Người vận hành 4.0: Trung tâm con người trong nhà máy thông minh

Trong bối cảnh Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ Tư (Industry 4.0) và sự phát triển hướng tới Công nghiệp 5.0 (Industry 5.0), trọng tâm của hệ thống sản xuất đang dịch chuyển trở lại hướng con người. Industry 4.0, được thúc đẩy bởi sự phát triển nhanh chóng của Hệ thống không gian mạng vật lý (Cyber-Physical Systems - CPS), Internet vạn vật (Internet of Things - IoT), robot và dữ liệu lớn, đang cách mạng hóa sản xuất công nghiệp. Trong khi các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây có xu hướng xem con người như một "bánh răng" trong hệ thống, giảm dần nội dung nhận thức của công việc, Industry 4.0 ngược lại xem con người như một người lao động tri thức, tập trung nhiều hơn vào các kỹ năng nhận thức và tay nghề chuyên môn.
Khái niệm người vận hành 4.0 (Operator 4.0) được đưa ra để mô tả người lao động thông minh và có kỹ năng hoạt động trong các tổ chức Industry 4.0. Họ không chỉ thực hiện công việc hợp tác với robot mà còn được hỗ trợ bởi máy móc khi cần thiết, thông qua các hệ thống không gian mạng vật lý lấy con người làm trung tâm và các công nghệ tương tác người-máy tiên tiến, hướng tới sự cộng sinh giữa người và tự động hóa. Điều này thể hiện một sự thay đổi từ mô hình tự động hóa hoàn toàn không người lái sang việc tăng cường và nâng cao khả năng vật lý, cảm giác và nhận thức của con người.

Sự phát triển của người vận hành
Để hiểu rõ hơn về người vận hành 4.0, hữu ích khi xem xét sự phát triển của người vận hành qua các thời kỳ công nghiệp:
Người vận hành 1.0: Thực hiện công việc thủ công và khéo léo, đôi khi có sự hỗ trợ từ các công cụ cơ khí đơn giản.
Người vận hành 2.0: Thực hiện công việc có sự hỗ trợ của các công cụ máy tính, như máy công cụ điều khiển số bằng máy tính (CNC) và hệ thống thông tin.
Người vận hành 3.0: Hợp tác làm việc với robot, các thiết bị máy móc khác và công cụ máy tính.
Người vận hành 4.0: Hoạt động trong dây chuyền lắp ráp Industry 4.0, nơi công nghệ cho phép mức độ tự động hóa cao hơn. Họ có trách nhiệm hợp tác, quản lý và giám sát các công nghệ tiên tiến này, đồng thời các công nghệ này cũng hỗ trợ các hoạt động của họ.
 

Các loại người vận hành 4.0 và công nghệ hỗ trợ
Operator 4.0 là một khuôn khổ gồm tám kịch bản khả thi, nêu bật những gì Industry 4.0 mang lại cho người lao động, dựa trên các công nghệ tăng cường khả năng vật lý và nhận thức của người vận hành. Các tương tác giữa người và công nghệ này có thể là tương tác vật lý hoặc nhận thức.
Các loại người vận hành 4.0 và công nghệ hỗ trợ chính bao gồm:
Người vận hành siêu sức mạnh (Super-Strength Operator): Sử dụng bộ xương ngoài (exoskeletons) được trang bị động cơ điện, thủy lực hoặc khí nén để tăng cường sức mạnh cơ sinh học, cho phép họ thực hiện các nhiệm vụ thủ công nặng nhọc một cách dễ dàng. Điều này giúp giảm căng thẳng vật lý, giảm chấn thương liên quan đến công việc và hỗ trợ lực lượng lao động lớn tuổi.
Người vận hành tăng cường (Augmented Operator): Tận dụng công nghệ thực tế tăng cường (Augmented Reality - AR) và các thiết bị đeo được để truy cập thông tin theo thời gian thực dưới dạng lớp phủ hình ảnh trong kính thông minh, máy tính bảng, điện thoại thông minh. AR có thể cung cấp hướng dẫn trực quan, giảm lỗi con người và cung cấp phản hồi về quy trình sản xuất.
Người vận hành ảo (Virtual Operator): Sử dụng công nghệ thực tế ảo (Virtual Reality - VR) để tương tác với môi trường kỹ thuật số mô phỏng môi trường thiết kế, lắp ráp hoặc sản xuất. VR hữu ích cho việc lập kế hoạch nhà máy, cân nhắc thiết kế và đặc biệt quan trọng từ góc độ nhận thức là đào tạo ảo trong các kịch bản thực tế, an toàn và tiết kiệm chi phí.
Người vận hành khỏe mạnh (Healthy Operator): Sử dụng các thiết bị đeo được và máy theo dõi tín hiệu sinh học để theo dõi tình trạng sinh học, nhận thức và sức khỏe của người lao động. Dữ liệu này có thể được sử dụng để theo dõi hoạt động, mức độ căng thẳng, nhịp tim và các chỉ số sức khỏe khác, cho phép người vận hành quản lý sức khỏe nghề nghiệp của họ và nhà quản lý nhận được cảnh báo về các mối đe dọa tiềm ẩn.
Người vận hành thông minh hơn (Smarter Operator): Được hỗ trợ bởi các trợ lý cá nhân thông minh (Intelligent Personal Assistant - IPA) hoặc trí tuệ nhân tạo, giúp họ tương tác với máy móc, máy tính và hệ thống thông tin thông qua giao diện ngôn ngữ tự nhiên (ví dụ: tương tác giọng nói). Điều này cho phép thao tác rảnh tay và cung cấp hỗ trợ về thông tin, lập lịch và chẩn đoán.
Người vận hành hợp tác (Collaborative Operator): Hợp tác với robot cộng tác (cobots) hoặc các loại tự động hóa cộng tác khác trong cùng không gian vật lý. Cobots giúp giảm bớt các nhiệm vụ vật lý nặng nhọc hoặc không an toàn, tăng năng suất và cải thiện sự hài lòng trong công việc bằng cách đảm nhận các nhiệm vụ đơn điệu hoặc khó khăn.
Người vận hành xã hội (Social Operator): Sử dụng mạng xã hội công nghiệp và dịch vụ mạng xã hội doanh nghiệp để cộng tác, chia sẻ kiến thức và chuyển giao kiến thức trong các nhóm xã hội (bao gồm máy thông minh) trong sản xuất. Mạng xã hội này kết nối người vận hành với các tài nguyên nhà máy thông minh và với nhau để hỗ trợ ra quyết định và giải quyết vấn đề.
Người vận hành phân tích (Analytical Operator): Có quyền truy cập vào phân tích dữ liệu lớn (Big Data Analytics) để tận dụng dữ liệu nhằm thúc đẩy ra quyết định, dự báo tốt hơn, hiểu hiệu suất sản xuất và có tầm nhìn rõ hơn về trạng thái sản xuất và các chỉ số hiệu suất chính (KPI) khác. Phân tích dữ liệu lớn có thể giúp người vận hành phân tích dữ liệu sản xuất theo thời gian thực để phát hiện lỗi, cải thiện chất lượng và tối ưu hóa hiệu quả hoạt động.
 

Lợi ích cho người vận hành
Việc áp dụng các công nghệ Industry 4.0 và khái niệm Operator 4.0 mang lại nhiều lợi ích định tính cho người vận hành. Chúng giải quyết các vấn đề mà người lao động sản xuất truyền thống gặp phải như khối lượng công việc vật lý và nhận thức cao.
Giảm căng thẳng vật lý: Tự động hóa các chuyển động cơ thể không tiện lợi và tư thế không tốt bằng cobots và bộ xương ngoài giúp tránh căng thẳng hoặc chấn thương, đồng thời bộ xương ngoài giảm nỗ lực vật lý trong các nhiệm vụ thủ công.
Cải thiện an toàn tại nơi làm việc: Tự động hóa và công nghệ hỗ trợ giúp Người Vận Hành 4.0 giám sát các quy trình nguy hiểm trong môi trường làm việc nguy hiểm. Phân tích dữ liệu lớn có thể dự đoán các sự kiện quan trọng, chẳng hạn như sự cố máy móc, giúp người vận hành lường trước và ngăn chặn các rủi ro tiềm ẩn, tạo ra nơi làm việc an toàn hơn.
Hỗ trợ nhận thức: Thực tế ảo và thực tế tăng cường cung cấp hướng dẫn trực quan theo thời gian thực, hỗ trợ đào tạo, bảo trì và các hoạt động phức tạp, giảm lỗi con người và giảm tải nhận thức.
Tăng cường khả năng: Các thiết bị đeo được và trợ lý cá nhân thông minh giúp người vận hành quản lý thời gian, lịch trình và truy cập thông tin, cho phép họ đưa ra quyết định tốt hơn về sức khỏe nghề nghiệp và lịch làm việc.
Môi trường làm việc hấp dẫn hơn: Operator 4.0 đảm nhận vai trò giám sát và quản lý công nghệ, làm cho công việc trở nên kích thích hơn và cho phép phát triển bản thân, quyền tự chủ và một môi trường làm việc thú vị hơn.
 

Phát triển người vận hành 4.0: vai trò của quản lý nguồn nhân lực
Mặc dù các công nghệ Industry 4.0 mang lại nhiều cơ hội, các tổ chức vẫn gặp khó khăn trong việc chuẩn bị cho người lao động truyền thống cho vai trò người vận hành 4.0 hoặc tuyển dụng nhân viên mới có kỹ năng phù hợp. Người lao động truyền thống thường thiếu các kỹ năng kỹ thuật số cần thiết để quản lý các công nghệ phức tạp.
Quản lý nguồn nhân lực (Human Resource Management - HRM) đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết những thách thức này. HRM cung cấp các hoạt động thực hành để phát triển lực lượng lao động, bao gồm nâng cao kỹ năng, tuyển dụng nhân viên mới và giữ chân nhân viên có giá trị. Trong các tổ chức Industry 4.0, HRM tập trung vào chiến lược nâng cao kỹ năng ("upskill") vì vai trò người vận hành 4.0 đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật số và phân tích.
Nghiên cứu đã xác định sáu hoạt động thực hành chính của HRM để phát triển Người Vận Hành 4.0:
1. Tuyển dụng (Staffing): Tập trung vào việc tìm kiếm và thuê những ứng viên có kỹ năng kỹ thuật số và phân tích phù hợp, cũng như thái độ tích cực đối với sự đổi mới và làm việc trong môi trường phức tạp. Công nghệ (như blockchain-HRM) có thể hỗ trợ quá trình này để tăng hiệu quả và minh bạch.
2. Thiết kế công việc (Job Design): Liên quan đến việc xác định và tổ chức các nhiệm vụ mà người vận hành 4.0 sẽ thực hiện, có tính đến sự thay đổi của môi trường Industry 4.0 và các tương tác mới giữa người và máy móc. Việc thiết kế lại công việc truyền thống là cần thiết để tích hợp việc quản lý và hợp tác với các công nghệ mới. Các thiết kế công việc tiềm năng được đề xuất tương ứng với các loại Người Vận Hành 4.0 (ví dụ: người vận hành siêu sức mạnh, người vận hành tăng cường, v.v.).
3. Đào tạo (Training): Là hoạt động quan trọng nhất để chuẩn bị cho người lao động, đặc biệt là chuyển đổi từ người lao động truyền thống sang người vận hành 4.0. Đào tạo tập trung vào việc dạy cách quản lý và hợp tác với các công nghệ Industry 4.0, phát triển kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng mềm (như làm việc nhóm). Các phương pháp như nhà máy học tập (learning factories), VR và AR được sử dụng để cung cấp môi trường đào tạo thực tế và tương tác.
4. Hệ thống đánh giá hiệu suất (Performance Appraisal System): Đánh giá hiệu suất của người vận hành 4.0 một cách có hệ thống, thường xuyên sử dụng dữ liệu chính xác từ các công nghệ như hệ thống theo dõi và thiết bị đeo được. Hệ thống này giúp xác định hiệu suất dưới tiêu chuẩn, cung cấp phản hồi và xác định nhân viên có hiệu suất cao để phát triển hơn nữa. Việc đánh giá khả năng nhận thức cũng có thể được tích hợp.
5. Quản lý tri thức (Knowledge Management): Quan trọng để duy trì và chuyển giao tri thức sản xuất, đặc biệt khi tự động hóa thay thế một số vị trí cũ. Đảm bảo người vận hành 4.0 có quyền truy cập dễ dàng vào thông tin và tri thức liên quan đến hoạt động là cần thiết để duy trì hiệu quả. Công nghệ như VR và AR có thể hỗ trợ quản lý tri thức bằng cách cung cấp hướng dẫn kỹ thuật số.
6. Bồi thường (Compensation): Phản ánh sự đóng góp của người vận hành 4.0 và bao gồm cả phần thưởng vật chất và phi vật chất (như sự công nhận). Hệ thống bồi thường hiệu quả giúp giữ chân người vận hành 4.0 tài năng, khuyến khích đổi mới và thu hút lao động có kỹ năng. Dữ liệu hiệu suất có thể được sử dụng để tạo ra hệ thống bồi thường minh bạch và cá nhân hóa.
 

Kết Luận
Tóm lại, người vận hành 4.0 đại diện cho tương lai của lực lượng lao động sản xuất trong kỷ nguyên Industry 4.0 và hướng tới Industry 5.0, nơi con người là trung tâm của hệ thống. Được hỗ trợ bởi các công nghệ tiên tiến như bộ xương ngoài, AR, VR, thiết bị đeo được, trợ lý thông minh, cobots và phân tích dữ liệu lớn, người vận hành 4.0 cộng tác và quản lý các hệ thống phức tạp, giảm bớt căng thẳng vật lý và nhận thức, tăng cường an toàn và nâng cao hiệu quả. Tuy nhiên, việc chuyển đổi sang vai trò này đòi hỏi các tổ chức phải chủ động trong việc phát triển nguồn nhân lực thông qua các hoạt động thực hành HRM chiến lược, bao gồm tuyển dụng, thiết kế công việc, đào tạo, đánh giá hiệu suất, quản lý tri thức và bồi thường. Bằng cách đặt con người làm trung tâm và đầu tư vào việc phát triển người vận hành 4.0, ngành sản xuất có thể gặt hái những lợi ích của tự động hóa đồng thời đảm bảo một lực lượng lao động có kỹ năng, thích ứng và thịnh vượng trong nhà máy thông minh của tương lai.

C&C by Pham Van Trieu