Ngày 2 tháng 8 năm 2016, Samsung tung ra dòng điện thoại mới, Galaxy Note 7, gần một tháng trước khi iPhone phiên bản mới ra mắt. Khai trương Note 7 là một cột mốc quan trọng đối với Samsung khi mà hai công ty đang ganh đua quyết liệt cho ngôi vị hãng điện thoại lớn nhất thế giới. Hai tuần sau, Samsung bắt đầu bán Note 7 trên 10 thị trường, bao gồm Hàn Quốc và Mỹ. Giới phân tích không tiếc lời khen chiếc điện thoại này, và nhu cầu ban đầu phá vỡ kỷ lục về số đơn hàng ở Hàn Quốc, dẫn đến tình trạng khan hiếm ở nhiều thị trường. Tuy nhiên, trong vòng một tuần, có hàng chục trường hợp Note 7 bị cháy và nổ.
Samsung yêu cầu hàng trăm nhân viên nhanh chóng điều tra, nhưng không nhân viên nào có thể tái hiện hiện tượng này. Sau nhiều nỗ lực, các kỹ sư Samsung kết luận lỗi này nhiều khả năng nằm ở pin mua của một nhà cung cấp, và theo các quan chức Samsung, “pin bị lỗi” được dùng trong “dưới 0,1% số điện thoại bán ra”.1
Tin tức về điện thoại nổ vẫn tiếp tục xuất hiện, ngày 2 tháng 9 năm 2016, Samsung tạm ngưng bán sản phẩm và thu hồi gần 2,5 triệu chiếc Note 7 khỏi thị trường. Samsung hứa trong 2 tuần, khách hàng sẽ nhận được điện thoại thay thế với pin từ một nhà sản xuất khác. Tuy nhiên, vấn đề này vẫn tiếp tục, ngay cả ở những chiếc điện thoại thay thế, và đa số hãng hàng không cấm khách hàng mang Note 7 lên máy bay. Nhận ra sự nghiêm trọng và tổn hại uy tín, ngày 11 tháng 10 năm 2016, Samsung quyết định hủy bỏ dòng điện thoại Note 7, khiến giá cổ phiếu của hãng giảm 8%, và làm biến mất 17 tỷ đô-la giá trị vốn hóa.2
Trong khi trường hợp của Samsung là bài học đối với tất cả các doanh nghiệp, Siemens, ở Amberg, Đức, không gặp vấn đề này. Dùng công nghệ tối tân, Siemens đang tiên phong bước vào kỷ nguyên công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh.
CÔNG NGHIỆP 4.0
Năm 2011, chính phủ Đức đề ra khái niệm Công nghiệp 4.0, hay còn gọi là cách mạng công nghiệp lần thứ tư, và kể từ đó khái niệm và những ý tưởng xung quanh nó đã được chú ý trên toàn thế giới. Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất trong thế kỷ 18 được thúc đẩy bởi đầu máy hơi nước, dẫn đến việc cơ giới hóa thiết bị và cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp, từ giao thông đến dệt may. Việc phát minh ra máy phát điện và truyền tải điện đầu thế kỷ 20 trong các dây chuyền sản xuất đã mở ra cách mạng công nghiệp thứ hai. Nhờ vậy, nhiều sản phẩm như ô tô và đồ gia dụng được sản xuất hàng loạt và có giá dễ mua. Giữa thế kỷ 20, điện tử và công nghệ máy tính dẫn đến cách mạng công nghiệp thứ ba, mang lại sự đổi thay trong sản xuất, với việc máy tính trợ giúp thiết kế (computer-aided design) và sản xuất (computer-aided manufacturing), và tự động hóa nhờ robot. Ngày nay, công nghệ số đang đưa thế giới tiến gần hơn cách mạng công nghệ thứ tư, bao gồm sự hội tụ của sản phẩm thực với sản phẩm số.
Theo Cơ quan Thương mại và Đầu tư Đức, cơ quan phát triển kinh tế của chính phủ Đức, Công nghiệp 4.0 đại diện cho sự dịch chuyển từ sản xuất tập trung sang phân tán, trong đó máy móc không chỉ đơn thuần chế tạo sản phẩm, mà sản phẩm còn giao tiếp và ra lệnh cho máy móc nên chế tạo như thế nào.
Thông qua giao tiếp giữa máy móc với máy móc, các vấn đề có thể được phát hiện và máy móc sẽ tự động khắc phục mà không cần con người can thiệp. Tập đoàn Đức Siemens đã xây dựng nhà máy theo mô hình sản xuất thông minh, chứng tỏ tiềm năng của Công nghiệp 4.0.
Xí nghiệp thông minh
Tại Amberg, thị trấn nhỏ ở vùng Bavaria, Siemens đã xây dựng nhà máy của tương lai sản xuất thiết bị điều khiển lập trình được (programmable logic controllers - PLC), thiết bị dùng để tự động hóa máy móc và quy trình công nghiệp. Gần 75% hoạt động của nhà máy được số hóa và tự động hóa. Mỗi bộ phận được gắn mã vạch hoặc chip để có thể giao tiếp với máy móc, và ra lệnh cho máy móc thực hiện chính xác một thao tác nào đó ở chính xác một thời điểm nào đó. Dữ liệu được truyền đi tức thời giữa các bộ phận và máy móc. Bất kỳ thay đổi nào – bộ phận mới, nhà cung cấp mới, máy móc mới, quy trình mới – có thể được lập trình nhanh chóng để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Đến cuối quy trình sản xuất, Siemens có đầy đủ thông tin về mỗi bộ phận và về từng giai đoạn trong quá trình lắp ráp.
Để hiểu tầm quan trọng của số hóa, cần phân biệt số hóa với tự động hóa. Eckard Eberle, CEO về tự động hóa ở Siemens, giải thích đặc điểm điển hình của tự động hóa:
Trong các ngành công nghiệp sản xuất và gia công, các nhà máy được vận hành theo các mục tiêu định trước. Như vậy có nghĩa là nhà máy phải hiểu rõ toàn bộ dây chuyền, và đi vào hoạt động với giả thiết mọi khía cạnh đều đã được hiểu rõ. Quá trình sản xuất như vậy là bất biến, và ổn định. Cái lợi ở đây là tính hiệu quả.4
Tự động hóa, nếu thực hiện một cách ổn định và hiệu quả, sẽ loại trừ lỗi sản phẩm và tăng tốc độ sản xuất. Nhưng đổi lại, tính linh hoạt bị mất đi. Đó là một trong số những lý do vì sao phải mất vài năm để tung ra một dòng xe hơi mới. Xí nghiệp kỹ thuật số, trái lại, có đầy đủ lợi thế của tự động hóa – tốc độ và tính hiệu quả - nhưng cũng có sự linh hoạt và dễ theo dõi. Đối với nhiều sản phẩm, chẳng hạn PLC của Siemens và điện thoại của Samsung, đổi mới về linh kiện điện tử cũng như thiết kế sản phẩm xảy ra thường xuyên, khiến mô hình xí nghiệp truyền thống trở nên lỗi thời. Siemens đạt tỷ lệ 99,99885% sản phẩm không lỗi, dù nhà máy của hãng làm ra 12 triệu sản phẩm mỗi năm, tương đương khoảng 1 chiếc mỗi giây. Việc số hóa hoạt động cho phép các doanh nghiệp dễ dàng thay đổi bất kỳ bộ phận, máy móc và quy trình nào. Và sự linh hoạt này không đòi hỏi hi sinh tốc độ hay năng suất. Nhờ số hóa, Siemens đã tăng sản lượng 8,5 lần mà không cần mở rộng nhà máy hay sử dụng thêm nhân công.
Với việc sản xuất ngày càng phức tạp, có thể đòi hỏi hàng trăm linh kiện của hàng chục nhà cung cấp, lắp ráp ở hàng chục nhà máy khắp nơi trên thế giới, việc quản trị thay đổi và kiểm soát lỗi sản phẩm càng trở nên quan trọng. Đây là cách Siemens miêu tả nhà máy thông minh ở Amberg và tương lai của Công nghiệp 4.0:
Giờ đây, sản phẩm sẽ chỉ huy quá trình mà chúng được tạo ra. Nói cách khác, các mã sản phẩm sẽ cho máy móc biết thông số kỹ thuật là gì và cần các bước chế tạo nào. Một hệ thống như vậy là bước đầu của Công nghiệp 4.0. Cách mạng công nghiệp thứ tư là nơi quy trình sản xuất thực và ảo (kỹ thuật số) quy tụ làm một. Các xí nghiệp sẽ tự tối ưu hóa, vì các sản phẩm sẽ giao tiếp với nhau và với toàn hệ thống để tối ưu hóa dây chuyền. Sản phẩm, máy móc sẽ tính toán và quyết định bộ phận nào sẽ được sản xuất ở dây chuyền nào trước tiên sao cho kịp thời hạn. Các chương trình máy tính độc lập sẽ giám sát mỗi bước để bảo đảm các quy định về sản xuất được tuân thủ. Công nghiệp 4.0 cũng tiên đoán các nhà máy sẽ có thể sản xuất các sản phẩm đơn lẻ nhanh chóng, chất lượng, chi phí thấp và không sợ thua lỗ (thay vì luôn phải sản xuất quy mô lớn).5
Nhà máy kỹ thuật số của Siemens hé mở tương lai của sản xuất, và sau đó là kỷ nguyên mới với năng suất tăng vọt trong nhiều ngành công nghiệp.
Internet công nghiệp và dự đoán bảo trì
Sự phát triển của Internet thời kỳ đầu được thúc đẩy bởi viễn thông và thương mại điện tử. Ngày nay, sự phổ biến của các thiết bị kết nối, ước tính đến năm 2020 đạt 50 tỷ thiết bị, dữ liệu được trao đổi nhiều hơn. Chi phí thấp trong việc kết nối, lưu trữ và xử lý dữ liệu máy móc đang tạo đà cho sự phát triển của Internet công nghiệp. Bằng cách gắn cảm biến vào nhiều loại máy móc, từ động cơ phản lực đến tuabin gió, GE ước tính rằng nếu có thể dự đoán việc bảo trì để tăng năng suất của máy móc 1% (nhờ giảm thiểu thời gian hỏng hóc và tối đa thời gian sử dụng máy), hãng này có thể tiết kiệm 90 tỷ đô-la trong vòng 15 năm cho ngành dầu khí. Số tiền tiết kiệm ở các ngành khác, tuy không nhiều bằng, nhưng cũng đều rất ấn tượng (xem hình 5-1).
Để biến tiềm năng này thành hiện thực, GE phát triển Predix, một hệ điều hành dựa trên đám mây cho các ứng dụng công nghiệp. Hãng làm vậy vì nhận ra Internet công nghiệp khác với Internet phổ thông về nhiều mặt. Thứ nhất, sai sót trong công nghiệp rất tốn kém. Nếu Amazon mắc sai lầm khi giới thiệu cho bạn một cuốn sách, sẽ không quá tốn kém đối với bạn hay với Amazon. Nhưng lỗi thuật toán dùng trong công nghiệp có thể khiến tuabin phát điện bị hỏng hóc, gây thiệt hại hàng triệu đô-la. Thứ hai, an ninh đối với thiết bị công nghiệp, chẳng hạn một nhà máy điện, gây hậu quả nghiêm trọng hơn nhiều. Thứ ba, truyền tải dữ liệu từ những nơi xa xôi như dàn khoan dầu ở Vịnh Mexico là điều bất khả thi với Internet thông thường.
Hình 5-1: Tiết kiệm 1%
a14
Nguồn: Karim R. Lakhani, Marco Iansiti và Kerry Herman, “GE và Internet công nghiệp”, ví dụ số 614-032 (Boston: Trường Kinh doanh Harvard, 2014).
Tiếp đến, GE phát triển các ứng dụng trên nền tảng Predix. Một bộ ứng dụng, dùng cho quản trị hiệu suất của tài sản (asset-performance management - APM), được tạo ra để tăng tính ổn định của máy móc đồng thời giảm chi phí bảo trì. Điều đó cho phép GE trả lời 3 câu hỏi quan trọng: Liệu máy móc có bị hỏng hóc hay không, và khi nào? Và GE có thể làm gì để tránh thời gian chết?
APM có tác động lớn đến khách hàng của GE, như Gerdau, nhà sản xuất thép Brazil đang cố gắng giảm chi phí để cạnh tranh với các đối thủ Trung Quốc. Một mảng mà Gerdau yêu cầu GE giúp đỡ là giảm 40% chi phí bảo trì tiêu tốn 300 triệu đô-la một năm. Bằng việc thử nghiệm ứng dụng APM trên 50 máy móc trong một xí nghiệp thép và theo dõi hiệu quả, GE đã có thể giảm đáng kể chi phí bảo trì cho Gerdau trong vòng một năm. Thành công này khiến GE mở rộng việc áp dụng APM tới 11 xí nghiệp và 600 máy móc. Nhờ vậy, các nhà sản xuất thép khác liên hệ với GE để dự đoán bảo trì.6
Theo dõi từ xa và dự đoán bảo trì – những ứng dụng phổ biến của Internet Vạn vật – còn quan trọng hơn đối với các ngành công nghiệp như dầu khí, vì hầu hết tài sản cố định đặt ở những địa điểm xa xôi như Bắc Cực, ngoài khơi và những vùng nước sâu. Nhiều ngành công nghiệp có tài sản đã cũ và năng suất không còn cao, và mọi hỏng hóc không chỉ tốn kém mà còn đe dọa sự an toàn của nhân viên.
Viện McKinsey Toàn cầu ước tính việc áp dụng Internet Vạn vật để cải thiện hiệu quả hoạt động trong các xí nghiệp có tiềm năng đem lại 1,2 đến 3,7 nghìn tỷ đô-la mỗi năm cho kinh tế toàn cầu vào năm 2025.7
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐẮP DẦN (IN 3-D)
Năm 2015, MX3D, công ty công nghệ in 3-D bằng robot, bắt đầu xây dựng một chiếc cầu sắt tinh xảo ở Amsterdam sử dụng công nghệ in 3-D.8 Tháng 2 năm 2017, Apis Cor, một công ty khởi nghiệp, sử dụng máy in 3-D di động để xây dựng, ngay tại chỗ, một ngôi nhà 38m2 ở Nga.9 Tháng 4 năm 2017, các nhà nghiên cứu ở Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã in 3-D các cấu trúc giống mái vòm có đường kính 15m và chiều cao khoảng 3,5m, trong vòng 24 giờ.10 Local Motors đã in 3-D chiếc xe điện đầu tiên, mang tên Strati, chỉ mất 2 tháng từ thiết kế ban đầu cho đến khi có bản thử nghiệm.11 Thay thế mực in bằng các tế bào con người, tiến sĩ Anthony Atala ở Viện Wake Forest về Y học Tái tạo có thể “in các tế bào, xương, và thậm chí là nội tạng bằng cách dùng một chiếc máy bằng sắt nặng khoảng 360 kg, mang tên “ITOP”, hay Hệ thống Kết hợp In Nội tạng và Mô”.12
Trong vài năm gần đây, in 3-D càng trở nên phổ biến hơn trong các quy trình sản xuất, từ một thú vui cho những kẻ ghiền công nghệ biến thành phương thức chế tạo phiên bản mẫu cho máy móc hay in số lượng lớn các thiết bị trợ thính hoặc răng giả. Đơn vị phục vụ ngành hàng không của GE đã nghiên cứu công nghệ in 3-D nhiều năm trước để chế tạo vòi phun nhiên liệu dùng cho động cơ phản lực. Để giảm nhiên liệu tiêu thụ và khí thải từ động cơ máy bay, GE phát triển vòi phun nhiên liệu với thiết kế bên trong phức tạp bao gồm 20 bộ phận được hàn cứng. Những bộ phận này không những phải khớp với nhau thật chính xác, mà còn phải chịu được nhiệt độ rất cao và thời tiết khắc nghiệt trong quá trình bay. Cách chế tạo truyền thống những bộ phận này đã thất bại vài lần, buộc GE phải nghiên cứu công nghệ in 3-D.
GE hợp tác với Morris Technologies, công ty tiên phong về in 3-D. Bằng cách chồng các lớp bột kim loại mỏng, Morris Technologies đã chế tạo thành công các vòi phun xăng không chỉ vượt qua các bài kiểm tra chất lượng gắt gao của GE mà còn có chi phí thấp hơn, nhẹ hơn 25%, và bền gấp 5 lần vòi phun xăng truyền thống. Mohammad Ehteshami, cựu giám đốc kỹ thuật ở GE Aviation, hiện là giám đốc GE Additive, nhớ lại phản ứng của ông sau thử nghiệm này: “Công nghệ đó quả thực khó tin. Trong thiết kế động cơ từ trước đến nay, làm phức tạp thì rất tốn kém. Nhưng chế tạo kiểu đắp dần cho phép bạn thiết kế tinh vi mà chi phí lại rẻ hơn. Đối với các kỹ sư đó như là giấc mơ trở thành sự thật. Tôi chưa bao giờ tưởng tượng đó là điều có thể”.13 Thành công này khiến GE in 3-D số lượng lớn các vòi phun nhiên liệu được sử dụng trong 12.200 động cơ bán chạy nhất của hãng mang tên LEAP. Để đạt được thành quả này, GE “đã tốn hơn 1 tỷ đô-la để mua quyền điều khiển 2 nhà sản xuất máy in 3-D công nghiệp hàng đầu”.14
Trong thư gửi các cổ đông năm 2016, Jeff Immelt, CEO của GE lúc bấy giờ, nói “về lâu dài, thị trường tiềm năng của sản xuất đắp dần có trị giá khổng lồ, khoảng 75 tỷ đô-la. Chúng tôi dự tính đến năm 2020 sẽ đạt doanh thu 1 tỷ đô-la từ thiết bị và dịch vụ chế tạo đắp dần, so với 300 triệu đô-la hiện nay”.15
Ảnh hưởng của in 3-D
Sản xuất đắp dần có nhiều lợi ích và còn có một số ảnh hưởng khác không liên quan đến sản xuất:
● Chế tạo các sản phẩm phức tạp và tốt hơn.
Như ví dụ của GE, trong nhiều trường hợp, nhiều quy trình sản xuất truyền thống khó có thể tạo ra các sản phẩm phức tạp cần gắn kết nhiều bộ phận. In 3-D có thể tạo ra sản phẩm như vậy vừa chất lượng, lại có chi phí thấp hơn. Airbus đã nhận ra in 3-D một số linh kiện sẽ giảm 25% lãng phí vật liệu, 40% khí thải carbon và 10kg trọng lượng máy bay.16
● Khả năng tùy chỉnh. Mùa thu năm 2017, Mattel ra mắt Thing-Maker, máy in 3-D giá 300 đô-la cho phép trẻ em tự in những miếng đồ chơi có thể lắp ráp được nhờ các khớp cầu để tạo ra vô số hình giống như Lego.17 Không khó để Mattel thường xuyên cập nhật phần mềm cho thiết bị này với những thiết kế đồ chơi mới mà không cần phải phân phối thông qua các nhà bán lẻ. Adidas cũng đang thử nghiệm dịch vụ cho phép khách hàng dùng điện thoại quét bàn chân mình, gửi thông tin đó cho hãng, để nhận được đôi giày có màu sắc và thiết kế dành riêng cho họ. Khi công nghệ tiến xa hơn, không khó để tưởng tượng Adidas có thể đưa công nghệ đó vào cửa hàng, và khách hàng sẽ không phải đợi lâu để có một đôi giày làm riêng cho mình. Trong ngành y tế, khả năng tùy chỉnh của công nghệ in 3-D đã được dùng cho chân tay giả và các bộ phận cấy ghép. Theo Gartner, một công ty nghiên cứu và tư vấn, đến năm 2019, “in 3D sẽ được dùng trong hơn 35% phẫu thuật liên quan đến chân tay giả và thiết bị cấy ghép… và có đến 10% dân số tại các nước phát triển sẽ sống với vật thể được in 3-D trong người hoặc trên người”.18
● Sản xuất theo nhu cầu. In 3-D có thể phân tán việc sản xuất để sản xuất diễn ra theo nhu cầu và gần hơn với người tiêu dùng.
Khi chi phí in 3-D giảm xuống, lợi thế về quy mô của các nhà máy lớn và tập trung cũng sẽ giảm. Sản xuất theo nhu cầu, tại chỗ, cũng có thể đặc biệt hữu ích khi cần sản phẩm ở những nơi khó tiếp cận như thiên tai, giàn khoan dầu, tàu chiến hay trạm vũ trụ. Khi các bác sĩ ở vùng vừa hứng chịu động đất ở Nepal không còn đủ thiết bị y tế, họ đã nhận được sự giúp đỡ kịp thời của Field Ready, một tổ chức phi lợi nhuận chuyên áp dụng in 3-D để thay đổi việc cung ứng (logistics) cho các tổ chức nhân đạo.19 Theo báo cáo của công ty chuyển phát DHL “năm 2014 Hải quân Mỹ lắp các máy in 3D trên tàu USS Essex để đào tạo thủy thủ in các bộ phận cần thiết, giảm thời gian chờ và khắc phục tình trạng thiếu phụ tùng quan trọng, dù tàu đang ở những nơi xa xôi nhất”.20 NASA cũng đang hợp tác với một công ty mang tên Made in Space, đang dùng công nghệ in 3-D để chế tạo dụng cụ trên Trạm Vũ trụ Quốc tế.
● Giảm chi phí kho bãi và hậu cần. Sản xuất theo nhu cầu sẽ giảm đáng kể chi phí kho bãi và hậu cần. Đối với các công ty như Amazon có chi phí hậu cần và giao hàng rất cao, đây là một cơ hội đầy hấp dẫn. Không ngạc nhiên, Amazon đã nộp đơn đăng ký bằng sáng chế đối với một xe di động có khả năng in 3-D các đơn hàng gần với khách hàng hơn. Một nghiên cứu của MIT cho thấy việc in các sản phẩm theo nhu cầu có tiềm năng giảm chi phí chuỗi cung ứng từ 50-90%, nhờ tiết kiệm tiền vận chuyển và tích trữ hàng hóa.21
● Nền tảng dành cho các thiết kế. Vì công nghệ đang tự động hóa việc sản xuất và cho phép tùy chỉnh với giá rẻ hơn, lợi thế cạnh tranh sẽ nằm ở khâu thiết kế. Điều này sẽ tạo điều kiện cho các nhà thiết kế độc lập và các doanh nghiệp nhỏ tham gia thiết kế, và sẽ dẫn đến sự nở rộ của các nền tảng và thị trường mới dành cho các thiết kế. Shapeways, một công ty spin-off của tập đoàn Hà Lan Philips, là một nền tảng online như vậy, bán các thiết kế kỹ thuật số cho các sản phẩm từ vòng đeo cổ cho đến ghế. 3DShoes.com đã tạo cả một chợ điện tử bán giày dành cho các nhà thiết kế giày và những khách hàng sành chơi.
● Sở hữu trí tuệ. Năm 2015, doanh thu toàn cầu của mảng hàng hóa mang các thương hiệu nhượng quyền vượt 250 tỷ đô-la, trong đó 45% đến từ các nhân vật phim ảnh như Star Wars.22 Bằng cách giảm kho hàng, giảm chi phí vận chuyển và sản xuất, in 3-D có thể giúp các công ty như Disney giảm chi phí bán hàng, cho phép họ bán các thiết kế kỹ thuật số cho khách hàng. Tuy nhiên, khi các thiết kế đó bị đánh cắp, có nguy cơ hàng giả sẽ tràn ngập thị trường. Ngành âm nhạc cũng gặp phải khó khăn này khi chuyển sang sản xuất và phân phối kỹ thuật số. Các công ty cần suy nghĩ kỹ cách bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ của mình.
● Ảnh hưởng tới nhân lực. Sản xuất phi tập trung do máy in 3-D trở nên phổ biến hơn có thể sẽ chuyển sản xuất từ các thị trường mới nổi quay lại các nước phát triển. Điều này sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến nền kinh tế của các nước như Việt Nam và Bangladesh, vốn đã theo sau Trung Quốc để trở thành các trung tâm sản xuất toàn cầu nhờ giá lao động rẻ. Sản xuất theo nhu cầu cũng giảm nhu cầu tích trữ hàng hóa, ảnh hưởng to lớn đến các ngành bán lẻ, vận tải và kho bãi.
Theo Viện Toàn cầu McKinsey, ảnh hưởng kinh tế toàn cầu của in 3-D, bao gồm những hoạt động kể trên, có thể dao động từ 180-490 tỷ đô-la vào năm 2025.23 Tuy nhiên, một số người chỉ trích cho rằng con số đó quá cao và hoài nghi liệu in 3-D có thể đạt tính kinh tế như sản xuất truyền thống khi phải thực hiện trên quy mô lớn. Có lẽ, điều này giải thích tại sao một báo cáo năm 2016 của Ernst & Young cho thấy 76% trong số 900 công ty được hỏi trên toàn thế giới không có kinh nghiệm in 3-D.24
Trong khi quy trình sản xuất chuẩn hóa và quy mô lớn cho một số sản phẩm như ô tô sẽ khó có thể thay thế bằng in 3-D trong tương lai gần, sẽ có nhiều mặt hàng được sản xuất nhờ in 3-D vì giá thành và chất lượng của công nghệ này càng được cải thiện.
Sự phát triển của sản xuất đắp dần không chỉ giới hạn ở in 3-D. Trong phòng thí nghiệm, MIT đã thử nghiệm công nghệ in 4-D, trong đó các vật thể có thể tự thay đổi theo cách được lập trình sẵn trước các kích thích như thay đổi nhiệt độ hay tiếp xúc với nước.25 Với công nghệ này, ống nước có thể giãn nở ở những nhiệt độ khác nhau để bảo đảm lưu lượng, và lốp xe có thể thay đổi talông tùy vào điều kiện mặt đường. Trong in 4-D, chương trình được đưa vào trong chính vật liệu, cho phép vật liệu thay đổi hình dạng. Với tốc độ thay đổi công nghệ nhanh như vậy, sẽ là thiển cận nếu doanh nghiệp sản xuất, dù là sản phẩm nào, không thử khám phá hướng đi triển vọng này.
THỰC TẾ ẢO VÀ THỰC TẾ ẢO TĂNG CƯỜNG
Thực tế ảo (VR – virtual reality), cho bạn vào một thế giới ảo, và thực tế ảo tăng cường (AR – augmented reality), trong đó các thành phần ảo kết hợp với các sản phẩm thật, đã được cải tiến đáng kể trong những năm gần đây. Trong quá khứ, các công nghệ này được ứng dụng trong lĩnh vực tiêu dùng: trò chơi điện tử, du lịch – giúp khách du lịch có thể cảm nhận Venice và Paris mà không phải rời nhà. Các công ty ô tô dùng công nghệ này cho việc lái thử xe. Còn công ty nhà đất cho phép người mua nhà bước thử vào vài căn nhà chỉ trong vài phút. Những công nghệ này ngày càng được dùng nhiều trong thiết kế, lắp ráp và đào tạo trong môi trường công nghiệp.
● Thiết kế. Dù bạn là kiến trúc sư, nhà sản xuất máy bay hay đồ gia dụng, việc phải tạo ra phiên bản mẫu của một thiết kế là điều đương nhiên. Sự ra đời của CAD/ CAM (thiết kế/sản xuất với sự trợ giúp của máy tính) đã đơn giản hóa công đoạn này, và công nghệ in 3-D còn khiến nó dễ hơn, nhanh hơn và đỡ tốn kém hơn. Cuộc cách mạng tiếp theo là thiết kế sản phẩm trong thực tế ảo, cho phép người thiết kế tương tác với mô hình của mình và thay đổi nó. Các kỹ sư Lockheed Martin đang dùng thực tế ảo để dựng hình thiết kế tàu vũ trụ mà NASA sẽ đưa lên Sao Hỏa. Vượt ra ngoài các giới hạn của một phiên bản mẫu thu nhỏ, VR cho phép các kỹ sư vào trong một chiếc tàu vũ trụ ảo có kích thước thật, như vậy sẽ dễ dàng hơn cho họ trong việc phát hiện và sửa lỗi, và có chi phí thấp hơn so với các phương thức truyền thống. Nói cách khác, Lockheed Martin đã xây dựng phòng thí nghiệm thực tế ảo để “phân tích các thiết kế và quá trình sản xuất trong thế giới ảo trước khi sản xuất thực tế”.26
● Lắp ráp. Chế tạo các sản phẩm phức tạp như tuabin gió hoặc máy bay thương mại đòi hỏi hàng trăm bước trong quá trình lắp ráp. Thực tế ảo tăng cường (AR), được tạo ra nhờ các thiết bị đeo trên người (wearable devices) như kính thông minh, hiển thị hình và chữ hướng dẫn, giúp các kỹ sư có thể thao tác một cách hiệu quả và chính xác mà không phải dựa vào sách hướng dẫn trên giấy. Những thiết bị này đang được áp dụng trong sản xuất, kho bãi và ở công trường. Các kỹ thuật viên của GE đã dùng chúng để nối dây trong hộp điều khiển tuabin gió, giúp hiệu suất tăng 34%.27 Một bài báo đã viết về sự tăng năng suất có được nhờ AR “Một nghiên cứu do Boeing tiến hành cho thấy AR đã tăng năng suất mắc hệ thống dây điện lên 25%. Và ở GE Healthcare, một công nhân ở kho nhận danh sách lấy hàng kiểu mới (dùng AR) hoàn thành nhiệm vụ nhanh hơn 46% so với quy trình cũ dựa vào danh sách trên giấy và phải tìm kiếm hàng ở một máy tính. Một số ví dụ khác ở GE và một vài công ty khác cho thấy mức tăng năng suất trung bình 32%”.28
● Đào tạo. Trong nhiều thập kỷ, các nhà phẫu thuật não đã chuẩn bị cho phẫu thuật bằng cách nhìn các hình chụp cắt lớp 2-D và phải tưởng tượng ra tác động của phẫu thuật. VR cho phép họ nhìn trước hình ảnh 3-D não bộ bệnh nhân, để không gặp điều gì bất trắc trong quá trình phẫu thuật, tăng tỷ lệ thành công. Touch Surgery, một công ty có trụ sở ở London, đã thành lập 200 trung tâm đào tạo để tập huấn cho các bác sĩ bằng điện thoại và máy tính bảng. Trong tương lai, công ty dự định dùng công nghệ để trợ giúp các bác sĩ trong phòng phẫu thuật.29 Walmart dự kiến áp dụng những chỉ dẫn trên VR cho 200 trung tâm Walmart Academy ở Mỹ để tập huấn cho 150.000 nhân viên mỗi năm.30
Ngày càng nhiều công ty dùng VR vào mục đích này. Bosch sử dụng Oculus Rift, một hệ thống VR, để đào tạo các kỹ sư ô tô về công nghệ phanh và phun nhiên liệu trực tiếp.
General Motors dùng kính Google để đào tạo nhân viên mới cho nhà máy. Giải Bóng bầu dục Quốc gia Mỹ đang dùng VR để tập luyện và cải thiện phong độ của cầu thủ. Lowes đang dùng HoloLens của Microsoft để phát triển các video VR mà người dùng có thể tham khảo khi cần tự sửa nhà.
Goldman Sachs ước tính thị trường cho AR và VR có thể lên tới 80-182 tỷ đô-la vào năm 2025.31 Ngân hàng đầu tư này cũng nói AR và VR có tiềm năng trở thành làn sóng mới tác động lớn đến nhiều ngành công nghiệp, tương tự những gì chúng ta đã chứng kiến với máy tính và điện thoại. Không ngạc nhiên, các gã khổng lồ công nghệ - Google, Facebook, Microsoft, Amazon – đang đầu tư mạnh mẽ vào các công nghệ trên. Các công ty này nên hiểu tiềm năng của chúng và học hỏi từ những ứng dụng ban đầu để tạo lợi thế cạnh tranh của riêng mình.
CHUỖI CUNG ỨNG KỸ THUẬT SỐ
Công nghệ đang làm thay đổi không chỉ thiết kế và sản xuất, mà còn đang cách mạng hóa toàn bộ chuỗi cung ứng, bao gồm quản lý kho hàng, hậu cần và vận chuyển.
Chuỗi cung ứng dựa trên nhu cầu
Các công ty hàng tiêu dùng đang gắn cảm biến trên các kệ hàng để theo dõi sự thay đổi nhu cầu theo thời gian thực. Dùng công nghệ thị giác máy tính (chụp và xử lý hình ảnh), cảm biến và deep learning (học sâu - một phạm trù của trí tuệ nhân tạo, nghiên cứu mạng thần kinh nhân tạo nhằm tăng khả năng tự học và xử lý), Amazon có thể biết khi nào khách hàng đến lấy hàng ở cửa hàng Amazon Go. Bằng cách phân tích dữ liệu và giám sát thay đổi nhu cầu theo thời gian thực, Kimberly-Clark Corp., một công ty hàng tiêu dùng, đã xây dựng chuỗi cung ứng dựa trên nhu cầu, giúp giảm 35% sai sót khi dự đoán trước một tuần, đồng thời giảm lượng hàng phải giữ trong kho 19% trong vòng 18 tháng.32
Proctor & Gamble, được mệnh danh là bậc thầy về chuỗi cung ứng trong một báo cáo năm 2017 của Gartner, liên hệ nhu cầu ở điểm bán lẻ với các trung tâm phân phối, nhà máy và thậm chí là với các nhà cung cấp.33 Amazon, có doanh số bán quần áo dự kiến đạt 28 tỷ đô-la vào cuối năm 2017, đã xin cấp bằng sáng chế cho hệ thống sản xuất quần áo có thể giảm đáng kể chi phí hàng tồn kho, tránh việc phải khuyến mãi hàng hóa không bán được.34 Zara, dẫn đầu về thời trang ăn liền, đang gắn chip RFID vào hàng hóa. Mỗi khi một chiếc quần, áo được bán ra, chip sẽ báo với kho là cần phải thay thế. Như vậy không chỉ giúp nhân viên đỡ phải kiểm kê hàng hóa thường xuyên, mà còn cho Zara thấy chính xác nhu cầu theo thời gian thực và biết mẫu quần áo nào đang bán chạy. Nestlé đang cân nhắc gắn cảm biến vào máy bán nước có thể tự bổ sung. Chuỗi cung ứng dựa trên nhu cầu còn mang lại nhiều lợi ích hơn cho các công ty công nghệ vốn có vòng đời sản phẩm ngắn hơn và chi phí các linh kiện ngày càng giảm.
Các thông tin và dữ liệu tức thời góp phần quan trọng cho việc tạo dựng chuỗi cung ứng dựa trên nhu cầu. Amazon dùng dữ liệu này để dự đoán nhu cầu của một số sản phẩm gần các trung tâm xử lý đơn hàng, để có thể nhập trước số lượng sản phẩm hợp lý. Khả năng này cho phép Amazon tung ra dịch vụ Prime Now hứa hẹn giao hàng trong vòng một giờ. Trong một dự định khiến người ta liên tưởng đến Star Wars, Amazon đã đăng ký bằng sáng chế cho “nhà kho biết bay”, được gắn thiết bị bay không người lái, có thể di chuyển đến một số địa điểm nhất định tùy vào nhu cầu của người tiêu dùng.
Theo Gartner, chuỗi cung ứng dựa trên nhu cầu có thể giảm lượng hàng tồn kho 15%, tăng tỷ lệ đơn hàng được đáp ứng bởi hàng có sẵn trong kho (order fill rate) 20%, tăng doanh thu 2%, và tăng biên lợi nhuận gộp từ 3-5%.35
Nếu không có những hệ thống này, doanh nghiệp của bạn đang bỏ lỡ các cơ hội cải tiến hoạt động cũng như chuỗi cung ứng một cách đáng kể.
Nhà kho, hậu cần và hoàn tất đơn hàng Phương châm của Jeff Bezos “bắt đầu với khách hàng và xuất phát từ đó” thúc đẩy mọi thứ ở Amazon, bao gồm cả chiến lược nhà kho và xử lý đơn hàng. Trong các khảo sát khách hàng, Amazon tìm ra rằng tốc độ vẫn là yếu tố quan trọng nhất khi xử lý đơn hàng (xem hình 5-2).
Hình 5-2: Yếu tố quan trọng nhất trong giao hàng đối với khách hàng Amazon
a15
Nguồn: Khảo sát khách hàng của Amazon, 2017, từ Rohit Sodha, giám đốc về vận tải của Amazon ở Trung Âu.
Giao từng gói hàng cho khách hàng trong vòng 1-2 ngày (hay 1-2 giờ trong trường hợp của Amazon Prime Now), với độ chính xác gần như 100%, khi phải lấy sản phẩm từ trong kho có chứa hàng triệu sản phẩm khác, rồi đóng gói và gửi đi, không phải là chuyện dễ dàng.
Và chi phí để đạt điều này không hề rẻ. Trong quý 2 năm 2017, chi phí hoàn tất đơn hàng của Amazon, hơn 5 tỷ đô-la, chiếm gần 14% tổng chi phí hoạt động. Không ngạc nhiên, Amazon dùng nhiều công nghệ để tăng thời gian hoàn tất đơn hàng và giảm chi phí. Vụ sáp nhập Kiva Systems trị giá 775 triệu đô-la năm 2012 thay đổi hoàn toàn cách Amazon quản lý kho hàng bằng robot. Một trong những kho hàng lớn nhất của Amazon – tại Etna, Ohio – có hơn 90.000m2 mặt bằng và lưu trữ lượng hàng nhiều hơn 50% so với một nhà kho trung bình, vì việc áp dụng robot đã khiến khoảng trống giữa các kệ hàng không cần quá rộng.36 Locus Robotics, công ty khởi nghiệp ở Andover, Massachusetts, đã phát triển robot thế hệ mới dành cho các kho hàng. Sử dụng robot mang tên LocusBot này, Quiet Logistics – một nhà thầu phụ trách xử lý đơn hàng cho Gilt, Bonobos và Zara – đã có thể tăng năng suất lên 8 lần.37
Ngoài sử dụng robot, gắn chip RFID lên hàng hóa cũng cho phép quản lý hàng tồn kho chính xác hơn. American Woodmark, nhà sản xuất tủ bếp, tủ trang điểm, sử dụng chip RFID để theo dõi vật liệu trong nhà máy và kho, “giảm chi phí kiểm kê hàng tồn kho 66% và tăng độ chính xác từ 80% lên 100%”.38 Gắn thẻ RFID lên quần áo cũng giúp Macy’s đếm số lượng hàng hóa trong cửa hàng mỗi tháng thay vì một hoặc hai lần một năm, và điều đó đã tăng độ chính xác lên đến 95%.39 Các hãng hàng không đang dùng thẻ RFID để theo dõi hành lý, để có thể báo trước với hành khách nếu hành lý của họ bị thất lạc, tránh cho họ phải đợi một thời gian dài bên cạnh băng chuyền rồi mới biết là mất hành lý.
Với sự phổ biến của thương mại điện tử, việc giao hàng càng trở nên hệ trọng. Giai đoạn cuối có lẽ là phần phức tạp và tốn kém nhất trong mỗi hoạt động giao hàng. Với hơn 100.000 xe tải, xe bán tải và xe con, UPS giao 19,1 triệu gói hàng mỗi ngày trên toàn thế giới.40 Việc vận hành đội xe này tốn kém và phức tạp. Cứ giảm đi 1 dặm (khoảng 1,5km) mà đội xe này phải di chuyển để giao hàng, lợi nhuận công ty sẽ tăng 50 triệu đô-la. Đường đi của mỗi chiếc xe có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả và lượng xăng tiêu thụ của chiếc xe đó. Thiết kế đường đi tối ưu, để có hiệu suất cao nhất và giảm chi phí xăng – thường được gọi trong ngành vận trù học (operation research) là bài toán “người bán hàng” (traveling salesman) – là một vấn đề phức tạp. Có hàng nghìn tỷ cách để một tài xế sắp xếp thứ tự 120 địa chỉ giao hàng trong một ngày, nơi nào đến trước, nơi nào đến sau. Để giải quyết vấn đề này, UPS đã gắn chip vào đội xe để theo dõi vị trí theo thời gian thực. Biết vị trí của một tài xế và thông tin về giao thông cập nhật tức thì, phần mềm tối ưu hóa tuyến đường mang tên ORION (tạm dịch: hệ thống điều hướng và tối ưu hóa kết hợp ngay trong hành trình) sẽ chỉ huy tài xế đi theo tuyến đường tối ưu. Trong 4 năm đi vào sử dụng, ORION đã loại bỏ 1,6 triệu giờ mà các xe tải ngừng làm việc, và hàng năm đã tiết kiệm gần 140 triệu km đường và hơn 32 triệu lít xăng.41 Công ty ước tính sẽ tiết kiệm từ 300-400 triệu đô-la mỗi năm sau khi áp dụng đầy đủ phần mềm này (vào cuối năm 2017, theo dự kiến).42 Trong bối cảnh công nghệ xe tự lái đang ngày một phát triển, ORION có thể sẽ tự điều khiển xe tải mà không cần con người can thiệp. DHL cũng đang thử nghiệm ý tưởng này với SmartTrucks, công nghệ dùng chip RFID và phần mềm vạch ra tuyến đường sao cho các sản phẩm được đặt vào đúng xe tải và các xe tải tránh được ách tắc giao thông trên đường giao hàng.
NGÀNH DỊCH VỤ: TẦM CAO MỚI NHỜ CÔNG NGHỆ
Không chỉ công ty sản xuất mới có thể dùng công nghệ để đẩy mạnh hiệu suất hoạt động. Dữ liệu thời gian thực và tự động hóa cũng có thể thay đổi bộ mặt các ngành dịch vụ. Trong nhiều năm, các ngân hàng dùng trang web và ứng dụng di động để giảm chi phí giao dịch cũng như số chi nhánh, đồng thời khiến khách hàng hài lòng hơn về trải nghiệm sử dụng. Trong ngành y tế, hồ sơ bệnh án điện tử cho phép các bác sĩ nhìn được toàn bộ thông tin về bệnh nhân, tổng hợp từ các bệnh viện và bác sĩ trước đây.
Goldman Sachs đang trong quá trình tự động hóa quá trình chào bán cổ phiếu ban đầu (IPO). Ngân hàng này chia nhỏ một thương vụ ra làm 127 bước và nhận thấy khoảng một nửa có thể được thực hiện bởi thuật toán. Theo Bloomberg, “một chương trình máy tính có tên Deal Link đã thay thế những danh sách các mục cần kiểm tra từng được nhiều thế hệ nhân viên sử dụng. Giờ đây, chương trình này sắp xếp và theo dõi các bước xét duyệt về pháp lý và tuân thủ quy định, sau đó điền các loại đơn và tạo ra báo cáo”.43 Goldman đang mở rộng ý tưởng này sang các mảng khác, như mua bán và sáp nhập, hay mua bán trái phiếu. Sự thay đổi chiến lược của Goldman được phản ánh trong thành phần nhân lực của hãng. Khoảng 9.000 nhân viên, chiếm 1/4 tổng số nhân viên Goldman, là kỹ sư.44
Các công ty kiểm toán như Deloitte đang áp dụng trí tuệ nhân tạo và máy học để chọn ra những mảng nhiều rủi ro, đồng thời nhìn ra quy luật trong các giao dịch thu chi. Giống như Goldman, Deloitte và các công ty kiểm toán khác có thể tự động hóa phần lớn các bước làm việc. Việc này có thể giảm chi phí và thu hút các doanh nghiệp nhỏ hiện giờ chưa đủ tiền sửdụng dịch vụ của Deloitte hoặc PwC. Thay vì đợi các bản báo cáo hằng quý, khách hàng có thể nhận được thông tin tức thời, tự động, rất hữu ích trong việc quản trị kinh doanh. Như vậy, kiểm toán, từ một công cụ báo cáo trong quá khứ, có thể biến thành những thông tin giúp khách hàng quản trị doanh nghiệp cho tương lai.
Công nghệ cũng có ảnh hưởng lớn đến ngành luật. Các công ty như Rocket Lawyer ở Mỹ và LawCanvas ở Singapore và Malaysia đang cung cấp các tài liệu pháp lý mẫu cho khách hàng và các doanh nghiệp nhỏ với giá rẻ.45 Các chợ điện tử cho dịch vụ pháp lý, như Asia Law Network, đang nổi lên để kết nối cung với cầu. Một dịch vụ mới mang tên LawGeex cho phép tải lên những tài liệu trong một vụ kiện để so sánh với một cơ sở dữ liệu có chứa những vụ tương tự, giảm bớt hàng trăm giờ làm việc cho các nhân viên mới của công ty luật.46 IBM Watson đã phát triển một ứng dụng, ROSS, cho phép các luật sư đặt câu hỏi bằng ngôn ngữ đơn giản. LexisNexis phát triển Lexis Advance MedMal Navigator cho phép các luật sư thuộc mảng trách nhiệm nghề y xác định trong vòng 20 phút liệu một vụ kiện có đáng theo đuổi hay không. Lex Machina đã tạo ra cơ sở dữ liệu cho các vụ kiện sở hữu trí tuệ, dùng các thông tin trong quá khứ để tính toán khả năng thắng kiện.47
Kết luận, công nghệ đang gõ cửa cả các công ty sản xuất lẫn dịch vụ. Các nhà máy, kho hàng, chuỗi ung ứng, dây chuyền đều đứng trước một làn sóng thay đổi trong tương lai gần. Các công ty đang phác thảo cách tận dụng công nghệ mới nhiều khả năng sẽ có lợi thế cạnh tranh đáng kể.
0 Nhận xét