1.1.CUỘC CÁCH MẠNG INTERNET VÀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP 4.0

CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ MẠNG LƢỚI VẠN VẬT KẾT NỐI INTERNET

1.1. CUỘC CÁCH MẠNG INTERNET VÀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP 4.0

“Cuộc cách mạng” ở đây dùng để chỉ một sự thay đổi mang tính đột biến và triệt để. Nhiều cuộc cách mạng đã diễn ra trong suốt lịch sử thế giới khi các công nghệ mới và phƣơng pháp mới nhận thức thế giới tạo ra một sự thay đổi sâu sắc trong các hệ thống kinh tế và kết cấu xã hội. Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên trải dài từ năm 1760 đến khoảng năm 1840, đƣợc bắt đầu bằng việc xây dựng các tuyến đƣờng sắt và phát minh ra động cơ hơi nƣớc, mở ra một kỷ nguyên mới trong lịch sử nhân loại – kỷ nguyên sản xuất cơ khí.

Tiếp theo, Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 đƣợc bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, với sản xuất hàng loạt, đƣợc thúc đẩy bởi sự ra đời của điện và dây chuyền lắp ráp. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 bắt đầu vào những năm thập niên 1960 và thƣờng đƣợc gọi là cuộc cách mạng máy tính hay cách mạng số bởi vì nó đƣợc xúc tác bởi sự phát triển của chất bán dẫn, siêu máy tính (thập niên 1960), máy tính cá nhân (thập niên 1970 và 1980) và Internet (thập niên 1990). Ngày nay chúng ta đang ở giai đoạn đầu của Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. FIR (Four Industry Revolution) đã bắt đầu vào thời điểm chuyển giao sang thế kỷ này và xây dựng dựa trên cuộc cách mạng số, đặc trƣng bởi Internet ngày càng phổ biến và di động, bởi các cảm biến nhỏ và mạnh mẽ hơn với giá thành rẻ hơn, bởi trí tuệ nhân tạo và “máy tính học”. Các công nghệ số với phần cứng máy tính, phần mềm và hệ thống mạng đang trở nên ngày càng phức tạp hơn, đƣợc tích hợp nhiều hơn và vì vậy đang làm biến đổi xã hội và nền kinh tế toàn cầu.

Hình 1.1: Bốn cuộc cách mạng công nghiệp

Nguồn: www.bcmcom.com Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 sẽ tạo ra các lợi ích hết sức to lớn. Ngƣời tiêu dùng dƣờng nhƣ đƣợc hƣởng lợi nhiều nhất từ cuộc cách mạng công nghệ này. Gọi taxi, đặt vé máy bay, mua một sản phẩm, thực hiện thanh toán, nghe nhạc hay xem phim đều có thể đƣợc thực hiện từ xa. Chỉ đơn giản với một thiết bị nhƣ một máy tính bảng, chúng ta có thể đọc sách, lƣớt web và thông tin liên lạc, sở hữu khả năng xử lý tƣơng đƣơng với 5.000 máy tính để bàn của 30 năm trƣớc, với chi phí lƣu trữ thông tin gần nhƣ bằng không (ngày nay lƣu trữ 1GB có chi phí trung bình ít hơn 0,03 USD một năm, so với hơn 10.000 USD thời điểm cách đây 20 năm). Các xu thế lớn của công nghệ có thể đƣợc chia thành 3 nhóm: vật lý, kỹ thuật số và sinh học. Cả ba đều liên quan chặt chẽ với nhau và với các công nghệ khác để đem lại lợi ích cho nhau dựa vào những khám phá và tiến bộ của từng nhóm. - Nhóm 1: Vật lý: Có bốn đại diện chính của xu hƣớng lớn về phát triển công nghệ, dễ dàng nhận thấy nhất là: + Xe tự lái: Cùng với quá trình phát triển của cảm biến và trí tuệ nhân tạo, khả năng của các phƣơng tiện tự điều khiển cũng đƣợc cải thiện. + Công nghệ in 3D: tạo ra một đối tƣợng vật lý bằng cách in theo các lớp từ một bản vẽ hay một mô hình 3D có trƣớc. Công nghệ in 3D bắt đầu với vật liệu rời và sau đó tạo ra một sản phẩm ở dạng ba chiều từ mẫu kỹ thuật số. + Robot cao cấp: đƣợc lấy cảm hứng từ các cấu trúc sinh học phức tạp (mở rộng của quá trình mô phỏng sinh học).

+ Vật liệu mới: Về tổng thể, chúng nhẹ hơn, bền hơn, có thể tái chế và dễ thích ứng. Hiện nay có các ứng dụng cho các vật liệu thông minh tự phục hồi hoặc tự làm sạch, các kim loại có khả năng khôi phục lại hình dạng ban đầu. - Nhóm 2: Kỹ thuật số:Từ Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, sự hội tụ giữa ứng dụng vật lý và ứng dụng kỹ thuật số tạo ra Internet của vạn vật. Nhận dạng vô tuyến (RFID), cảm biến (sensor) có dây và không dây, in 3D, điện toán đám mây(cloud computing), các robot có kết nối, phần mềm có khả năng tự kết nối và tƣơng tác qua mạng, phân tích dữ liệu lớn (big data) là các công nghệ nền tảng của thời kỳ Internet vạn vật(Internet of things – IoT). Các giải pháp thế giới kết nối (connected world) thông minh và Internet vạn vật đang và sẽ ngày càng chi phối và thay đổi mạnh mẽ mọi lĩnh vực điều hành, quản trị quốc gia, trong mọi ngành của nền kinh tế và trong cuôc sống. Nói một cách khác, IoT sẽ tạo ra nhiều cơ hội mới, các mô hình kinh doanh và giải pháp sáng tạo mới trong tƣơng lai (hình 1.2).

Hình 1.2. Các mô hình kinh doanh và giải pháp sáng tạo mới trong tƣơng lai

Nguồn: Thời Báo Kinh Tế Sài Gòn Đối với ngƣời tiêu dùng, nhiều thiết bị, ứng dụng và dịch vụ cải tiến thông minh sẽ làm tăng tiện nghi và an toàn trong cuộc sống nhƣ ô tô lái tự động, nhà thông minh, thành phố thông minh với hệ thống điều hành giao thông và bãi đậu xe thông minh, hệ thống thông tin thông minh hay các giải pháp cảnh báo và chống ngập lụt có kết hợp điều chỉnh tự động, các biện pháp phát hiện nguy cơ và cảnh báo về an ninh do sử dụng camera và phân tích dữ liệu kết nối thông minh cùng hàng loạt ứng dụng khác

đáp ứng nhu cầu trong giao dịch, y tế, giải trí… Song song đó, một số ứng dụng, dịch vụ và mô hình kinh doanh hay ngành nghề không còn phù hợp sẽ bị loại bỏ với tốc độ nhanh hơn trƣớc đây.

Hình 1.3: Tổng quan về cách mạng công nghiệp 4.0

Nguồn: Thời Báo Kinh Tế Sài Gòn Một trong những thay đổi quan trọng bậc nhất trong thời kỳ IoT là Industry 4.0 – cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ (1). Industry 4.0 đang và sẽ tạo những tác động quan trọng vào nền kinh tế của tất cả các nƣớc và trên toàn cầu. Với Industry 4.0, các thiết bị và một phần hay toàn thể dây chuyền sản xuất ở một nhà máy tại một địa điểm hay nhiều địa điểm trên toàn cầu của một hay nhiều công ty đƣợc kết nối với nhau thông qua các cảm biến đƣợc kết nối với Internet. Bên cạnh đó, mỗi món hàng trong sản xuất sẽ có một địa chỉ để đƣợc nhận dạng, kết nối với máy móc và dây chuyền sản xuất thông qua Internet. Do đó, máy móc, thiết bị sản xuất, hàng hóa đang đƣợc sản xuất và những ngƣời làm việc (công nhân, kỹ thuật viên và quản lý) sẽ đƣợc kết nối và liên tục tƣơng tác để tự kiểm tra và tự điều chỉnh nhằm liên tục nâng cao hiệu quả, tăng năng suất và chất lƣợng trong sản xuất (hình 1.3). Các thông tin nêu trên sẽ đƣợc liên tục cập nhật, lƣu trữ và phân tích. Với ứng dụng Industry 4.0, các đơn hàng và hàng hóa có khả năng tự xếp đặt địa điểm, quy trình và thời gian sản xuất để tối ƣu hóa giá thành, chất lƣợng và thời điểm cũng nhƣ phƣơng thức giao hàng đến ngƣời đặt hàng. Mặt khác, các dữ liệu sẽ là thông tin đầu vào quan trọng cho việc nghiên cứu phát triển các dòng sản phẩm mới

với các thiết kế và nguyên liệu cũng nhƣ quy trình sản xuất mới phù hợp với các mong muốn ngày càng đa dạng và thay đổi nhanh chóng của khách hàng về nhu cầu sử dụng, kỹ thuật, mẫu mã, chất lƣợng, thời gian giao hàng và giá tiền. - Nhóm 3: Sinh học:Công nghệ này sẽ giúp chúng ta có khả năng tùy biến cơ thể bằng cách sửa lại DNA. Đặt những vấn đề đạo đức qua một bên, sinh học tổng hợp sẽ phát triển hơn nữa, những tiến bộ này sẽ không chỉ tác động sâu và ngay tức thì về y học mà còn về nông nghiệp và sản xuất nhiên liệu sinh học. - Dự đoán những sản phẩm xuất hiện vào năm 2025: Theo báo cáo của Diễn đàn Kinh tế Thế giới công bố tháng 9 năm 2015 đã xác định 21 sản phẩm công nghệ sẽ định hình tƣơng lai kỹ thuật số và thế giới siêu kết nối: - 10% dân số mặc quần áo kết nối với internet. - 90% dân số có thể lƣu trữ dữ liệu không giới hạn, miễn phí (kèm quảng cáo). - 1 nghìn tỷ cảm biến kết nối với internet. - Dƣợc sĩ robot. - 10% mắt kính kết nối với internet. - 80% ngƣời dân hiện diện số trên internet. - Chiếc ô-tô đầu tiên đƣợc sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ in 3D. - Chính phủ đầu tiên thay thế điều tra dân số bằng các nguồn dữ liệu lớn. - Chiếc điện thoại di động cấy ghép vào ngƣời đầu tiên đƣợc thƣơng mại hóa. - 5% sản phẩm tiêu dùng đƣợc sản xuất bằng công nghệ in 3D. - 90% dân số dùng điện thoại thông minh. - 90% dân số thƣờng xuyên truy cập internet. - 10% xe chạy trên đƣờng là xe không ngƣời lái. - Cấy ghép đầu tiên gan làm bằng công nghệ in 3D. - 30% việc kiểm toán ở công ty đƣợc thực hiện bằng trí tuệ nhân tạo. - Lần đầu tiên chính phủ thu thuế qua một blockchain5 . - Hơn 50% lƣợng truy cập internet ở nhà liên quan đến các thiết bị dân dụng.

5Blockchain, thƣờng đƣợc mô tả nhƣ là một “đầu mối phân phối”, là một giao thức an toàn trong đó một mạng các máy tính cùng nhau xác thực một giao dịch trƣớc khi đƣợc lƣu trữ và chấp thuận. Công nghệ làm cơ sở cho blockchain tạo ra sự tin tƣởng bằng cách cho phép những ngƣời không biết nhau (về căn bản không thể tintƣởng) cộng tác với nhau mà không cần phải thông qua một nhà chức trách trung tâm trung lập – nghĩa là một ngƣời ủy thác hoặc đầu mối trung tâm. Về bản chất, blockchain là giao thức có khả năng chia sẻ, lập trình, mã hóa an toàn do đó trở nên đáng tin cậy bởi không có bất kì ngƣời dùng nào có thể điều khiển đƣợc và có thể đƣợc kiểm tra bởi tất cả mọi ngƣời.