CMCN 4 0 HNG TIP CN AP DNG TRONG CO

CMCN 4.0 – HƯỚNG TIẾP CẬN ÁP DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ Hoàng Thế Dũng, Nguyễn Hoàng Yến, Nguyễn Văn Thắng Ban Khoa học công nghệ Tập đoàn Dầu khí Việt Nam Trong thời gian qua đã c

CMCN 4.0 – HƯỚNG TIẾP CẬN ÁP DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ

Hoàng Thế Dũng, Nguyễn Hoàng Yến, Nguyễn Văn Thắng

Ban Khoa học công nghệ Tập đoàn Dầu khí Việt Nam

Trong thời gian qua đã có rất nhiều diễn đàn lớn, hội thảo quốc tế được tổ chức tại Việt Nam về Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) với những chủ đề mang tính vĩ mô, có tính học thuật cao như: nhận thức về bản chất nội dung cuộc cách mạng, đánh giá cơ hội và thách thức ở các cấp độ khác nhau đối với các bộ, các ngành; nhận diện những đặc trưng cơ bản, đánh giá sựtác động của CMCN 4.0, làm ảnh hưởng đến

sự phát triển kinh tế, xã hội của đất nước như thế nào Thông qua các diễn đàn này và qua phương tiện thông tin đại chúng, nhiều độc giả kinh tế lớn, nhà quản lý, chuyên gia phân tích quốc tế và trong nước đã chỉ ra rằng: CMCN4.0 đã trở thành xu hướng hiện hữu, tác động nhiều mặt, nhanh chóng và mạnh đến sự phát triển của mỗi quốc gia (trong đó có Việt Nam) trong toàn cầu hóa hiện nay và trong thời gian tới, nếu không tận dụng cơ hội này, mỗi quốc gia có thể tụt hậu so với các nước phát triển của thế giới với khoảng cách ngày một xa hơn Trong bối cảnh đó, Đảng, Nhà nước và Chính phủ Việt Nam đã có những chủ trương xuyên suốt, đúng đắn trong chỉ đạo các cấp, các ngành cần có những nghiên cứu và áp dụng CMCN 4.0 kịp thời trong quá trình tái cơ cấu nền kinh tế và sản xuất công nghiệp Các cấp, các ngành cần có những thay đổi và hướng đi phù hợp trên cơ sở nhận diện được bản chất của CMCN4.0 và những đặc trưng cơ bản của nền sản xuất công nghiệp trong tương lai, dự báo những tác động cũng như chỉ ra các yêu cầu trong áp dung CMCN 4.0 vào quá trình tái cơ cấu trong thời gian tới Báo cáo này không nhắc lại, mà trên cơ sở nhận thức được, những vấn đề vĩ mô hoặc những nội dung mang tính “học thuật” liên quan đến CMCN 4.0 mà các tài liệu đã công bố, các diễn đàn đã trình bày Nội dung của báo cáo chỉ đề cập đến những nguyên tắc cơ bản trong thiết kế áp dụng CMCN 4.0 [], từ những nguyên tắc này tập trung làm rõ sự nhận diện các nội dung chính của CMCN 4.0 liên quan đến hoạt động thực tiễn, làm cơ sở trong xây dựng kế hoạch cụ thể trong áp dụng CMCN 4.0 đối với lĩnh vực dầu khí hiện nay

Tổng quan về CMCN 4.0 trên thế giới hiê ̣n nay

Khi tìm kiếm trong Google từ khóa“The Fourth Industrial Revolution”, chúng ta bắt gặp rất nhiều bài viết cùng với các từ khóa khái niê ̣m có liên quan, chẳng hạn như:

“Industry 4.0”, “Industrial Internet” hay “Industrial Internet of Thing”, "Cyber-Physical System", "Big Data", "Business Intelligence", "Artificial Intelligence",

"Machine Learning", "digital technology", trong số đó có những khái niê ̣m ra đời từ 10-15 năm về trước, nhưng có những khái niê ̣m chỉ mới xuất hiê ̣n cách đây khoảng 5 năm Các nhà nghiên cứu về CMCN 4.0 có rất nhiều bài viết, bàn luận về những khái niệm mới này, chẳng hạn các chuyên gia của General Electric khuyến khích một ý tưởng dưới tên Industrial Internet (Bungart, 2014, Evans & Annunziata, 2012), nó được định nghĩa là “tích hợp các máy móc và thiết bị vật lý phức tạp với cảm biến nối mạng và phần mềm, được sử dụng để dự đoán, kiểm soát và lên kế hoạch để có kết quả tốt hơn về kinh doanh và thu nhập xã hội” (Industrial Internet Consortium, 2013)

2

Trong khi đó, "Industry 4.0" được đưa ra vào năm 2011 tại Hội chợ Hannover, giới thiệu các dự đi ̣nh của chương trình công nghiệp 4.0 của nước Đức, nhằm nâng cao nền công nghiệp cơ khí truyền thống hiện nay của quốc gia Đức.Không chỉ nước Đức với chương trình Công nghiệp 4.0, các nước phát triển trong vài năm qua đều đưa ra các chương trình chiến lược về sản xuất khi những tiến bộ của khoa học và công nghệ đang diễn ra rất nhanh Nước Mỹ có "Chiến lược quốc gia về sản xuất tiên tiến" cho ba thập kỷ tới Nước Pháp có "Bộ mặt mới của công nghiệp nước Pháp" Hàn Quốc có

"Chương trình tăng trưởng của Hàn Quốc trong tương lai" Trung Quốc có "Sản xuất tại Trung Quốc năm 2025" Nhật Bản có "Xã hội thông minh 5.0",… và chúng ta nhận thức được rằng,với những chương trình tro ̣ng tâm của các quốc gia phát triển nêu trên, thì cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư hiê ̣n nay là đã xảy ra và sẽ phát triển với tốc độ rất nhanh chóng

Nhận diện những đặc trưng cơ bản CMCN 4.0

Mỗi một cuộc cách mạng, dù là cách mạng KHTN hay là cách mạng XH, đều có sự khởi đầu và có những đặc trưng cơ bản để nhận diện, mà vì nó đã làm thay đổi bản chất của sự việc.Khi nói đến CMCN – tức là nói đến những thay đổi tiến bộ (đi lên) về bản chất của nền sản xuất (công nghiệp) trong xã hội loài người và sự thay đổi này được tạo ra bởi các đột phá của Khoa học kỹ thuật và Công nghệ CMCN 4.0 là giai đoạn hiện nay, sự kế tiếp của 3 giai đoạn trước đó, mỗi giai đoạn đều có nhiều đặc trưng nhận diện cơ bản Cuộc CMCN lần thứ 1 diễn ra vào nửa cuối thế kỷ 18 và gần nửa đầu thế kỷ 19, với thay đổi từ sản xuất chân tay đến sản xuất cơ khí do có phát minh ra động cơ hơi nước.Cuộc CMCN lần thứ 2 diễn ra vào nửa cuối thế kỷ 19 cho đến đầu thập niên thế kỷ 20 (đầu đại chiến thế giới lần thứ nhất xảy ra), với thay đổi từ sản xuất đơn lẻ sang sản xuất hàng loạt bằng động cơ, máy móc chạy với năng lượng điện Cuộc CMCN lần thứ ba diễn ra từ những năm 1970 với sự ra đời của sản xuất tự động dựa vào máy tính, thiết bị điện tử và internet

CMCN 4.0 có thể cho là đã bắt đầu từ năm 2011, với sự thay đổi nền “sản xuất thông minh” dựa trên các thành tựu đột phá trong nhiều lĩnh vực khoa học công nghê ̣: công nghệ vật liệu, công nghệ thông tin (IoT, IoS, IoP, IIoT và Big Data), công nghệ sinh học, công nghệ nano,… nền tảng của những đột phá này chính là sự phát triển vượt

3

bậc của công nghệ số, khai thác sự kết nối vạn vật (thiết bị và cảm biến) và thu thâ ̣p, lưu trữ dữ liệu lớn – Big Data, cùng với những thành tựu mới trong nghiên cứu về “Trí tuệ nhân tạo”, dẫn đến sự ra đời của các thế hệ những “Người máy thông minh”, "nhà máy thông minh" Đó chính là những đặc trưng cơ bản nhất của CMCN 4.0 trên phương diê ̣n sự đổi mới mang tính chất đô ̣t phá về công nghê ̣

CMCN 4.0 với những đặc trưng cơ bản làm thay đổi về phương thức sản xuất ra của cải vật chất: sản xuất thông minh Điều này có những tác động rất lớn sự phát triển của mỗi quốc gia, của thế giới trong thời kỳ mà cuộc cách mạng này diễn ra: (1) Chuỗi giá trị sản xuất được rút ngắn thời gian và không gian như được co lại; (2) Sự tích hợp nhanh chóng của các công nghệ hiện đại tạo ra lợi thế cạnh tranh của một ngành sản xuất; (3) Robot thông minh và trí tuệ nhân tạo sẽ thay thế dần lao động của con người, tham gia ngày một nhiều hơn vào các quá trình sản xuất, từ đó làm thay đổi bản chất của lao động, cách thức các yếu tố nguồn lực con người tham gia và gia tăng giá trị trong chuỗi giá trị công nghiệp; (4) Làm thay đổi mô hình kinh doanh truyền thống thông qua khả năng sản xuất có tính linh hoạt và tính cá thể hoá cao; (5) Khả năng tạo

ra nhiều mô hình kinh tế mới (như mô hình kinh tế chia sẻ, mô hình mạng lưới liên kết chuỗi cung ứng toàn cầu) với những phương thức mới trong tổ chức hoạt động sản xuất và cung ứng sản phẩm tới thị trường của các doanh nghiệp; (6) Và một đặc điểm quan trọng nữa là làm gia tăng đáng kể năng suất lao động thông qua việc tăng hiệu suất sản xuất trong các nhà máy thông minh Tất cả những tác đô ̣ng tích cực trên là đă ̣c điểm nhâ ̣n diê ̣n CMCN 4.0 đứng trên phương diê ̣n những giá tri ̣ lợi ích mang la ̣i cho xã hô ̣i

Ngược lại với sự nhận diện những đặc điểm tích cực nêu trên của CMCN 4.0 là những thách thức và những tác động “tiêu cực” như:nhà máy cần ít lao động (vấn đề thất nghiê ̣p), thách thức trong vấn đề an ninh không gian mạng, khả năng làm chủ các Robots thông minh, các chuẩn mực đa ̣o đức có nguy cơ bi ̣ vi pha ̣m,… đó là những vấn

đề mang tính tất yếu mà các quốc gia cần phải có những giải pháp xử lý, khắc phục trong kế hoa ̣ch chuyển đổi công nghê ̣, áp du ̣ng CMCN 4.0

Nhân diện đặc trưng cốt lõi của CMCN 4.0

Các bài viết thường diễn tả CMCN 4.0 với các thành tựu của Trí tuệ nhân tạo, với máy móc thông minh như: robots thông minh, ô-tô tự lái, công nghệ in ấn 3 chiều, kết nối vạn vật (IoT), công nghệ vật liệu, công nghệ sinh học và công nghệ nano,… nhưng một câu hỏi đặt ra là đồng hành và thúc đẩy các thành tựu trong CMCN 4.0 nêu trên có đặc trưng chung nhất có tính nền tảng là đặc trưng nao?

Chúng ta biết rằng sự ra đời của máy tính đã dẫn đến cuộc cách mạng số hoá, nhất là khi máy tính cá nhân và internet xuất hiện, để tính toán trên máy tính,người ta biểu diễn được các thực thể bằng những con số “0” và “1” trên các thanh ghi bộ nhớ của máy tính Ta có thể hiểu biểu diễn hay mô phỏng này là 'phiên bản số' của các thực thể,ví dụ đơn giản “phiên bản số” của một chiếc ô-tô có thể là số liệu kỹ thuật chi tiết của các bộ phận của xe, hoặc là số liệu về chuyển động, hình dáng, vị trí của xe khi xe

4

chạy trên đường… Những “phiên bản số” của một người có thể là những số liệu đo được từ các thiết bị đeo trên người hay bệnh án điện tử của người này trong cơ sở dữ liệu ở bệnh viện Gần đây, với tiến bộ và sử dụng đa dạng các loại cảm biến (sensors), kết hợp với công nghệ kết nối thì việc số hoá đã có những bước tiến lớn, và điều này

đã góp phần vào hiện tượng “big data” và thúc đẩy công nghệ số tiến bộ vượt bậc ở góc độ xử lý số ngày một thông minh hơn nhờ có các thuật toán trong lĩnh vực “Trí tuệ nhân tạo”

Phiên bản số của các thực thể cho phép ta nối chúng với nhau trên các hệ thống máy

tính hoặc nối chúng vào internet, và tạo ra các không gian số tương ứng với thế giới thực thể của chúng ta Những hệ thống kết nối các thực thể và phiên bản số của chúng được gọi là các “hệ kết nối không gian số-thực thể”, mà nhiều tác giả đã dịch ra từ cụm từ “cyber-physical systems” CBS là một khái niệm cơ bản của CMCN 4.0, phản ánh mối liên hệ của sản xuất tiến hành trong thế giới các thực thể nhưng quá trình tính toán được làm trên không gian số và kết quả tính toán này được trả lại dùng cho sản xuất trong thế giới các thực thể Đây là thay đổi cơ bản về phương thức sản xuất của con người, sản xuất được điều khiển và hỗ trợ quyết định từ không gian số

Công nghệ số là công nghệ về các tài nguyên số, khởi đầu từ giữa thế kỷ trước, đã và

đang thay đổi nhiều lĩnh vực Có hai khía cạnh của công nghệ số, một là việc số hoá và hai là việc quản trị và xử lý các dữ liệu được số hoá Thí dụ của số hoá trong các ngành nghề khác nhau như chụp ảnh đã chuyển từ ảnh phim qua ảnh số, từ máy ảnh cơ qua máy ảnh số; việc in ấn dựa vào ảnh số và chế bản điện tử cho chúng ta có sách báo như ngày nay; kỹ thuật truyền hình đã chuyển sang truyền hình số đẹp hơn rất nhiều; công nghệ truyền tin đã thay thế các tín hiệu tương tự bằng các tín hiệu số, truyền và nhận tín hiệu số trên những đường truyền hiệu năng cao,…Công nghệ số có phần chung rất lớn với CNTT, đó là phần quản trị và xử lý dữ liệu được số hoá Trải qua các làn sóng của công nghệ số, những đột phá về công nghệ trong thời gian gần đây như điện toán đám mây, thiết bị di động thông minh, trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn, IoT… đang tạo điều kiện cho sản xuất thông minh được thực hiện rộng rãi, mở đầu cho cuộc CMCN 4.0

Trí tuệ nhân tạo là lĩnh vực nhằm làm cho máy tính không những biết tính toán mà

còn có các khả năng của trí thông minh con người, tiêu biểu là các khả năng lập luận, hiểu ngôn ngữ và biết học tập Trong lịch sử 60 năm phát triển của trí tuệ nhân tạo, ngành học máy (machine learning), nhằm làm cho máy có thể tự học để nâng cao năng lực hành động, là lĩnh vực sôi động nhất của trí tuệ nhân tạo trong hai thập kỷ qua.Có thể định nghĩa học máy là việc phân tích các tập dữ liệu ngày càng lớn và phức tạp để đưa ra các quyết định hành động Thí dụ đó là các quyết định khi chương trình AlphaGo của Google đánh thắng nhà vô địch cờ Vây, là quyết định trong các phần mềm dịch từ ngôn ngữ này qua ngôn ngữ khác hay các phần mềm nhận biết tiếng nói con người, là các quyết định chẩn đoán bệnh của hệ Watson của hãng IBM… Gần đây, với sự bùng nổ của dữ liệu, kết quả của việc số hoá và kết nối internet khắp nơi, khoa

5

học dữ liệu-với trung tâmlà phân tích dữ liệu dựa vào học máy và thống kê đang trở thành nền tảng của CMCN 4.0

Rất nhiều đột phá trong công nghệ sinh học và công nghệ nano những năm qua, và các công nghệ này cũng liên quan rất nhiều đến công nghệ số Gần đây việc số hoá trong sinh học phân tử (một hệ gene) đã trở nên dễ dàng, lĩnh vực Tin-Sinh học dựa vào các phương pháp của học máy để phân tích nguồn dữ liệu sinh học khổng lồ nhằm khám phá các hiểu biết về sự sống - đang góp phần vào những tiến bộ của công nghệ sinh học, mở ra nhiều triển vọng cho y học và nông nghiệp Công nghệ nano cũng có những bước tiến hứa hẹn dựa vào công nghệ số Gần đây nước Mỹ khởi đầu chương trình nghiên cứu lớn về vật liệu tính toán, nhằm dùng các kỹ thuật của học máy để rút ngắn giai đoạn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm khi chế tạo các vật liệu mới Những ứng dụng tiến bộ thường được nói đến trong Công nghiệp 4.0 như ô-tô tự lái, in 3D hay robot thông minh đều dựa vào công nghệ số, chẳng hạn khi một chiếc ô-tô tự lái chạy trên đường, rất nhiều phương pháp học máy được sử dụng để xác định đường đi của

ô-tô, các thực thể chuyển động quanh và tương tác với ô-ô-tô, và phân tích để đưa ra quyết định chuyển động

Tóm lại, có thể nhận định rằng sự đột phá của “công nghệ số” trong những năm vừa qua, là sự tiếp nối thành quả của cuộc cách mạng lần thư 3 về cách mạng số hoá, mô tả

sự hội tụ của công nghệ sản xuất hiê ̣n ta ̣i với công nghệ internet và sự thông minh của thiết bị, đây chính là đặc trưng cốt lõi của CMCN 4.0

Nhận diện nguyên tắc thiết kế trong áp dụng CMCN 4.0

Việc nhận diện một bộ nguyên tắc thiết kế trong áp dụng CMCN 4.0 là hết sức quan trọng, sẽ hỗ trợ cho các tổ chức, doanh nghiệp trong việc xác định và thực hiện các kịch bản áp dụng CMCN 4.0, trước hết là thực hiện các thử nghiệm (Pilot), sau đó tiến hành thực hiện Đối với PVN - một tập đoàn kinh tế, trong đó sản xuất công nghiệp, phân phối và kinh doanh sản phẩm trong lĩnh vực năng lượng dầu khí là chủ đạo, theo các tác giả thì hướng tiếp cận nghiên cứu nội dung khái niệm “Industry 4.0” để áp dụng cho PVN là rất cụ thể và phù hợp trong CMCN 4.0 Bởi vậy trong phần này tổng hợp các nguyên tắc thiết kế áp dụng cho nền sản xuất công nghiệp thế hệ thứ tư của CMCN 4.0.Theo [], CMCN 4.0 là tập hợp thuật ngữ cho các công nghệ và khái niệm

về tổ chức chuỗi giá trị, cụ thể thì CMCN 4.0 tạo ra những khái niệm về “Nhà máy thông minh” hay về “Sản xuất thông minh”, có cấu trúc kiểu module, với các hệ thống CPS (ảo – thực) giám sát các quy trình vật lý, và tạo ra một bản sao ảo của thế giới vật

lý và đưa ra các quyết định phân cấp.Thông qua công nghệ IoT, hệ thống CPS giao tiếp và hợp tác/tương tác với nhau và với con người trong thời gian thực Thông qua IoS, cả hai dịch vụ nội bộ và xuyên quốc gia đều được cung cấp và sử dụng bởi những người tham gia chuỗi giá trị.Theo nhiều tài liê ̣u công bố ([1]), có sáu nguyên tắc nhận diện trong thiết kế áp dụng CMCN 4.0, cụ thể như sau:

Khả năng tương tác (interoperability): Các đối tượng máy móc, thiết bị, cảm biến và

con người cần phải có khả năng giao tiếp với nhau, thông qua kết nối Internet of

6

Things và Internet of People Đây là nguyên tắc thiết yếu nhất thực sự làm cho một nhà máy, một hệ thống chuỗi trở nên thông minh

Ảo hóa (vitualization): Các CPS phải có khả năng mô phỏng và tạo ra một bản sao ảo

của thế giới thực một cách đầy đủ Các CPS cũng phải có khả năng giám sát các vật thể hiện có trong môi trường xung quanh.Đặc biệt Các CPS phải có khả năng hỗ trợ con người thực hiện những nhiệm vụ không dễ chịu, tốn quá nhiều sức lực hoặc không

an toàn đối với con người

Phân quyền (decetralization): Khả năng làm việc độc lập của các CPS Điều này tạo ra

không gian cho các sản phẩm tùy biến và giải quyết các vấn đề, tức là cũng tạo ra một môi trường linh hoạt hơn cho sản xuất Trong trường hợp các mục tiêu bị thất bại hoặc

có sự mâu thuẫn, vấn đề xử lý được trao cho cấp cao hơn;

Khả năng thời gian thực (real-time capability): Một nhà máy thông minh cần thu thập

được dữ liệu thời gian thực, lưu trữ hoặc phân tích nó, và đưa ra quyết định theo những phát hiện mới Điều này không chỉ giới hạn ở nghiên cứu thị trường mà còn cho các quy trình nội bộ như sự hỏng hóc của một máy móc trong dây chuyền sản xuất Các đối tượng thông minh phải có khả năng xác định khuyết điểm và phân công lại nhiệm vụ cho các máy điều hành khác Khả năng này cũng góp phần rất lớn vào sự linh hoạt và tối ưu hóa sản xuất

Định hướng dịch vụ (service-orientation): Sản xuất phải theo định hướng khách hàng

Con người và các đối tượng / thiết bị thông minh phải có khả năng kết nối hiệu quả qua IoS (Internet of Service)để tạo ra các sản phẩm dựa trên các yêu cầu của khách hàng Tất cả điều này là nơi mà Internet Dịch vụ trở nên thiết yếu

Tính mô đun (modularity): Trong một thị trường năng động, một khả năng của Smart

Factory để thích ứng với một thị trường mới là điều luôn cần thiết Trong một trường hợp điển hình, có lẽ phải mất một tuần để một công ty trung bình nghiên cứu thị trường và thay đổi sản xuất theo đó Mặt khác, các nhà máy thông minh phải có khả năng thích nghi nhanh và thuận lợi với những thay đổi theo mùa và xu hướng thị trường

PVN hoa ̣ch đi ̣nh chính sách thích ứng, xây dựng kế hoa ̣ch thực hiện chuyển dịch công nghệ trong áp dụng CMCN 4.0

Mặc dù CMCN 4.0 diễn ra với tốc độ nhanh chóng, tuy nhiên trên thế giới hiê ̣n nay số lượngcác nhà máy thông minh sản xuất 100% tự động hóa hiện tại vẫn là rất ít… nhiều nội dung của “Nhà máy thông minh” trong các lĩnh vực công nghiê ̣p vẫn đang được nghiên cứu trong các LABs và đang thử nghiệm tại các quốc gia khởi sự về CMCN 4.0 (Đức, Mỹ, Nhật và nhiều nước Châu âu khác) Theo dự báo khoảng đến năm

2025-2030, thế giới sẽ chứng kiến nhiều đổi thay mà ngày hôm nay mô ̣t số nô ̣i dung của CMCN 4.0 đang đă ̣t ra là mu ̣c tiêu Các nhà phân tích chuyên môn về CMCN 4.0 đều cho rằng:mỗi quốc gia, mỗi mô ̣t ngành, lĩnh vực hay mỗi mô ̣t doanh nghiê ̣p cần phải đưa ra và thực hiê ̣n mô ̣t kế hoa ̣ch chuyển di ̣ch (đổi mới) về công nghê ̣ theo đi ̣nh hướng

7

công nghê ̣ CMCN 4.0 đối với nền sản xuất, mô hình kinh doanh và di ̣ch vu ̣, đảm bảo sự thích ứng với tiến trình của cuô ̣c CMCN 4.0 đang diễn ra

Với chức năng, nhiê ̣m vu ̣, cơ cấu tổ chức của PVN đóng vai trò như là mô ̣t ngành công nghiê ̣p đă ̣c thù (công nghiê ̣p dầu khí), bao gồm công nghiê ̣p khâu đầu (Wpstream), khâu giữa (Midstrean) và khâu sau (Downstream), mô hình hoa ̣t đô ̣ng của PVN và các đơn vi ̣ tổng công ty thành viên hiê ̣n nay đều có quy mô lớn, hoạt động của PVN tham gia đầy đủ chuỗi giá tri ̣ từ sản xuất - vâ ̣n chuyển - tàng trữ - phân phối - kinh doanh - di ̣ch vu ̣, do vâ ̣y kế hoa ̣ch chuyển di ̣ch công nghê ̣, thích ứng với tiến trình của cuô ̣c CMCN 4.0, cần phải được xây dựng và thực hiê ̣n trên cơ sở xem xét một cách toàn diện: Tập đoàn cần thực hiện những gì và mỗi đơn vị thành viên cần có kế hoạch thích ứng như thế nào

Đối với Tập đoàn:

Có thể xem xét đưa ra một kế hoa ̣ch giải quyết cho những vấn đề lớn mà cần phải áp

du ̣ng ở quy mô toàn ngành để đem lại hiệu quả chung trong vấn đề thích ứng với CMCN 4.0, chẳng hạn như:

 Công tác chuẩn hóa thích ứng với CMCN 4.0: Đẩy ma ̣nh dự án thực hiê ̣n xây dựng

chuẩn hóa mã vâ ̣t tư, thiết bi ̣ trong toàn ngành, cài đă ̣t trên HTTT của PVN và kết nối trực tuyến áp du ̣ng cho các đơn vi ̣ trong toàn ngành Thực hiê ̣n dự án về nghiên cứu, lựa cho ̣n và thống nhất hê ̣ thống các tiêu chuẩn kỹ thuâ ̣t kết nối trong các hê ̣ thống OT và giữa các hê ̣ thống OT với IT để áp du ̣ng trong từng khâu (khâu trước, khâu giữa và khâu sau) củ a lĩnh vực dầu khí;

 Cần tiếp tục đẩy nhanh việc triển khai xây dựng CSDL dầu khí quốc gia, bao gồm các

hê ̣ thống các “Big Data” về dữ liê ̣u trong lĩnh vực khâu đầu (Thăm dò và Khai thác dầu khí), tiếp đến sẽ mỡ rộng kết nối với các “Big Data” ở các sau còn lại;

 Khai thác tiềm năng của “Big Data” quy mô Tập đoàn: Một mục tiêu quan trọng là

tận dụng, khai thác tiềm năng của công nghê ̣ CMCN 4.0 như IoT, Big Data và BI, Tập đoàn nghiên cứu, thực hiê ̣n viê ̣c kết nối cơ sở hạ tầng các HTTT của Tâ ̣p đoàn và của các đơn vi ̣ (WAN of WAN) Việc kết nối này cho phép tăng cường tính linh hoạt trong hoạt động quản lý, điều hành SXKD, và tăng cường việc trao đổi thông tin liên lạc trực tuyến (tiết giảm được chi phí chung), ngoài ra tăng cường khả năng tích hợp lên mức

độ tự động cao trong luồng thông tin, luồng dữ liệu báo cáo giữa Tập đoàn và các đơn

vị, giữa các đơn vị với nhau bằng các dự án ứng du ̣ng CNTT triển khai quy mô cấp ngành Đối với các ứng dụng CNTT quy mô cấp ngành hiện nay của PVN, cần rà soát lại để cập nhật, nâng cấp nhằm nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng trên cơ sở đáp ứng được các nguyên tắc thiết kế áp dụng trong CMCN 4.0;

 Xử lý thách thức về an ninh an toàn mạng: Mô ̣t trong những thách thức lớn nhất trong

áp du ̣ng CMCN 4.0 là vấn đề về an ninh an toàn HTTT bao gồm cả ma ̣ng IT và OT, vì

vâ ̣y ngoài việc mỗi đơn vị có HTTT riêng (bao gồm cả ICS/SCADA) phải có các giải pháp của mình về tăng cường bảo đảm an ninh mạng phù hợp Đối với Tâ ̣p đoàn cần

8

phải “tiếp tục” triển khai xây dựng phương án tổng thể hỗ trợ công tác vâ ̣n hành ma ̣ng, giám sát ma ̣ng, phối hợp phòng vê ̣ an ninh ma ̣ng toàn ngành, với mô hình hê ̣ thống ISOC tập trung - chia sẻ, dựa trên các nền tảng phòng chống sự cố an ninh ma ̣ng thế

hê ̣ mới (IoT, IIoT, Cảm biến bảo mâ ̣t thông minh, Big Data, TIPs và Playbook)

Đối với các đơn vi ̣ thành viên trong PVN:

 Cách thức tiếp cận trong áp dụng CMCN 4.0: Từ những phân tích về thách thức đối

với CMCN 4.0, nên việc xây dựng kế hoạch áp dụng và thích ứng CMCN4.0 là không thể tách rời với kế hoạch SXKD của mỗi đơn vị Mỗi mô ̣t đơn vi ̣ cần nghiên cứu, xây dựng cho mình mô ̣t kế hoa ̣ch chuyển di ̣ch công nghê ̣ riêng, kế hoa ̣ch này có thể xem là

mô ̣t phần tro ̣ng tâm của "IT Master Plan" của đơn vi ̣, đảm bảo lộ trình thích ứng để áp

du ̣ng, dựa trên cơ sở thực tra ̣ng của đơn vi ̣ về CNTT và TĐH, thực tra ̣ng công nghê ̣ sản xuất thuô ̣c lĩnh vực sản xuất kinh doanh của mình

 Xác định mục tiêu trong tâm của kế hoạch chuyển dịch công nghệ sang CMCN 4.0: Kế

hoa ̣ch chuyển di ̣ch công nghê ̣ của các đơn vi ̣ có các hê ̣ thống sản xuất cần tâ ̣p trung thực hiê ̣n các mu ̣c tiêu: tối ưu hóa sản xuất - tiết giảm tiêu hao năng lượng - tiết giảm chi phí vâ ̣n hành - tiết giảm chi phí bảo dưỡng - giảm thiểu các loa ̣i rủi ro trong hê ̣ thống sản xuât – tăng năng lực cạnh tranh bằng việc áp dụng phương thức quản trị doanh nghiệp tiến tiến (ERP và BI);

 Thực hiê ̣n mô hình quản tri ̣ doanh nghiệp thông minh: PVN và các đơn vi ̣ trong PVN

cần tâ ̣n du ̣ng cơ hô ̣i của CMCN 4.0, thực hiê ̣n chuyển di ̣ch từ mô hình quản tri ̣ doanh nghiê ̣p hiê ̣n ta ̣i sang mô hình quản tri ̣ doanh nghiê ̣p tiến tiến và thông minh, thông qua triển khai áp du ̣ng giải pháp ERP của các hãng đang có những chuyển di ̣ch lớn về CMCN 4.0 (SAP, ORACLE, MICROSOFT, IBM ), đồng thời xây dựng hê ̣ thống BI

hỗ trợ ra quyết định, xây dựng các hê ̣ thống ứng du ̣ng hỗ trợ sản xuất, quản lý và điều hành SXKD tác nghiê ̣p của đơn vi ̣ để tăng mức độ tích hợp (tự động hóa) giữa hệ thống ERP với các ứng dụng sản xuất của nhà máy

 Thực hiê ̣n nguyên tắc chuyển di ̣ch công nghê ̣ đối với các hệ thống sản xuất hiện tại:

Với tình trạng hiện nay, việc chuyển dịch công nghệ thích ứng với CMCN 4.0 cần theo nguyên tắc phát triển bền vững, tức là định hướng áp dụng CMCN 4.0 nên thực hiện chuyển dịch từ phương thức "sản xuất hiê ̣n ta ̣i" sang phương thức "sản xuất thông minh" tăng dần theo các chỉ số đă ̣c trưng của CMCN 4.0;

 Về chính sách áp dụng CMCN 4.0 trong các dự án đầu tư sản xuất mới: Định hướng

về chính sách đối với các dự án đầu tư xây dựng mới, mở rô ̣ng quy mô sản xuất của các công trình công nghiê ̣p, nhà máy sản xuất trong PVN cần phải lựa cho ̣n bản quyền công nghê ̣ của các hãng có các đă ̣c trưng nhận diện của CMCN 4.0, nghĩa là với tính chất "sản xuất thông minh", có cấu trúc kiểu modul;

 Cập nhật thông tin về CMCN 4.0: Cần giao cho VPI, PVU nhiê ̣m vu ̣ nghiên cứu việc

áp dụng, đầu mối tổ chức các hội thảo với các hãng lớn phát triển CMCN 4.0, đào ta ̣o về nô ̣i dung của CMCN 4.0, đă ̣c biê ̣t là câ ̣p nhâ ̣t thông tin công nghê ̣, về áp du ̣ng công

9

nghê ̣ CMCN 4.0 mô ̣t cách đầy đủ, thường xuyên (đi ̣nh kỳ) cho PVN và các đơn vi ̣ trong PVN, trong đó tập trung vào các lĩnh vực thăm dò khai thác, công nghiệp khí và công nghiệp lọc hóa dầu Có thể xem xét, giao nhiệm vụ cho VPI đưa các thông tin mới, cập nhật được về CMCN 4.0 lên Tạp chí Dầu khí trong các số ra định kỳ của tạp chí;

Tóm la ̣i, viê ̣c xây dựng và triển khai mô ̣t kế hoa ̣ch tổng thể trong chuyển di ̣ch công nghê ̣ để thích ứng và áp du ̣ng các thành tựu trong CMCN 4.0 đối với Tâ ̣p đoàn và mỗi

mô ̣t đơn vi ̣ thành viên là nhiê ̣m vu ̣ quan tro ̣ng cần đă ̣t ra trong kế hoa ̣ch SXKD của

Tâ ̣p đoàn và đơn vi ̣ Viê ̣c áp du ̣ng CMCN 4.0 sẽ đem la ̣i hiê ̣u quả về mo ̣i mă ̣t đối với doanh nghiê ̣p, đây là mô ̣t trong những biê ̣n pháp để đối phó với thách thức lớn nhất hiê ̣n nay đối với ngành dầu khí khi giá dầu suy giảm và các điều kiê ̣n khai thác dầu khí ngày mô ̣t khó khăn Viê ̣c thích ứng với các nô ̣i dung của CMCN 4.0 còn nhằm theo

ki ̣p trong áp du ̣ng các tiến bô ̣ kỹ thuâ ̣t - công nghê ̣ của thế giới, nâng cao năng lực

ca ̣nh tranh của doanh nghiê ̣p, khắc phu ̣c nguy cơ tu ̣t hâ ̣u về áp du ̣ng kỹ thuâ ̣t công nghê ̣ dẫn đến tu ̣t hâ ̣u trong phát triển SXKD của đơn vi ̣

Mô ̣t số tình huống và ki ̣ch bản áp du ̣ng CMCN 4.0

 Vấn đề tối ưu hóa sản xuất tại các công trình, nhà máy của các đơn vi ̣ thành viên trong PVN

Tối ưu hóa sản xuất là một lợi thế quan trọng khi thực hiê ̣n áp du ̣ng CMCN 4.0, mô ̣t nhà máy thông minh là nhà máy có khả năng tự đô ̣ng vâ ̣n hành, luôn chứa rất nhiều và có khi lên tới hàng ngàn thiết bi ̣ và cảm biến thông minh để tự tối ưu hóa sản xuất, đáp ứng mô ̣t tiêu chí quan tro ̣ng là thời gian bi ̣ ngưng trễ sản xuất của nhà máy gần như tiê ̣m câ ̣n tới 0 Hiê ̣n ta ̣i trong PVN hầu

hết các hê ̣ thống sản xuất công nghiê ̣p

(các nhà máy chế biến dầu, nhà máy

sản xuất đa ̣m, hê ̣ thống khai thác dầu

khí, hê ̣ thống đường ống vâ ̣n chuyển

dầu khí) được xây dựng với công nghê ̣

sản xuất ở thời kỳ CMCN lần thứ 3, do

vâ ̣y viê ̣c nghiên cứu chuyển di ̣ch trong

áp du ̣ng công nghê ̣ để tối ưu hóa sản

xuất theo hướng tăng các mức đô ̣ thông

minh các công đoa ̣n sản xuất của nhà

máy là sự thích ứng với CMCN 4.0 và

khả thi về mă ̣t công nghê ̣, cắt giảm

được chi phí, đem lại hiê ̣u quả

Sự khả thi về công nghê ̣ chính là khả

năng tăng dần được mức đô ̣ "số hóa

nhà máy" nhờ vào các tiến bô ̣ trong

10

IoT và IIoT, cù ng với các cảm biến thông minh cho phép thực hiê ̣n số hóa hê ̣ thống thiết bi ̣ công nghê ̣ sản xuất và môi trường sản xuất của nhà máy và khi đã số hóa được nhà máy thì chúng ta có thể làm được nhiều viê ̣c có giá tri ̣ gia tăng khác mà trước đây không thể làm được Tùy theo thực tra ̣ng cu ̣ thể của mỗi hê ̣ thống sản xuất, mô ̣t số bài toán đây được đă ̣t ra mà "Industry 4.0" có thể giúp cải thiê ̣n hê ̣ thống sản xuất truyền thống của PVN hiê ̣n nay

Theo dõi giám sát tài sản hê ̣ thống sản xuất: Việc phân công và giám sát tài sản (thiết

bi ̣) có thể là một công việc đầy thách thức khi thực hiện bằng tay Giữ sổ sách ghi chép từng tài sản của hệ thống sản xuất và xác định ai đang sử dụng bất kỳ tài sản cụ thể nào tại một thời điểm nhất định không thể thực hiện bằng quy trình thủ công Với sự trợ giúp của IIoT, các nhà quản lý, bô ̣ phâ ̣n quản tri ̣ vâ ̣n hành nhà máy dễ dàng theo dõi (real time) mọi tài sản được kết nối với hệ thống một cách trực tiếp, nhanh chóng đánh giá hiệu quả của nó, biết được tính sẵn sàng và thời gian hoạt động, và quyết định hay xác định ai đang sử dụng hoặc sẽ cần tài sản tại một thời điểm cụ thể Giải pháp nêu trên cần được nghiên cứu, chuyển đổi áp dụng cùng với việc triển khai, nâng cấp

hệ thống EAM hoặc nếu doanh nghiệp không có chiến lược triển khai hệ thống này, thì giải pháp này có thể được nhúng trong phân hệ Quản lý bảo dưỡng, bảo trì của Hệ thống ERP

Phân tích tiên đoán các hỏng hóc thiết bị: Các nhà sản xuất hiện nay vẫn thường tích trữ các thiết bi ̣, bộ phận thay thế của thiết bi ̣ mà có nguy cơ hỏng hóc cao, dữ trữ này chiếm rất nhiều không gian của nhà máy, trong khi nếu quản lý rủi ro tốt, chúng có thể được sử dụng để phục vụ cho một mục đích tốt hơn Với kết nối IIoT và hê ̣ thống cảm biến thông minh, cho phép ta Phân tích tiên đoán những vấn để hỏng hóc, điều này có thể chấm dứt việc dự trữ bằng cách giám sát trực tuyến (online) thiết bị và hiệu suất làm viê ̣c của chúng Việc hiển thị dữ liệu được tạo ra như là một kết quả của việc phân tích tiên đoán chỉ rõ số lượng máy hoạt động tại thời điểm này, hiệu suất của mỗi máy hoạt động, cũng như tạo ra các cảnh báo cho tất cả các máy không hoạt động như mong đợi và cần bảo trì Như vậy, việc áp dụng CMCN 4.0, cho phép Phân tích tiên đoán các hỏng hóc thiết bị, và vì vậy cho phép doanh nghiệp thực hiện chính sách bảo dưỡng/bảo trì máy móc/thiết bị của nhà máy theo một phương thức mới (còn goi là: PPM - Preventive/Predictive Maintenance) tốt hơn nhiều so với bảo dưỡng, bảo trì truyền thống: Tránh sự ngững trễ gây tốn kém của nhà máy bằng cách dự đoán sự cố

về thiết bị trước khi chúng xảy ra; Sử dụng thông tin chi tiết từ dữ liệu cảm biến để nâng cao chất lượng sản phẩm, độ tin cậy và sự hài lòng của khách hàng; Tối ưu hóa quản lý tài nguyên bằng cách cử các kỹ thuật viên tới các phần cần xử lý kỹ thuật vào đúng thời điểm; Ngăn chặn thời gian chết không nằm trong kế hoạch và có thể lập kế hoạch bảo trì tại một thời điểm ít gây gián đoạn hoạt động nhất… Rõ ràng rằng công tác bảo dưỡng, bảo trì nhà máy với phương pháp PPM kết hợp với RBI (Risk Based Inspection) là có thể thay thế phương pháp bảo dưỡng truyền thống – đang rất cứng nhắc, bị động, tốn thời gian và chi phí Về phương thức bảo dưỡng, bảo trì này, doanh nghiệp cần nghiên cứu các điều kiện đáp ứng về kỹ thuật (IoT) và thực hiện việc