Quan điểm về công nghiệp 4 0 từ góc nhìn công nghệ

DTU Journal of Science and Technology

03(34) (2019) 28-33

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

Quan điểm về công nghiệp 4.0 từ góc nhìn công nghệ:
Đánh giá dựa trên định lượng ấn phẩm khoa học
Industry 4.0 from technology adoption perspective: Evaluation based on bibliometrics

Tôn Nguyễn Trọng Hiền
Trong Hien Ton Nguyen
(Ngày nhận bài: 27/05/2019, ngày phản biện xong: 04/06/2019, ngày chấp nhận đăng: 10/06/2019)

Tóm tắt
Mục tiêu bài viết này làm rõ khái niệm, xác định ranh giới và đặc điểm của công nghiệp 4.0. Để đạt mục tiêu này, một
phương pháp nghiên cứu dựa trên phân tích các ấn phẩm khoa học (Bibliometrics) đã được áp dụng. Một trong những
ưu việt của phương pháp này cho phép làm nổi bật các hướng nghiên cứu và các từ khóa quan trọng, chỉ ra giao thoa
quan điểm các tác giả khác nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy vẫn còn một sự không chắc chắn hiểu biết về công cuộc
cách mạng công nghiệp 4.0. Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng với công nghệ mới nổi như Hệ thống không gian mạng thực ảo
(Cyber physical system), Internet vạn vật (Internet of Things), Dữ liệu vô cùng lớn (Big data), cùng với Điện toán đám
mây (Cloud computing) tạo nên nhà máy thông minh 4.0.
Từ khóa: Công nghiệp 4.0, nghiên cứu định lượng, phân tích ấn phẩm khoa học.

Abstract
The objective of this article is to clarify the concept, define the boundaries and characteristics of industry 4.0. To achieve
this goal, a research method based on Bibliometrics has been applied. One of the advantages of this method is that it allows
to highlight research directions and keywords, indicate the views of different authors. The research results show that there
is still an uncertain understanding of the industrial revolution 4.0. However, we believe that emerging technologies such
as Cyber physical system, Internet of Things, Big data, together with Cloud computing will create a smart factory 4.0.
Keywords: Industry 4.0, quantitative research, Bibliometrics.

1. Đặt vấn đề
Các ngành công nghiệp là xương sống của nền
kinh tế quốc gia, việc nắm bắt kịp thời các thành
quả của cuộc cách mạng công nghiệp có thể coi
là chìa khóa, cơ hội để tạo bước phát triển mang
tính đột phá cho nền kinh tế nước nhà. Thế giới đã
trải qua những thay đổi lớn nhất trong ngành sản
xuất trong hơn 100 năm qua. Ba cuộc cách mạng
công nghiệp đầu tiên xuất hiện do kết quả của cơ
giới hóa, động cơ đốt trong và công nghệ thông
Email:

tin, và chúng ta ngày nay là bắt đầu của cuộc
cách mạng công nghiệp lần thứ tư, công nghiệp
4.0. Khái niệm công nghiệp 4.0 lần đầu tiên được
trình bày vào năm 2011 tại hội chợ công nghiệp
hàng đầu thế giới ở Đức như một đề xuất phát
triển một khái niệm mới về chính sách kinh tế
của Đức dựa trên các chiến lược công nghệ cao,
và nó mang lại toàn cảnh cho ngành công nghiệp
về cách các nhà sản xuất áp dụng công nghệ kỹ
thuật số để tạo ra nhiều sản lượng hơn với cùng


29

mức đầu vào trong hoạt động sản xuất nhưng vẫn
đảm bảo về mặt chất lượng.
Phân tích sử dụng tính năng Google Trends

cho thấy sự quan tâm trong lĩnh vực công nghiệp
4.0 đã trở thành một chủ đề quan tâm tìm kiếm
những năm gần đây (Hình 1).

Hình 1. Xu hướng tìm kiếm “Công nghiệp 4.0” (Nguồn: Google Trends)

Biểu đồ (Hình 1) cho thấy mối quan tâm ngày
càng tăng trong nghiên cứu về công nghiệp 4.0.
Thực ra không có gì đáng ngạc nhiên, vì thuật
ngữ công nghiệp 4.0 chủ yếu được sử dụng trong
khoa học phổ thông và chưa xuất hiện phổ biến
trong ấn phẩm khoa học vào những năm 2011và
2012 (Brettel et al., 2014). Sự quan tâm ngày
càng tăng được khẳng định bằng việc tăng số
lượng bài báo đề cập đến cách mạng công nghiệp
lần thứ tư sau năm 2013, điều đáng chú ý là, số
lượng bài báo được xuất bản từ năm 2015 trở đi
đã tăng mạnh.
Tuy có một số lượng đáng kể các ấn phẩm
khoa học thảo luận về công nghiệp 4.0, tuy
nhiên, không có một định nghĩa chung chính thức
(Brettel et al., 2014; Mrugalska and Wyrwicka,
2017). Bidet-Mayer được trích dẫn bởi Moeuf
và công sự (2018) nghĩ rằng có hơn 100 định
nghĩa khác nhau được đề xuất về công nghiệp
4.0. Do đó, không có định nghĩa chung về công
nghiệp 4.0 và đương nhiên, không có đồng thuận
về công nghệ mới nổi để bắt đầu chuyển đổi
công nghiệp 4.0. Sự đa dạng của các định nghĩa

và phân loại được sử dụng trong ấn phẩm khoa
học cho đến nay không tương thích với nhau.
Vì thế nghiên cứu này nhằm đi tìm câu trả lời
bản chất khái niệm công nghiệp 4.0 từ góc nhìn
công nghệ thông qua phương pháp định lượng ấn
phẩm khoa học. Nghiên cứu hy vọng giúp doanh
nghiệp tập trung sự chú ý vào sự thay đổi chủ yếu

các tính năng và công nghệ của công nghiệp 4.0
để chuyển đổi tiềm năng từ sản xuất truyền thống
sang kỹ thuật số hóa sản xuất.
2. Dữ liệu & Phương pháp nghiên cứu
2.1. Phương pháp nghiên cứu
Bài viết sử dụng phương pháp phân tích dựa
trên ấn phẩm khoa học (Bibliometrics) - phương
pháp được xem là công cụ phân tích định lượng
trực quan nhằm khám phá mối quan hệ của các
bài báo khoa học (Suebsombut et al., 2017).
Nguồn dữ liệu được xem là yếu tố then chốt, để
đảm bảo độ tin cậy, dữ liệu tìm kiếm được thu
thập dựa trên những tiêu chí sau:
- Nguồn tìm kiếm: Cơ sở dữ liệu Scopus, là
nguồn dữ liệu uy tín trong nghiên cứu khoa học.
- Cú pháp tìm kiếm: “Industry 4.0 OR The
Fourth Industrial Revolution”.
- Bộ lọc: Chỉ những bài báo viết bằng tiếng
Anh trong giai đoạn 2015 đến ngày 09/05/2019
được chọn. Nghiên cứu bỏ qua các bài đăng trên
kỉ yếu, hội nghị, hay book chapter để đảm bảo
tính khách quan và độ tin cậy.

- Công cụ phân tích: ScienceScape, VOSviewer.
2.2. Kết quả thu thập dữ liệu
Kết quả khi truy vấn sau khi thỏa mãn các tiêu
chí tìm kiếm cho thấy có tất cả 1,537 bài báo được
xuất bản tính đến thời điểm ngày 09/05/2019. Số
bài báo khoa học được xuất bản có chủ đề công


30

nghiệp 4.0 có xu hướng tăng mạnh. Năm 2018 số
bài xuất bản gấp hơn 7,7 lần số bài báo được xuất

bản vào năm 2015 theo như cơ sở dữ liệu của
Scopus (Hình 2).

Hình 2. Thống kê số bài báo khoa học chủ đề “Công nghiệp 4.0” (Nguồn: Scopus)

Hình 3. Phân bố lĩnh vực chuyên nghành tạp chí thảo luận “Công nghiệp 4.0” (Nguồn: Scopus)
Kết quả tìm kiếm cũng cho cho thấy công
nghiệp 4.0 được tập trung nghiên cứu ở lĩnh vực
khoa học công nghệ và quản trị kinh doanh. Hơn
một nửa số kết quả tìm kiếm (50,8%) thuộc về lĩnh
vực kỹ thuật và khoa học máy tính. Lĩnh vực kinh
doanh, quản trị đứng thứ 3 trong tổng số kết quả
tìm kiếm được (9,9%).
3. Thảo luận
Quan điểm về công nghiệp 4.0
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư dựa
trên cuộc cách mạng công nghiệp thứ ba vì nó cũng

được thúc đẩy bởi công nghệ và số hóa, nhưng
điều đáng nói là nó cho phép chúng ta thay đổi
cách chúng ta giao tiếp, cách sản xuất, cách tiêu
thụ. Hơn một nửa ấn phẩm khoa học thu thập được
thuộc lĩnh vực kỹ thuật và khoa học máy tính. Điều
này gợi ý nghĩa cách mạng công nghiệp lần thứ tư

đề cập đến sự kết hợp của một số đổi mới công
nghệ lớn, tất cả cùng phát triển và các công nghệ
mới của công nghiệp 4.0 có khả năng cho phép các
cách thức mới để phát triển sản phẩm, tăng cường
linh hoạt sản xuất và có thể chia sẻ cơ sở hạ tầng.
Nhiều công nghệ hoặc phương pháp vi tính hóa có
thể được sử dụng để triển khai các giải pháp công
nghiệp 4.0, các công nghệ này bao gồm Cyber
physical system-CPS (Hệ thống không gian mạng
thực ảo), Internet of Things-IoT (Internet vạn vật),
Additive manufacturing (In 3D), Big data (Dữ liệu
lớn), và nhiều công nghệ khác (Xu et al., 2018).
Nhưng khi nói đến công nghệ của cách mạng 4.0
thì phân loại các công nghệ vẫn chưa thống nhất,
tên gọi các công nghệ giống nhau bị gọi thành tên
gọi khác nhau. Sử dụng công cụ ScienceScape để
phân tích, chúng tôi có kết quả như sau:


31

Hình 4. Mô hình biểu diễn phân bố các từ khóa (keywords)

Kết quả nên được phân tích xem xét kích
thước của các vòng tròn cũng như khoảng cách

giữa chúng. Những nút mạng (nodes) màu đỏ
càng lớn chứng tỏ số lần lập lại của từ khóa
trong cùng một bài báo càng nhiều. Các nút
mạng, chúng càng xuất hiện càng gần nhau thì
chứng tỏ mối liên kết càng mạnh, các trục ngang
và dọc không có ý nghĩa đặc biệt, và các bản đồ
có thể được tự do xoay và lật. Dễ hiểu, trung
tâm của bản đồ phân bố là từ khóa “industry
4.0”, và có hơn 7,505 nút mạng vệ tinh được
ghi nhận. Nhưng khi phóng to bản đồ quan sát
các nút mạng vệ tinh chúng tôi chỉ ghi nhận nút
mạng vệ tinh “đủ lớn” và “được đặt tên” (khu
vực 1, 2 trong Hình 4). Chi tiết được miêu tả
thông qua Bảng 1:

Bảng 1. Thống kê tần suất xuất hiện các từ khóa

Rất nhiều nút mạng vệ tinh với tên gọi
“Manufacturing” (Sản xuất), Smart/ intelligent
factory (nhà máy thông minh), “Sustainability”
(Bền vững), “Innovation” (Đổi mới), “Supply
chain management” (Quản trị chuỗi cung ứng)
được ghi nhận. Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy
rằng những từ khóa này không nói lên được bản
chất của công nghiệp 4.0 vì mang tính chung chung
hoặc còn đang tranh luận, đơn cử như từ khóa
“Smart factory”. Roblek et al. (2016); Hermann

et al. (2016) xác định CPS, IoT, Cloud computing,

và smart factory là bốn thành phần của công
nghiệp 4.0. Tuy nhiên tác giả khác lại cho rằng
thuật ngữ “Smart factory” bao hàm lý thuyết về
CPS, IoTs, cloud computing, artificial intelligence
(trí tuệ nhân tạo) and data science (khoa học dữ
liệu) (Kusiak 2017; Chen et al., 2018). Như vậy
chúng tôi không ghi nhận những từ khóa này.
Theo kết quả phân tích, công nghiệp 4.0 được
bao quanh bởi: “Internet of Things”, “Cyber
physical System”, “Cloud computing”, “Big data”,
v.v. Tuy vậy, 3 từ khóa “Internet of Things”, “Cyber


32

physical system”, và “Big data” lần lượt xuất hiện
với tần suất cao nhất. Liên hệ với nghiên cứu của
Muhiru và Abraham (2019), tác giả phân tích bài
báo khoa học trên cơ sở dữ liệu Web of Science
và Scopus tính đến thời điểm 10/10/2017. Các từ
khóa phổ biến nhất của công nghiệp 4.0 là: hệ thống
không gian mạng thực ảo, Internet vạn vật, sản xuất
thông minh, mô phỏng. Tuy nhiên, kết quả cho ra
lại không rõ ràng, tác giả thừa nhận việc chỉ đánh
giá và phân tích các tài liệu có số lượng trích dẫn
lớn đã mang đến kết quả không rõ ràng. Trước đó,
Lu (2017), tác giả cũng đọc và phân tích nội dung
của 88 bài báo khoa học, dựa trên nghiên cứu, tác

giả kết luận rằng công nghiệp 4.0 có thể được tóm
tắt ngắn gọn là một quy trình sản xuất tích hợp,
thích nghi nhanh, tự điều chỉnh, hướng dịch vụ
và tương thích, tương quan với các phương pháp
tương quan và các công nghệ tiên tiến. Khái niệm
trên đã đạt được sự đồng thuận của rất nhiều nhà
khoa học. Từ khái niệm trên, họ định nghĩa cách
mạng công nghiệp lần thứ 4 là sự giao tiếp giữa con
người, máy móc và cảm biến được đặc trưng bởi
sự kết hợp của CPS, IoTs, và Cloud manufacturing
(Roblek et al., 2016; Zhong et al., 2017; Trstenjak,
and Cosic, 2017; Xu et al., 2018). Công nghiệp 4.0
đang trên đường và sẽ có ảnh hưởng quan trọng đến
sự chuyển đổi hoàn toàn của ngành vì nó thể hiện
sự tiến bộ trên ba điểm: số hóa, tự động hóa, và liên
kết (Roblek et al., 2016).
Do đó, có thể thấy 2 thuật ngữ được đồng thuận
là Cyber physical system và Internet of things. Sự
khác biệt nằm ở nghiên cứu so với nghiên cứu
trước đó này đó là Big data. Các học giả có xu
hướng thực hiện công nghệ 4.0, chủ yếu là IoT,
CPS và Big data, thay vì điện toán đám mây. Tuy
nhiên kết quả của chúng tôi đi ngược lại so với
tác giả. Bài báo “From cloud computing to cloud
manufacturing” xuất bản vào năm 2012 bởi Xu
(2012) được xem là bài báo về điện toán đám
mây được trích dẫn nhiều nhất tính đến thời điểm
hiện tại với 1293 trích dẫn theo thống kê của
Google Scholar tính thời điểm 09/05/2019, đã

tạo nên xu hướng cho định nghĩa về công nghiệp
4.0. Như vậy câu hỏi đặt ra mối liên hệ giữa Big
data và Cloud manufacturing là gì? Và đâu mới
là công nghệ đại diện cho công nghiệp 4.0 bên
cạnh CPS và IoTs?
Chúng tôi tiến hành thay từ khóa “industry
4.0” thành từ khóa “cloud manufacturing”, và đọc
kết quả bằng chương trình phân tích VOSviewer.
Hình 5 cho thấy sự xuất hiện của vòng tròn lớn
“cloud computing” chỉ ra rằng bản chất “cloud
manufacturing” là “cloud computing” (điện
toán đám mây). Vòng tròn màu đỏ cũng chỉ ra,
thuật ngữ “cloud computing” thường xuất hiện
nhiều nhất cùng với “Big data”, “manufacturing
capability” (khả năng sản xuất), mối quan hệ
tương trợ bổ sung.

Hình 5. Bản đồ về sự xuất hiện của các khu vực
nghiên cứu liên quan đến phạm điện toán đám mây
từ cơ sở dữ liệu Scopus.

Big data và Cloud manufacturing đều là những
thuật ngữ xu hướng trong lĩnh vực CNTT (công
nghệ thông tin). Chúng ta có thể nghĩ rằng cả hai
đều làm điều tương tự nhưng thực ra, cả hai đều
có cách thức làm việc riêng. Big data đơn giản là
đại diện cho các bộ dữ liệu khổng lồ, cả có cấu
trúc và không cấu trúc, có thể được xử lý để trích
xuất thông tin. Các doanh nghiệp lưu trữ dữ liệu
sẽ phân tích dữ liệu này bằng các công cụ làm

tăng kết quả và hiệu suất. Trong khi đó, Cloud
manufacturing không có sự khác biệt lớn so với
thuật ngữ Điện toán đám mây (Cloud computing),
không gì khác ngoài một loạt các máy chủ từ xa
để quản lý và xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ.


33

Trong điện toán đám mây, dữ liệu không chạy
các dịch vụ trên các máy chủ cục bộ của mình mà
tất cả đều được thực hiện “trên những đám mây”.
Thuật ngữ đám mây ở đây có nghĩa là mạng máy
tính để lưu trữ dữ liệu và chạy các ứng dụng. Big
data được tích góp thông qua quá trình tạo ra dữ
liệu từ máy móc (IoT-enabled devices) và con
người sau đó lưu trữ trên đám mây. Sự chuyển đổi
Internet của ngành công nghiệp kỹ thuật số vẫn
đang được tiến hành, nhưng trí tuệ nhân tạo, dữ
liệu lớn, hay điện toán đám mây cho thấy sự chắc
chắn của một vòng mới của cuộc cách mạng kỹ
thuật số không thể tách rời. Nền công nghiệp 4.0
về cơ bản nhằm xây dựng một mạng lưới trong
số các máy móc để làm cho chúng giao tiếp với
nhau, mục đích này chủ yếu có thể đạt được với
sự trợ giúp của mạng internet và máy tính. Đó là
lý do tại sao hầu hết các ấn phẩm được phân tích
có liên quan đến khu vực kỹ thuật (31.4%) và
nghiên cứu khoa học máy tính (19.4%).
4. Kết luận

Trong bài viết này, phương pháp phân tích ấn
phẩm khoa học (Bibliometric) đã được tiến hành
nhằm khám phá quan điểm về công nghiệp 4.0
thông qua góc nhìn công nghệ. Kết quả từ phân
tích này cho thấy mối liên hệ gần giữa các chủ
đề được thảo luận trong tài liệu, điều đó có nghĩa
là, mặc dù có sự khác biệt giải quyết vấn đề công
nghiệp 4.0, các yếu tố chính được các nhà nghiên
cứu đưa ra là gần như nhau.
Mô hình hóa từ khóa phổ biến trong nền công
nghiệp 4.0 đã được trình bày. Từ khóa phổ biến
nhất là: Cyber physical system-CPS (Hệ thống
không gian mạng thực ảo), Internet of Things-IoT
(Internet vạn vật), và Big data (Dữ liệu vô cùng lớn).
Tuy có nghiên cứu cho rằng Điện toán đám mây
(Cloud computing) đại điện cho cách mạng công
nghiệp 4.0, chúng tôi cho rằng chúng hoàn tự trị và
bổ sung cho nhau. Từ đó chúng tôi định nghĩa rằng,
các máy móc và sản phẩm thông minh có thể giao
tiếp và đàm phán với nhau để tự cấu hình lại để sản
xuất linh hoạt nhiều loại sản phẩm. Dữ liệu khổng

lồ có thể được thu thập từ các tạo phẩm thông minh
và được chuyển lên đám mây tạo nên cơ chế hoạt
động của nhà máy thông minh 4.0.
Định hướng nghiên cứu tiếp theo, bên cạnh
nghiên cứu lý thuyết, trong tương lai, cần có
nghiên cứu thực nghiệm xác định công nghệ
đang được sử dụng thực tế tại doanh nghiệp. Cần
xác định công nghệ 4.0 áp dụng từng ngành khác

nhau để có cái nhìn sâu sắc đối với việc áp dụng
và thực hiện trong bối cảnh cách mạng công
nghiệp 4.0 cũng như để có định hướng chiến lược
phát triển hạ tầng cho phù hợp.
Tài liệu tham khảo
[1] Brettel, M., Friederichsen, N., Keller, M., and
Rosenberg, M. (2014). How Virtualization,
Decentralization and Network Building Change
the Manufacturing Landscape: An Industry 4.0
Perspective. International Journal of Information
and Communication Engineering, 8(1), pp. 37- 44.
[2] Chen, B., Wan, J., Shu, L., Li, P., Mukherjee, M.
and Yin, B. (2018). Smart Factory of Industry
4.0: Key Technologies, Application Case, and
Challenges. IEEE Access, 6, pp.6505-6519.
[3] Kusiak, A. (2017). Smart manufacturing. International
Journal of Production Research, 56(1-2), pp.508-517.
[4] Moeuf, A., Pellerin, R., Lamouri, S., TamayoGiraldo, S., & Barbaray, R. (2018). The industrial
management of SMEs in the era of Industry 4.0.
International Journal of Production Research, 56(3),
1118-1136.
[5] Mrugalska, B. and Wyrwicka, M. (2017). Towards
Lean Production in Industry 4.0. Procedia
Engineering, 182, pp.466-473.
[6] Muhuri, P., Shukla, A., & Abraham, A. (2019).
Industry 4.0: A bibliometric analysis and detailed
overview. Engineering Applications Of Artificial
Intelligence, 78, 218-235.
[7] Roblek, V., Meško, M. and Krapež, A. (2016). A
Complex View of Industry 4.0. SAGE Open, 6(2),

p.215824401665398.
[8] Suebsombut, P., Sekhari, A., Sureepong, P.,
Ueasangkomsate, P., & Bouras, A. (2017). The
using of bibliometric analysis to classify trends and
future directions on “smart farm”. 2017 International
Conference On Digital Arts, Media And Technology
(ICDAMT).
[9] Xu, L., Xu, E. and Li, L. (2018). Industry 4.0: state
of the art and future trends. International Journal of
Production Research, 56(8), pp.2941-2962.