theo từng tổ vận chuyển và xác định vị trí bốc dỡ hàng hóa theo thời gian thực. Thông qua máy chủ trung tâm, các robot có thể được điều phối một cách thông minh và tự động hóa công việc với cấp độ chưa từng có trong lịch sử. Một trong những ví dụ về robot tự hành là máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle - UAV). UAV là loại máy bay có thể được vận hành mà không cần đến phi công ngồi trong khoang lái. UAV được sử dụng trong các nhiệm vụ có khả năng gây nguy hiểm lớn cho con người. Gần đây UAV đã được khai thác cho các ứng dụng trong lĩnh vực thương mại, khoa học, giải trí, nông nghiệp… UAV được phát triển và dùng nhiều cho các mục đích dân sự. Dự án về xe hơi tự hành của công ty Tesla gần đây cũng có những tiến bộ đáng kể. Xe tự hành Tesla được phát triển có tám chiếc camera đặt quanh thân xe cho phép quan sát được 360 độ với tầm nhìn khoảng 250m. Ngoài ra, Tesla còn trang bị một cảm biến sóng radar, 12 cảm biến siêu âm và bộ xử lý đồ họa Titan của hãng Nvidia cho hệ thống tính toán của xe nhằm tăng cường khả năng xử lý thông tin. Nước Nga cũng không nằm ngoài cuộc đua về công nghệ robot tự hành với việc triển khai các dự án nghiên cứu và phát triển chiến binh robot. Mục đích tạo ra chiến binh robot là nhằm thay thế quân đội trên chiến trường hay triển khai trong các tình huống khẩn cấp có nguy cơ gây nổ, chất phóng xạ hay các điều kiện mà quân đội khó tác chiến. Trong cuộc chạy đua vũ trang về chiến binh robot, ngoài Nga còn có thể kể đến hai siêu cường nữa là Trung Quốc và Mỹ;

7. Thực tại tăng cường: Đây là công nghệ cho phép con người tích hợp và tương tác với các hệ thống một cách hiệu quả thông qua thông tin thời gian thực. Ví dụ, công nhân trong nhà máy có thể được đào tạo với công nghệ mô phỏng và cận cảnh 3D về trang thiết bị, cơ sở vật chất của nhà máy. Tháng 4 năm 2013, Google đã trình làng một sản phẩm trông giống như kính mắt nhưng có khả năng hiển thị thông tin như một chiếc điện thoại di động. Người dùng không cần dùng tay mà có thể giao tiếp, đưa ra lệnh điều khiển tới thiết bị được gọi là Google Glass này bằng giọng nói. Google Glass được tích hợp chức năng chụp ảnh và quay video có độ phân giải cao. Một sản phẩm thực tại tăng cường khác được Microsoft phát triển là kính thực tế ảo HoloLens. HoloLens cho phép người dùng nhìn thấy, đặt các hình ảnh ảo lên không gian và tương tác trực tiếp với chúng nhằm tăng cường trải nghiệm sử dụng. Thiết bị này còn cho phép trình chiếu các vật thể ba chiều lên bức tường hay đồ đạc. Tính năng này đang được phát triển để có thể áp dụng cho điện thoại thông minh hay máy tính. HoloLens hoạt động dựa trên những cơ chế đặc biệt nhằm định hình môi trường xung quanh và chuyển động của cơ thể. Kính thực tế ảo này có một loạt các cảm biến để nhận dạng cử chỉ ngón tay và sử dụng thông tin này để tạo ra những hình ảnh mà người dùng quan sát được. Camera cũng đóng vai trò xác định vị trí của vật thể để vi xử lý thực hiện chức năng “ghi đè” hình ảnh ảo lên thế giới thực và hiển thị lên màn hình của kính. Chức năng này cho phép người dùng tương tác trực tiếp với hình ảnh quan sát được;

8. An ninh mạng trở thành một yêu cầu tối quan trọng khi con người chuyển từ các hệ thống đóng sang các hệ thống dựa trên công nghệ kết nối như IoT và điện toán đám mây. An toàn bảo mật thông tin và độ tin cậy của hệ thống đảm bảo sự thành công của một qui trình sản xuất hiện đại được số hóa, tận dụng tất cả tính ưu việt của môi trường kết nối. Ngày 29 tháng 7 năm 2016, các hệ thống màn hình hiển thị thông tin chuyến bay tại khu vực làm thủ tục chuyến bay của một số sân bay quốc tế bao gồm cả Nội Bài và Tân Sơn Nhất đã bị tin tặc tấn công. Các màn hình của sân bay bị chèn những nội dung và hình ảnh xúc phạm Việt Nam và Phillipines, xuyên tạc các nội dung về biển Đông. Hệ thống phát thanh của sân bay cũng phát đi những thông điệp tương tự. Đồng thời website của Vietnam Airlines cũng bị thâm nhập và lấy đi hơn 400.000 dữ liệu hành khách đi máy bay. Cuộc tấn công website và hệ thống thông tin sân bay này được đánh giá là lớn nhất từ trước đến nay vào hệ thống thông tin hàng không của Việt Nam. Trên thế giới, các cuộc tấn công mạng diễn ra thường xuyên, có thể kể đến cuộc tấn công mạng thông qua APT (Advanced Persistent Threat) bị các cơ quan an ninh của Mỹ cho là xuất phát từ Trung Quốc tấn công vào hệ thống quản lý nhân sự quốc gia Mỹ năm 2016. Hoặc gần đây hơn là giới tin tặc (bị nghi ngờ là do nhóm APT28 với tên gọi Fancy Bear và APT29 với tên gọi Cozy Bear của Nga) đã sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo làm ngập lụt các diễn đàn xã hội như Facebook và Twitter với các bài viết bóp méo thông tin, cộng với việc cố ý làm rò rỉ email của bà Hillary Clinton thông qua Wikileak gây ảnh hưởng kết quả bầu cử tổng thống Mỹ;

9. Tích hợp hệ thống: Hầu hết các hệ thống hiện nay đang tự động hóa một cách riêng biệt và gặp khó khăn trong tương tác với nhau. Các tiêu chuẩn kỹ thuật và kiến trúc mở hỗ trợ sự thuận lợi trong trao đổi thông tin tới cả tổ chức và cá nhân. Các ngôn ngữ tiêu chuẩn chung phục vụ quá trình tương tác, trao đổi dữ liệu… cần được xây dựng hỗ trợ quá trình tích hợp hệ thống;

10. Sản xuất tăng dần (hay công nghệ in 3D) tiếp tục có vai trò quan trọng cho những ứng dụng lô nhỏ hoặc sản phẩm tùy biến theo sở thích từng cá nhân. Kỹ thuật này được dùng trực tiếp với khách hàng và nhà cung cấp để cải tiến thiết kế, tăng hiệu quả, độ linh hoạt và giá thành;

So với CMCN 3.0, những ngành công nghiệp truyền thống được dự báo những cấp độ tích hợp chưa từng có giữa các hệ thống thông tin, truyền thông, cơ khí, công nghiệp như:

- Các bộ cảm biến thông minh tích hợp cùng nhau trong hệ thống IoT công nghiệp, cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực trong quá trình sản xuất;

- Mạng băng rộng hiện diện khắp nơi, cho phép trao đổi dung lượng lớn dữ liệu giữa con người, máy móc và những cơ sở sản xuất;

- Điện toán đám mây cho phép lưu trữ thông tin dữ liệu và tính sẵn sàng của chúng tại bất cứ nơi đâu, thời điểm nào;

- Kỹ thuật phân tích dữ liệu lớn đảm bảo việc xử lý mang tính cộng tác trên những khối dữ liệu khổng lồ;

Có thể nói rằng CMCN 4.0 là sự hội tụ của các công nghệ số mang tính đột phá, làm thay đổi lĩnh vực sản xuất ngoài sức tưởng tượng, thúc đẩy bởi dung lượng dữ liệu khổng lồ, sự tích hợp và tính kết nối giữa các hệ thống, sự xuất hiện của những kỹ thuật phân tích dữ liệu và năng lực xử lý bí quyết/tình báo doanh nghiệp tiên tiến, các phương pháp học máy, sự cải tiến truyền tải mệnh lệnh dưới dạng số vào thế giới thực.

3. Tác động của CMCN 4.0

CMCN 4.0 sẽ có những ảnh hưởng căn bản lên từng quốc gia, từng tổ chức/doanh nghiệp và mỗi người dân. Mức độ tác động sẽ tùy thuộc vào năng lực thích nghi của mỗi quốc gia đối với làn sóng công nghệ do cuộc cách mạng này mang lại. Các ảnh hưởng kinh tế - xã hội chính tóm lược như sau.

Thứ nhất, khả năng lớn có sự phân cực trong lực lượng lao động (labor polarization). Khi yêu cầu công việc đòi hỏi mức độ tự động hóa và kết nối cao sẽ dẫn đến việc tăng năng suất lao động tại những dạng công việc của thời đại hiện nay hoặc tạo ra những công việc hoàn toàn mới. Cuộc cách mạng này sẽ làm dịch chuyển lực lượng lao động theo hướng nâng cao chất lượng và trình độ nhân lực.

Thứ hai, liên quan tới phân phối thu nhập sẽ ngày càng doãn ra giữa thiểu số ở tốp trên so với phần lớn lực lượng lao động. Sự phân cực lực lượng lao động trong giai đoạn trước mắt cùng với khoảng cách thu nhập tăng nhanh sẽ dẫn đến phần lớn lợi ích và sự thịnh vượng sẽ được chuyển cho một nhóm thiểu số ở tốp trên. Một mẫu hình doanh nghiệp ở giai đoạn này có thể với nguồn nhân lực nhỏ nhưng có giá trị kinh tế to lớn (dù được lượng hóa dưới dạng doanh nghiệp tư nhân hay vốn hóa thị trường).  Ví dụ, công ty WhatsApp được Facebook mua lại với giá 22 tỉ USD vào năm 2014 với chỉ 55 nhân viên. Trong khi đó, hãng hàng không hàng đầu nước Mỹ United Continental với vốn hóa cũng khoảng 22 tỉ USD là một tổ chức khổng lồ với hơn 82.000 nhân viên. Như vậy, 1 nhân viên của WhatsApp có giá trị trung bình khoảng 400 triệu USD là một ví dụ, dù cho rằng định giá quá cao, thể hiện những lợi ích vốn và bất bình đẳng một cách không tưởng đối với những mô hình kinh doanh vốn ít trong tương lai. Hiện tượng này trở nên bình thường khi các tập đoàn công nghệ luôn dẫn đầu trên danh sách vốn hóa thị trường, với dòng tiền mặt cực kỳ dư dả.

Thứ ba, là những rủi ro liên quan tới chiến tranh mạng và địa chính trị. Tính kết nối mọi lúc, mọi nơi do CMCN 4.0 đưa lại tăng rủi ro gây ra bởi hoạt động bất hợp pháp trên không gian mạng. Ở khía cạnh tích cực, khả năng tự động hóa và kết nối cao độ thông qua các hệ thống mạng lưới thông minh sẽ nâng cao hiệu suất sử dụng/tiêu thụ năng lượng và khớp nối nguồn cung với nhu cầu năng lượng một cách hiệu quả. Ở chiều ngược lại, các hệ thống này rất dễ tổn thương đối với những cuộc tấn công mạng, thậm chí đến mức toàn bộ hệ thống phát điện và mạng lưới điện bị đánh sập. Công nghệ điện toán đám mây ở khía cạnh tích cực cho phép các doanh nghiệp tập trung nguồn vốn vào mảng lõi kinh doanh[3]. Tuy nhiên, nếu hạ tầng CNTT của một số lượng lớn doanh nghiệp đặt vào tay một nhà cung cấp dịch vụ đám mây, hậu quả một cuộc tấn công mạng vào nhà cung cấp này sẽ lớn hơn rất nhiều nếu chỉ nhằm vào một công ty.

Khi sự hội tụ của thế giới vật lý, số hóa và sinh học đang tiếp tục diễn ra, các công nghệ và nền tảng mới cho phép công dân kết nối nhiều hơn với chính phủ; có tiếng nói hay quan điểm riêng; thống nhất ý chí của họ và thậm chí giúp họ qua mặt sự giám sát của các cơ quan chính phủ. Ở khía cạnh ngược lại, chính phủ có thêm những công cụ tăng cường sự kiểm soát của mình đối với người dân dựa trên các hệ thống giám sát mọi lúc, mọi nơi cũng như khả năng kiểm soát hạ tầng số. Về mặt tổng thể, các chính phủ sẽ chịu nhiều sức ép hơn trong việc thay đổi cách tiếp cận hiện nay đối với việc lôi kéo quần chúng và đưa ra chính sách. Về bản chất, vai trò trung tâm quyền lực trong việc tạo lập chính sách của chính phủ sẽ suy yếu dần do sự xuất hiện của những lực lượng cạnh tranh mới cùng với sự phân tán quyền lực bắt nguồn từ những công nghệ mới.

Khả năng hệ thống chính quyền và cơ quan quản lý nhà nước thích nghi được với môi trường mới sẽ quyết định sự tồn tại của nó. Nếu chính phủ có đủ năng lực để chấp nhận một thế giới có những biến động bất ngờ, áp đặt cấu trúc chính phủ theo tiêu chí minh bạch và hiệu quả thì chính phủ sẽ tiếp tục duy trì quyền lực của mình. Ngược lại, nếu không thể tiến hóa theo xu thế mới, chính quyền sẽ càng gặp nhiều vấn đề phải giải quyết.

Điều này đặc biệt đúng đối với lĩnh vực pháp lý. Các hệ thống ra quyết định và lập chính sách công hiện nay song hành cùng với CMCN 2.0. Khi đó, những nhà lập pháp cần thời gian nghiên cứu một vấn đề cụ thể để từ đó đưa ra các hành động/khung pháp lý phù hợp. Quá trình này diễn tiến theo hướng tuần tự và theo chiều từ trên xuống. Tuy nhiên, trong bối cảnh của CMCN 4.0 này, cách tiếp cận này không còn phù hợp. Với sự thay đổi nhanh chóng và tầm ảnh hưởng rộng lớn của nó, các cơ quan lập pháp và hành pháp đang gặp khó ở mức độ chưa từng thấy và hầu hết chưa có khả năng kiểm soát tình hình. Ví dụ: những vấn đề pháp lý liên quan tới tội phạm công nghệ cao, quyền sở hữu trí tuệ ở cấp độ luật còn nhiều lỗ hổng và việc thực thi luật còn nhiều khó khăn, đặc biệt trên qui mô toàn cầu.

Câu hỏi của những nhà nước là làm thế nào vẫn bảo vệ được các quyền lợi của người tiêu dùng và quần chúng nói chung trong khi vẫn tiếp tục hỗ trợ sáng tạo và phát triển công nghệ? Kinh nghiệm từ khu vực tư nhân cho thấy việc sử dụng mô hình quản trị linh hoạt (agile governance) đối phó với việc phát triển phần mềm và vận hành doanh nghiệp đã tương đối thành công. Cách thức này đòi hỏi các cơ quan chính quyền phải liên tục hoàn thiện, thích nghi với môi trường đang thay đổi nhanh chóng, tự tái tạo bản thân để có thể hiểu thấu được bản chất nhiệm vụ họ cần quản lý, điều tiết là gì. Để làm được việc này, chính quyền và các cơ quan pháp luật cần phối hợp chặt chẽ với các tổ chức xã hội và doanh nghiệp.

4. Bộ tiêu chí đánh giá độ sẵn sàng cho CMCN 4.0

Những tiến bộ công nghệ cao gần đây đã đưa con người, doanh nghiệp, các quốc gia và thị trường toàn cầu gần nhau hơn bao giờ hết. Xu hướng này chắc chắn sẽ tăng tốc theo thời gian tới. Một nghiên cứu toàn diện của Diễn đàn kinh tế thế giới (World Economic Forum – WEF) đã phân loại năng lực kết nối mạng của các quốc gia dựa trên mô hình độ sẵn sàng kết nối. Chỉ số này phản ánh trình độ của các quốc gia trong thế giới số. Chỉ số phụ thuộc vào các động lực mà mỗi quốc gia cần sở hữu trong công nghệ số để đáp ứng tiềm năng phát triển của mình và liệu các công nghệ đó có ảnh hưởng lên nền kinh tế và xã hội của quốc gia đó. Cuộc CMCN 3.0 đem lại những công nghệ số đã thay đổi bản chất của năng lực sáng tạo của mỗi tổ chức, quốc gia.

Tương tự như chỉ số kết nối của WEF, đối với CMCN 4.0 sẽ là rất cần thiết nếu chúng ta thiết lập được một bộ chỉ số đánh giá mức độ sẵn sàng của các tổ chức, doanh nghiệp và quốc gia khi cuộc cách mạng này đang tiến vào, đặc biệt là lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế. Những thách thức này được đối chiếu với những quan niệm đột phá như IoT, các hệ thống điều khiển phỏng sinh học CPS) hoặc điện toán đám mây. Một đề xuất từ Liên đoàn kỹ nghệ Đức (German Engineering Federation – VDMA) đã định ra mô hình 6 chiều (Hình 2) để đánh giá cấp độ sẵn sàng của một tổ chức. Mô hình này cũng nhấn mạnh vào các điểm mốc căn bản mà mọi tổ chức, quốc gia cần vượt qua để tiến vào CMCN 4.0.

Trong mô hình 6 chiều này, 2 chiều đầu tiên (nhà máy và sản phẩm thông minh) liên quan tới thế giới thực, trong khi 2 chiều khác (phương thức sản xuất thông minh và các dịch vụ dựa trên dữ liệu) thuộc về thế giới ảo. Hai chiều cuối cùng (chiến lược và tổ chức, chất lượng nguồn nhân lực) đảm bảo sự kết nối nhịp nhàng giữa hai thế giới thực và ảo thông qua con người và tổ chức bộ máy với chiến lược, chủ trương phù hợp cùng với năng lực thực hiện việc chuyển đổi sang CMCN 4.0. Theo quan niệm này, CMCN 4.0 có thể được gọi là sự pha trộn của thế giới thực và ảo. Trong Hình 3, các chiều của mô hình được giải thích cụ thể như sau:

1. Nhà máy thông minh là môi trường sản xuất trong đó các hệ thống dây chuyền và hậu cần tổ chức làm việc phối hợp với nhau mà không có sự can thiệp của con người. Nhà máy này do vậy dựa trên các hệ thống điều khiển phỏng sinh học (CPS) kết nối thế giới thực và ảo với nhau thông qua nền tảng CNTT và hệ thống IoT. Năng lực của một tổ chức đối với chiều đánh giá này có thể định lượng hóa bằng các tiêu chí như:

1. 1. Mô hình số hóa
   2. Hạ tầng thiết bị và thành phần máy móc
   3. Mức độ sử dụng dữ liệu
   4. Các hệ thống và hạ tầng CNTT

2. Sản phẩm thông minh là nền tảng cho nhà máy thông minh và phương thức sản xuất thông minh. Đây cũng chính là cấu phần cốt yếu của một nhà máy thông minh thống nhất cho phép quá trình sản xuất tự động hóa cao, linh hoạt và hiệu quả. Các cấu phần vật lý được tích hợp các chi tiết kỹ thuật như bộ cảm biến, RFID (Radio Frequence Identification - định danh bằng sóng radio), giao diện truyền dẫn… giúp cho việc thu thập dữ liệu về môi trường và hiện trạng của bản thân các thiết bị. Độ sẵn sàng trong mảng sản phẩm thông minh có thể được xác định thông qua các chức năng CNTT bổ sung vào sản phẩm và cấp độ sử dụng dữ liệu trong việc phân tích.

3. Phương thức sản xuất thông minh: Các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất và lập kế hoạch là rất cần thiết để hiện thực hóa cơ chế tự kiểm soát trong quá trình sản xuất. Đây được gọi là phương thức sản xuất thông minh. Độ sẵn sàng CMCN 4.0 đối với chiều đánh giá này có thể xác định dựa theo các tiêu chí:

1. 5. Chia sẻ dữ liệu giữa các khâu trong quá trình sản xuất
   6. Cấp độ sử dụng mô hình điện toán đám mây
   7. An toàn bảo mật thông tin
   8. Các qui trình tự hành trong tổ chức

4. Các dịch vụ dựa trên dữ liệu: Các doanh nghiệp đang chuyển đổi từ bán sản phẩm sang cung cấp giải pháp đã chứng minh mô hình các dịch vụ dựa trên dữ liệu. Các dịch vụ này căn chỉnh mô hình kinh doanh tương lai của các doanh nghiệp với mục tiêu làm tăng giá trị cho khách hàng. Các dịch vụ hậu mãi dựa trên các đánh giá phản hồi từ khách hàng và kỹ thuật thông minh phân tích dữ liệu về mức độ tín nhiệm của khách hàng đối với toàn thể đơn vị. Các sản phẩm vật lý phải được trang bị với chức năng CNTT, bổ sung công năng gửi nhận và xử lý thông tin giúp cho quá trình giám sát sự vận hành của sản phẩm. Chiều đánh giá này được xác định bởi 3 tiêu chí:

1. 1. Độ sẵn sàng của dịch vụ mọi lúc, mọi nơi

1. 10. Tỉ lệ doanh số được tạo ra từ phân khúc dịch vụ cho các sản phẩm
   11. Tỉ lệ dữ liệu được sử dụng trong quá trình phân tích, đánh giá sản phẩm

5. Chiến lược và tổ chức: CMCN 4.0 tạo ra cơ hội phát triển các mô hình kinh doanh mới cùng nhau thay vì chỉ cải tiến các qui trình kinh doanh hiện hữu thông qua việc sử dụng công nghệ số. Tính mở và độ tương tác văn hóa có thể được đánh giá sử dụng các tiêu chí như:

1. 50. Việc thực hiện chiến lược tích lũy/phát kiến tri thức cho CMCN 4.0

1. 1000. Đánh giá lại các chiến lược thông qua hệ thống chỉ số để hoạt động hiệu quả hơn
   14. Các dự án đầu tư của tổ chức liên quan tới cuộc cách mạng này
   15. Độ am hiểu trong quản lý công nghệ và quản lý sức sáng tạo trong tổ chức
   16. Độ am hiểu trong hiện trạng hoạt động nghiên cứu phát triển (R&D)

6. Nhân lực giúp cho tổ chức hiện thức hóa quá trình chuyển đổi số. Chiều đánh giá này phụ thuộc vào các kỹ năng của nhân viên và năng lực có thể tiếp nhận tri thức/kỹ năng mới của họ. Lý do chính là nhân viên sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất trong quá trình chuyển đổi công nghệ của tổ chức, trực tiếp tác động vào môi trường làm việc của họ. Do vậy, yêu cầu tiên quyết đối với nhân viên là họ phải có khả năng tiếp nhận các kỹ năng mới phù hợp với trang thiết bị hiện đại trong môi trường làm việc số.

Mô hình đánh giá trên sẽ giúp cho việc đánh giá mức độ chuẩn bị của tổ chức đối với CMCN 4.0 dựa trên các tham số quan trọng và phân tích được độ lệch từ hiện trạng của tổ chức cần phải giải quyết để tiếp nhận làn sóng CMCN 4.0.

5. Đối sách của các nước trên thế giới

5.1. Chiến lược của các nước phát triển

CMCN 4.0 xuất phát từ Đức. Quá trình này đang tăng tốc tại Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, các nước Bắc Âu và Anh. Mọi quốc gia, tổ chức, doanh nghiệp trên thế giới đều nhận thức được quá trình tăng tốc số hóa quản trị trong khoảng 5 năm tới. Ví dụ: vào năm 2020, Mỹ sẽ tăng tỉ lệ số hóa tới 74% từ tỉ lệ 32% hiện nay. Với châu Á – Thái Bình Dương, con số tương tự là 67% và 36%. Châu Âu là 71% và 30%.

Chính phủ Đức ưu tiên chiến lược số hóa tới năm 2025 để hiện đại hóa lĩnh vực sản xuất của mình, thông qua hoạt động nghiên cứu và sáng tạo của CMCN 4.0. Để giải quyết các thách thức, chính phủ nước này hỗ trợ giáo dục đào tạo và nguồn lực cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ chưa nhận thức được lợi ích của CMCN 4.0. Bên cạnh đó là các vấn đề như thiếu hụt nhân lực có kỹ năng, việc định chuẩn và nguy cơ an toàn bảo mật. Hiện nay, mối quan tâm chính của quốc gia này là tìm kiếm cách thức thực thi CMCN 4.0 thay vì tạo lập các mô hình kinh doanh mới, xây dựng các hướng dẫn cho chính phủ và giới công nghiệp trong cuộc cách mạng này, tận dụng nguồn lực các chuyên gia trong các mảng công nghệ nền. Thực hiện các việc này, chính phủ Đức đã ký kết các biên bản ghi nhớ phối hợp thực thi CMCN 4.0 với các đối tác quan trọng như Trung Quốc, Nhật Bản và Pháp.

Các quốc gia khác trên thế giới cũng bước đầu hoạch định chiến lược cho CMCN 4.0. Cụ thể, chính phủ Mỹ đã thực hiện vài chương trình quan trọng như Mạng lưới quốc gia về sáng tạo trong sản xuất (National Network for Manufacturing Innovation - NNMI). Mạng lưới này bao gồm các khu vực tăng cường hoạt động phát triển và ứng dụng các công nghệ sản xuất tiên tiến nhất để tạo ra các sản phẩm mới, khả năng cạnh tranh toàn cầu. Bên cạnh đó, Viện Sáng tạo sản xuất tăng dần quốc gia (National Additivie Manufacturing Innovation Institute) đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ sản xuất tăng dần và in 3D trong lĩnh vực sản xuất trong nước. Ngoài ra, chiến dịch Khởi nghiệp Mỹ do Nhà Trắng khởi động nhằm cổ động cho tinh thần doanh nghiệp có sức bật lớn trên toàn quốc.

Kế hoạch 5 năm (2016 - 2020) được thông qua vào tháng 3 năm 2016 bởi chính phủ Trung Quốc đặt mục tiêu thực hiện đồng thời chương trình “Made in China 2025” và CMCN 4.0. Chương trình nhằm tăng hàm lượng do Trung Quốc phát triển trong các thiết bị thành phần và vật liệu lõi tới tỉ lệ 40% (2020) và 70% (2025). CMCN 4.0 được cho là tăng năng suất lao động của quốc gia này khoảng 25-30%.

Ở góc độ khác, chính phủ Ấn Độ đặt mục tiêu tham vọng tăng phần đóng góp của khu vực sản xuất trong GDP lên 25% vào năm 2025 từ 16% hiện nay. Công nghệ IoT được cho là quan trọng nhất trong CMCN 4.0 của Ấn Độ sẽ hướng tới thị phần 20% toàn thế giới trong 5 năm tới. Chương trình này tập trung vào thế mạnh của khu vực sản xuất của Ấn Độ như vị trí chiến lược, dân số trẻ và chi phí rẻ hơn Trung Quốc.

5.2. Các thách thức đối với các nước đang phát triển

CMCN 4.0 chắc chắn sẽ có tác động và ảnh hưởng mạnh mẽ tới gia đình và xã hội, làm thay đổi cách thức hoạt động truyền thống của nhà máy công nghiệp và bộ máy chính quyền. Đánh giá về ý nghĩa và tác động của CMCN 4.0 tới các nền kinh tế phát triển đã được đưa ra thảo luận và làm rõ tại nhiều hội thảo, nhưng chúng ta khó tìm thấy các đánh giá tương tự đối với các quốc gia đang phát triển và các nền kinh tế đang trong giai đoạn chuyển đổi. Nhiều nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam hay các nước lớn như Trung Quốc và Ấn Độ đã khởi động quá trình tìm hiểu và chuẩn bị các chiến lược tiếp cận CMCN4.0.

Một trong những thách thức cơ bản của các quốc gia đang phát triển là thu hút và tăng cường hiệu quả các nguồn vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (Foreign Direct Investment - FDI). Trước đây, việc thu hút hiệu quả FDI ở các nước đang phát triển thường là do lao động giá rẻ. Giá thành lao động không còn đóng vai trò then chốt trong thời đại CMCN 4.0. Thay vào đó, các thách thức với các nền kinh tế đang phát triển là “hố sâu” ngày càng rộng hơn giữa công nghệ và kiến thức, các kĩ năng làm việc phức tạp, sự gia tăng bất bình đẳng và bình đẳng giới.

Các nước đang phát triển đã lỡ các “chuyến tàu” trong các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, có thể do nguyên nhân chủ quan hoặc khách quan. Việc lỡ tàu này có thể là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc tụt lại phía sau cả về năng suất lao động lẫn phúc lợi xã hội. Tăng cường tiếp cận, tham gia và tận dụng CMCN 4.0 là cơ hội để các nước đang phát triển tránh bị tụt lại xa hơn và vươn lên phía trước. Một số thách thức chính là nhận thức và sự chuẩn bị sẵn sàng, sự bùng nổ dữ liệu và chuyển đổi nguồn lực lượng lao động.

1. Nhận thức và sự chuẩn bị sẵn sàng: các doanh nghiệp, cá nhân và nhà nước đều cần có nhận thức đầy đủ về nội hàm cũng như đưa ra các đánh giá phù hợp về CMCN 4.0. Sự bất định của nền kinh tế làm xuất hiện nhu cầu cần thiết để các doanh nghiệp tập dượt và kiểm tra mô hình kinh doanh và sản xuất.

2. Sự bùng nổ dữ liệu: Công ty Ericsson đang đưa vào thử nghiệm thế hệ mới nhất, thế hệ thứ năm của hệ thống di động - 5G. Nếu được áp dụng, hệ thống 5G sẽ làm tăng đáng kể tốc độ kết nối các thiết bị với nhà mạng và các thiết bị với nhau. Một lượng thông tin lớn sẽ được truyền thông qua các kết nối không dây và tới nhiều thiết bị hơn. Hệ thống 5G này sẽ đóng vai trò là hệ thống nền tảng để kết nối con người với thiết bị, máy móc. 5G cũng như 3G, 4G chủ yếu phục vụ các thiết bị di động gắn với con người (tiêu thu năng lượng vừa phải + năng lực tính toán lớn) do vậy phù hợp với SMAC hơn. Tuy nhiên, IoT còn nhiều hơn thế với các thiết bị cảm biến sensor và cơ điện tử dùng trong các hệ thống điều khiển công nghiệp như lĩnh vực giao thông, đường sắt, hàng không, điện lực, dầu khí… Các thiết bị này về cơ bản hoạt động tương đối độc lập với một tính năng xác định (Application-Specific Integrated Circuit hay ASIC) thường được nhúng (embedded) trong một hệ thống tổng thể lớn hơn. Các bộ vi xử lý CPU trong máy tính cá nhân PC và smartphone là vi xử lý đa mục đích - general purpose chip nên chúng có năng lực tính toán lớn và tiêu thụ năng lượng lớn. Ngược lại, ASIC tối ưu hóa cho một tính năng xác định nên tiêu thụ năng lượng ít, phạm vi truyền dẫn không dây ngắn và năng lực tính toán vừa phải. Các chuẩn truyền dẫn công nghiệp do đó phải phù hợp với những thiết bị này (hoạt động độc lập, định kỳ và tiêu thu năng lượng ít…) như Zigbee (chuẩn IEEE 802.15.4). Ước tính có khoảng năm tỉ thiết bị đang được kết nối thông qua mạng lưới Internet vạn vật (IoT) và con số này sẽ tăng gấp bốn lần, lên hai mươi triệu thiết bị, trong vòng năm năm tới. Để xây dựng được một hệ sinh thái kĩ thuật số vững chãi, cần phải tăng cường việc kết nối trực tiếp giữa các thiết bị, chia sẻ dữ liệu và đạt được các bộ tiêu chuẩn trong việc chia sẻ dữ liệu cũng như hình dung một cách đầy đủ các cấu phần của hệ thống. Dữ liệu được thu thập và chia sẻ bởi số lượng thiết bị khổng lồ này làm phát sinh các vấn đề như xử lý dữ liệu lớn, đảm bảo an ninh mạng, an ninh dữ liệu và quyền riêng tư của người sử dụng thiết bị.

3. Chuyển đổi nguồn lực lượng lao động: Sự chuyển dịch nguồn lực lao động và công việc đang và sẽ tiếp tục diễn ra với một tốc độ vừa phải nhưng trải rộng khắp nhiều ngành nghề. Lao động thời đại kỹ thuật số được hỗ trợ bởi các thiết bị và robot thông minh hay máy bay không người lái là các lực lượng lao động mới, đang tham gia vào công việc sản xuất và dần thay thế con người trong một số công việc và công đoạn nhất định. Một số ngành công nghiệp mới sẽ xuất hiện và nổi lên nhanh chóng như y học số, nông nghiệp chính xác, thiết kế và chế tạo robot cho y tế. Chuyền đổi số cũng xuất hiện ở một số các công việc truyền thống, ví dụ các công nghệ thực tại ảo, thực tại trộn sẽ hỗ trợ công nhân trong công việc, đem lại năng suất lao động cao hơn và tạo nên một môi trường làm việc an toàn. Để chủ động trao việc điều phối và kiểm soát được sự chuyển đổi nguồn lực lao động, một trong các giải pháp là chú trọng phát triển và cải tổ hệ thống giáo dục nhằm trang bị các kỹ năng cần thiết cho lực lượng lao động.

5.3. Hiện trạng và độ sẵn sàng của Việt Nam

Trong giai đoạn hiện nay, như nhiều chuyên gia nhận xét, động lực tăng trưởng của Việt Nam trong giai đoạn trước đã cạn. Trong 10 năm trước đây, tăng trưởng GDP của Việt Nam đạt trung bình 7-8%/năm chủ yếu là do giá nguyên vật liệu cao và nhân công rẻ. Tuy nhiên, trong 2-3 năm trở lại đây, tốc độ tăng trưởng không như kỳ vọng, chỉ quanh quẩn khoảng 5-6%/năm. Chúng ta phải chuyển đổi mô hình tăng trưởng nền kinh tế từ chiều rộng sang chiều sâu, gắn với mục tiêu phát triển bền vững, đảm bảo môi trường. Và yếu tố đầu vào của phát triển kinh tế đã chuyển từ lao động, tài nguyên và vốn tài chính sang đặt trọng tâm vào yếu tố kỹ năng và KHCN. Không còn cách nào khác, chúng ta phải đi sâu vào phát triển và làm chủ KHCN mũi nhọn để tăng hiệu quả của bộ máy kinh tế Việt Nam, tức là vẫn đảm bảo giá trị đầu ra của nền kinh tế trong khi lượng đầu vào sẽ giảm đi, đặc biệt là tài nguyên, khoáng sản vì những yếu tố này không có khả năng tái tạo, đi kèm mặt trái là ảnh hưởng tới môi trường sống và gây ra chi phí khắc phục thậm chí rất đắt cho thế hệ tương lai của đất nước. Thực tế, đây cũng là hướng đi phù hợp nhất mà cả thế giới đang theo đuổi. 

Trong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông, theo Sách trắng công nghệ thông tin và truyền thông 2017, tổng số doanh nghiệp CNTT cả nước năm 2016 ước tính là 24.501 DN, tăng 13,13% so với năm 2015. Tổng doanh thu lĩnh vực CNTT năm 2016 ước tính đạt 1.500.000 tỷ đồng (tương đương 67,693 tỷ USD, tăng 11,49% so với năm 2015), trong đó công nghiệp phần cứng là 58,838 tỷ USD, công nghiệp phần mềm là 3,038 tỷ USD, công nghiệp nội dung số là 739 triệu USD và dịch vụ CNTT (trừ buôn bán, phân phối) là 5,078 tỷ USD. Trong 59 tỉ USD công nghiệp phần cứng, chủ yếu góp phần là các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài. Riêng tập đoàn Samsung đã đóng góp hơn 40 tỉ USD với các nhà máy lắp ráp smartphone, qui mô hàng trăm ngàn công nhân nhưng giá trị gia tăng do Việt Nam rất ít (trình độ thấp, lao động giá rẻ, khâu giá trị thấp nhất trong chuỗi giá trị toàn cầu). Bản chất của vấn đề này là do nền tảng KHCN nước ta còn thấp, dẫn đến thu được rất ít giá trị thặng dư do sản phẩm công nghệ cao mang lại. Kim ngạch xuất khẩu CNTT ước đạt 60,789 tỷ USD, trong đó phần cứng điện tử là 57,737 tỷ USD, phần mềm là 2,491 tỷ USD. Tổng nộp ngân sách nhà nước ước đạt 34,320 tỷ đồng, đóng góp khoảng 3,4% tổng ngân sách nhà nước. Theo Vụ CNTT (Bộ TTTT), nếu so sánh với ngành đang được coi là rất “nóng” hiện nay - ngành công nghiệp ô tô. Năm 2016, nhập khẩu 2,3 tỷ USD xe nguyên chiếc và 1,4 tỷ USD phụ tùng, tổng là 3,7 tỷ USD thì ngành CNTT có doanh thu gấp khoảng gần 20 lần ngành công nghiệp ô tô.

Là cơ quan KHCN số một của cả nước, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam hoàn toàn ý thức được những khó khăn và thuận lợi hiện nay trong bối cảnh của cuộc cách mạng KHCN đang tới. Thuận lợi lớn nhất là ý chí của lãnh đạo từ trung ương tới địa phương trong sự phát triển kinh tế - xã hội dựa trên ứng dụng KHCN. Kéo theo đó là sự quan tâm, đầu tư cho các nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ cao vào các hoạt động quản lý nhà nước, hoạt động kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh - quốc phòng… Cơ cấu dân số của chúng ta khá trẻ, có ý thức học tập và cầu tiến cũng là một thuận lợi cho việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng KHCN vào cuộc sống.

Trong bối cảnh đó, khó khăn lớn nhất cho chúng ta trong sự cạnh tranh nhân lực ở qui mô toàn cầu hiện nay là sự thiếu hụt nhân lực trình độ cao, đặc biệt là công nghệ mũi nhọn trong CMCN 4.0, cũng như năng lực tiếp cận đưa sản phẩm KHCN vào thực tiễn, biến kết quả nghiên cứu được thương mại hóa trong thị trường. Qui mô và sức cạnh tranh của nền kinh tế Việt Nam còn hạn chế. Do vậy, nguồn lực đầu tư để phát triển và làm chủ những công nghệ mũi nhọn rất khó khăn.

Việt Nam cũng được đưa vào danh sách đánh giá của Ấn Độ khi tiếp cận CMCN 4.0 của họ. Theo đó, Việt Nam đang nhanh chóng trở thành lựa chọn ưa thích cho việc thiết lập cơ sở của nhiều doanh nghiệp khi họ muốn mở rộng sản xuất ở nước ngoài, thay thế cho Trung Quốc và Đài Loan. Việt Nam có lợi thế cạnh tranh với nhiều quốc gia khi tham gia các hiệp định thương mại quốc tế quan trọng như TPP và đạt được Hiệp định thương mại tự do với Liên minh châu Âu. Ngoài ra, Việt Nam có ưu thế về lực lượng lao động rẻ, khoảng cách gần với các chuỗi cung ứng đặt tại châu Á. Khu vực sản xuất của Việt Nam đã đạt giá trị 14.5 tỷ USD đầu tư nước ngoài FDI vào năm 2015. Tuy nhiên, hầu hết các ngành công nghiệp của Việt Nam mới dừng lại ở CMCN 2.0. Việt Nam đã có những sản phẩm CNTT và điện tử nhưng chất lượng và số lượng vẫn còn nhiều hạn chế. Do vậy, các doanh nghiệp sản xuất của Việt Nam đang tìm kiếm sự hỗ trợ từ chính phủ về chính sách và cải cách cho phép tiếp nhận những công nghệ và khoản đầu tư mới.

6. Kết luận

Tính linh hoạt sẽ là chìa khóa thành công cho các quốc gia trong CMCN 4.0. Các nền kinh tế với độ linh hoạt cao nhất trong thị trường lao động, hệ thống giáo dục - đào tạo, các hạ tầng trọng yếu và hệ thống luật pháp sẽ là nhóm thu lợi lớn từ cuộc cách mạng này. Cụ thể là các quốc gia phát triển. Trong khi đó, những nước đang phát triển sẽ gặp nhiều thách thức to lớn hơn khi nguồn lao động giá rẻ không còn là lợi thế nữa. Công nghệ tự động hóa sẽ thay thế các công việc cấp thấp, trong khi năng lực hạn chế của các hệ thống hạ tầng trọng yếu không cho phép các quốc gia này có được nhiều lợi ích của tính kết nối toàn cầu. Báo cáo này đã làm rõ nội hàm, chỉ ra các đặc điểm chính của CMCN 4.0 và tóm tắt tác động vĩ mô của nó trên phạm vi toàn cầu. Đối sách của các quốc gia đối với cuộc cách mạng này không có cách nào khác là nâng cao chất lượng nguồn nhân lực KHCN để vươn lên nấc thang giá trị cao hơn của chuỗi giá trị toàn cầu (global value chain). Để có chiến lược mang tính hệ thống, chúng ta phải hiểu rõ những công nghệ nền tảng của CMCN 4.0 để từ đó có sự đầu tư con người, trang thiết bị cho phù hợp, thích ứng với xu thế biến đổi của các công nghệ mũi nhọn này. Một bộ tiêu chí là cần thiết để giúp chúng ta xác định được vị thế của mình ở đâu trong bối cảnh của cuộc cách mạng này, từ đó mới xây dựng chiến lược quốc gia thích ứng với CMCN 4.0./.

Tài liệu tham khảo

1. Deloitte, Industry 4.0 – Challenges and solutions for the digital transformation and use of exponential technologies, 2015.
2. Grant Thornton, India’s Readiness for Industry 4.0, 2017.
3. PwC, Industry 4.0 – Opportunities and Challenges of the Industrial Internet, 2014.
4. Klaus Schwab, The Fourth Industrial Revolution: what it means, how to respond, World Economic Forum, 14/01/2016
5. Bộ Thông tin và Truyền thông, Sách trắng Công nghệ thông tin và Truyền thông 2017.