1. Giới thiệu
Con người trải qua 5 cuộc cách mạng công nghiệp (từ 1.0 đến 5.0). Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất diễn ra vào năm 1780 trải qua 90 năm, vào năm 1870 cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai ra đời, và 100 năm sau, năm 1970 diễn ra cách mạng 3.0, tiếp đó 30 năm cuộc cách mạng 4.0 diễn ra năm 2000. Năm 2020 là cuộc cách mạng 5.0 ra đời. Trong 4 cuộc cách mạng trước nhấn mạnh sự chuyển đổi các cơ sở vật chất thành các cơ sở sản xuất thông minh dưới sự hỗ trợ của IoT sử dụng hệ thống điện toán và kết nối qua đám mây điện tử thì cuộc cách mạng 5.0 tập trung liên kết giữa con người và máy móc nhằm tăng nguồn lực và hiệu quả sản xuất (A. Shaji George & A.s Hovan George, 2020). Để có cái nhìn toàn diện về công nghiệp 5.0 (cách mạng công nghiệp 5.0) nghiên cứu hệ thống lý luận và đưa ra khái niệm, đặc điểm, vai trò, nội dung và những lợi thế và bất lợi của cách mạng công nghiệp 5.0.
2. Kết quả và thảo luận
2.1. Khái niệm
Công nghiệp 5.0 đưa con người trở lại với máy móc, ở đây con người và máy móc kết hợp nhằm tăng hiệu quả bằng cách sử dụng trí tuệ và khả năng sang tạo thông qua sự tích hợp các quy trình công việc và hệ thống thông minh, (S. Nahavandi, 2019).
Michael Rada (2017) chỉ ra rằng Công nghiệp 5.0 là bước phát triển tiếp theo của các mạng công nghiệp 4.0, nó phản ánh rằng công nghiệp dựa trên lợi thế công nghệ được thiết kế và thực hiện dưới sự sang tạo đổi mới của con người. Công nghệ này là trí tuệ nhân tạo, máy móc, máy tính và internet cho vạn vật.
Như vậy, cách mạng công nghiệp 5.0 mở ra một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực sản xuất, nơi công nghệ hiện đại được kết hợp chặt chẽ với sự sáng tạo và trực giác của con người để xây dựng một môi trường sản xuất linh hoạt và mang tính hợp tác cao. Khác với cách mạng công nghiệp 4.0 vốn tập trung vào tự động hóa và tối ưu hóa hiệu quả nhờ công nghệ, cách mạng công nghiệp 5.0 đặt con người vào vị trí trung tâm, thúc đẩy sự phối hợp giữa con người và máy móc nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm (Taverner et al., 2021).
2.2. Đặc điểm cách mạng công nghiệp 5.0
Chúng ta thấy rằng cách mạng công nghiệp 5.0 đánh dấu bước chuyển từ sản xuất tự động hóa hoàn toàn sang mô hình hợp tác giữa con người và máy móc. Thay vì chỉ tập trung vào hiệu quả công nghệ như trong cách mạng công nghiệp 4.0, thế hệ công nghiệp mới này đề cao vai trò của con người, đặc biệt là sự sáng tạo, trực giác và khả năng giải quyết vấn đề. Công nghệ tiên tiến như robot cộng tác, thực tế ảo/tăng cường, và hệ thống giám sát thời gian thực giúp con người tương tác sâu hơn với quy trình sản xuất.
Thêm vào đó, cách mạng công nghiệp 5.0 nhấn mạnh đến tính bền vững, kinh tế tuần hoàn và tác động xã hội tích cực thông qua việc tạo ra môi trường làm việc an toàn, linh hoạt và nhân văn hơn. Đây là bước tiến nhằm hướng tới một nền sản xuất không chỉ hiệu quả mà còn có trách nhiệm với con người và môi trường, (Radosław Wolniak, 2023).
2.3. Vai trò và lợi ích của cách mạng công nghiệp 5.0
Các mạng công nghiệp 5.0 cho thấy vai trò cơ bản như sau: Cách mạng công nghiệp 5.0 đóng vai trò quan trọng trong việc tái định hình mối quan hệ giữa con người và công nghệ. Thay vì thay thế con người, công nghệ được sử dụng để hỗ trợ và nâng cao khả năng sáng tạo, ra quyết định và giải quyết vấn đề. Con người trở thành trung tâm của quy trình sản xuất, làm việc song hành với máy móc nhằm tối ưu hóa hiệu quả, chất lượng và sự linh hoạt trong sản xuất. Đồng thời, cuộc cách mạng này thúc đẩy trách nhiệm xã hội và phát triển bền vững, gắn kết lợi ích doanh nghiệp với lợi ích cộng đồng.
Những lợi ích thiết thực do cuộc cách mạng mạng lại: Thứ nhất, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm nhờ sự phối hợp giữa con người và công nghệ. Thứ hai, thúc đẩy sáng tạo và đổi mới trong thiết kế và sản xuất. Thứ ba, cải thiện điều kiện làm việc, tăng sự hài lòng và gắn bó của người lao động. Thứ tư, góp phần giảm thiểu tác động môi trường thông qua sản xuất xanh và kinh tế tuần hoàn. Thứ năm, tăng khả năng tùy biến sản phẩm theo nhu cầu khách hàng, nâng cao trải nghiệm người tiêu dùng. (Radosław Wolniak, 2023).
2.4. Nội dung cách mạng công nghiệp 5.0
Cách mạng công nghiệp 5.0 dựa trên sự kết hợp của nhiều công nghệ tiên tiến, mỗi công nghệ đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và tạo ra môi trường làm việc thông minh, hiệu quả. Dưới đây là phân tích chi tiết về bảy công nghệ nền tảng của cách mạng công nghiệp 5.0, được chia thành các đoạn riêng biệt:
Một là, trí tuệ nhân tạo (AI). Trí tuệ nhân tạo (AI) là một trong những công nghệ quan trọng nhất trong cách mạng công nghiệp 5.0. AI giúp tự động hóa các quy trình phân tích dữ liệu và ra quyết định, từ đó tối ưu hóa sản xuất và nâng cao hiệu quả công việc. AI có thể học từ dữ liệu, cải thiện qua thời gian và hỗ trợ người lao động trong việc đưa ra các quyết định thông minh. Trong Industry 5.0, AI không chỉ giúp phân tích các xu hướng và tình huống mà còn đóng vai trò trong việc dự đoán các vấn đề tiềm ẩn trong sản xuất, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa tài nguyên.
Hai là, blockchain. Blockchain là công nghệ bảo mật và xác minh giao dịch, giúp cải thiện tính minh bạch và bảo mật trong chuỗi cung ứng. Trong môi trường sản xuất, blockchain giúp theo dõi và quản lý các giao dịch và dữ liệu, từ nguyên liệu thô đến sản phẩm cuối cùng, đảm bảo rằng mọi bước trong quá trình sản xuất đều được ghi nhận một cách an toàn và minh bạch. Điều này không chỉ giảm thiểu gian lận mà còn tạo ra một môi trường đáng tin cậy cho các bên tham gia trong chuỗi cung ứng.
Ba là, Internet vạn vật (IoT). Internet vạn vật (IoT) đóng vai trò kết nối các thiết bị và cảm biến trong hệ thống sản xuất, giúp giám sát và điều khiển quy trình sản xuất trong thời gian thực. IoT cho phép thu thập dữ liệu từ các thiết bị, máy móc và cảm biến, mang lại khả năng giám sát và quản lý hiệu quả. Nhờ IoT, các doanh nghiệp có thể theo dõi tình trạng máy móc, dự đoán thời điểm bảo trì và điều chỉnh quy trình sản xuất để tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu sự cố.
Bốn là, điện toán biên (Edge Computing). Điện toán biên (Edge Computing) giúp xử lý dữ liệu ngay tại nguồn, thay vì truyền tải tất cả dữ liệu đến trung tâm dữ liệu xa xôi. Điều này giúp giảm độ trễ và tối ưu hóa tốc độ phản hồi trong các ứng dụng yêu cầu xử lý thời gian thực. Trong sản xuất, điện toán biên giúp giám sát và điều khiển các thiết bị từ xa một cách nhanh chóng và hiệu quả, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất và giảm thiểu thời gian dừng máy.
Năm là, dữ liệu lớn (Big Data). Dữ liệu lớn (Big Data) giúp các doanh nghiệp thu thập, phân tích và sử dụng một lượng lớn dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị IoT để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Với khả năng phân tích dữ liệu khổng lồ, Big Data giúp các công ty nhận diện các xu hướng, dự đoán các sự cố và đưa ra các quyết định chiến lược một cách chính xác. Công nghệ này không chỉ cải thiện hiệu quả công việc mà còn giúp giảm thiểu chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Sáu là, mạng 6G. Mạng 6G là thế hệ mạng di động tiếp theo, hứa hẹn mang đến tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn và độ trễ thấp hơn so với các thế hệ trước. Trong các mạng công nghiệp 5.0, mạng 6G sẽ hỗ trợ kết nối giữa các thiết bị và hệ thống trong thời gian thực với độ ổn định cao. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng sản xuất thông minh, khi yêu cầu có sự kết nối liên tục và liền mạch giữa các thiết bị, máy móc và hệ thống để đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra suôn sẻ và không bị gián đoạn.
Bảy là, robot cộng tác (Cobots). Robot cộng tác (cobots) là một loại robot được thiết kế để làm việc cùng con người trong môi trường sản xuất. Cobots có thể giúp giảm bớt các công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại và nguy hiểm, từ đó tạo điều kiện cho người lao động tập trung vào các nhiệm vụ sáng tạo và có giá trị gia tăng cao. Khác với các robot công nghiệp truyền thống, cobots có thể làm việc gần gũi với con người mà không cần bảo vệ hoặc hàng rào an toàn, giúp tạo ra một môi trường làm việc linh hoạt và hiệu quả hơn.
Có thể nói, những công nghệ này không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất sản xuất mà còn tạo ra một hệ sinh thái sản xuất thông minh, linh hoạt và bền vững. Industry 5.0, nhờ sự kết hợp của các công nghệ tiên tiến này, mang lại lợi ích không chỉ cho các doanh nghiệp mà còn cho xã hội và người lao động, giúp tạo ra một tương lai sản xuất thông minh và bền vững hơn.
Như vậy, với nội dung trên cách mạng công nghiệp 5.0 mang đến nhiều ứng dụng và lợi ích vượt trội cho các doanh nghiệp và cộng đồng. Một trong những ứng dụng quan trọng nhất là sản xuất linh hoạt và tùy chỉnh, giúp doanh nghiệp có thể tạo ra các sản phẩm cá nhân hóa theo yêu cầu của từng khách hàng. Điều này không chỉ nâng cao trải nghiệm người tiêu dùng mà còn giúp các doanh nghiệp gia tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. Các công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI) và robot cộng tác (cobots) đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ sản xuất linh hoạt, tối ưu hóa quy trình và tạo ra các sản phẩm sáng tạo, đồng thời giúp giảm bớt các công việc tẻ nhạt, lặp đi lặp lại, cho phép người lao động tập trung vào các nhiệm vụ có giá trị gia tăng cao. Ngoài ra, Cách mạng công nghiệp 5.0 cũng giúp cải thiện chất lượng và hiệu suất sản xuất. Nhờ vào các công nghệ như dữ liệu lớn (Big Data) và Internet vạn vật (IoT), các doanh nghiệp có thể thu thập và phân tích dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị kết nối, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất, dự đoán các vấn đề tiềm ẩn và đưa ra các quyết định thông minh. Việc này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời giúp doanh nghiệp duy trì hoạt động ổn định và hiệu quả. Một lợi ích nổi bật khác của cách mạng công nghiệp 5.0 là khả năng thúc đẩy sản xuất bền vững. Công nghệ hiện đại giúp giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và chất thải, từ đó bảo vệ môi trường và đóng góp vào các mục tiêu phát triển bền vững. Các doanh nghiệp có thể sử dụng công nghệ để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Cuối cùng, mạng công nghiệp 5.0 cũng mang lại lợi ích cho người lao động khi tạo ra một môi trường làm việc an toàn, sáng tạo và thân thiện. Sự kết hợp giữa con người và công nghệ không chỉ giúp nâng cao năng suất lao động mà còn tạo ra một nơi làm việc ít căng thẳng và nhiều cơ hội phát triển sáng tạo. Tóm lại, mạng công nghiệp 5.0 không chỉ mang lại lợi ích về mặt kinh tế mà còn thúc đẩy sự phát triển xã hội và bền vững, (Tarun Rijwani et al, 2024).
2.5. Lợi thế và bất lợi của cách mạng công nghiệp 5.0
Cách mạng công nghiệp 5.0 đại diện cho giai đoạn tiếp theo trong quá trình phát triển công nghiệp, nhằm xây dựng một môi trường sản xuất linh hoạt và hợp tác, kết hợp giữa sáng tạo và trực giác của con người với các công nghệ tiên tiến. Dựa trên phân tích tài liệu, chúng ta có thể nhận diện các lợi ích của công nghiệp 5.0 như sau: (1) Tăng cường an toàn lao động: Các robot cộng tác và công nghệ thực tế tăng cường có thể giảm thiểu các nguy cơ tai nạn và chấn thương trong môi trường làm việc. (2) Thúc đẩy sáng tạo: Việc kết hợp sáng tạo và trực giác của con người với công nghệ tiên tiến giúp Công nghiệp 5.0 tạo ra các sản phẩm và giải pháp mới, sáng tạo. (3) Nâng cao sự hài lòng của khách hàng: Các công nghệ sản xuất kỹ thuật số và sản phẩm tùy chỉnh có thể cải thiện sự hài lòng và lòng trung thành của khách hàng. (4) Giảm thiểu chất thải: Áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn sẽ giúp giảm thiểu chất thải và thúc đẩy tính bền vững trong các quy trình sản xuất. (5) Tiết kiệm chi phí: Công nghiệp 5.0 có thể giảm chi phí thông qua tăng cường hiệu quả, giảm thời gian chết và cải thiện quản lý chuỗi cung ứng. (6) Tăng cường tính minh bạch: Blockchain có thể cải thiện sự minh bạch trong các giao dịch chuỗi cung ứng và tạo dựng niềm tin giữa các bên liên quan. (7) Tạo ra công việc ý nghĩa: Công nghiệp 5.0 có thể tạo ra nhiều công việc có ý nghĩa, đòi hỏi kỹ năng sáng tạo và giải quyết vấn đề. (8) Tác động xã hội tích cực: Tập trung vào phúc lợi của người lao động và cộng đồng có thể cải thiện tác động xã hội của sản xuất. (9) Lợi thế cạnh tranh: Việc áp dụng Công nghiệp 5.0 giúp các công ty giành lợi thế cạnh tranh nhờ vào cải thiện hiệu quả, tăng cường linh hoạt và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Mặc dù Công nghiệp 5.0 mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số bất lợi tiềm ẩn cần được xem xét. Những bất lợi chính của Công nghiệp 5.0 là: (1) Chi phí đầu tư cao: Việc triển khai các công nghệ như robot cộng tác, thực tế tăng cường và blockchain đòi hỏi một khoản đầu tư ban đầu lớn. (2) Gián đoạn công việc sản xuất truyền thống: Sự tự động hóa gia tăng và việc sử dụng robot có thể dẫn đến mất việc làm và yêu cầu đào tạo lại lao động. (3) Rủi ro an ninh mạng: Công nghiệp 5.0 dựa vào các hệ thống kỹ thuật số kết nối, dẫn đến nguy cơ an ninh mạng cao, như bị hack hoặc rò rỉ dữ liệu. (4)Hệ thống phức tạp: Các công nghệ trong Công nghiệp 5.0 phức tạp và đòi hỏi chuyên môn đặc biệt, gây khó khăn trong việc quản lý và duy trì. (5) Khó khăn trong việc tích hợp: Việc tích hợp công nghệ mới với các hệ thống và quy trình cũ có thể gặp phải thách thức lớn, yêu cầu nhiều thời gian và nguồn lực. (6) Vấn đề đạo đức: Công nghiệp 5.0 có thể gây ra những vấn đề về đạo đức, đặc biệt là khi tự động hóa gia tăng, dẫn đến lo ngại về mất việc làm và tác động tiêu cực đối với người lao động. (7) Tác động môi trường: Mặc dù Công nghiệp 5.0 khuyến khích mô hình kinh tế tuần hoàn, nhưng vẫn có những tác động môi trường không thể tránh khỏi, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng và sản xuất chất thải. (8) Khả năng áp dụng hạn chế: Việc áp dụng các công nghệ của Công nghiệp 5.0 có thể bị giới hạn do thiếu nguồn lực, chuyên môn hoặc các rào cản pháp lý. (9) Kháng cự với thay đổi: Sự phản đối từ các phương thức sản xuất truyền thống có thể cản trở quá trình triển khai Công nghiệp 5.0. (10) Phụ thuộc vào công nghệ: Khi Công nghiệp 5.0 ngày càng được tích hợp sâu vào quy trình sản xuất, có thể dẫn đến tình trạng phụ thuộc vào công nghệ, khiến việc vận hành mà không có công nghệ trở nên khó khăn hơn. (11) Cải thiện hiệu suất và năng suất: Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như tự động hóa, trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT) có thể cải thiện hiệu suất và năng suất trong quy trình sản xuất. (12) Tăng tính linh hoạt: Sử dụng robot cộng tác (cobot) và các công nghệ như thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR) có thể giúp các quy trình sản xuất linh hoạt hơn, dễ dàng thích ứng với thay đổi. (13) Sản phẩm chất lượng cao hơn: Công nghiệp 5.0 có thể tạo ra các sản phẩm chất lượng cao nhờ vào cải tiến trong quy trình sản xuất và sử dụng phản hồi thời gian thực. (14) Giảm thời gian chết: Dự báo bảo trì và giám sát thời gian thực có thể giúp giảm thời gian chết trong quy trình sản xuất. (15) Quản lý chuỗi cung ứng tốt hơn: Việc sử dụng công nghệ blockchain có thể nâng cao tính minh bạch và bảo mật trong các giao dịch chuỗi cung ứng. (16) Sản phẩm cá nhân hóa: Công nghiệp 5.0 giúp sản xuất các sản phẩm cá nhân hóa nhờ vào công nghệ sản xuất kỹ thuật số, (Radosław Wolniak, 2023).
3. Kết luận
Nghiên cứu khái quát khái niệm, đưa ra đặc điểm, vai trò và lợi ích của cách mạng công nghiệp 5. 0 và khái quát 7 nội dung của cách mạng công nghiệp 5.0: Một là, trí tuệ nhân tạo (AI). Hai là, blockchain. Ba là, Internet vạn vật (IoT). Bốn là, điện toán biên (Edge Computing). Năm là, dữ liệu lớn (Big Data). Sáu là, mạng 6G. Bảy là, robot cộng tác (Cobots). Đồng thời, phân tích lợi thế và bất lợi của cách mạng công nghiệp 5.0.
Tài liệu tham khảo
Aroop, Zutshi: Industry 5.0—Bringing Empowered Humans
Back to the Shop Floor, 26 Nov (2019). Truy cập tại: https://www.frost.com/
frost-perspectives/industry-5-0-bringing-empowered-humansback-to-the-shop-floor/.
S. Nahavandi, Industry 5.0 { a human-centric solution, Sustainability 11 (16) (2019) 4371.
A. Shaji George & A.s Hovan George (2020). Insdustrial revolution 5.0: The transformation of the modern manufacturing process to enable man and machine to work hand in hand. Journal of Seybold Report. Volume 15 Isue 9 2020, page: 214 – 234.
Taverner, C., Trojan, L., Simion, O., Szkudlarek, E. (2021). Design culture in the era of industry 5.0: A review of skills and needs. Cultural Management: Science and Education, 5(1), 41-58.
Radosław Wolniak (2023). Industry 5.0 -Characsteristic, main principles, advandtages and disadvantages. Scientific Papers of Silesian University of Technology Organization and Management Series 2023(170).
Tarun Rijwani et al (2024). Industry 5.0: a review of emerging trends and transformative technologies in the next industrial revolution. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) https://doi.org/10.1007/s12008-024-01943-7
