Nhà máy không ánh sáng - Kỷ nguyên sản xuất mới

“Nhà máy không ánh sáng” được xem là nấc thang phát triển cao nhất của nhà máy thông minh, đạt những giới hạn của Công nghiệp 4.0 - máy móc không chỉ làm việc tối ưu hơn, mà còn có khả năng “tự hiểu, tự thích nghi” với mọi thay đổi của môi trường sản xuất trong thời gian thực. Mô hình này đánh dấu sự chuyển dịch căn bản triết lý sản xuất từ “thông minh có con người giám sát” sang “thông minh tự chủ”.

Đáng chú ý, dù con người không còn hiện diện thường xuyên trên sàn xưởng, vai trò của họ không suy giảm mà được tái định hình, chuyển từ các công việc bậc thấp sang các chức năng ở cấp độ cao hơn. Sự dịch chuyển này không chỉ mang ý nghĩa về tổ chức lao động mà còn có tác động tích cực đến thu nhập. Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới (WB, 10/2025) cho thấy tại Việt Nam, cứ tăng thêm 1 robot trên mỗi 1.000 lao động, tổng số việc làm có thể tăng khoảng 6 - 9% và mức lương bình quân tăng 2 - 4%."

Sự xuất hiện ngày càng nhiều các “nhà máy không ánh sáng”, nơi môi trường sản xuất không còn cần ánh sáng phục vụ con người, bởi các công đoạn được thực hiện khép kín, tự động 24/7 bởi máy móc, đang dần thiết lập một chuẩn mực mới cho sản xuất công nghiệp toàn cầu.

Tháng 7/2024, Xiaomi đưa vào vận hành nhà máy sản xuất smartphone tại Bắc Kinh với công suất tối đa 10 triệu thiết bị mỗi năm mà không cần nhân công trực tiếp sản xuất. Trước đó, Philips cho biết nhà máy sản xuất máy cạo râu tại Drachten (Hà Lan) đạt sản lượng 15 triệu sản phẩm/năm với chỉ 9 kỹ sư giám sát từ xa.

Tương tự, nhà máy sản xuất linh kiện điện tử (EWA) của Siemens tại Amberg (Đức) đạt sản lượng 17 triệu sản phẩm/năm - cao gấp 14 lần so với giai đoạn đầu, dù quy mô nhân sự gần như không thay đổi. Đặc biệt, nhà máy này có khả năng sản xuất tới 1.300 biến thể sản phẩm khác nhau trên cùng một hạ tầng.

Dù hoạt động trong các lĩnh vực khác nhau, các nhà máy trên đều cho thấy một điểm chung: tự động hóa tối đa, tích hợp sâu trí tuệ nhân tạo (AI), và phân tích dữ liệu thời gian thực, qua đó đạt khả năng tự chủ vận hành. Mô hình này đang dần thiết lập một chuẩn mực mới cho sản xuất công nghiệp toàn cầu, thường được gọi là “nhà máy không ánh sáng”.

Nền tảng của mô hình sản xuất này là tự động hóa và các robot công nghiệp thế hệ mới có khả năng cảm nhận, tự điều chỉnh thao tác theo thời gian thực.

Song song với đó, Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) tạo nên hạ tầng kết nối xuyên suốt, cho phép các máy móc, robot chia sẻ dữ liệu và phối hợp nhịp nhàng với nhau như một hệ thống thống nhất. Mạng lưới cảm biến tiên tiến kết hợp thị giác máy tính đóng vai trò như “giác quan” của nhà máy, giúp hệ thống nhận biết các thay đổi trong môi trường sản xuất.

Trí tuệ nhân tạo (AI) đóng vai trò “bộ não” của nhà máy, trong đó nổi bật là các hệ thống AI tự tiến hóa (self-evolving AI) có khả năng học liên tục từ dữ liệu vận hành, tự cải thiện thuật toán và tối ưu hóa quyết định mà không cần lập trình lại từ đầu. Sự hội tụ của các công nghệ trên cho phép nhà máy đảm nhiệm nhiều chức năng vốn thuộc về kỹ sư vận hành, từ phát hiện sớm bất thường, chẩn đoán nguyên nhân sự cố đến tự động điều chỉnh quy trình.

“Nhà máy không ánh sáng” đang tái định nghĩa hiệu quả sản xuất thông qua việc tối ưu hóa đồng thời năng suất, tốc độ, chất lượng, và chi phí. Với việc giảm tối đa sự hiện diện trực tiếp của con người, mô hình này cho phép duy trì dòng chảy sản xuất liên tục 24/7, hạn chế các gián đoạn do dịch bệnh hay điều kiện lao động, qua đó nâng cao đáng kể sản lượng và hạ thấp chi phí sản xuất.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), việc cắt giảm nhu cầu chiếu sáng, điều hòa… phục vụ con người và tối ưu tiêu thụ năng lượng của máy móc theo thời gian thực có thể giúp tiết kiệm khoảng 15 - 20% chi phí năng lượng so với nhà máy truyền thống. Tự động hóa ở mức cao cho phép kiểm soát quy trình chính xác hơn, giảm lãng phí nguyên vật liệu và phế phẩm, từ đó có thể tiết kiệm thêm khoảng 20% chi phí chất lượng.

Đặc biệt, vận hành trên nền tảng AI tự tiến hóa, mô hình này có khả năng tự điều chỉnh quy trình sản xuất, linh hoạt tăng - giảm công suất, nhanh chóng thay đổi lịch sản xuất hoặc cấu hình sản phẩm để thích ứng với biến động về đầu vào, đơn hàng và tồn kho. Điều này tạo ra lợi thế rõ rệt trong bối cảnh xu hướng tiêu dùng chuyển sang mô hình C2M (Customer-to-Manufacturer), với yêu cầu ngày càng cao về cá nhân hóa và rút ngắn thời gian giao hàng, đồng thời giúp doanh nghiệp chủ động hơn trước các cú sốc chuỗi cung ứng.

Mặc dù đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) lớn cho robot, AI và hạ tầng số, nhưng nhờ năng suất vượt trội, chi phí cận biên giảm dần, khả năng khai thác tài sản ở cường độ cao, hạn chế phát thải công nghiệp, “nhà máy không ánh sáng” có thể đẩy nhanh điểm hòa vốn so với mô hình truyền thống. Khi đã vượt qua ngưỡng hoàn vốn, lợi thế chi phí và độ linh hoạt tích lũy sẽ chuyển hóa thành ưu thế cạnh tranh áp đảo, đặc biệt trong các ngành sản xuất có biên lợi nhuận mỏng và vòng đời sản phẩm ngắn.

Trước những xu thế lớn của kinh tế toàn cầu, chuyển dịch từ mô hình sản xuất thâm dụng lao động, tài nguyên sang thâm dụng công nghệ không còn là lựa chọn, mà đã trở thành yêu cầu bắt buộc để duy trì năng lực cạnh tranh và tham gia sâu hơn vào chuỗi cung ứng toàn cầu. Trên thực tế, một bộ phận doanh nghiệp Việt Nam đã và đang tiên phong triển khai các mô hình sản xuất thông minh, từng bước tiếp cận định hướng “nhà máy không ánh sáng” ở những khâu phù hợp.

Tổ hợp nhà máy VinFast Hải Phòng là một ví dụ tiêu biểu, với mức độ tự động hóa và tích hợp cao hàng đầu Việt Nam. Hơn 1.200 robot công nghiệp được tổ chức theo các cụm phối hợp liên động, đưa tỷ lệ tự động hóa toàn nhà máy lên khoảng 90%, riêng các công đoạn dập, hàn thân vỏ đạt tới 98%.

Song song với tự động hóa, hệ thống kiểm tra chất lượng bằng quét 3D được tích hợp tại các công đoạn then chốt, cho phép đo kiểm chính xác các thông số, phát hiện sớm sai lệch, ngăn lỗi lan truyền và tạo vòng phản hồi dữ liệu để hiệu chỉnh quy trình theo thời gian thực, theo từng dòng xe. Nhờ đó, đến cuối năm 2025, công suất trung bình đạt gần 43 xe/giờ, tiệm cận mức của các tổ hợp Gigafactory lớn hàng đầu thế giới.

Tương tự, Nhà máy Đạm Cà Mau của Tổng công ty Phân bón Dầu khí Cà Mau - CTCP (PVCFC) đã hoàn thành Giai đoạn 1 của dự án nhà máy thông minh và đang triển khai Giai đoạn 2, hướng tới mô hình nhà máy tự chủ, vận hành tối ưu bằng AI và Bản sao kỹ thuật số (Digital Twin) vào năm 2026. Mô hình Digital Twin cho phép mô phỏng toàn bộ hoạt động sản xuất trên môi trường số theo thời gian thực, giúp dự báo rủi ro thiết bị và tối ưu hóa phương án vận hành trước khi áp dụng vào thực tế.

Tại nhà máy, dữ liệu vốn phân tán ở các khâu sản xuất, bảo trì, vật tư, kho vận và thương mại được thu thập qua hệ thống cảm biến, chuẩn hóa và tích hợp tập trung theo thời gian thực về Trung tâm Dữ liệu. Qua đó, giúp giúp nhà máy chuyển từ quản lý mang tính phản ứng sang quản trị dự báo, rút ngắn thời gian ra quyết định từ hàng giờ xuống chỉ còn vài phút.

Nhờ đó, Nhà máy duy trì vận hành an toàn, ổn định ở mức 110 - 120% công suất thiết kế; tiết giảm hơn 10% mức tiêu thụ khí (nguyên liệu chiếm đến 60 - 70% giá thành); đồng thời giảm 3 - 5% tiêu hao năng lượng và 15 - 20% thời gian dừng máy không kế hoạch. Các giải pháp này cũng cho phép giám sát phát thải CO2 theo thời gian thực…

Những thành công trên không phải là thành quả tức thời của một giai đoạn triển khai ngắn hạn, mà là kết tinh của quá trình đầu tư liên tục, có lộ trình và tích lũy dài hạn vào nâng cao năng lực sản xuất, R&D, cũng như tư duy quản trị.

Theo ông Khổng Minh - Trưởng Phòng Robotics, Phó Giám đốc Công ty Phenikaa X, Đại học Phenikaa, việc hiện thực hóa và phát triển mô hình “nhà máy không ánh sáng” tại Việt Nam đòi hỏi một hệ thống chính sách đồng bộ, nhất quán và mang tầm chiến lược dài hạn.

Trước hết, doanh nghiệp cần được định hướng xây dựng chiến lược tổng thể ngay từ đầu, quy hoạch nhà máy theo tư duy từ trên xuống (top-down), coi tự động hóa, dữ liệu và AI là hạ tầng cốt lõi chứ không phải phần bổ sung. Điều này gắn chặt với yêu cầu chuyển dịch mô hình sản xuất từ gia công, lắp ráp sang làm chủ sản phẩm và thương hiệu, bởi chỉ khi kiểm soát được thiết kế và chuỗi giá trị, “nhà máy không ánh sáng” mới thực sự tạo ra giá trị gia tăng cao.

Song song đó, chính sách phát triển nguồn nhân lực cần tập trung vào đào tạo đội ngũ kỹ sư công nghệ cao mang tính thực chiến, có khả năng làm chủ robot, AI và hệ thống tự động hóa; đồng thời xây dựng lộ trình chuyển đổi lao động hợp lý để tận dụng hiệu quả lợi thế dân số trẻ.

Về công nghệ, việc làm chủ các công nghệ lõi theo hướng “Make in Vietnam” có ý nghĩa then chốt nhằm giảm phụ thuộc, tối ưu chi phí và nâng cao năng lực tự chủ của nền sản xuất, đi kèm với các cơ chế khuyến khích sử dụng sản phẩm công nghệ nội địa để xây dựng niềm tin thị trường. Bên cạnh đó, năng lực chuỗi cung ứng và hạ tầng năng lượng cần được nâng cấp mạnh mẽ, bởi “nhà máy không ánh sáng” chỉ vận hành hiệu quả khi đầu vào ổn định, liên tục và chi phí năng lượng được tối ưu hóa.

Quan trọng hơn cả, Việt Nam cần hành động sớm và quyết liệt, tận dụng “cửa sổ cơ hội” còn lại của lợi thế lao động và công nghệ hiện tại, nhằm đi trước một bước trong bối cảnh tự động hóa toàn cầu đang thúc đẩy xu hướng dịch chuyển sản xuất về các nước phát triển. Chỉ trong khuôn khổ đó, sản xuất thông minh mới có thể vượt khỏi các điển hình cục bộ, trở thành động lực hệ thống cho tiến trình nâng cấp nền công nghiệp Việt Nam trong dài hạn, ông Khổng Minh nhấn mạnh.