Huỳnh Xuân Hiệp[1], Nguyễn Hữu Hòa[2], Nguyễn Đỗ Quỳnh[3], Nguyễn Văn Vỹ[4] và Dương Nghĩa Quốc[5]
Nuôi trồng thủy sản[6] đang từng bước trở thành một trong những ngành chủ lực, phát triển rộng khắp, góp phần quan trọng vào sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh đó, khoa học và công nghệ có vai trò quan trọng trong nâng cao chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, hiện nay các công việc trong nuôi trồng thủy sản chưa được giải quyết như: công đoạn cho cá ăn, xử lý ao nuôi cá bằng thủ công chưa được số hóa, dữ liệu quản lý rời rạc, chưa kiểm soát được các loại dịch bệnh, và môi trường nước,…
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn[7], Đồng bằng sông Cửu Long[8] (ĐBSCL) đóng góp 70% lượng thủy sản nuôi trồng. Cá tra (Pangasianodon hypophthalmus)[9] là một trong những đối tượng nuôi nước ngọt phổ biến ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long do điều kiện tự nhiên ở đây rất phù hợp. Cá tra là loài ăn tạp, có khả năng sống tốt trong điều kiện ao tù nước đọng, nhiều hàm lượng chất hữu cơ, oxy hòa tan thấp. Trong đó, vùng nuôi thương phẩm tập trung phổ biến ở các tỉnh Đồng Tháp, Cần Thơ, An Giang, chiếm hơn 75% tổng sản lượng cá tra cả nước. Năm 2018, diện tích nuôi cá tra ghi nhận sự tăng trưởng vượt trội đạt 5.400 ha (tăng 3,3% so với năm 2017), sản lượng đạt 1,42 triệu tấn, tăng 8,4% so với 2017[10]. Tuy nhiên, số liệu thống kê 6 tháng đầu năm 2020, sản lượng thu hoạch cá của các tỉnh vùng ĐBSCL đều giảm so với cùng kỳ năm trước. Trong đó, diện tích cá thả nuôi lũy kế đến hết tháng 5/2020 đạt 4.312 ha bằng 90,7% so với cùng kỳ năm 2019, với sản lượng ước đạt 465 nghìn tấn, bằng 84,7% so với cùng kỳ[11]. Biểu đồ xuất khẩu cá tra so với tổng xuất khẩu thủy sản trong 10 năm 2008 – 2018 và biểu đồ xuất khẩu cá tra từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 04 năm 2020[12].
Xuất khẩu cá tra 2018-2020
Việc ứng dụng công nghiệp 4.0 (CN4.0) trong nuôi trồng và chế biến thủy sản không những giúp tạo ra các sản phẩm chất lương, năng suất cao mà còn tạo điều kiện để người lao động làm việc tốt hơn qua kết nối di động và hỗ trợ trong việc ra quyết định đúng, hiệu quả. Tổng cục Thủy sản[13] (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) phối hợp với nhiều đơn vị tổ chức các hội thảo về ứng dụng CN4.0 trong nuôi trồng thủy sản; chẳng hạn như: Diễn đàn công nghệ thông minh phục vụ sản xuất nông nghiệp và thủy sản vào ngày 25/5/2017 tại thành phố Cần Thơ, Diễn đàn Khoa học công nghệ ứng dụng các thành tựu cách mạng công nghiệp lần thứ 4 vào ngành thủy sản được tổ chức tại Cần Thơ ngày 9/7/2019,… Các diễn đàn cũng đã chỉ ra một trong các khó khăn mà ngành thủy sản nước ta đang phải đối mặt là ứng dụng khoa học công nghệ trong sản xuất, chế biến còn hạn chế.
Mặc dù nhiều cơ sở nuôi cá tra đã trang bị các thiết bị và công nghệ tiên tiến cho phép tự động hóa một số công đoạn của dây chuyền sản xuất nhưng vẫn có những nơi, việc nuôi cá mang tính tự phát, thuận theo tự nhiên, không hoặc ít áp dụng được những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào nuôi cá nên sản lượng cũng như chất lượng không cao, thiếu tính bền vững. Ngoài ra, việc quản lý và kiểm soát quá trình nuôi vẫn được thực hiện một cách thủ công, việc này làm tiêu tốn nhiều thời gian nhân lực. Hơn nữa, việc kiểm soát không chặt chẽ, các xử lý chưa kịp thời trong một số tình huống bất lợi có thể dẫn đến năng suất và chất lượng cá nuôi chưa đạt năng suất tối đa, đặc biệt tiềm ẩn nhiều rủi ro như dịch bệnh. Việc kết nối các vùng nuôi cá và các doanh nghiệp chế biến hiện tại còn lỏng lẻo, chưa mang lại hiệu quả cao cho mô hình kinh tế này do thiếu cơ chế và công cụ. Các tỉnh có ngành kinh tế trọng điểm này đang trong quá trình thành lập chuỗi cung ứng cá tra gắn kết từ sản xuất ương giống đến chế biến xuất khẩu. Vì vậy, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật, chuyển đổi số vào việc nuôi cá tra được xem là giải pháp cho các vấn đề trên và được các tỉnh xem là mục tiêu quan trọng trong chiến lược phát triển của ngành.
Xuất khẩu cá tra so với tổng xuất khẩu thủy sản 2008-2020
Khái niệm chuyển đổi số (digital transformation) ra đời trong thời đại Internet bùng nổ, đang trở nên phổ biến trong thời gian gần đây, mô tả việc tích hợp các nền tảng công nghệ kỹ thuật số vào tất cả các lĩnh vực của một tổ chức, doanh nghiệp, làm thay đổi toàn diện cách vận hành, tăng hiệu quả hợp tác, tối ưu hóa hiệu suất làm việc và mang lại giá trị cho đối tác. Chuyển đổi số không đơn thuần là việc vận dụng các công nghệ để hoàn thành công việc, nó bao gồm cả quá trình sử dụng công nghệ để tạo ra hoặc sửa đổi các quy trình vận hành, kinh doanh và trải nghiệm khách hàng để đáp ứng các yêu cầu thay đổi của thị trường.
Quá trình chuyển đổi số cần được thực hiện cho các doanh nghiệp nuôi cá tra nói riêng hay nuôi thủy sản nói chung cần được tiến hành với năm khối hoạt động, năm lĩnh vực tri thức và năm bước thực hiện chuyển đổi.
Mô hình năm khối hoạt động
Có nhiều mô hình chuyển đổi số được đề xuất, trong đó mô hình 5 khối hoạt động[14],[15] được xem là mô hình tiểu biểu cho quá trình chuyển đổi số hiện nay. Trong mô hình này, ba trong số năm khối thuộc về nền tảng công nghệ: hoạt động trục (operational backbone), nền tảng số (digital platform) và nền tảng nhà phát triển bên ngoài (external developer platform). Hai khối còn lại liên quan đến năng lực tổ chức: chia sẻ thông tin chi tiết về khách hàng (shared customer insights) và khung trách nhiệm giải trình (accountability framework).
Khối hoạt động trục (operational backbone) là một tập hợp các hệ thống, quy trình và dữ liệu tích hợp và chia sẻ nhằm đảm bảo hiệu quả, độ tin cậy và tính minh bạch của các hoạt động và giao dịch. Nó là nền tảng cơ bản của các quy trình nghiệp vụ tự động, được chuẩn hóa để các hoạt động cốt lõi trong quy trình nghiệp vụ được đảm bảo hoạt động một cách trơn tru.
Khối chia sẻ thông tin chi tiết về khách hàng (shared customer insights) nhằm thấu hiểu khách hàng được xem là khả năng các doanh nghiệp có kiến thức về những loại dịch vụ kỹ thuật số nào mà khách hàng cần và sẵn sàng chi trả cho các dịch vụ đó. Nền tảng cung cấp các công nghệ cơ sở để phát triển các dịch vụ kỹ thuật số, nhưng nó sẽ là vô giá trị nếu một doanh nghiệp không thể chuyển đổi khả năng của nền tảng thành các dịch vụ mà khách hàng thấy có giá trị. Để giải quyết các vấn đề của khách hàng, các doanh nghiệp phải đầu tư vào tìm hiểu các vấn đề đó cũng như các giải pháp tiềm năng. Để làm được việc này, các doanh nghiệp cần phải thiết kế các quy trình để khách hàng tham gia trải nghiệm.
Khối nền tảng kỹ thuật số (digital platform) là một kho lưu trữ các quy trình nghiệp vụ, công nghệ và các thành phần dữ liệu nhằm mục đích tạo điều kiện đổi mới nhanh chóng và nâng cao hiệu quả vận hành, hợp tác. Thành phần chính của nền tảng kỹ thuật số là một tập hợp các hệ thống phần mềm. Nền tảng này cho phép sử dụng các dịch vụ hệ có và cá nhân hóa chúng cho những khách hàng khác nhau có nhu cầu khác nhau.
Khối khuôn khổ trách nhiệm giải trình (accountability framework) phân định rõ quyền sở và sự phối hợp giữa các dịch vụ và thành phần kỹ thuật số phát sinh. Trong khung cơ cấu tổ chức này, các cá nhân và nhóm có quyền đưa ra quyết định liên quan đến hiệu suất và hiệu quả chi phí của các bộ phận của họ, trái ngược với cách thức truyền thống, quy trình ra quyết định theo thứ bậc có thể làm chậm tiến độ và cản trở sự đổi mới.
Khối nền tảng nhà phát triển bên ngoài (external developer platform) là thành phần mở rộng của nền tảng kỹ thuật số để hỗ trợ hệ sinh thái của bên đối tác nhằm đóng góp và sử dụng các thành phần kỹ thuật số hiện có. Với nền tảng này, khi có nhu cầu phát sinh, các doanh nghiệp có thể liên kết với các dịch vụ của đối tác để tích hợp các dịch vụ của họ vào hệ thống của mình mà không cần phải xây dựng một dịch vụ mới từ đầu.
Nền tảng công nghệ/Lĩnh vực tri thức
Với mục tiêu chuyển đổi số ứng dụng công nghệ của CN4.0 trong nuôi cá tra công nghiệp như trên, hình thức chuyển đổi số sẽ được triển khai trên năm lĩnh vực tri thức: (i) Internet vạn vật, (ii) chuỗi khối, (iii) trí tuệ nhân tạo, (iv) điện toán đám mây và (v) an ninh mạng.
Intetnet vạn vật (Internet of Things - IoT) [16],[17] tích hợp các đối tượng được gọi là vật (things), được trang bị cảm biến, kích hoạt và kết nối mạng khả năng với các dịch vụ giám sát và kiểm soát hoạt động. Những thiết bị như vậy có sức lan tỏa trong cuộc sống hiện đại và có thể tìm thấy trong nhà, giao thông công cộng, đường cao tốc và phương tiện. Các ứng dụng IoT có thể hoạt động trên các miền không đồng nhất và cho phép phân tích và quản lý phong phú các tương tác phức tạp.
Chuỗi khối (Blockchain)[18] là một danh sách các bản ghi liên tục được viết, được gọi là các khối, được liên kết bằng mã hóa. Mỗi khối chứa hàm băm mật mã, dấu thời gian và dữ liệu giao dịch của khối trước đó. Mỗi khối có một tiêu đề khối và phần thân chứa dữ liệu và giá trị băm của khối trước đó.
Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI)[19],[20] nhằm mục đích làm cho các nút IoT nhận thức được môi trường khối lượng công việc và liên tục thích ứng. Một điều chắc chắn là chuyển đổi số sẽ tiếp tục làm cho dữ liệu lớn ngày càng lớn hơn và trong xã hội chuyển đổi số, thành công sẽ thuộc về các tổ chức có khả năng xây dựng “trí thông minh” trong chuyển đổi số bằng cách tận dụng AI để biến dữ liệu thành kiến thức và để sử dụng kiến thức trong hành động. Trí thông minh là khả năng biến đổi dữ liệu thành thông tin và kiến thức, nâng kiến thức thành trí tuệ và sử dụng kiến thức trong giải quyết vấn đề.
Điện toán đám mây (Cloud Computing)[21],[22] là một trụ cột chính của hệ sinh thái công nghệ chuyển đổi số. Nó đã trở thành một phần không thể thiếu trong các mô hình công nghệ và kinh doanh và buộc các doanh nghiệp phải thích nghi với các chiến lược công nghệ mới. Nó cung cấp cho các tổ chức nhiều sự lựa chọn hơn liên quan đến cách điều hành cơ sở hạ tầng, tiết kiệm chi phí và ủy thác trách nhiệm cho các nhà cung cấp bên thứ ba. Những ưu điểm chính của điện toán đám mây[23] bao gồm: hiệu quả chi phí, lưu trữ gần như không giới hạn, sao lưu và phục hồi, tích hợp phần mềm tự động, dễ dàng truy cập thông tin, triển khai nhanh, nhanh nhẹn, quy mô dịch vụ dễ dàng hơn và cung cấp dịch vụ mới. Tuy nhiên, mặc dù có nhiều ưu điểm của nó, điện toán đám mây cũng có những nhược điểm là các vấn đề kỹ thuật, vấn đề pháp lý, kiểm soát mất mát, bảo mật trong đám mây, dễ bị tấn công, thời gian chết có thể xảy ra, chi phí, tính không linh hoạt và thiếu hỗ trợ. Do đó, các nhà phát triển nên hiểu rõ nhất các vấn đề ảnh hưởng đến việc áp dụng điện toán đám mây trong tổ chức trước khi thực hiện chiến lược hoặc chương trình chuyển đổi kỹ thuật số hiệu quả.
An ninh mạng (Cybersecurity)[24] sẽ giúp phát hiện các mối đe dọa an ninh đang leo thang nhanh chóng. Hơn nữa, các thiết bị Internet vạn vật, vốn dễ bị tổn thương về bảo mật, đang được kết nối với Internet nhưng cung cấp nền tảng cho các cuộc tấn công mạng DDoS quy mô lớn. Ngoài ra, các công nghệ để chống lại các mối đe dọa an ninh dự đoán mới là cần thiết khi hoạt động kinh tế phát triển. An ninh mạng bảo vệ tài sản thông tin bằng cách giải quyết các mối đe dọa đối với thông tin được xử lý, lưu trữ và vận chuyển bởi các hệ thống thông tin liên mạng. Trọng tâm chính của an ninh mạng có liên quan đến việc thiết kế và thực hiện các biện pháp kiểm soát hiệu quả sẽ giúp bảo vệ doanh nghiệp và cá nhân khỏi các cuộc tấn công có chủ ý, vi phạm, sự cố và hậu quả.
Quá trình chuyển đổi số được sẽ tiến hành theo năm giai đoạn/bước (transformation steps)[25]
Chuyển đổi dữ liệu (digitize): chuyển đổi dữ liệu hiện tại từ giấy tờ/sổ sách sang dữ liệu số (tập tin dữ liệu trên máy tính), kết nối dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẵn có. Những dữ liệu này là dữ liệu liên quan đến quá trình quản lý trang trại cá tra hiện đang được lưu trữ một cách thủ công hoặc rời rạc.
Tổ chức dữ liệu (organize): chuẩn hoá, phân loại và cấu trúc dữ liệu đã được chuyển đổi.
Tự động hóa tiến trình (automate): xây dựng mô hình trang trại thông minh và mô hình chuyển đổi số để chuyển đổi trang trại truyền thống thành trang trại thông minh. Thiết lập các bộ quan trắc thông tin môi trường trong ao nuôi cá, quan trắc tập tính sống của cá tra, bộ thiết bị truyền thông tin trong trang trại nuôi cá, bộ thiết bị cho cá ăn tự động và bộ thiết bị hút chất thải ở đáy ao. Những thiết bị này dùng để đo thông số nguồn nước bằng thiết bị quan trắc, quản lý, kiểm soát nguồn nước và điều khiển hệ thống nước vào và ra (thủy lợi). Xây dựng các hệ thống như hệ thống quản lý dữ liệu và chia sẻ dịch vụ về quá trình nuôi và chế biến cá tra trên nền tảng điện toán đám mây; hệ thống quản lý truy xuất nguồn gốc cá tra trên nền tảng công nghệ chuỗi khối (blockchain); hệ thống an ninh mạng cho mô hình chuyển đổi số trong trang trại. Tích hợp các tiến trình tạo thành hệ thống quản lý và kiểm soát trang trại thông minh.
Sắp xếp tiến trình (streamline): tinh chỉnh, tối ưu hoạt động của trang trại nuôi cá tra thông minh để mô hình đạt được hiệu suất tốt nhất, tinh chỉnh cải tiến hệ thống tự động trên cơ sở đánh giá hiệu suất hoạt động riêng lẻ và tích hợp chúng, tăng cường tính năng tự động hoá để tiết kiệm nguồn nhân lực trong các quá trình hoạt động của trang trại.
Chuyển đổi tiến trình (transform): thử nghiệm chuyển đổi số trên một số trang trại nuôi cá tra, tổng kết hoạt động của trang trại, báo cáo đánh giá kết quả thử nghiệm mô hình chuyển đổi số trên trang trại thí điểm.
Trong lĩnh vực nuôi nuôi trồng thủy sản, việc phát triển hệ thống trang trại thông minh (sau tiến trình chuyển đổi số) nuôi cá tra sẽ (i) góp phần hiện đại hóa và tự động hóa quy trình nuôi cá tra công nghiệp; (ii) nâng cao hiệu suất và phạm vi sử dụng của các thiết bị hỗ trợ trong quá trình nuôi cá tra; (iii) nâng cao việc ứng dụng khoa học công nghệ như trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence/machine learning/deep learning), chuỗi khối (blockchain),… vào lĩnh vực sản xuất cá tra công nghiệp nhằm tăng năng suất, giảm chi phí nuôi đồng thời đảm bảo chất lượng của cá tra thành phẩm.
[1] PGS.TS., Khoa Công nghệ Thông tin & Truyền thông, Trường Đại học Cần Thơ
[2] TS., Khoa Công nghệ Thông tin & Truyền thông, Trường Đại học Cần Thơ
[3] Th.S., Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ
[4] Th.S., Công ty cổ phần Nam Việt (https://navicorp.com.vn/)
[5] TS., Hiệp hội cá tra Việt Nam (https://www.pangasiusmap.com/vi)
[6] https://tongcucthuysan.gov.vn/vi-vn/giới-thiệu/-quá-trình-phát-triển
[8] http://vukehoach.mard.gov.vn/DataStore/20141161115_Quy%20hoach%20nuoi,%20che%20bien%20ca%20tra%20DBSCL.PDF
[9] https://vi.wikipedia.org/wiki/Cá_tra
[10] VASEP, 2019. Tổng quan ngành thủy sản. http://vasep.com.vn/1192/OneContent/tong-quan-nganh.htm (accessed May 28, 2020).
[11] Tổng cục thủy sản, 2020. Tổng sản lượng thủy sản 5 tháng đầu năm tăng 2,2%. https://tongcucthuysan.gov.vn/vi-vn/tin-t%E1%BB%A9c/-tin-v%E1%BA%AFn/doc-tin/014583/2020-06-08/tong-san-luong-thuy-san-5-thang-dau-nam-tang-22 (accessed May 28, 2020).
[12] Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt nam (VASEP), [Online] http://vasep.com.vn/ (accessed May 28, 2020).
[13] Tổng cục Thủy sản, Trang thông tin điện tử Tổng cục Thủy sản, [Online] https://tongcucthuysan.gov.vn/vi-vn/ (accessed May 28, 2020).
[14] https://mitsloan.mit.edu/ideas-made-to-matter/5-building-blocks-digital-transformation
[15] “Five Building Blocks of Digital Transformation” https://cisr.mit.edu/publication/2018_0601_BuildingBlocks_RossMockerBeath (accessed Jan 12, 2021)
[16] D. Soeiro, “Smart Cities, Well-Being and Good Business: The 2030 Agenda and the Role of Knowledge in the Era of Industry 4.0,” in Knowledge, People, and Digital Transformation: Approaches for a Sustainable Future, F. Matos, V. Vairinhos, I. Salavisa, L. Edvinsson, and M. Massaro, Eds. Cham: Springer International Publishing, 2020, pp. 55–67.
[17] “Smart Cities as ‘EnvironMental’ Cities | SpringerLink.” https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-39646-5_25 (accessed May 28, 2020).
[18] Nofer, Michael, et al. "Blockchain." Business & Information Systems Engineering 59.3 (2017): 183-187.
[19] Nilsson, Nils J. Principles of artificial intelligence. Morgan Kaufmann, 2014.
[20] Russell, Stuart, and Peter Norvig. "Artificial intelligence: a modern approach." (2002).
[21] “Industry 4.0: Managing the Digital Transformation | Alp Ustundag | Springer.” https://www.springer.com/gp/book/9783319578699 (accessed May 28, 2020).
[22] Velte, Toby, Anthony Velte, and Robert Elsenpeter. Cloud computing, a practical approach. McGraw-Hill, Inc., 2009.
[23] Avram, Maricela-Georgiana. "Advantages and challenges of adopting cloud computing from an enterprise perspective." Procedia Technology 12.0 (2014): 529-534.
[24] Wang, Wenye, and Zhuo Lu. "Cyber security in the smart grid: Survey and challenges." Computer networks 57.5 (2013): 1344-1371.
[25] https://www.laserfiche.com/digital-transformation-model/
