Cơ hội và thách thức của cơ điện tử Việt Nam.

Người đăng: Nguyễn Dũng

Cơ hội và thách thức của cơ điện tử đối với quá trình hội nhập nền kinh tế toàn cầu của Việt Nam.
Toàn cầu hoá là xu thế tất yếu không thể tránh khỏi đối với các quốc gia và Việt Nam cũng không phải là ngoại lệ. Vấn đề là chúng ta chủ động hay bị động trong quá trình hội nhập nền kinh tế toàn cầu này. Cơ điện tử một ngành khoa học và công nghệ nổi trội đang làm thay đổi thế giới mang lại cho chúng ta nhiều cơ hội, và không ít thách thức trong qúa trình hội nhập này. Chúng ta hãy điểm qua một số cơ hội và thách thức này đối với sự phát triển của Cơ điện tử Việt Nam:

1. Cơ điện tử – cơ hội vàng cho Việt Nam và mỗi chúng ta

Thị trường là động lực thúc đẩy sự phát triển và là cơ hội vàng cho sự phát triển cơ điện tử của Việt Nam. Phải nói quá trình hội nhập đã mở cửa thị trường cho các sản phẩm của ta sang mọi châu lục. Thị trường của các sản phẩm cơ điện tử là thị trường mới không chỉ ở trong nước mà ở cả các nước đang phát triển và phát triển trên toàn cầu. Đây là thị trường chưa bị bão hoà nên mức độ cạnh tranh chưa khốc liệt. Mặt khác nhu cầu sử dụng các sản phẩm cơ điện tử ngày càng nhiều và chủng loại sản phẩm cơ thể nói là vô tận. Các sản phẩm cơ điện tử được hình thành từ các ý tưởng thông minh hoá, bổ sung các chức năng mới cho các sản phẩm hiện hành và tạo ra các sản phẩm mới bằng sự tích hợp liên kết nhiều công nghệ cao trong sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp. Như vậy ta có thể thông minh hoá, tạo linh hồn và cảm xúc cho các đồ dùng, thiết bị, máy móc xung quanh ta sáng tạo nên các sản phẩm mới với các chức năng vượt trội. Có thể tưởng tượng từ cái chăn biết tự động đắp cho em bé ngủ mỗi khi bé trở mình, hoặc biết ru cho bé ngủ khi cần thiết, các thiết bị gia dụng biết ngoan ngoãn vâng lời và tự học để chiều lòng theo các tập quán và sở thích riêng của chủ nhân, cái kính biết tự động đổi số trong quá trình sử dụng phù hợp với thị giác của người dùng, đến các bộ quần áo biết tự động kiểm tra sức khoẻ cảnh báo chủ nhân và tự động gọi cấp cứu mỗi khi cơ sự cố nguy hiểm.

Hệ thống sản xuất công nghiệp hiện đại với khả năng hoạt động linh hoạt. Toàn bộ hệ thống có thể thay đổi hoạt động để sản xuất ra sản phẩm mới mà không phải thay thế hệ thống sản xuất.

- Với sức tưởng tượng phong phú của người Việt Nam ý tưởng sáng tạo ra các sản phẩm mới là vô tận và cơ điện tử sẽ là công nghệ, tạo nên cơ hội cho Việt Nam và cho mỗi chúng ta có thể thành công trên thị trường toàn cầu.
- Với thị trường đồ sộ, cơ điện tử thực sự sẽ tạo nên nhiều cơ hội việc làm mới cho các nhà nghiên cưú và các nhà chuyên môn với nhiều ứng dụng trong mọi ngành nghề từ nông nghiệp, y tế, năng lượng, giao thông vận tải… tới các ngành dịch vụ giải trí, bưu chính viễn thông, an ninh quốc phòng v.v…Những nghiên cứu khảo sát về thị trường cho thấy riêng trong lĩnh vực tự động hoá xí nghiệp thị trường của cơ điện tử cũng có thể lên đến 200 tỷ EURO trong năm 2008. Thị trường ô tô đang được phát triển với tốc độ chóng mặt do tác động của công nghệ cơ điện tử. Công nghiệp ô tô đang trong giai đoạn chuyển đổi công nghệ. Có đến 90% các cải tiến đổi mới ở ô tô nằm trong phần mềm và phần điện tử.
Cơ điện tử cũng đang tạo ra nhiều cơ hội việc làm trong giáo dục đào tạo. Các kỹ sư cơ khí, các kỹ sư điện ở các nhà máy hiện nay cần được đào tạo, bổ túc các kiến thức và cách làm việc phối hợp của cơ điện tử. Đây là một nhu cầu vô cùng lớn. Mặt khác nhu cầu kỹ sư cơ điện tử được đào tạo bài bản sẽ là một nhu cầu luôn tăng trưởng hiện nay và trong tương lai.
- Với quá trình hội nhập và mở cửa nhiều công nghệ mới, nguồn vốn và thông tin dễ dàng đến với Việt Nam tạo điều kiện và nhiều cơ hội cho các ý tưởng sáng tạo với sự lao động kiên trì đạt được các thành công.

2. Những thách thức của cơ điện tử

Bên cạnh những cơ hội ta cũng còn phải đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình phát triển cơ điện tử như sau;

*Thách thức đối với quá trình đào tạo nguồn nhân lực cơ điện tử
Một câu hỏi đặt ra là liệu ta có thể thực sự dạy được cơ điện tử hay không?
Do cơ điện tử là một lĩnh vực liên ngành nên việc đào tạo cơ điện tử ở các trường cũng rất đa dạng. Tuy nhiên, chúng ta chưa hình thành một giáo trình chuẩn về cơ điện tử ở các trường đại học lớn ở các nước và điều này cũng khó có thể có tính đa dạng sản phẩm của lĩnh vực cơ điện tử. Mặt khác, sự phối hợp giữa đào tạo và sản xuất trong lĩnh vực cơ điện tử cũng còn nhiều khó khăn nhất là kết hợp bài giảng với việc thực hành cơ điện tử ở các nhà máy. Quan điểm về kỹ sư cơ điện tử ở các nhà máy cũng khác với quan điểm về kỹ sư cơ điện tử ở các viện nghiên cứu, trường đại học. Một số cho rằng các kỹ sư cơ điện tử là các nhà kiến trúc sư công nghệ hơn là các chuyên gia, số khác lại nhấn mạnh đến tầm quan trọng của tiếp cận hệ thống hơn là đi sâu vào các công nghệ . Một vấn đề thách thức nữa là sự phát triển của cơ điện tử đòi hỏi sự cập nhật thông tin của nhỉều ngành công nghệ, trong đó có công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin có tốc độ phát triển quá nhanh. Do vậy, yêu cầu về nội dung giảng dạy và các giáo viên giảng dạy cũng phải cập nhật được các kiến thức mới. Điều này không phải là dễ dàng đối với các nước nghèo như Việt Nam.

Một thách thức không nhỏ là vấn đề thực hành trong đào tạo cơ điện tử. Vì cơ điện tử là lĩnh vực có tính ứng dụng caovà đòi hỏi kỹ năng thực hành của nhiều công nghệ cao nhất là công nghệ điều khiển thời gian thực, các hệ nhúng. Đầu tư cho các phòng thí nghiệm cơ điện tử đòi hỏi không ít kinh phí và trí tuệ.

*Thách thức đối với nghiên cứu khoa học:
Cơ điện tử một mật là công nghệ tạo nên sản phẩm mới, mặt khác lại là một lĩnh vực khoa học hóc búa, cần nhiều nghiên cứu tập trung vào các tác động tương hỗ giữa các lĩnh vực công nghệ khi chúng được tích hợp với nhau một cách hữu cơ. Chúng ta còn biết quá ít về các ảnh hưởng về tác động qua lại này mà đây lại là bản chất của cơ điện tử. Có nắm bắt được các cơ sở khoa học của các tác động tương hỗ này thì mới phát huy được những tính năng vượt trội mà chỉ sự liên kết các công nghệ mới có được. Tuy nhiên, đây lại là một thách thức lớn cho nghiên cứu vì phải đối mặt với những vấn đề của hệ thống lớn, mang tính phi tuyến, nhiều bất định và thay đổi theo thời gian Mối quan hệ chặt chẽ giữa cơ, điện tử, điều khiển, phần mềm của cơ điện tử dẫn đến những quan hệ phụ thuộc tạo nên những ảnh hưởng đến độ tin cậy và tính ổn định của sản phẩm cơ điện tử. Khảo sát độ phức tạp của các tương tác trong các hệ cơ điện tử đặt ra những bài toán cần phải nghiên cứu như sau:
- Phát triển các phương pháp điều khiển cho các hệ thống có nhiều phần tử phi tuyến như ma sát, trễ, bão hoà,…
- Phát triển các công cụ mô phỏng thời gian thực cho các hệ thống công nghiệp phức tạp.
- Nghiên cứu các phương pháp điều khiển cho các hệ có tham số thay đổi theo thời gian.
- Nghiên cứu các phương pháp thiết kế dự phòng, có độ dôi dư cả về phần cứng, phần mềm để có được sản phẩm cơ điện tử có độ tin cậy và độ bền cao.
-…

*Thách thức trong thiết kế các sản phẩm cơ điện tử.
Việc thiết kế các sản phẩm cơ điện tử theo phương pháp liên kết các hệ thống nhỏ đi từ dưới lên (bottom - up) như hiện nay sẽ dần dần không đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng/ giá thành/ thời gian. Việc thiết kế theo hệ thống lớn là một thách thức đối với cơ điện tử. Điều này đòi hỏi các chương trình thiết kế CAD cho các sản phẩm cơ điện tử phải được mở rộng ra nhiều lĩnh vực ( CAD cho cơ + CAD cho điện tử + CAD cho điều khiển…) và xử lý được độ phức tạp cho chương trình thiết kế tổng hợp, khả năng mô hình hoá và mô phỏng hệ thống lớn. Mặt khác các chương trình thiết kế này còn phải đáp ứng được các yêu cầu đa dạng của các ứng dụng của cơ điện tử.

* Thách thức đối với sự tin cậy của sản phẩm
Việc tích hợp nhiều công nghệ và chức năng của một sản phẩm đương nhiên sẽ làm giảm độ tin cậy của sản phẩm do độ phức tạp của hệ thống tăng. Ta lấy ví dụ về ô tô, yêu cầu của ô tô là phải hoạt động ổn định và tin cậy. Việc đưa vào hàng trăm hệ vi điều khiển được kết nối thành mạng trong một ô tô liệu có làm hoạt động của ô tô thông minh kém tin cậy hơn so với ô tô cơ khí truyền thống hay không? Về lý thuyết của độ phức tạp cao, một sai sót trong một chíp có thể dẫn đến việc ngưng hoạt động của toàn hệ thống nếu không được thiết kế tốt.
Một thực tế là vấn đề độ tin cậy của sản phẩm cơ điện tử lại là một vần đề ít được mổ xẻ và thực hành tại các cơ sở sản xuất. Điều này sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển của cơ điện tử trong tương lai.


* Thách thức đối với sản xuất.
Sản xuất các sản phẩm cơ điện tử đòi hỏi những năng lực thiết kế và chế tạo kể cả các điều kiện lắp ráp mà không phải luôn có trong một cơ sở sản xuất. Đối với những cơ sở vừa và nhỏ việc có đủ các điều kiện này không phải là dễ dàng. Mức độ hợp tác giữa các chuyên gia cơ điện tử, tự động hoá đòi hỏi có sự gắn kết cao. Cách làm việc chuyển dịch từ các chuyên gia độc lập sang làm việc theo nhóm chuyên gia phối hợp đa ngành. Điều này cũng không phải là dễ vì phải thay đổi nếp làm việc đã hình thành từ lâu. Ngay cả khâu kiểm tra chất lượng sản phẩm cũng đòi hỏi nhiều trong thiết bị hơn để có thể đánh giá được chất lượng sản phẩm ở từng công nghệ khác nhau.
Một giải pháp cho thách thức trong sản xuất các sản phẩm cơ điện tử có thể tìm ở sự phối hợp giữa thị trường - đào tạo - nghiên cứu và sản xuất, và hình thành mạng lưới các cơ sở sản xuất phục vụ cho chế tạo và lắp ráp các chi tiết cơ điện tủ.