“Công nghiệp Internet” – trọng tâm Công nghiệp 4.0 của Mỹ vào thế mạnh “mềm’

Tại Hoa Kỳ, khái niệm "Công nghiệp 4.0" được thay thế nhiều hơn bằng "Internet công nghiệp". Mặc dù được gọi khác nhau, nhưng ý tưởng cơ bản của hai khái niệm này là giống nhau, đó là kết nối mạng ảo với các thực thể để tạo thành một hệ thống sản xuất hiệu quả hơn.

Từ góc độ chính sách, chính phủ Hoa Kỳ đã nâng cấp việc phát triển sản xuất tiên tiến lên thành một chiến lược quốc gia sau cuộc khủng hoảng tài chính, với hy vọng định hình lại ngành công nghiệp sản xuất bằng các phương pháp sản xuất mới và mang tính cách mạng. Từ cấp độ ngành, việc thành lập tổ chức ngành Liên minh Internet công nghiệp đã công bố lời kêu gọi mạnh mẽ cho cộng đồng doanh nghiệp bước vào kỷ nguyên công nghiệp 4.0. Khác với việc nhấn mạnh sản xuất "cứng" của Đức, Hoa Kỳ, với nền kinh tế phần mềm và Internet phát triển, tập trung nhiều hơn vào việc thúc đẩy một làn sóng cách mạng công nghiệp mới trong các dịch vụ "mềm", hy vọng sử dụng Internet để kích hoạt các ngành truyền thống và duy trì khả năng cạnh tranh lâu dài của ngành công nghiệp sản xuất.

Chiến lược của chính phủ để thúc đẩy đổi mới

Để đối phó với cuộc cách mạng công nghiệp công nghệ mới và cạnh tranh để giành quyền phát ngôn trong cuộc cạnh tranh công nghiệp quốc tế, Hoa Kỳ sẽ vực dậy ngành công nghiệp sản xuất như ưu tiên hàng đầu trong những năm gần đây. Sau cuộc khủng hoảng tài chính, chính phủ Hoa Kỳ đã ban hành một loạt dự luật tập trung vào việc xây dựng các trung tâm nghiên cứu đổi mới sản xuất, với hy vọng chuyển đổi sản xuất truyền thống bằng công nghệ cao và mới, và thúc đẩy nền kinh tế Hoa Kỳ bước vào con đường tăng trưởng bền vững một lần nữa.

Tháng 4 năm 2009, ông Obama, người vừa trở thành tổng thống Hoa Kỳ, đã có bài phát biểu đề xuất vực dậy ngành công nghiệp sản xuất như một chiến lược quan trọng cho sự phát triển lâu dài của nền kinh tế Hoa Kỳ. Vào tháng 12 cùng năm, chính phủ Hoa Kỳ đã ban hành "Khung vực dậy sản xuất của Mỹ", phân tích chi tiết cơ sở lý thuyết và lợi thế của việc vực dậy ngành công nghiệp sản xuất, và trở thành hướng dẫn chiến lược cho sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất tại Hoa Kỳ. Sau đó, chính quyền Obama dần dần mở rộng từ bố cục chiến lược, con đường phát triển đến các biện pháp cụ thể và hoàn thành việc triển khai kế hoạch đổi mới sản xuất.

Tháng 6 năm 2011, Hoa Kỳ chính thức khởi động "Chương trình Đối tác Sản xuất Tiên tiến" để đẩy nhanh vị thế dẫn đầu trong sản xuất tiên tiến của thế kỷ 21. Vào tháng 2 năm 2012, "Kế hoạch Chiến lược Quốc gia về Sản xuất Tiên tiến" được đưa ra thêm để khuyến khích các công ty sản xuất quay trở lại Hoa Kỳ thông qua các chính sách tích cực. Kế hoạch trên bao gồm hai hướng chính, một là điều chỉnh và nâng cao cơ cấu và khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp sản xuất truyền thống, và hai là phát triển các ngành công nghiệp công nghệ cao. Đề xuất phát triển các công nghệ sản xuất kỹ thuật số tiên tiến, bao gồm nền tảng công nghệ sản xuất tiên tiến, công nghệ và thiết kế sản xuất tiên tiến và cơ sở hạ tầng dữ liệu.

Tháng 3 năm 2012, ông Obama lần đầu tiên đề xuất xây dựng "Mạng lưới Đổi mới Sản xuất Quốc gia", thành lập tối đa 45 trung tâm nghiên cứu và tăng cường sự hội nhập hữu cơ giữa sản xuất, giáo dục và nghiên cứu giữa các trường đại học và các công ty sản xuất. Vào tháng 1 năm 2013, Văn phòng điều hành của Tổng thống Hoa Kỳ, Ủy ban Khoa học và Công nghệ Quốc gia và Văn phòng Dự án Quốc gia về Sản xuất Cao cấp đã cùng nhau ban hành Bản thiết kế sơ bộ của Mạng lưới Đổi mới Sản xuất Quốc gia và đầu tư 1 tỷ đô la Mỹ để thành lập Mạng lưới Đổi mới Sản xuất Hoa Kỳ (NNMI) tập trung vào việc thúc đẩy sự phát triển đổi mới của các ngành công nghiệp sản xuất tiên tiến như sản xuất kỹ thuật số, ứng dụng năng lượng mới và vật liệu mới, và tạo ra một số cụm đổi mới với khả năng sản xuất tiên tiến.

Các lĩnh vực nghiên cứu chính của mạng lưới đổi mới này bao gồm: phát triển các vật liệu nhẹ như vật liệu composite sợi carbon để cải thiện hiệu quả nhiên liệu, hiệu suất và khả năng chống ăn mòn của các phương tiện thế hệ tiếp theo như ô tô, máy bay, tàu hỏa và tàu thủy; cải thiện các tiêu chuẩn, vật liệu và thiết bị liên quan của công nghệ in 3D để hiện thực hóa sản xuất giá rẻ và quy mô nhỏ bằng thiết kế kỹ thuật số; tạo ra các khung và phương pháp cho sản xuất thông minh, cho phép các nhà điều hành sản xuất nắm bắt "luồng dữ liệu lớn" từ nhà máy kỹ thuật số trong thời gian thực để cải thiện hiệu quả sản xuất, tối ưu hóa chuỗi cung ứng và cải thiện hiệu quả năng lượng, nước và vật liệu.

Trong hai năm qua, các kế hoạch đã đề cập dần dần được thực hiện. Vào tháng 8 năm 2012, chính phủ Hoa Kỳ và khu vực tư nhân đã cùng nhau tài trợ 85 triệu đô la cho "Viện đổi mới sản xuất máy in 3D quốc gia". Vào tháng 5 năm 2013, chính phủ Hoa Kỳ đã công bố 0,2 tỷ đô la tài trợ liên bang để thành lập ba trung tâm đổi mới sản xuất, Viện đổi mới sản xuất kim loại nhẹ và hiện đại, Viện đổi mới thiết kế và sản xuất kỹ thuật số và Viện sản xuất điện tử công suất thế hệ tiếp theo. Vào tháng 2 năm nay, một trung tâm sản xuất vật liệu composite đã được thành lập.

Theo "Báo cáo Xu hướng Sản xuất Tiên tiến Toàn cầu" do Trung tâm Wilson, một tổ chức tư vấn của Hoa Kỳ, công bố, Hoa Kỳ có khoản đầu tư R&D lớn nhất thế giới, trong đó 3/4 được đầu tư vào sản xuất và có lợi thế rõ rệt trong các lĩnh vực sản xuất tiên tiến như sinh học tổng hợp, vật liệu tiên tiến và sản xuất tạo mẫu nhanh. Các nhà phân tích tin rằng với sự thúc đẩy mạnh mẽ của chính phủ và khu vực tư nhân, Hoa Kỳ có khả năng sẽ có một làn sóng đổi mới công nghệ mới được đánh dấu bằng việc phủ sóng toàn diện công nghệ mạng không dây, việc sử dụng rộng rãi điện toán đám mây và sự phát triển quy mô lớn của sản xuất thông minh.

Liên minh ngành vượt qua các rào cản kỹ thuật

Khác với sản xuất "cứng" được nhấn mạnh bởi công nghiệp 4.0 của Đức, Hoa Kỳ, với nền kinh tế phần mềm và Internet phát triển, tập trung nhiều hơn vào việc thúc đẩy một làn sóng cách mạng công nghiệp mới trong các dịch vụ "mềm", hy vọng sử dụng sức mạnh của mạng và dữ liệu để nâng cao khả năng tạo giá trị của toàn ngành. Có thể nói, phiên bản công nghiệp 4.0 của Mỹ thực chất là cuộc cách mạng "Internet công nghiệp". Trong quá trình này, ngoài sự hỗ trợ chính sách của chính phủ Hoa Kỳ, việc thành lập các liên minh ngành lần đầu tiên đã trở thành động lực quan trọng cho sự phát triển.

Khái niệm "Internet công nghiệp" lần đầu tiên được General Electric đề xuất vào năm 2012, và sau đó năm công ty hàng đầu tại Hoa Kỳ đã cùng nhau thành lập Liên minh Internet công nghiệp (IIC) để tích cực thúc đẩy khái niệm này. Ngoài các ông lớn sản xuất như General Electric, các công ty CNTT như IBM, Cisco, Intel và AT&T cũng đã tham gia liên minh.

Hiệp hội Internet công nghiệp sử dụng hệ thống thành viên mở và cam kết phát triển "bản thiết kế chung" cho phép chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị của nhiều nhà sản xuất khác nhau. Các tiêu chuẩn của bản thiết kế không chỉ liên quan đến giao thức mạng Internet mà còn bao gồm các chỉ số như dung lượng lưu trữ dữ liệu trong hệ thống CNTT, kích thước công suất của các thiết bị được kết nối và không được kết nối và điều khiển lưu lượng dữ liệu. Mục đích là để thúc đẩy tốt hơn sự tích hợp giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số bằng cách phát triển các tiêu chuẩn chung, phá bỏ các rào cản kỹ thuật và sử dụng Internet để kích hoạt các quy trình công nghiệp truyền thống.

Mặc dù việc thiết lập và phê duyệt cuối cùng các tiêu chuẩn trên có thể mất vài năm, nhưng một khi các tiêu chuẩn này được thiết lập, chúng sẽ giúp các nhà phát triển phần cứng và phần mềm tạo ra các sản phẩm hoàn toàn tương thích với Internet vạn vật. Kết quả cuối cùng có thể là việc hiện thực hóa các cảm biến, mạng, máy tính, sự tích hợp đầy đủ của các hệ thống điện toán đám mây, các doanh nghiệp lớn, phương tiện và hàng trăm loại thực thể khác thúc đẩy hiệu quả tổng thể của toàn bộ chuỗi công nghiệp. (Yang Bo)