Khái niệm về cách mạng công nghiệp lần thứ tư lần đầu tiên được đưa ra ở Hannover vào đầu thập kỷ này. Tiếp theo đó là vài thập kỷ tự động hóa công nghiệp, mặc dù ở chức năng và độ phức tạp thấp hơn. Nhiều hướng phát triển đã hình thành nên một số công nghệ công nghiệp 4.0 trước đây đã được các nhà nghiên cứu quan sát. Để biến những điều này thành hiện thực, chủ yếu là nhờ những đổi mới của công nghệ, phần mềm và phần cứng. Hiện nay, sự kết nối ngày càng tăng giữa con người với máy móc, máy móc với máy móc, và con người với con  người tác động đến các hệ thống và quy trình sản xuất trên toàn thế giới. Các xu hướng và công nghệ Công nghiệp 4.0 là nền tảng để đạt tới chế tạo kết nối theo hướng các nhà máy thông minh và tự chủ.

BẢN ĐỒ ĐỔI MỚI: 10 XU HƯỚNG CÔNG NGHIỆP 4.0 HÀNG ĐẦU

Khảo sát hơn 1.116.000 công ty khởi nghiệp và công ty mới nổi, nhóm điều tra đã sử dụng Nền tảng StartUs Insights độc quyền của mình để xác định các ứng dụng và giải pháp sáng tạo có tiềm năng tác động đến lĩnh vực sản xuất trong năm 2020 và xa hơn thế nữa. Các nhà phân tích đổi mới của nhóm đã tiến hành nghiên cứu toàn diện theo định hướng dữ liệu để xác định các xu hướng đổi mới và công nghệ đang nổi lên trong lĩnh vực công nghiệp 4.0. Đối với nghiên cứu này, họ đã phân tích 770 công ty khởi nghiệp và các công ty mới nổi và đưa ra 10 Xu hướng Công nghiệp 4.0 hàng đầu cùng với 20 giải pháp phù hợp nhất cho từng xu hướng đó.

Hình 1: Bản đồ 10 xu hướng công nghiệp 4.0 hàng đầu và các startup điển hình

Bản đồ Đổi mới sáng tạo dưới đây mô tả các xu hướng chính ảnh hưởng đến ngành công nghiệp và giới thiệu hai công ty khởi nghiệp được chọn lọc kỹ lưỡng cho mỗi xu hướng. Các xu hướng này gồm: An ninh mạng, tính minh bạch và quyền riêng tư,Điện toán đám mây, điện toán biên và điện toán sương mù, Trí tuệ nhân tạo, tăng cường con người & thực tế ảo mở rộng (XR), mạng & Kết hối, người máy nâng cao, bản sao số, chế tạo đắp dần, dữ liệu lớn & phân tích

BẢN ĐỒ CÁC XU HƯỚNG HÀNG ĐẦU TÁC ĐỘNG ĐẾN NGÀNH CÔNG NGHIỆP 4.0

Bản đồ dưới đây minh họa 10 xu hướng công nghiệp 4.0 hàng đầu sẽ tác động đến các công ty trong năm 2020 và xa hơn thế. Khai thác các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (AI) trên các thiết bị và quy trình sẽ hình thành xu hướng công nghiệp 4.0 hàng đầu. Càng ngày, các công ty mới nổi sẽ càng phát triển các giải pháp có thể đeo được ở nơi làm việc công nghiệp để đảm bảo an toàn và hiệu quả của quá trình sản xuất. Thu thập dữ liệu bằng cách triển khai điện toán đám mây và điện toán biên và thiết kế các giải pháp an ninh mạng cho phép các công ty tạo ra các khối xây dựng để thiết lập các nhà máy thông minh. Các giải pháp rô bốt tiên tiến bao gồm rô bốt di động tự động, cobot và rô bốt bầy đàn, cũng như phát triển phần mềm rô bốt cũng là một phần chính của các xu hướng công nghiệp 4.0.

BẢN ĐỒ SỨC NÓNG KHỞI NGHIỆP TOÀN CẦU: CÁC CÔNG TY KHỞI NGHIỆP & CÔNG TY MỚI NỔI CÔNG NGHIỆP 4.0

Đối với phân tích này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp thăm dò các startup theo hướng dữ liệu để xác định các giải pháp phù hợp nhất trên toàn cầu. Bản đồ sức nóng khởi nghiệp toàn cầu dưới đây nêu bật sự phân bố toàn cầu các công ty khởi nghiệp & công ty mới nổi, bao gồm 20 ví dụ đầy hứa hẹn trong số 770 giải pháp ngành công nghiệp 4.0 thích hợp.

Hình 2: Mười xu hướng tác động đến Công nghiệp 4.0

10 XU HƯỚNG CÔNG NGHIỆP 4.0 HÀNG ĐẦU TRONG NĂM 2020 CÓ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN XA HƠN

1. An ninh mạng, tính minh bạch và quyền riêng tư
Luồng thông tin do sự kết nối ở Công nghiệp 4.0 đang làm dấy lên những lo ngại về bảo mật, tính minh bạch và quyền riêng tư. Khi các phương thức sản xuất ngày càng trở nên cá nhân hóa và có thể tùy chỉnh, thì các phương thức quản lý dữ liệu được thực hiện bên ngoài và bên trong cửa hàng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính hấp dẫn của công ty. Việc truyền và xử lý dữ liệu công nghiệp nhạy cảm cần phải được thực hiện một cách an toàn để tránh các cuộc tấn công mạng vào các cơ sở công nghiệp quan trọng. Đạo đức và quyền riêng tư kỹ thuật số, các công nghệ nâng cao quyền riêng tư, bảo mật tự thích ứng, bảo mật không tin cậy, bảo mật giao tiếp đầu cuối, DevSecOps, blockchain là một số phát triển mới trong lĩnh vực này. Trọng tâm về an ninh mạng cần được cân bằng với tính minh bạch và quyền riêng tư.

Hình 3: Bản đồ sức nóng khởi nghiệp toàn cầu: Công nghiệp 4.0

Alias Robotics - Hệ thống miễn dịch cho robot

Startup Tây Ban Nha Alias Robotics phát triển hệ thống miễn dịch cho robot (RIS), một nền tảng bảo vệ điểm cuối cho robot. Giải pháp này cung cấp khả năng bảo vệ rô bốt và các thành phần rô bốt khỏinhững phần mềm độc hại. Kiến trúc mô-đun của RIS mang lại cho hệ thống tính linh hoạt, khả năng thích ứng và phục vụ cho nhiều loại robot. Công ty cũng cung cấp một bộ ghi dữ liệu an toàn để điều tra các cuộc tấn công mạng hoặc trục trặc ở robot. Việc sử dụng robot công nghiệp trong tất cả các giai đoạn sản xuất đòi hỏi phải có những đổi mới sáng tạo như RIS.

Adolus - Cập nhật phần mềm an toàn

Công nghiệp 4.0 sử dụng các thiết bị kết nối, thông minh có nguồn gốc từ nhiều nhà cung ứng.
Những thiết bị này cần được cập nhật liên tục với phần mềm, firmware (phần mềm cơ sở) tệp cấu hình mới nhất. Adolus là một startup Canada cung cấp quy trình cập nhật an toàn cho các thiết bị nhúng. Tội phạm mạng có khả năng can thiệp vào quá trình nâng cấp và xâm phạm các cơ sở công nghiệp bằng cách lừa nhân viên cài đặt các tệp bị nhiễm. Adolus phát triển FACT, giải quyết vấn đề này bằng cách làm việc với các nhà cung cấp thiết bị để thu thập các fingerprint (dấu vân) duy nhất của các tệp và so sánh các dấu vân này với các dấu vân mà nhà sản xuất nhận được. FACT đưa ra đánh giá độ tin cậy trong quá trình cài đặt cũng như khả năng hiển thị qua các quá trình nâng cấp trong các hệ thống quan trọng.

2. Điện toán đám mây, điện toán biên và điện toán sương mù

Lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra bởi internet vạn vật công nghiệp (IIoT) đang thúc đẩy việc áp dụng năng lực của điện toán đám mây, sương mù và biên trong Công nghiệp 4.0. Các giải pháp phần cứng và phần mềm tùy chỉnh như các đám mây kết nối, các đám mây phân tán, máy tính và lưu trữ phân tán, điện toán lai (hybrid), các nền tảng phát triển mã thấp, dịch vụ vi mô, điện toán di động và điện toán biên đa truy cập đang hình thành xu hướng công nghiệp 4.0 này.

Edgise - Điện toán biên được hỗ trợ bởi AI
Công ty khởi nghiệp Edgise của Bỉ cung cấp phát triển phần cứng như một dịch vụ cho các ứng dụng điện toán biên. Startup này đã rút ngắn thời gian phản hồi bằng cách chuyển AI từ điện toán đám mây sang điện toán biên. Hiệu suất tối ưu của các hệ thống công nghiệp phụ thuộc vào việc thực hiện hiệu quả thuật toán có trong máy móc. Các phương tiện điện toán biên, cùng với IoT công nghiệp, cải thiện đáng kể tốc độ, bảo mật và hiệu quả của quy trình sản xuất bằng cách đẩy nhanh việc chạy các thuật toán. Công ty cung cấp hỗ trợ cho toàn bộ chu trình phát triển sản phẩm điện toán biên.

Atrio - Điện toán đám mây hybrid

Công ty khởi nghiệp Atrio có trụ sở tại Mỹ cung cấp Atrio Hybrid Composable Cloud, một nền tảng điện toán đơn lẻ được xác định bằng phần mềm. Năng lực điện toán đám mây cải thiện thời gian chu kỳ sản xuất bằng cách cung cấp nhanh thông tin chi tiết cho tất cả các bước trong sản xuất. Nền tảng do Atrio tạo ra cung cấp một mạng điện toán bất khả tri đám mây (cloud-agnostic) duy nhất tích hợp cơ sở hạ tầng chung với các dịch vụ đám mây để tạo, quản lý và vận hành các môi trường hỗn hợp và đa đám mây.

3. Trí tuệ nhân tạo

AI và máy học đang thúc đẩy những đổi mới sáng tạo trong các ngành và lĩnh vực chức năng. Phần cứng chuyên biệt AI và các thuật toán mới đang được phát triển để tối ưu hóa các hệ thống hiện có và giải quyết những thách thức mới trong sản xuất. Các nhà máy đang bắt đầu tích hợp AI trên các hệ thống và quy trình sản xuất của họ. AI tiên tiến đã có thể thể tiến hành bảo trì dự đoán, tính toán nhận thức, trí tuệ bầy đàn, tính toán nhận biết ngữ cảnh, máy móc thông minh, bộ gia tốc phần cứng và thiết kế sinh sôi (generative design). Tất cả những công nghệ này thúc đẩy các cơ sở chế tạo tiến tới chế tạo hoàn toàn không cần ánh sáng.

Mechanica AI - Sản xuất AI

Oqton - Tích hợp dữ liệu do AI hỗ trợ
Công ty khởi nghiệp Oqton có trụ sở tại Mỹ đã phát triển FactoryOS, một nền tảng được AI hỗ trợ để tích hợp dữ liệu hệ thống sản xuất nhằm hợp lý hóa quá trình sản xuất và đầu ra của nhà máy. Máy móc, hệ thống và dữ liệu từ các cơ sở sản xuất thường được lưu giữ dưới dạng các silo dữ liệu độc lập, nên rất khó để gạn lọc được giá trị thực tế từ chúng. Nền tảng dựa trên đám mây tích hợp và sử dụng dữ liệu từ tất cả các giai đoạn của hệ sinh thái công nghiệp như thiết kế, sản xuất và chuỗi cung ứng. Theo thời gian, AI học hỏi liên tục từ những đầu vào dữ liệu này để tạo ra những hiểu biết quan trọng nhằm cải thiện năng suất tổng thể.