Sản xuất thông minh xanh có thể coi là sự tích hợp của Công nghiệp 4.0 để đạt mục tiêu “thông minh” và thực hiện nền kinh tế tuần hoàn để đạt mục tiêu “xanh”. Trong đó, năng suất xanh và kinh tế tuần hoàn mang lại cho doanh nghiệp các công cụ, phương pháp nâng cao năng suất, lợi nhuận và tăng trưởng tổng thể với ít tác động đến môi trường nhất có thể.

Ngoài ra, Công nghiệp 4.0 cho phép hoạt động sản xuất của doanh nghiệp trở nên thông minh, đồng thời đáp ứng các nhu cầu đa dạng của thị trường, tối ưu hóa nguồn lực sử dụng, xây dựng chuỗi cung ứng thông minh, giảm thiểu mối nguy hiểm và tự động hóa các hoạt động.

Thiết kế xanh và năng suất xanh

Thiết kế xanh bắt đầu với khái niệm kết hợp các yếu tố môi trường vào giai đoạn thiết kế, còn được gọi là thiết kế có ý thức về môi trường và sản xuất (ECD&M). Đây là quan điểm sản xuất bao gồm các khía cạnh xã hội và môi trường để giảm thiểu tác động môi trường của sản phẩm trong các giai đoạn vòng đời của nó, từ đó làm tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Các giai đoạn của vòng đời bao gồm: nguyên liệu thô, sản xuất, vận chuyển, sử dụng và chất thải. Thiết kế xanh sau đó được mở rộng ra năng xuất xanh (GP).

Yếu tố quan trọng của phương pháp năng xuất xanh là việc kiểm tra, đánh giá lại cả quy trình sản xuất, sản phẩm để giảm tác động môi trường và nêu bật các cách để cải thiện năng suất và chất lượng. Cụ thể hơn, năng xuất xanh có thể đồng thời tăng lợi nhuận kinh doanh và giảm tác động môi trường.

Năng xuất xanh cũng đề cập đến vấn đề sản xuất xanh. Cho dù có những quy định khác nhau bao gồm nhiều lĩnh vực từ các chất độc hại đến hiện tượng nóng lên toàn cầu, nhiều vấn đề vẫn đang tồn tại như giảm ô nhiễm môi trường, bảo vệ tài nguyên môi trường, giảm tác động môi trường. Các mục tiêu truyền thống của năng xuất xanh bao gồm quá trình xanh hóa chuỗi cung ứng, quản lý tài nguyên nước, quản lý sử dụng năng lượng hiệu quả, quản lý chất thải rắn.

Ảnh minh họa.

Tuy nhiên, hiện có vấn đề nan giải đối với doanh nghiệp và người dân liên quan đến năng xuất xanh, đó là: làm thế nào để thu được lợi nhuận trong khi vẫn bảo vệ môi trường. Do đó, giải pháp hệ thống đã được sửa đổi và cập nhật. Đạt được nền kinh tế tuần hoàn, lượng khí phát thải bằng 0 và quản lý chuỗi cung ứng bền vững là những trở ngại hiện nay để đạt được mục tiêu về môi trường, mục tiêu xã hội và quản trị doanh nghiệp.

- Nền kinh tế tuần hoàn: được mô tả là mối quan hệ giữa tiêu dùng và cung ứng, tồn tại trong trạng thái cân bằng và là nơi có một vòng lặp tương đối mở, với hầu hết hiện tại đóng vai trò là nơi tiêu thụ, mặc dù có khả năng tham gia sâu hơn vào chuỗi cung cứng hoàn chỉnh.

- Lượng khí phát thải bằng không: Để đạt mục tiêu này, các công nghệ mới để giảm lượng khí CO2 cần được phát triển càng sớm càng tốt, như: pin, thu và lưu trữ không khí trực tiếp, sản xuất hydrogen sạch.

- Quản lý chuỗi cung ứng bền vững: Tính bền vững được xem là sự cân bằng giữa phát triển bền vững và sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, bao gồm nhiên liệu, thực phẩm, đất, và nước.

Công nghiệp 4.0

Những công nghệ trong nền Công nghiệp 4.0 bao gồm Internet vạn vật (IoT), công nghệ máy đến máy (M2M), điện toán đám mây (CC), phân tích dữ liệu lớn (BDA), hệ thống thực ảo (CPS). Có thể thấy rằng, Công nghiệp 4.0 có thể được coi là tập hợp các công nghệ sản xuất thông minh và hệ thống công nghệ thông tin tiên tiến trên các phần mềm được tích hợp, như là chuỗi cung ứng thông minh, làm việc thông minh, sản xuất thông minh.

Công nghiệp 4.0 thúc đẩy năng suất xanh

Khi xem xét tính bền vững, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng công nghiệp 4.0 có thể giải quyết các vấn đề của nền kinh tế tuần hoàn. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra 15 yếu tố thách thức việc liên kết kinh tế tuần hoàn và ngành Công nghiệp 4.0: phân tích dữ liệu, mô hình hợp tác, các tiêu chuẩn bà thông số kỹ thật CPS, CPS mô hình hóa và tích hợp mô hình, phát triển thiết bị thông minh, chi phí đầu tư, thiết kế, tương thích, tiêu chuẩn hóa cơ sở hạ tầng, kết nối mạng, khả năng tương tác ngữ nghĩa, số hóa và tự động hóa quy trình, ảo hóa hệ thống tự động hóa, tính toán sương mù và công nghệ cảm biến.

- Hệ thống tuần hoàn thông minh: IoT thay đổi cách mà giá trị được tạo ra trong lĩnh vực kinh doanh dưới dạng thông tin được tạo ra bởi máy móc, thiết bị và sản phẩm được kết nối với nhau như một thành phần quan trọng trong việc tạo ra giá trị, như là bảo trì, tái sử dụng, sửa chữa và tái chế. Thông qua IoT, nền kinh tế tuần hoàn thông qua sự kết nối giữa con người và vật bằng thiết bị di động sẽ mang lại những lợi ích to lớn cho cả cá nhân và doanh nghiệp trong nhiều lĩnh vực.

- Sản xuất trên nền tảng đám mây và quy trình sản xuất bền vững:

Sản xuất trên nền tảng đám mây thông qua: (1) thiết kế hợp tác, (2) tự động hóa cao hơn, (3) khả năng phục hồi của quy trình được cải thiện, (4) tăng cường giảm thiểu chất thải, tái sử dụng và phục hồi. Sử dụng mô hình sản xuất đám mây trong hệ thống quản lý vận tải, các nhà quản lý có thể giảm tổng chi phí dịch vụ cung cấp cho người dân.

- AI: AI đã được triển khai trong cả lĩnh vực năng lượng tái tạo và năng lượng điện để đạt được hiệu quả tốt hơn. Ưu điểm chính của AI là có khả năng dự báo được năng lượng tiêu thụ và tối ưu hóa hệ thống năng lượng.

Tài nguyên ngày càng khan hiếm và tình trạng suy thoái môi trường nghiêm trọng đòi hỏi phải sử dụng tài nguyên bền vững và bảo vệ môi trường trên toàn thế giới. Với sự hỗ trợ của các công nghệ tiên tiến, việc tối ưu hóa và các vấn đề khác nhau của sản xuất xanh có thể được giải quyết.

Mục đích chính của Công nghiệp 4.0 là tạo ra giá trị bằng cách tích hợp các tài nguyên, dịch vụ, dữ liệu và con người với nhau. Các nhà sản xuất đang bắt đầu tiếp cận với sản xuất thông minh, do đó, Công nghiệp 4.0 sẽ là trợ thủ đắc lực cho việc chia sẻ thông tin, cho phép minh bạch và trực quan hóa quy trình sản xuất. Ngoài ra, nhà sản xuất có thể yêu cầu khách hàng chia sẻ nhu cầu thị trường thông qua các công nghệ phân tích thị trường. Một hệ thống chia sẻ thông tin tốt sẽ nâng cao việc thực hiện quản lý nguồn nguyên liệu để giảm lãng phí tài nguyên môi trường.