PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP TẠI VIỆT NAM
THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP

TS. Nguyễn Hồng Thái        

Công ty Cổ phần Minh Việt         

Bối cảnh chung

Với việc hội nhập ngày càng sâu vào tiến trình toàn cầu hoá, các doanh nghiệp Việt Nam đang đứng trước những thách thức không nhỏ trong việc đổi mới công nghệ sản xuất. Hiện nay, nhập khẩu công nghệ từ nước ngoài chiếm tỉ lệ áp đảo trong các nhà máy mới được xây dựng. Trong quá trình chuyển giao và ứng dụng các công nghệ tự động hoá vào thực tế Việt Nam, hàng loạt các bất cập đã nảy sinh mà không phải vấn đề nào cũng có giải pháp khắc phục trong một sớm một chiều. Nhiều hệ thống tự động hoá trong các nhà máy chỉ vận hành tốt trong thời gian ban đầu khi còn có bảo hành và chuyên gia bảo dưỡng nước ngoài. Những dây chuyền sản xuất khi đưa vào sử dụng đã không phải là loại tiên tiến nhất khi đó, nên chỉ một thời gian sau đã bắt đầu khó kiếm linh kiện thay thế. Việc thay đổi các yếu tố đầu vào của sản xuất, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm hay các yêu cầu về bảo vệ môi trường đôi khi biến một dự án dự kiến có lãi thành món nợ chồng chất cho các nhà đầu tư.

Một trong các yếu tố cơ bản khiến cho việc đổi mới công nghệ ở Việt Nam trở nên đầy rủi ro là do ta thiếu chủ động về khía cạnh công nghệ. Các hợp đồng chuyển giao công nghệ từ nước ngoài theo kiểu chìa khoá trao tay cho phép triển khai nhanh một dự án sản xuất, nhưng đồng thời cũng chứa đựng những nguy cơ tiềm tàng, khi không một đơn vị địa phương nào nắm bắt rõ bản chất của công nghệ để có thể có biện pháp kịp thời đáp ứng cho doanh nghiệp ứng dụng công nghệ khi có các vấn đề nảy sinh sau này.

Việc huấn luyện đào tạo nhân sự, chuyển giao công nghệ từ nước ngoài trên thực tế thường có những điểm sơ suất ngay từ giai đoạn thiết kế dự án và soạn thảo hợp đồng chuyển giao. Một trong những vấn đề hay gặp phải là không có hồ sơ công nghệ theo đúng yêu cầu cần có. Mặc dù bên tiếp nhận công nghệ cố gắng cử người nắm bắt, nhưng do trình độ có hạn, thời gian đào tạo lại quá ngắn, nên chỉ có thể tiếp thu các vấn đề cơ bản, các chi tiết quan trọng khác đôi khi bị bỏ qua. Nếu tính đến sự biến động nhân sự, những người này theo thời gian không còn làm việc nữa, thì doanh nghiệp không còn nắm được thông tin cốt lõi về công nghệ được chuyển giao nếu chúng không được lưu lại đầy đủ trên giấy tờ. Vì vậy, để có thể có bộ hồ sơ công nghệ theo đúng yêu cầu, không nên sử dụng dịch vụ của các công ty tư vấn thiết kế chung chung, mà cần nhờ đến sự giúp đỡ của các công ty tự động hoá có kinh nghiệm lâu năm trên thị trường.

Các thông tin cơ bản lưu giữ tại doanh nghiệp trên đây là các cơ sở dữ liệu ban đầu rất cần thiết cho công tác vận hành, bảo dưỡng, nâng cấp hệ thống sau này. Tuy nhiên, trên thực tế có nhiều vấn đề phát sinh chỉ có thể do hãng chế tạo hệ thống tự động hoá trực tiếp xử lý, khiến doanh nghiệp tiếp nhận công nghệ trở thành con tin dài hạn của bên chuyển giao nước ngoài nếu hệ thống làm việc không hiệu quả hoặc không thích nghi được với sự thay đổi trong quá trình sản xuất kinh doanh. Một trong những hướng có thể giải quyết cơ bản được vấn đề này là quan điểm sử dụng công nghệ nội địa ngay từ giai đoạn đầu tư ban đầu, tất nhiên với những điều kiện ràng buộc ngặt nghèo.

Nội địa hóa công nghệ tự động hoá là bài toán có nhiều thành tố, trong đó có thể kể đến phần mềm điều khiển công nghiệp. Có thể nói phần mềm loại này là thành phần cốt lõi không thể tách rời trong các công nghệ sản xuất tự động hoá: các nhà chuyển giao công nghệ hoặc là đại lý cung cấp, hoặc là nhà tích hợp trực tiếp của các phần mềm này. Một trong những biện pháp căn bản và lâu dài để giải quyết vấn đề chủ động về công nghệ là phát triển phần mềm điều khiển công nghiệp nội địa. Đây là những nhiệm vụ đầy khó khăn cho các nhà sản xuất và ứng dụng hệ thống tự động hoá Việt Nam nhưng cũng không phải là bất khả thi nếu xét trên quan điểm thực tiễn.

Kinh nghiệm phát triển

Trước hết chúng ta xem xét lộ trình phát triển của phần mềm công nghiệp Trung Quốc là nước đi trước chúng ta trong lĩnh vực này. Có thể nói, trước năm 1990, phần mềm công nghiệp tại đây có vị trí không đáng kể, vì những công ty lớn nhất hiện nay tại Trung Quốc về lĩnh vực này đều thành lập sau năm 1992-1993. Có thể kể đến hai “đại gia” là công ty HollySys và SUPCON với các nét chung sau đây:

- Cả hai ban đầu đều tập trung vào thiết kế các hệ thống điều khiển phân tán (DCS), các hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển (SCADA), các hệ thống điều khiển PLC ... sau đó là các thiết bị phần cứng. Nguồn lực công nghệ ban đầu được tiếp thu thông qua các kỹ sư trẻ du học từ Âu Mỹ, nhưng sau này là do công tác nghiên cứu-phát triển (R&D);

- Có thể do những nguyên nhân khách quan hay chủ quan như điều kiện triển khai ứng dụng thuận lợi, sự hõ trợ tốt của các ngành công nghiệp liên quan, qui trình đấu thầu lành mạnh, ý chí tự cường của người Trung Quốc ..., nên tốc độ phát triển của các công ty này rất cao, có khi tới 40-50%/năm trong thời gian dài. Theo số liệu không chính thức thì doanh thu năm 2004 của HollySys là 120 triệu USD, còn SUPCON năm 2005 là 130 triệu USD (cả phần mềm và thiết bị). Số lượng nhân viên đều từ xấp xỉ 1000 người trở lên;

- Hiện nay cả hai đã tích luỹ được khá nhiều kinh nghiệm thông qua các dự án được thực hiện (trên 2000-3000) trong nhiều lĩnh vực khác nhau, do đó càng đẩy nhanh tốc độ phân hoá trong số các nhà cung cấp giải pháp tự động hoá nội địa. Họ có nhiều sản phẩm đã được chuẩn hoá, tích hợp trọn gói cả phần cứng lẫn phần mềm. Họ đã lọt vào TOP 100 các nhà cung cấp giải pháp phần mềm của Trung Quốc và đang có tham vọng vươn mạnh ra thị trường quốc tế.

Trong giai đoạn ban đầu, với những kỹ sư công nghệ chưa có nhiều kinh nghiệm, họ đã làm ra những sản phẩm được thị trường chấp nhận. Tuy nhiên, cũng có thể thấy rằng chắc chắn đó không phải là những sản phẩm hoàn thiện, vì chúng liên tục được thay đổi và nâng cấp về sau này. Sự rộng lượng và niềm tin của khách hàng trong giai đoạn này đóng vai trò rất quan trọng để các công ty Trung Quốc có thể yên tâm đầu tư phát triển tiềm lực công nghệ của mình. Và hiện nay thị trường tự động hoá nội địa Trung Quốc đang được hưởng lợi từ các thành quả phát triển này. Đó là kết quả của sự hợp tác nhìn xa trông rộng giữa nhà cung cấp công nghệ và bên nhận chuyển giao công nghệ.

Phần mềm công nghiệp nội địa

Như chúng ta đã biết, phần mềm công nghiệp trong các hệ thống sản xuất có thể phân loại theo bốn lớp khác nhau. Lớp thấp nhất nằm bên trong các thiết bị nhỏ lẻ dưới dạng các phần mềm nhúng, tạo nên nền tảng vật lý của hệ thống thiết bị. Phần mềm loại này thường ở dạng mã máy được cài đặt trong các chip nhớ. Lớp thứ hai là nhóm các thiết bị hiện trường tham gia vào quá trình điều khiển hệ thống sản xuất, được trang bị các chuẩn truyền thông để giao tiếp với nhau và với trung tâm điều hành. Phần mềm điều khiển thường do các hãng sản xuất phần cứng cung cấp công cụ lập trình. Các giao thức truyền thông thường dùng là Modbus, Profibus, MelsecNet, DNP, IEC, IEEE ... Trung tâm điều hành với hệ thống mạng thuộc lớp thứ ba với các giao thức như ICCP, TASE, TCP/IP ... Lớp trên cùng là các phần mềm ứng dụng phục vụ quản lý kinh doanh của doanh nghiệp (thí dụ qui hoạch nguồn lực doanh nghiệp ERP).

Mặc dù không có hy vọng đạt được tốc độ, tầm vóc và qui mô phát triển như hai công ty trên đây, nhưng những nhà tích hợp tự động hoá Việt Nam trong những năm qua cũng đã có những bước tiến dài từ xuất phát điểm ban đầu. Những công ty nội địa có kinh nghiệm thực hiện một vài chục dự án tích hợp hệ thống đã không còn là chuyện hiếm nữa. Những vấn đề tích hợp chuyên ngành tự động hoá dựa trên nền tảng công nghệ phần cứng của các hãng nổi tiếng nước ngoài ngày càng đạt tới mức độ phức tạp hơn như kết hợp PLC với DCS, SCADA với sơ đồ mimics, với truyền thông qua mạng máy tính và đo xa ... Có thể nhận xét là các sản phẩm của các nhà tích hợp tự động hoá nội địa hiện nay phần lớn tập trung ở lớp thứ hai. Một số ít có khả năng cung cấp giải pháp thuộc lớp thứ ba có kết hợp với các phần mềm điều khiển. Các ứng dụng thuộc lớp thứ tư thường do các công ty phần mềm thuần tuý cung cấp, về mức độ trực tuyến hầu như tách biệt với thông tin chuyển tới từ các thiết bị hiện trường.

Trên thực tế, nếu xét về hàm lượng công nghệ trong các phần mềm tích hợp thì tỉ lệ nội địa hoá còn khá nhỏ. Hiện nay, phần mềm công nghiệp nội địa chỉ có mặt nhiều trong các dự án nhỏ có điều khiển bằng PLC, hay bằng máy tính đơn lẻ, hoặc ở các thiết bị sử dụng phần mềm nhúng với số lượng không nhiều.... Khá nhiều dự án phần mềm công nghiệp sử dụng các phiên bản cũ hay hiện tại của phần mềm công cụ có sẵn của các hãng tên tuổi trên thế giới để triển khai việc lập trình. Nếu là các hệ thống điều khiển PLC có thể dùng STEP7 (Siemens), GX-Developer (Mitsubishi), CX-Programmer (Omron), WindLDR (IDEC) ... Đối với các dự án có dùng hệ SCADA có thể ứng dụng sản phẩm của các hãng như Citect (CitectSCADA), Invensys (Wonderware), Siemens (WinCC), Mitsubishi (MX-Tools), Rockwell Automation (ViewAnyWhere) và các công cụ OPC khác ... cho phần giao diện và truyền tin. Đó là chưa kể các phần mềm dùng dành cho các lĩnh vực chuyên ngành như tự động hoá toàn nhà, tự động hoá trạm ... sử dụng nhiều loại giao thức với các chuẩn khác nhau. Hầu hết các phần mềm này chưa được nội địa hoá, khó có khả năng tích hợp với các hệ thống như qui hoạch nguồn lực doanh nghiệp (ERP) hay thông tin địa lý (GIS)... thuần Việt, vì vậy không có khả năng cung cấp thông tin toàn cảnh và trực tuyến về kinh tế-kỹ thuật phục vụ cho công tác quản lý doanh nghiệp. Giá thành của phần mềm cho một hệ thống tự động nhiều điểm nút khá cao, hơn nữa người sử dụng bị lệ thuộc khá nhiều về vấn đề bản quyền khi muốn nâng cấp, phát triển.

Những yếu tố trên đây cho thấy, về lâu dài các nhà tích hợp tự động hoá Việt Nam cần phải có con đường đi riêng của mình. Qui mô thị trường tương lai cho phép chúng ta lạc quan về khả năng hình thành các công ty tích hợp lớn nội địa có thể có các giải pháp tự động hoá tổng thể đáp ứng được nhu cầu đa dạng của khách hàng. Hiện nay, có nhiều công ty đã có kinh nghiệm tích hợp hệ thống tổng thể với phần mềm tự viết trọn gói có đầy đủ tính năng như điều khiển quá trình, điều khiển PLC, SCADA, mạng máy tính và truyền thông. Cái còn yếu có lẽ là qui mô và độ mở của hệ thống, mức độ chuẩn hoá và tính chuyên nghiệp của sản phẩm.

Với những kinh nghiệm phát triển công nghệ tự động hoá trong những năm qua, công ty chúng tôi dần dần có cảm giác tự tin hơn về khả năng của đội ngũ kỹ thuật nội địa làm về phần mềm điều khiển công nghiệp. Một số sản phẩm của chúng tôi đã làm việc ổn định trên thực tế. Điều này cho phép công ty hướng đến các mục tiêu cao hơn, phức tạp hơn trong tương lai. Tuy nhiên, phía trước vô vàn khó khăn vẫn còn đó...

Những khó khăn và thuận lợi

Theo tác giả, những nguyên nhân đang gây khó khăn cho các nhà tích hợp tự động hoá Việt Nam trong quá trình phát triển có thể là:

- Môi trường đấu thầu thiếu công khai, minh bạch, phần lớn dựa trên mối quan hệ cá nhân. Qui chế đấu thầu chưa thuận lợi cho các nhà tích hợp nội địa,  khách hàng còn thiếu tin tưởng và khả năng hợp tác với nhau yếu;

- Thị trường còn manh mún, hỗn tạp với nhiều sản phẩm vật tư và công cụ thiết kế có xuất xứ khác nhau. Sản phẩm phần mềm công nghiệp phần lớn theo kiểu may đo đơn chiếc chưa được chuẩn hóa về chất lượng, còn xa mới đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế hiện hành đang thay đổi với tốc độ chóng mặt. Chưa có cơ quan kiểm định chất lượng theo đúng nghĩa của nó. Thủ tục cấp chứng chỉ chất lượng sản phẩm chưa thống nhất, đôi khi rất nhiêu khê, không thực chất;

- Các công ty tích hợp thiếu kinh nghiệm về công nghệ sản xuất của khách hàng, đặc biệt là ở các hệ thống phức tạp;

-         Đội ngũ nhân viên còn yếu và thiếu, lại bị biến động mạnh do tác động của cơ chế thị trường;

-         Thiếu sự hỗ trợ tốt của các ngành công nghiệp phụ trợ như cơ khí, điện tử ...

Mặc dù có những khó khăn trên đây, nhưng cũng có thể nhận thấy trong vài năm trở lại đây thị trường tích hợp tự động hoá nói chung và phần mềm công nghiệp nói riêng đang có những bước khởi sắc mạnh mẽ. Xu hướng nói chung là các công ty tích hợp hệ thống tự động hoá sử dụng các sản phẩm phần cứng của các nhà sản xuất có tiếng của nước ngoài kết hợp với phần mềm do họ tự lập trình toàn bộ hay từng phần. Bằng cách đó, họ đã và đang tìm được cho mình phân khúc thị trường phù hợp nơi họ có thể đáp ứng được những yêu cầu dự án nội địa mà nhiều khi các nhà cung cấp nước ngoài không tỏ ra cạnh tranh. Thị trường phần mềm này ngày càng mở rộng bởi những lý do sau:

- Các công ty cung cấp nội địa hiểu rõ nhu cầu khách hàng và khả năng điều chỉnh hệ thống cho phù hợp từ công đoạn thiết kế, cung cấp, vận hành, bảo dưỡng và nâng cấp. Đây là một trong những ưu thế quan trọng của các nhà tích hợp hệ thống địa phương;

- Thời gian đáp ứng nhanh, giá thành thấp, giao diện thân thiện;

- Có khả năng tích hợp với các hệ thống phần mềm nội địa khác. Điều này cho phép có thể tự động hoá không những quá trình sản xuất mà còn quá trình quản lý kinh doanh với giá thành tổng thể chấp nhận được;

- Các nhà cung cấp thiết bị phần cứng nước ngoài tại thị trường nội địa ngày càng hỗ trợ tốt hơn về thông tin sản phẩm, điều kiện cung cấp và chế độ hậu mãi;

- Sự cải thiện theo thời gian về khả năng công nghệ của các ngành công nghiệp phụ trợ nội địa.

Tháo gỡ khó khăn

Để đẩy nhanh tốc độ phát triển thị trường phần mềm điều khiển công nghiệp nội địa, cần có những biện pháp đồng bộ và yếu tố thời gian. Tuy nhiên, trong từng trường hợp cụ thể có thể có các bước tiến nhanh hơn nếu phía nhà cung cấp và khách hàng đều chủ động hợp tác tìm hiểu để tháo gỡ những khó khăn của từng bên. Đây là quá trình cộng tác cùng có lợi, nhưng cũng đòi hỏi cả hai bên đều phải nâng tầm của mình lên trước yêu cầu của thực tế.

Tự động hoá nhà máy là cả một công trình phức tạp với nhiều bộ phận cấu thành. Do phần mềm điều khiển công nghiệp nội địa chỉ là một khâu trong toàn bộ hệ thống tổng thể, nên nó chỉ có chỗ đứng nếu các thành phần khác của hệ thống cũng được giải quyết trọn vẹn. Thực tế cho thấy, vai trò của chủ đầu tư trong các dự án tích hợp hệ thống tự động hoá rất quan trọng. Đó là khả năng tập hợp đội ngũ đa ngành, điều mà các công ty tự động hoá Việt Nam đang còn rất yếu. Những dự án mà các công ty nói trên tham gia thành công hầu như đều cần sự trợ giúp của chủ đầu tư trong việc kết hợp với các nhà cung ứng giải pháp về công nghệ sản xuất, về cơ khí, xây dựng và đôi khi cả về cung cấp năng lượng, xử lý ô nhiễm môi trường và cấp thoát nước ... Kinh nghiệm chỉ ra là, trong giai đoạn tiền khả thi của dự án, chủ đầu tư nên sử dụng các dịch vụ tư vấn trong việc tập hợp đội ngũ, còn kiến thức công nghệ phải do các công ty có năng lực thực tiễn cung cấp. Làm theo cách giới thiệu nhà cung cấp giải pháp sơ bộ thông qua quan hệ như hiện nay không tận dụng được tiềm năng chất xám của thị trường. Việc tìm ra định hướng công nghệ tự động hoá phù hợp với chủ đầu tư ngay từ trước khi đấu thầu đôi khi quyết định sự thành bại của cả dự án.

Do vậy, việc xác định rõ nhu cầu kinh doanh, yêu cầu kỹ thuật và công nghệ của dự án là điều kiện tiên quyết và cần triển khai càng sớm càng tốt. Trong nhiều trường hợp trên thực tế, có những khách hàng không hiểu rõ mình cần gì một cách cụ thể, nên thay đổi đề bài liên tục, gây khó khăn cho quá trình thiết kế, thi công và nghiệm thu sau này. Đây cũng là điều dễ hiểu, vì đôi khi cả hai phía cung cấp và sử dụng đều thiếu kinh nghiệm trong việc giải quyết những vấn đề hy hữu của riêng dự án. Khi đó rất cần nội lực thực tế của nhà cung cấp, sự kiên nhẫn và thiện chí hợp tác của bên chủ đầu tư.

Để tích luỹ nội lực vượt qua khó khăn, các nhà tích hợp hệ thống cần đầu tư hơn nữa vào nghiên cứu và phát triển (R&D), xây dựng đội ngũ có kinh nghiệm thực tiến, có phương pháp làm việc khoa học và hệ thống quản lý chất lượng tiên tiến. Ngoài ra, cần phát triển hệ thống cung ứng giải pháp liên ngành từ nguồn lực bản thân hay từ các đối tác, tăng cường liên danh liên kết giữa các công ty tự động hoá với nhau để tiến đến đáp ứng trọn gói các nhu cầu của khách hàng, điều hiện nay đang là thế mạnh của các nhà thầu nước ngoài tại thị trường tự động hoá Việt Nam.