Giáo trình Tin học văn phòng - Bài 3: Cách mạng Công nghiệp 4.0 - Thiều Quang Trung

BÀI 3 CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 GV Th.S. Thiều Quang Trung Trường Cao đẳng Kinh tế Đối ngoại • Các giai đoạn cách mạng công nghiệp1 • Cách mạng công nghiệp lần thứ 42 • Tiềm năng công nghiệp 4.03 • Tác động ảnh hưởng4 Nội dung GV Thiều Quang Trung 2 Cái gì đây ? GV Thiều Quang Trung Cái gì đây ? GV Thiều Quang Trung Cái gì đây ? GV Thiều Quang Trung Cái gì đây ? GV Thiều Quang Trung Cái gì đây ? GV Thiều Quang Trung Tiến hóa hay cách mạng ? GV Thiều Quang Trung Các giai đoạn của cách mạng công nghiệp 4. Industrial revolution Dựa vào các hệ thống liên kết thế giới thực và ảo (cyber-physical systems) 3. Industrial revolution Sử dụng kỹ thuật điện tử, CNTT và sản xuất tự động 2. Industrial revolution Động cơ điện và dây chuyền lắp ráp sản xuất hàng loạt 1. Industrial revolution Cơ khí hóa với máy chạy bằng thủy lực và hơi nước Cuối thế kỷ 18 Đầu thế kỷ 20 Đầu thập niên 70 Industry 1.0 Industry 3.0Industry 2.0 Industry 4.0 L e v e l o f c o m p le x it y Ngày nay Source: DFKI/Bauer IAO GV Thiều Quang Trung 1. 1760 to 1840 - Mở ra sản xuất cơ khí; đường sắt và động cơ hơi nước 2. 1870 to 1940 - Sản xuất hàng loạt; điện và dây chuyền lắp ráp 3. 1960 to 2010 - Máy tính; chất bán dẫn, siêu máy tính, thiết bị cá nhân, internet Các giai đoạn của cách mạng công nghiệp GV Thiều Quang Trung Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 • Xu hướng tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong sản xuất, gồm các hệ thống liên kết thế giới thực và ảo CPS (cyber-physical system), Internet vạn vật IoT và Internet dịch vụ IoS • Công nghiệp 4.0 tạo ra nhà máy thông minh (Smart Factory): cấu trúc kiểu module, hệ thống CPS giám sát các quy trình thực tế, tạo ra một bản sao mô phỏng của thế giới thực GV Thiều Quang Trung Không tồn tại trước năm 2007 • iPhone, IPad • 4G • Uber • Android • Instagram • Snapchat • WhataApp GV Thiều Quang Trung Thời gian để đạt 100 triệu khách hàng • Telephone 75 Years • Web 7 Years • Facebook 4 Years • Instagram 2 Years GV Thiều Quang Trung Hệ thống Cyber Physical Systems • Cơ chế được kiểm soát hoặc giám sát bởi các thuật toán máy tính • Tích hợp chặt chẽ với Internet và người dùng hệ thống • Các thành phần vật lý và phần mềm của hệ thống được gắn kết và tương tác với nhau, điều khiển theo ngữ cảnh  Ví dụ như lưới điện thông minh, ô tô tự lái, giám sát y tế, hệ thống điện tử điều khiển máy bay tự động GV Thiều Quang Trung Hệ thống CPS GV Thiều Quang Trung Lợi ích của hệ thống CPS • Hệ thống an toàn hơn và hiệu quả hơn • Giảm chi phí xây dựng và vận hành hệ thống • Xây dựng các hệ thống phức tạp cung cấp các khả năng mới • Giảm chi phí tính toán, kết nối mạng và cảm biến • Cho phép triển khai quy mô quốc gia hoặc toàn cầu GV Thiều Quang Trung Hệ thống CPS ứng dụng trong nhà máy thông minh GV Thiều Quang Trung Nhà máy thông minh (Smart Factory) • Từ sản xuất tự động chuyển sang sản xuất thông minh bằng việc sử sụng người máy, máy móc và phần mềm thông minh • Nhà máy thông minh: các máy móc, người máy được kết nối với nhau (IoT) thành một hệ thống, dựa trên phân tích dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo AI. Con người chỉ làm giám sát, điều khiển robot • Sử dụng 3D Printing: Chạm khắc đồ gỗ, cắt chữ điện tử, làm ốc vít, linh kiện, chế tạo ô tô • Quản lý và điều hành nhà máy thông minh GV Thiều Quang Trung Nhà máy thông minh GV Thiều Quang Trung Trí tuệ nhân tạo (AI) làm nền tảng cho công nghiệp 4.0 • IBM Watson: bác sĩ chữa ung thư, trợ giảng đại học, nhân viên trực call center (viễn thông, ngân hàng, bảo hiểm, bệnh viện ) • Chatbot: thay thế nhân viên trực call center (Singapore đã dùng) • Bệnh viên thông minh, chăm sóc sức khỏe thông minh, thiết bị y tế thông minh kết nối IoT • Xe lái tự động (Tesla, Apple, Google, ) • Điều khiển giao thông thông minh • Hàng không thông minh (bảo dưỡng, tiếp nhiên liệu máy bay) GV Thiều Quang Trung 6 nguyên tắc thiết kế trong công nghiệp 4.0 • Interoperability: khả năng tương tác của các hệ thống CPS, con người và nhà máy thông minh kết nối và giao tiếp với nhau thông qua IoT và IoS • Virtualization: một bản sao ảo hóa của nhà máy thông minh được tạo ra bằng cách liên kết dữ liệu cảm biến (từ giám sát các quá trình thực tế) với mô hình mô phỏng • Decentralization: khả năng phân tán của các hệ thống CPS trong các nhà máy thông minh tạo ra các quyết định riêng biệt GV Thiều Quang Trung 6 nguyên tắc thiết kế trong công nghiệp 4.0 • Real-Time Capability: khả năng thu thập và phân tích dữ liệu và cung cấp thông tin tức thời • Service Orientation: cung cấp dịch vụ (của các hệ thống CPS, con người và nhà máy thông minh) thông qua IoS • Modularity: thích nghi linh hoạt của các nhà máy thông minh cho các yêu cầu thay đổi các module riêng lẻ GV Thiều Quang Trung Các khối xây dựng nên công nghiệp 4.0 Industry 4.0 Autonomous Robots Simulation Horizontal and vertical system integration Industrial Internet of Things Cyber Security Additive Mfg Augmented reality Big data analytics GV Thiều Quang Trung Tiềm năng của công nghiệp 4.0 Sản xuất được hỗ trợ bởi robot Dự báo công việc bảo trì Sản xuất phụ cho các bộ phận phức tạp Máy móc làm dịch vụ Big data điều khiển kiểm soát chất lượng Mô phỏng dây chuyền sản xuất Mạng lưới cung cấp thông minh GV Thiều Quang Trung Robot làm việc trong nhà kho Amazon 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 2013 2014 2015 2016 GV Thiều Quang Trung Nhà máy thông minh của Airbus • MiRA (Mixed Reality Application) tablet • Kết nối giữa bộ cảm biến và máy tính bảng • Internet Connected Smart Tools • Tự điều chỉnh theo hành động • Ghi lại thông tin nhật ký • Giảm thời gian lắp ráp • Công nghệ tương tác thực tế (Augmented Reality) trợ giúp hướng dẫn và dạy học GV Thiều Quang Trung Một số dự đoán tương lai • Năng xuất lao động tăng cao, giảm giá thành, nâng cao chất lượng • Khi tự động hóa chiếm 80% thì yếu tố nhân công rẻ sẽ hết • Lao động ngành may mặc, giày da, lắp ráp điện tử bị đe dọa nghiêm trọng nhất: 100 triệu CN Trung Quốc, hàng chục triệu CN Việt Nam, Thái, Myanmar, Bangladesh có nguy cơ thất nghiệp GV Thiều Quang Trung Một số dự đoán tương lai • Nguy cơ dịch chuyển nhà máy về lại Mỹ, Châu Âu, Nhật, Hàn Quốc khi giá nhân công chỉ còn chiếm 10- 15% giá thành, thay vì chiếm 40% giá thành như hiện nay • Foxconn đã dùng 60.000 robot thay thế 1 triệu công nhân • Nhà máy VPIC (Giang Điền, Đồng Nai) 200.000m2, 600 lao động GV Thiều Quang Trung  10% người dân mặc các loại quần áo kết nối với internet  90% người dân có thể lưu trữ dữ liệu không giới hạn và miễn phí  1 nghìn tỷ cảm biến kết nối với internet  Dược sĩ robot đầu tiên ở Mỹ  10% kính đọc sách kết nối với internet  80% người dân hiện diện số trên internet  Ô tô đầu tiên được sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ in 3D GV Thiều Quang Trung Một số dự đoán tương lai  Điều tra dân số bằng các nguồn dữ liệu lớn  Chiếc điện thoại di động cấy ghép trên cơ thể người đầu tiên được thương mại hóa  5% sản phẩm tiêu dùng được in bằng công nghệ in 3D  90% dân số sử dụng điện thoại thông minh và thường xuyên truy cập internet GV Thiều Quang Trung Một số dự đoán tương lai Ảnh hưởng của công nghiệp 4.0 Economy Business National & Global Society Individual Impact GV Thiều Quang Trung Ảnh hưởng đến nền kinh tế • Phát triển • Lão hóa • Năng suất • Việc làm • Lao động thay thể • Bản chất công việc GV Thiều Quang Trung Ảnh hưởng đến doanh nghiệp • Kỳ vọng của khách hàng • Sản phẩm tăng cường dữ liệu • Đổi mới hợp tác • Mô hình hoạt động mới Combining digital, physical and biological worlds GV Thiều Quang Trung Các tác động khác • Quốc gia & Thế giới • Chính phủ • Quốc gia, vùng và thành phố • An ninh quốc tế • Xã hội • Bất bình đẳng • Cộng đồng • Cá nhân • Danh tính, Đạo đức • Kết nối nhân loại GV Thiều Quang Trung Những kỹ năng quan trọng Năm 2015 Năm 2020 1 Kỹ năng giải các vấn đề phức tạp Kỹ năng giải các vấn đề phức tạp 2 Kỹ năng hợp tác với người khác Kỹ năng Tư duy phản biện 3 Kỹ năng quản lý con người Kỹ năng Tư duy sáng tạo 4 Kỹ năng Tư duy phản biện Kỹ năng quản lý con người 5 Kỹ năng đàm phán Kỹ năng hợp tác với người khác 6 Kỹ năng kiểm soát chất lượng Kỹ năng Trí tuệ cảm xúc 7 Kỹ năng định hướng dịch vụ Kỹ năng phán đoán, ra quyết định 8 Kỹ năng phán đoán và ra quyết định Kỹ năng định hướng dịch vụ 9 Kỹ năng chủ động lắng nghe Kỹ năng đàm phán 10 Kỹ năng Tư duy sáng tạo Kỹ năng linh hoạt trong nhận thức GV Thiều Quang Trung GV Thiều Quang Trung 36