Công nghiệp 4.0 là gì?

Công nghiệp 4.0 là xu hướng hiện thời trong việc tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất. Nó bao gồm các hệ thống không gian mạng thực-ảo (cyber-physical system), Internet Vạn Vật và điện toán đám mây và điện toán nhận thức (cognitive computing).


Các cuộc cách mạng công nghiệp và tầm nhìn tương lai

Các thời kỳ:
1.0: Cơ giới hóa, điện nước, hơi nước
2.0: Sản xuất hàng loạt, dây chuyền lắp ráp, điện
3.0: Máy tính và tự động hóa
4.0: Hệ thống vật lý trên mạng

Công nghiệp 4.0 tạo ra nhà máy thông minh (tiếng Anh: smart factory). Trong các nhà máy thông minh với cấu trúc kiểu mô-đun, hệ thống thực-ảo giám sát các quy trình thực tế, tạo ra một bản sao ảo của thế giới thực và đưa ra các quyết định phân tán. Qua Internet Vạn Vật, các hệ thống thực-ảo giao tiếp và cộng tác với nhau và với con người trong thời gian thực, và với sự hỗ trợ của Internet Dịch vụ, dịch vụ nội hàm và dịch vụ xuyên tổ chức được cung cấp cho các bên tham gia chuỗi giá trị sử dụng.

Thuật ngữ "Công nghiệp 4.0" (tiếng Đức: Industrie 4.0) khởi nguồn từ một dự án trong chiến lược công nghệ cao của chính phủ Đức, nó thúc đẩy việc sản xuất điện toán hóa sản xuất.

Một số đã so sánh Công nghiệp 4.0 với cuộc cách mạng Công nghiệp lần thứ tư. Tuy nhiên, điều này đề cập đến một sự chuyển đổi có tính hệ thống bao gồm tác động lên xã hội dân sự, cơ cấu quản trị và bản sắc con người, ngoài các chi nhánh kinh tế / sản xuất. Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên đã huy động việc cơ giới hóa sản xuất sử dụng nước và hơi nước; Cuộc cách mạng thứ hai là cách mạng về kỹ thuật số và việc sử dụng các thiết bị điện tử và công nghệ thông tin để tiến tới tự động hoá sản xuất;... Thuật ngữ "Cách mạng công nghiệp lần thứ tư" đã được áp dụng cho sự phát triển công nghệ quan trọng một vài lần trong 75 năm qua, và là để thảo luận về học thuật. Công nghiệp 4.0, mặt khác, tập trung vào sản xuất đặc biệt trong bối cảnh hiện tại, và do đó là tách biệt với cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư về phạm vi.

Thuật ngữ "Công nghiệp 4.0" đã được nhắc lại vào năm 2011 tại Hội chợ Hannover. Tháng 10 năm 2012, Nhóm Công tác về Công nghiệp 4,0 trình bày một loạt các khuyến nghị về thực hiện Công nghiệp 4.0 cho chính phủ liên bang Đức. Các thành viên của Nhóm Công nghiệp 4.0 được công nhận là những người cha sáng lập và là động lực đằng sau Industry 4.0.

Các nhóm làm việc Công nghiệp 4.0
Đồng chủ tọa Henning Kagermann và Siegfried Dais
WG 1 – Nhà máy thông minh: Manfred Wittensteiner
WG 2 – Môi trường thực: Siegfried Russwurm
WG 3 – Môi trường Kinh tế: Stephan Fische
WG 4 – Nhân tính và Công việc: Wolfgang Wahlster
WG 5 – Tác nhân Công nghệ: Heinz Derenbach

Thành viên nhóm Công tác Cách mạng 4.0 
Reinhold Achatz, Heinrich Arnold, Klaus Träger, Johannes Helbig, Wolfram Jost, Peter Leibinger, Reinhard Floss, Volker Smid, Thomas Weber, Eberhard Veit, Christian Zeidler, Reiner Anderl, de:Thomas Bauernhansl, Michael Beigl, Manfred Brot, Werner Damm, Jürgen Gausemeier, Otthein Herzog, Fritz Klicke, Gunther Reinhart, Bernd Scholz-Reiter, Bernhard Diener, Rainer Platz, Gisela Lanza, Karsten Ortenberg, August Wilhelm Scheer, Henrik von Scheel, Dieter Schwer, Ingrid Sehrbrock, Dieter Spatz, Ursula M. Staudinger, Andreas Geerdeter, Wolf-Dieter Lukas, Ingo Rühmann, Alexander Kettenborn và Clemens Zielinka.

Vào ngày 8 tháng 4 năm 2013 tại Hội chợ Hannover, báo cáo cuối cùng của Nhóm Công tác 4.0 đã được trình bày.

Nguyên tắc
Có 4 nguyên tắc thiết kế trong công nghiệp 4.0. Những nguyên tắc này hỗ trợ những công ty trong việc định dạng và thực hiện những viễn cảnh của công nghiệp 4.0

1. Khả năng tương tác: Khả năng giao tiếp và kết nối của những cỗ máy,thiết bị,máy cảm biến và con người kết nối và giao tiếp với nhau qua mạng lưới vạn vật kết nối internet hoặc mạng lưới vạn người kết nối internet.

2. Minh bạch thông tin: Khả năng của những hệ thống thông tin để tạo ra 1 phiên bản ảo của thế giới thực tế bằng việc làm giàu những mô hình nhà máy kỹ thuật số bằng dữ liệu cảm biến. Điều này yêu cầu sự tập hợp những dữ liệu cảm biến thô đến thông tin ngữ cảnh có giá trị cao hơn.

3. Công nghệ hỗ trợ: Đầu tiên khả năng của những hệ thống hỗ trợ con người bằng việc tập hợp và hình dung thông tin một cách bao quát cho việc tạo những quyết định được thông báo rõ ràng và giải quyết những vấn đề khẩn cấp qua những ghi chú ngắn gọn. Thứ nhì, khả năng của những hệ thống không gian mạng-vật lý để hỗ trợ con người thực hiện những nhiệm vụ cái mà không dễ chịu, tốn quá nhiều sức lực hoặc không an toàn đối với con người.

4. Phân quyền quyết định: Hệ thống không gian mạng thực-ảo có quyền cho phép tự đưa ra quyết định và thực hiện nhiệm vụ một cách tự động nhất có thể.Chỉ trong trường hợp ngoại lệ, bị nhiễu, hoặc mục tiêu đề ra bị mâu thuẫn với nhau sẽ được ủy thác cho cấp cao hơn.