Trên Sàn Nhà Máy, Con Người và Robot Đang Học Cách Làm Việc Cùng Nhau

Đi qua gần như bất kỳ cửa hàng máy nhỏ hoặc trung bình nào ở Hoa Kỳ ngày nay và một cảnh mới đang xuất hiện. Trong âm thanh quen thuộc của máy nghiền và máy mài, một cánh tay robot có thể đang chăm sóc máy, xếp chồng các bộ phận hoặc hỗ trợ kiểm tra, thường chỉ vài feet từ một người vận hành. Những robot cộng tác này, hoặc cobot, đang trở thành trang bị tiêu chuẩn trong những nơi lịch sử thiếu ngân sách hoặc nhân viên để tự động hóa.

Sự gia tăng của chúng trùng với một trong những thách thức cấp bách nhất trong ngành công nghiệp Hoa Kỳ: một khoảng cách lao động sản xuất ngày càng rộng. Một báo cáo Deloitte năm 2024 ước tính rằng 3,8 triệu vị trí sản xuất sẽ cần được lấp đầy giữa năm 2024 và 2033, và cảnh báo rằng lên đến 1,9 triệu việc làm đó có thể không được lấp đầy nếu các khoảng cách kỹ năng và ứng viên không được giải quyết. Các nhà tuyển dụng cố gắng đáp ứng các cam kết sản xuất đang ngày càng chuyển sang tự động hóa có thể được triển khai nhanh chóng, chạy đáng tin cậy và cùng tồn tại với lực lượng lao động hạn chế.

Tôi đã dành sự nghiệp của mình trong sản xuất, đầu tiên là một kỹ sư tại Ford, sau đó đồng sáng lập Fictiv để giúp bắc cầu giữa thiết kế kỹ thuật số và sản xuất vật lý. Tôi đã đi qua hàng trăm sàn nhà máy trong thập kỷ qua. Những gì đang xảy ra ngay bây giờ cảm thấy khác biệt và thú vị.

Cobot không mới; chúng được phát minh bởi các giáo sư Northwestern University J. Edward Colgate và Michael Peshkin vào năm 1996 và thành công thương mại hóa bởi Universal Robots vào năm 2008. Nhưng chúng chưa bao giờ dễ tiếp cận như bây giờ. Những robot an toàn hơn, thông minh hơn, nhỏ hơn này nằm trong tầm tay của các công ty không có nguồn lực để hỗ trợ tự động hóa truyền thống lớn, tốn kém, phức tạp. Tác động là vô cùng lớn.

Khoảng Cách Lao Động Trở Thành Catalyst

Các nhà sản xuất mô tả cobot như một phản ứng thực tế đối với sự thiếu hụt lao động mà không có dấu hiệu giảm nhẹ. Những máy này vượt trội trong các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, gây mệt mỏi hoặc có rủi ro về mặt ergonomics như xếp pallet, chăm sóc máy, mài và kiểm tra cơ bản; tức là những loại nhiệm vụ rơi vào “Four Ds” của robot hóa (Dull, Dirty, Dangerous và Dear, hoặc “đắt tiền”) và khiến việc giữ chân nhân viên trên sàn nhà máy trở nên khó khăn.

Một phân tích PwC về robot trong sản xuất mô tả môi trường hiện tại một cách thẳng thắn: ngay cả với tiền lương cạnh tranh, nhiều nhà sản xuất đơn giản không thể tuyển dụng các vai trò kỹ thuật quan trọng, và “sự thiếu hụt lao động mãn tính đang đẩy nhanh tự động hóa.” Các cobot hiện đại không phải là robot công nghiệp bị giam giữ trong quá khứ. PwC chỉ ra rằng các hệ thống hiện đại an toàn hơn, thông minh hơn và có chi phí hợp lý hơn, được thiết kế để làm việc cùng người trên các nhiệm vụ chính xác mà không cần bảo vệ nặng, nhờ vào các tiến bộ trong tầm nhìn máy, giới hạn lực và giao diện lập trình trực quan.

Điều này quan trọng đối với các nhà sản xuất nhỏ và trung bình đặc biệt. Khi bạn không có một đội ngũ các kỹ sư tự động hóa, bạn cần các công cụ mà đội ngũ hiện tại của bạn có thể triển khai. Công việc của IBM về reshoring và “lao động kỹ thuật số” mô tả cobot như một phần của chiến lược rộng lớn hơn: sử dụng tự động hóa để thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, nguy hiểm hoặc phức tạp, trong khi tái triển khai con người vào công việc có giá trị cao hơn như giải quyết vấn đề, tối ưu hóa quy trình và bảo trì.

Trên thực tế, đó là chính xác những gì nhiều cửa hàng đang làm. Với cobot thực hiện công việc nhàm chán, các vận hành viên có kinh nghiệm dành nhiều thời gian hơn cho việc thiết lập, xử lý sự cố, kiểm tra và cải tiến liên tục, những lĩnh vực mà phán đoán của con người vẫn còn thiết yếu. Thay vì cạnh tranh với con người, cobot đang hấp thụ công việc mà ngày càng khó tuyển dụng từ đầu.

Reshoring Gặp Must Economic Reality

Động lực đằng sau việc reshoring ở Bắc Mỹ là thực sự, được thúc đẩy bởi mong muốn về sự phục hồi chuỗi cung ứng sau nhiều năm gián đoạn toàn cầu. Tuy nhiên, việc xây dựng lại năng lực sản xuất trong nước là phức tạp. Chi phí lao động trong nước cao hơn và sự thiếu hụt lao động có kỹ năng làm cho việc mở rộng sản lượng của các nhà sản xuất nhỏ hơn trở nên khó khăn bằng cách “chỉ tuyển dụng” để đạt được công suất.

Đây là nơi cobot bắt đầu thay đổi phương trình kinh tế.

Robot không còn là lĩnh vực của các nhà sản xuất toàn cầu khổng lồ. Theo Báo cáo Robotics Thế giới 2025 của Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), các nhà máy trên toàn thế giới đã lắp đặt 542.000 robot công nghiệp vào năm 2024, nhiều hơn gấp đôi số lượng hàng năm được thấy một thập kỷ trước. Đó là năm thứ tư liên tiếp mà việc lắp đặt vượt quá 500.000 đơn vị. Hoa Kỳ chiếm 68% số lượng lắp đặt ở châu Mỹ vào năm 2024. Loại khối lượng đó đang giảm chi phí và cải thiện tính sẵn có trên toàn bộ, bao gồm cả hệ thống cộng tác.

Đồng thời, các nhà hoạch định chính sách và các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp xem tự động hóa là đòn bẩy giúp sản xuất trong nước trở nên kinh tế. Sự đồng thuận đang xuất hiện cho rằng kỷ nguyên cạnh tranh sản xuất tiếp theo của Hoa Kỳ sẽ không được xây dựng trên lao động giá rẻ ở nước ngoài, mà trên tự động hóa, hậu cần thông minh và lực lượng lao động có kỹ năng cao trong nước.

Cobot phù hợp hoàn hảo với bức tranh này. Chi phí ban đầu tương đối thấp, diện tích nhỏ và lập trình linh hoạt cho phép các cửa hàng tự động hóa các quy trình riêng lẻ hoặc các quy trình công việc từ đầu đến cuối mà không cần đầu tư hàng triệu đô la liên quan đến các tế bào robot truyền thống. Sự linh hoạt đó phù hợp với thực tế của sản xuất Hoa Kỳ, nơi nhiều hoạt động là sản xuất hỗn hợp thấp (sản xuất mẫu, gia công tùy chỉnh, sản xuất hợp đồng nhanh), chứ không phải là các dây chuyền sản xuất đơn SKU cực kỳ lớn phổ biến ở các nhà máy khổng lồ ở nước ngoài.

Không thể nói về tự động hóa mà không đề cập đến Trung Quốc. Dữ liệu của IFR cho thấy Trung Quốc chiếm 54% số lượng triển khai robot toàn cầu, với 295.000 robot công nghiệp được lắp đặt vào năm 2024, tổng số lượng hàng năm cao nhất trong lịch sử. So sánh, thị trường Hoa Kỳ nhỏ hơn nhưng đang phát triển nhanh. Sự tương phản này hữu ích: Trung Quốc dựa vào tự động hóa để đẩy mạnh quy mô và sản lượng; các nhà sản xuất Hoa Kỳ đang sử dụng cobot để làm cho sản xuất địa phương hỗn hợp trở nên kinh tế dù có chi phí lao động cao hơn.

AI Mở Ra Cửa Cho Các Nhà Máy Nhỏ Hơn

Trong nhiều năm, rào cản đối với tự động hóa trong “nhà máy kế tiếp” không chỉ là chi phí, mà còn là sự phức tạp. Việc lập trình robot công nghiệp trước đây đòi hỏi phải có kỹ năng chuyên môn và chu kỳ ủy quyền dài. Điều đó đang thay đổi nhanh chóng.

Một bài đánh giá gần đây trên tạp chí Results in Engineering về robot cộng tác được tăng cường bởi AI mô tả cách cobot tích hợp với AI, học máy và cảm biến thông minh đang cho phép tự động hóa an toàn hơn, thích ứng hơn và tập trung vào con người hơn. Cobot được thúc đẩy bởi AI có thể giảm thời gian chu kỳ, cải thiện chất lượng sản phẩm và hỗ trợ sản xuất thích ứng trên các lĩnh vực như ô tô và hậu cần, trong khi các tính năng an toàn như giới hạn lực và giám sát tốc độ và khoảng cách làm cho sự hợp tác giữa con người và robot gần gũi trở nên khả thi trên các sàn nhà máy đông đúc.

Trên mặt ứng dụng, AI đang được sử dụng để nâng cao cobot theo những cách cụ thể: tầm nhìn hướng dẫn đặt và lấy, bảo trì dự đoán, lập kế hoạch đường động và hơn thế nữa. Những cải tiến này đang đẩy các lợi ích truyền thống của cobot (linh hoạt, dễ triển khai) lên một tầm cao hơn về hiệu suất và độ tin cậy. Thay vì các quy trình được mã hóa cứng, các nhà sản xuất nhận được các hệ thống có thể học hỏi từ việc trình diễn, điều chỉnh đến sự thay đổi của các bộ phận và phản ứng với lịch trình sản xuất thay đổi.

Sự thay đổi này đang xuất hiện trong các số liệu thị trường. Nghiên cứu Thị trường Allied ước tính rằng thị trường robot cộng tác toàn cầu là khoảng 1,4 tỷ đô la vào năm 2022 và có thể đạt 27,4 tỷ đô la vào năm 2032, ngụ ý tốc độ tăng trưởng hàng năm trên 30%. Trajectory đó được thúc đẩy phần lớn bởi việc áp dụng trong số các nhà sản xuất nhỏ và trung bình trước đây tìm thấy robot quá tốn kém hoặc quá khó để tích hợp.

Quan trọng hơn, những khoản đầu tư này đang ngày càng được coi là nhân tố nhân lực, không phải là sự thay thế cho lực lượng lao động. IBM trích dẫn nghiên cứu cho thấy rằng AI và học máy alone có thể thúc đẩy sự gia tăng 37% về năng suất lao động vào năm 2025, và nhấn mạnh cách cobot cộng tác và các công cụ AI có thể thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại trong khi công nhân nâng cao kỹ năng vào các vai trò có giá trị cao hơn.

Nói cách khác, cobot được thúc đẩy bởi AI đang mở rộng cả khả năng và tính sẵn có của tự động hóa, về mặt kỹ thuật và kinh tế, cho các loại cửa hàng tạo nền tảng cho các hệ sinh thái sản xuất địa phương.

Tương Lai Được Xây Dựng Vào Con Người và Tự Động Hóa

Sự lan rộng của cobot trên các nhà máy nhỏ của Hoa Kỳ báo hiệu một bước ngoặt rộng lớn hơn. Tự động hóa không còn bị giới hạn trong các nhà sản xuất lớn nhất hoặc giàu có nhất. Nó đang trở thành một công cụ tiêu chuẩn cho các cửa hàng giữ cho ngành công nghiệp Hoa Kỳ hoạt động.

Cho dù mục tiêu là theo kịp nhu cầu, reshoring sản xuất hoặc bảo vệ tương lai cho một doanh nghiệp chống lại sự biến động của lực lượng lao động, cobot đang xuất hiện như một phần thực tế và ngày càng cần thiết của công cụ. Và khi các hệ thống được thúc đẩy bởi AI trưởng thành, vai trò của chúng trên sàn nhà máy đang sẵn sàng để mở rộng thậm chí còn hơn.

Nhưng tất cả công nghệ này không có nghĩa lý gì nếu chúng ta quên mất con người đằng sau nó.

Những nhà sản xuất tốt nhất mà tôi đã gặp coi tự động hóa như một khoản đầu tư vào con người. Họ đào tạo công nhân để sử dụng nó, tham gia họ vào việc thiết lập và lập trình, và làm cho họ trở thành những người có quyền lợi trong quá trình. Khi con người cảm thấy quyền sở hữu đối với máy móc họ làm việc, điều kỳ diệu xảy ra. Năng suất tăng lên, có, nhưng cũng như tinh thần. An toàn được cải thiện; tỷ lệ nghỉ việc giảm. Đột nhiên, khoảng cách kỹ năng không còn看似 không thể vượt qua, bởi vì chính công việc đã tiến hóa.

Đây là những gì tôi muốn nói về tự động hóa tập trung vào con người: xây dựng một môi trường trong đó công nghệ khuếch đại sự sáng tạo, phán đoán và phúc lợi của con người, thay vì tối ưu hóa con người ra khỏi quá trình. Khi các công ty reshoring sản xuất, đầu tư lao động kỹ thuật số phải được kết hợp với việc nâng cao kỹ năng và tái đào tạo thực sự để mở khóa giá trị đầy đủ của tự động hóa. Tương lai là nơi con người và máy móc làm việc bên cạnh nhau theo những cách nâng cao cả hai.

Đối với nhiều nhà sản xuất, sự thay đổi quan trọng nhất đang diễn ra là văn hóa, không phải là kỹ thuật. Robot không còn được coi là mối đe dọa đối với việc làm, mà là những người bạn giúp các đội làm được nhiều hơn với tài năng họ có. Trong một kỷ nguyên được định nghĩa bởi sự thiếu hụt lao động và sự điều chỉnh lại chuỗi cung ứng, sự hợp tác đó đang thay đổi cách thức và địa điểm sản xuất tại Hoa Kỳ.

Tôi, vì một, không thể chờ đợi để xem tương lai được tạo ra như thế nào.