Cách mạng công nghiệp 4.0 trong lĩnh vực nông nghiệp và định hướng phát triển ngành chế biến nông sản thực phẩm ở Việt Nam

Trần Như Khuyên, Đặng Thanh Sơn

TÓM TẮT

Trong những năm qua, ngành nông nghiệp vẫn tiếp tục phát triển tốc độ cao, đã đóng góp hơn 15% GDP, trong đó xuất khẩu năm 2018 đã vượt con số 40 tỷ USD. Cùng với sự tăng trưởng của sản xuất nông nghiệp vấn để ứng dụng công nghệ, thiết bị phục vụ cơ giới hóa nói chung và chế biến nông sản thực phẩm nói riêng đã đạt được thành tựu nhất định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả và giá trị gia tăng trong nông nghiệp. Tuy nhiên, việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế và đồi mới cách thức sản xuất trong nông nghiệp còn chậm, phổ biến vẫn là sản xuất nhỏ, năng suất, chất lượng, giá trị gia tăng nhiều mặt hàng còn thấp. Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, việc nghiên cứu phát triển ngành chế biến nông sản thực phẩm theo hướng công nghiệp là cần thiết để tạo ra bước phát triển nhảy vọt về khoa học công nghệ và tăng trưởng kinh tế, góp phần đưa nền nông nghiệp nước ta hội nhập với các nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới.

Bài viết trình bày bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 trong lĩnh vực nông nghiệp, cơ hội và thách thức, định hướng và giải pháp phát triển ngành chế biến nông sản thực phẩm ở Việt Nam.

Từ khóa: Cách mạng công nghiệp 4.0, nông nghiệp 4.0, chế biến nông sản thực phẩm, định hướng và giải pháp.

THE FOURTH INDUSTRIAL REVOLUTION (FIR) IN AGRICULTURE AND ORIENTATION FOR AGRICULTURAL PRODUCTS PROCESSING DEVELOPMENT IN VIETNAM

In recent years, agriculture has been growing dramatically, contributing over 15% to GDP, in which export value in 2018 was over 40 billion dollars. Along with the growth of agricultural production, application of technology and equipment for mechanisation in general and agricultural products processing in particular has gained significant achievement, contributed to increase production, quality, efficiency and added-value of agriculture. However, economic restructuring and production innovation in agricultural still happen slowly, leaving small-scale production, which gives low quality, production and added-value for numbers of agricultural goods. In the context of FIR, development of agricultural product processing towards industrialisation is the key role to create a leap forward in technology and economic growth, helps Vietnamese agriculture to integrate into world advanced agricultures.

This paper aims to describe context of FIR in agriculture, chances and challenges, orientation and solutions to develop agricultural processing in Vietnam.

Keywords: The 4.0 industrial revolution; the 4.0 agriculture; agricultural products processing; orientation and solutions.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Chế biến nông sản thực phẩm được coi là khâu cuối cùng trong chuỗi giá trị sản xuất nông nghiệp bao gồm các khâu: nuôi trồng, chăm sóc, phòng trừ bệnh dịch, thu hoạch, vận chuyển, bảo quản, chế biến, bao gói và tiêu thụ sản phẩm. Đây là khâu quan trọng trong quy trình sản xuất một sản phẩm nào đó, có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của toàn bộ chuỗi giá trị sản xuất và là một trong lĩnh vực được ưu tiên triển khai thực hiện trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Trên thế giới chế biến nông sản thực phẩm đã được công nghiệp hóa từ lâu. Hầu hết các sản phẩm chế biến từ lương thực, rau quả, thịt sữa, đường, chè, cà phê,… được sản xuất trên dây chuyền thiết bị hiện đại với mức độ tự động hóa cao, nhờ đó đã nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí năng lượng vật tư và lao động cho quá trình sản xuất.

Ở nước ta, trong những năm qua, cùng với sự tăng trưởng của sản xuất nông nghiệp vấn để ứng dụng công nghệ, thiết bị phục vụ cơ giới hóa các khâu canh tác, thu hoạch, bảo quản và chế biến nông sản đã đạt được những thành tựu nhất định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả và giá trị gia tăng trong nông nghiệp. Số liệu thống kê của tổng cục thống kê cho thấy, tổng giá trị xuất khẩu năm 2017 đạt 33,6 tỷ USD chiếm hơn 15% GDP của Việt Nam. Sản phẩm nông nghiệp xuất khẩu của Việt Nam năm 2018 tập trung vào lúa gạo, cà phê, thủy sản, rau hoa quả với tổng giá trị xuất khẩu khoảng 40 tỷ USD [1;7]. Tuy nhiên, việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế và đổi mới cách thức sản xuất trong nông nghiệp còn chậm, phổ biến vẫn là sản xuất nhỏ, năng suất, chất lượng, giá trị gia tăng nhiều mặt hàng thấp. Tổn thất sau thu hoạch cả về số lượng và chất lượng còn ở mức cao (lúa gạo 10-11%, ngô 16-20%, rau quả 20-30%). Trong tổng số 9,29 triệu đơn vị sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản có tại thời điểm 01/7/2016, số hộ chiếm 99,89%, số doanh nghiệp chỉ chiếm 0,04% và số hợp tác xã chiếm 0,07% [9].

Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật và thực hiện đồng bộ các giải pháp để phát triển công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, đáp ứng cách mạng công nghiệp 4.0 nhằm tạo ra bước phát triển nhảy vọt về khoa học công nghệ và tăng trưởng kinh tế trong ngành chế biến nông sản thực phẩm là vấn đề cấp thiết.

2. CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 TRONG LĨNH VỰC NÔNG NGHIỆP

2.1. Cách mạng công nghiệp 4.0

2.1.1. Lịch sử của các cuộc cách mạng công nghiệp

Như chúng ta đã biết, lịch sử phát triển của xã hội luôn gắn liền với quá trình phát triển của khoa học công nghệ mà đỉnh cao là các cuộc cách mạng về công nghiệp. Cho đến nay, nhân loại đã trải qua 3 cuộc cách mạng và hiện nay đang thực hiện cuộc các mạng công nghiệp 4.0 (còn gọi là cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư) [2; 5].

Cách mạng công nghiệp 1.0 vào năm (1787) đánh dấu bằng sự phát minh ra động cơ hơi nước và sau đó là động cơ đốt trong đã tạo ra nền sản xuất cơ khí bằng máy móc.

Cách mạng công nghiệp 2.0 vào năm (1870) đánh dấu bằng sự phát minh ra điện và động cơ điện đã tạo ra dây chuyền sản xuất hàng loạt bằng máy móc.

Cách mạng công nghiệp 3.0 (1970) đánh dấu bằng sự phát minh ra máy tính và Internet đã tạo ra dây chuyền sản xuất tự động (hiện chúng ta đang sống trong thời kỳ cách mạng công nghiệp 3.0).

Cách mạng công nghiệp 4.0 diễn ra tại Đức năm 2013 đánh dấu bằng sự tích hợp của công nghệ số, công nghệ sinh học và vật lý nhằm tạo ra nền sản xuất thông minh (chúng ta sẽ triển khai thực hiện cách mạng công nghiệp 4.0 trong những thập kỷ tiếp theo).

Hình 1. Dây chuyền sản suất ô tô tự động

2.1.2. Các lĩnh vực triển khai cách mạng công nghiệp 4.0

Cách mạng Công nghiệp 4.0 được triển khai trên 3 lĩnh vực chính: Công nghệ thông tin, Công nghệ sinh học và Vật lý [2,5].

a. Trong lĩnh vực Công nghệ số

Yếu tố cốt lõi trong lĩnh vực công nghệ thông tin là: Trí tuệ nhân tạo, Vạn vật kết nối và Dữ liệu lớn.

- Trí tuệ nhân tạo ký hiệu AI (Artificial Intelligence) là tiến bộ mang tính đột phá của ngành khoa học máy tính, nó mô phỏng trí tuệ của con người, giúp máy tính có được trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề; biết giao tiếp do hiểu được ngôn ngữ, tiếng nói; biết học và tự thích nghi,…

- Vạn vật kết nối IOT (Internet of things) là mạng lưới vạn vật kết nối Internet. Đây là một kịch bản của thế giới khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh riêng của mình và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người hay giữa người với máy tính.

- Dữ liệu lớn (Big Data) là tài sản thông tin có khối lượng dữ liệu lớn, tốc độ cao và đa dạng đòi hỏi phải có công nghệ mới để xử lý nhằm đưa ra các quyết định có hiệu quả để khám phá được các yếu tố ẩn sâu trong dữ liệu và tối ưu hóa được quá trình xử lý số liệu.

b. Trong lĩnh vực Vật lý

Tập trung nghiên cứu robot thế hệ mới, máy in 3D, xe tự lái, các vật liệu mới và công nghệ nano.

c. Trong lĩnh vực công nghệ sinh học:

Tập trung vào nghiên cứu để tạo ra những bước nhảy vọt trong Nông nghiệp, Thủy sản, Y dược, chế biến thực phẩm, bảo vệ môi trường, năng lượng tái tạo và hóa học.

2.1.3. Những cơ hội và thách thức của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0

a. Cơ hội [2;5;12]

- Tạo ra bước phát triển nhảy vọt trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, hóa học, vật liệu, bảo vệ môi trường,…

- Nâng cao năng suất và giảm giá thành sản phẩm nhờ giảm số lượng công nhân, giảm tiêu hao vật tư, năng lượng,...

- Làm cho chất lượng sản phẩm đồng đều hơn, ổn định hơn do tăng cường kiểm tra giám sát và loại bỏ yếu tố con người (do ngẫu nhiên, đãng trí, tình trạng sức khoẻ,...).

- Thực hiện những thao tác mà con người không thể làm được dù bằng thủ công hay trí óc. Ví dụ như: chế tạo hoặc lắp ráp các bộ phận cực nhỏ, thực hiện những thao tác cực nhanh, phối hợp phức tạp nhiều động tác,...

- Giải phóng người lao động khỏi những công việc nặng nhọc và độc hại, những công việc nhàm chán vì đã có máy móc hoặc robot thay thế,...

b. Thách thức [2;5]

- Thị trường lao động có thể bị bị phá vỡ: Khi tự động hóa thay thế lao động chân tay trong nền kinh tế, khi robot thay thế con người trong nhiều lĩnh vực, hàng triệu lao động trên thế giới có thể rơi vào cảnh không có việc làm, đặc biệt là những người làm các công việc: lặp đi lặp lại; những công việc ít sáng tạo; những công việc bẩn, mất vệ sinh và gây nguy hại đến sức khỏe con người,…

- Thúc đẩy nhanh quá trình phân hóa giàu nghèo: Những người có việc làm và đặc biệt, những người có lao động sáng tạo sẽ có thu nhập cao, ngược lại những người không có việc làm hoặc những việc làm ít sáng tạo sẽ có thu nhập thấp hoặc không có thu nhập.

- Thông tin cá nhân khó được bảo vệ một cách an toàn do những thay đổi về cách thức giao tiếp trên Internet. Vấn đề này sẽ gây cho con người nhiều mối nguy hiểm về tài chính, sức khoẻ,…

2.2. Tác động của cách mạng công nghiệp 4.0 trong lĩnh vực nông nghiệp

2.2.1. Các cuộc cách mạng trong nông nghiệp

Hiệp hội Máy Nông nghiệp châu Âu (European Agricultural Machinery, 2017), đã phân tích quá trình phát triển nông nghiệp trên thế giới và cho rằng các cuộc cách mạng trong nông nghiệp cũng phát triển tương tự như quá trình phát triển của các cuộc cách mạng công nghiệp:

- Nông nghiệp 1.0 xuất hiện vào khoảng năm 1910, ở giai đoạn này chủ yếu dựa vào sức lao động và phụ thuộc thiên nhiên do đó năng suất lao động thấp, quy mô sản xuất nhỏ lẻ, quá trình trao đổi thương mại chưa sôi động, chủ yếu tự cung, tự cấp nông sản giữa các quốc gia.

- Nông nghiệp 2.0 còn gọi là Cách mạng xanh, bắt đầu vào những năm 1950, mà điển hình là Ấn Độ, sử dụng các giống lúa mì lùn cải tiến; giai đoạn mà canh tác kết hợp sử dụng hóa học hóa trong phân bón và thuốc bảo vệ thực vật; cơ khí phục vụ nông nghiệp phát triển, máy cày làm đất và máy móc phục vụ công nghệ sau thu hoạch, quá trình trao đổi nông sản toàn cầu diễn ra mạnh mẽ, từng bước hình thành rõ phân vùng nông nghiệp thế giới.

- Nông nghiệp 3.0 diễn ra vào khoảng năm 1990 đã tạo bước đột phá về công nghệ nhờ áp dụng các thành tựu khoa học về công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu mới, thiết bị định vị toàn cầu (GPS), các công nghệ làm đất, công nghệ sau thu hoạch sử dụng rộng rãi trên toàn cầu và từng bước áp dụng các công nghệ điều khiển tự động và cảm biến, giao dịch nông sản thương mại điện tử, từ đó đã góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản và trao đổi nông sản.

- Nông nghiệp 4.0, sự phát triển diễn ra đồng thời với phát triển của thế giới về công nghiệp 4.0 là giai đoạn ứng dụng mạnh mẽ các thiết bị cảm biến kết nối internet (IOT), công nghệ đèn LED, các thiết bị bay không người lái, robot nông nghiệp và quản trị tài chính trang trại thông minh,... Thuật ngữ nông nghiệp 4.0 được phân tích và sử dụng đầu tiên tại Đức.

2.2.2. Các lĩnh vực triển khai nông nghiệp 4.0

Theo tổng kết của các tổ chức quốc tế, đến nay, nông nghiệp 4.0 tập trung vào các các lĩnh vực sau: [11]

1. Ứng dụng cảm biến kết nối vạn vật ở hầu hết các trang trại nông nghiệp (IOT Sensors). Các thiết bị cảm biến và thiết bị thông minh được kết nối và điều khiển tự động trong suốt quá trình sản xuất nông nghiệp, giúp ứng phó với biến đổi khí hậu, cải thiện vi khí hậu trong nhà kính.

2. Công nghệ đèn LED sử dụng đồng bộ trong canh tác kỹ thuật cao để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng, ứng dụng ở các quốc gia có quỹ đất nông nghiệp ít hoặc nông nghiệp đô thị.

3. Canh tác trong nhà kính, nhà lưới, sử dụng công nghệ thủy canh, khí canh nhằm cách ly môi trường tự nhiên và chủ động ứng dụng đồng bộ công nghệ canh tác và thu hoạch.

Hình 2. Canh tác trong nhà kính

4. Ứng dụng tế bào quang điện (Solar cells) để sử dụng hiệu quả không gian, giảm chi phí năng lượng, hầu hết các thiết bị trong trang trại/doanh nghiệp được cấp điện mặt trời và các bộ pin điện mặt trời.

Hình 3. Sử dụng điện mặt trời trong các trang trại

5. Ứng dụng Robot thay cho việc chăm sóc cây trồng, vật nuôi ngày càng trở nên phổ biến, được ứng dụng tại các quốc gia già hóa dân số và có quy mô sản xuất lớn.

6. Ứng dụng các thiết bị bay không người lái (Drones) và các vệ tinh (Satellites) để khảo sát thực trạng thu thập dữ liệu của các trang trại, từ đó phân tích khuyến nghị trên sơ sở dữ liệu cập nhật được để quản lý trang trại chính xác.

7. Ứng dụng Internet, điện thoại di động, điện toán đám mây để nâng cao hiệu quả hoạt động của công nghệ tài chính phục vụ trang trại. Khi đó tất cả các hoạt động của trang trại được kết nối bên ngoài, nhằm đưa ra công thức quản trị trang trại có hiệu quả cao nhất.

Có thể cụ thể hóa một số lĩnh vực ứng dụng nông nghiệp 4.0 như sau:

- Ứng dụng công nghệ đèn LED

Công nghệ đèn LED là công nghệ tạo bước sóng ánh sáng tối ưu, do đó cây trồng được sử dụng ánh sáng hầu như đáp ứng tuyệt đối quá trình sinh trưởng của cây từ lúc trồng đến lúc thu hoạch, vì vậy cây trồng có năng suất tối ưu và chất lượng tốt nhất. Công nghệ này đã và đang trở thành công nghệ không thể thiếu để canh tác trong nhà phục vụ ở các khu công nghiệp và nông nghiệp đô thị nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm có chất lượng cao và tuyệt đối an toàn. Công nghệ đèn LED thường áp dụng ở các nước có nền nông nghiệp hiện đại, những nước dễ ảnh hưởng về biến đổi khí hậu hoặc diện tích sản xuất nông nghiệp ít như: Philippines, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore, Vương Quốc Bỉ,… Nhờ ứng dụng công nghệ đèn LED đã tăng hệ số sử dụng đất.

Hình 4. Công nghệ đèn LED

- Ứng dụng công nghệ Robot nông nghiệp

Công nghệ Robot nông nghiệp sẽ tham gia vào việc tự động hóa các quá trình sản xuất nông nghiệp như: làm đất, gieo trồng, chăm sóc (làm cỏ, tưới tiêu), bảo vệ cây trồng, thu hoạch, vận chuyển nông sản trong trang trại trồng trọt hoặc chăm sóc vật nuôi các trang trại chăn nuôi. Nhờ sử dụng Robot mà năng suất lao động cao gấp 50 đến 70 lần so với lao động thủ công và có độ chính xác cao. Ngược lại với công nghệ đèn LED, công nghệ Robot thường sử dụng ở các nước có những đặc thù như: diện tích đất nông nghiệp rộng, già hóa dân số nhanh, địa hình canh tác bằng phẳng, cây trồng yêu cầu tính thời vụ cao như: Nga, Mỹ, Canada, Australia, Trung Quốc,…

Hình 5. Robot chăm sóc cây trồng

Trên hình 5a là hình ảnh Robot tưới cây và hình 5b là hình ảnh Robot làm cỏ vun luống trong các trang trại nông nghiệp.

Hình 6. Robot chăm sóc vật nuôi

Trên hình 6a là hình ảnh Robot Lely Juno được sử dụng trong trang trại chăn nuôi bò của Công ty Vinamilk [13]. Nó vừa tự động vun đẩy thức ăn cho bò, vừa mang theo những bản nhạc êm ái, dịu dàng giúp cho bò thư giãn. Nhờ đó đã tạo ra nguồn sữa tươi nguyên liệu đạt tiêu chuẩn chất lượng cao. Trên hình 6b là hình ảnh robot Aquapod dưới nước. Nó có thể kiểm tra, giám sát và sửa chữa các hệ thống lồng nuôi biển một cách tự động [14].

- Ứng dụng các thiết bị không người lái

Thiết bị bay không người lái được sử dụng để khảo sát thực trạng, thu thập dữ liệu trong các trang trại hặc để phun thuốc bảo vệ thực vật.

Hình 7. Thiết bị không người lái

Trên hình 7a là thiết bị bay không người lái được sử dụng để thu thập dữ liệu đồng ruộng từ trên cao. Trên hình 7b là thiết bị không người lái được sử dụng để thu thập dữ liệu của các trang trại nuôi trồng thủy sản ở trên bờ hoặc dưới nước [14].

- Ứng dụng Internet, điện thoại di động và điện toán đám mây

Ứng dụng Internet vạn vật kết nối (IoT) kết hợp với máy tính hay điện thoại di động để giám sát và quản lý trang trại trồng trọt, chăn nuôi hay nuôi trồng thủy sản.

Hình 8. Ứng dụng Internet vạn vật kết nối (IoT) để giám sát và quản lý trang trại

Trên hình 8a là hình ảnh sử dụng Internet vạn vật kết nối (IoT) để giám sát trang trại trồng trọt. Trên hình 8 là hình ảnh sử dụng các cảm biến thông minh (thẻ cổ áo) để cung cấp thông tin về nhiệt độ, sức khỏe, hoạt động và mức độ tăng trọng cho từng con bò, cũng như thông tin về tập thể đàn ở trang trại chăn nuôi [15].

Trên hình 9 là sơ đồ hệ thống giám sát, cảnh báo chất lượng nước tự động cho ngành thủy sản, nhằm giúp cho người nuôi nắm bắt được các thông số môi trường nuôi vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày thông qua máy tính hoặc điện thoại di động một cách nhanh chóng và kịp thời mà không cần phải có mặt của con người tại khu vực nuôi trồng. Hệ thống này do Phòng Nghiên cứu của Trung tâm Phát triển Công nghệ và Thiết bị Công nghiệp Sài Gòn (Cenintec) đã nghiên cứu và ứng dụng thành công cho các doanh nghiệp, cơ sở tôm giống, tôm thịt tại tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu, An Giang, thành phố Hồ Chí Minh [14].

Hình 9. Ứng dụng Internet vạn vật kết nối (IoT) để giám sát cảnh báo chất lượng nước tự động cho ngành nuôi trồng thủy sản

Như vậy, nông nghiệp 4.0 được coi là nền sản xuất thông minh dựa trên các thành tựu đột phá về công nghệ thông tin, công nghệ sinh học và vật lý. Việc ứng dụng công nghệ điện toán đám mây cùng Internet kết nối vạn vật đã mở đường cho những hoạt động quản lý nông nghiệp theo hướng hoàn toàn mới. Từ đây sẽ hình thành một nền nông nghiệp chính xác và tự động không cần sự tham gia trực tiếp của con người. Khi đó, người nông dân có thể ứng dụng thiết bị cảm biến để số hóa các yếu tố như: nước, phân, thuốc bảo vệ thực vật, độ ẩm, ánh sáng,… đối với cây trồng hoặc các yếu tố về nhiệt độ, tình trạng sức khỏe, dinh dưỡng,… cho từng vật nuôi và chuyển nó vào các thiết bị kết nối Intenet như máy tính, điện thoại di động. Họ có thể đi bất cứ đâu nhưng vẫn biết rõ tình hình trang trại và có thể điều khiển mọi hoạt động trang trại của họ một cách nhanh chóng và chính xác.

2.2.3. Những cơ hội và thách thức của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 trong nông nghiệp

a. Cơ hội cho ngành Nông nghiệp Việt Nam [6; 8]

- Cách mạng công nghiệp 4.0, Việt Nam sẽ có điều kiện tiếp thu và ứng dụng những tiến bộ, thành tựu công nghệ của nhân loại, trước hết là công nghệ thông tin, công nghệ số, công nghệ điều khiển và tự động hóa để nâng cao năng suất trong sản xuất đến phân phối và tiêu thụ hàng nông sản.

- Việc ứng dụng điện toán đám mây nhằm cung cấp sản phẩm đầu ra có chất lượng cao và vệ sinh, an toàn thực phẩm. Điện toán đám mây mang lại nhiều lợi ích to lớn như: sự chuẩn hóa sản phẩm và dịch vụ, giảm thiểu chi phí đầu tư, rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm, nâng cao chất lượng dịch vụ và linh hoạt trong mô hình kinh doanh, sẵn sàng mở rộng khi cần thiết.

- Sự phát triển của công nghệ sinh học cho phép chọn, tạo ra những giống cây trồng, vật nuôi mới phù hợp với mục đích sử dụng. Điều này tác động mạnh mẽ đến năng suất cũng như chất lượng cây trồng vật nuôi, từ đó tăng được giá trị gia tăng trong mỗi sản phẩm nông nghiệp.

- Những phát minh mới trong lĩnh vực công nghệ thông tin có thể làm tăng khả năng thích ứng của nông dân trước những thay đổi, bằng cách tăng khả năng tiếp cận thông tin thời tiết và thị trường. Các công nghệ kỹ thuật số có thể giúp nông dân đưa ra quyết định sáng suốt hơn về thời gian trồng cây nào cũng như thời gian và nơi bán cây trồng.

- Cách mạng công nghiệp 4.0 biến nông nghiệp không còn là nông nghiệp thuần túy. Công nghệ mới có thể giúp bón phân đúng thời điểm, lượng cần thiết vừa đủ cho cây, tiết kiệm chi phí,… được xem là một trong những giải pháp hiệu quả để nông nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu.

b. Thách thức đối với ngành Nông nghiệp Việt Nam [6; 8]

- Cũng như các lĩnh vực khác, nông nghiệp cũng đối diện với những thách thức như: dư thừa nguồn lao động nông nghiệp, bất bình đẳng giữa nông dân công nghệ thấp với nông dân công nghệ cao,… Các nhà kinh tế Erik Brynjolfsson và Andrew McAfee đã chỉ ra, cách mạng công nghiệp 4.0 có thể mang lại sự bất bình đẳng lớn hơn, đặc biệt là ở khả năng phá vỡ thị trường lao động. Khi tự động hóa thay thế con người trong toàn bộ nền kinh tế, người lao động sẽ bị dư thừa và điều đó làm trầm trọng hơn khoảng cách giữa giàu và nghèo.

- Cách mạng công nghiệp 4.0 cũng giúp các nước phát triển có thể tự sản xuất lương thực, thực phẩm với diện tích đất chỉ bằng 1/100 hay 1/1000 của các nước đang phát triển nhưng năng suất cao hơn nhiều lần, dẫn đến hiện tượng các nước phát triển sẽ không sử dụng sản phẩm từ các nước đang phát triển như Việt Nam.

- Khả năng tiếp thu công nghệ của nông dân và doanh nghiệp kinh doanh nông nghiệp hiện đang là một khâu yếu trong hệ thống đổi mới sáng tạo nông nghiệp của Việt Nam.

3. ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGÀNH CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM Ở VIỆT NAM TRONG TRONG BỐI CẢNH CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0

3.1. Thực trạng bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm ở Việt Nam [4;9]

3.1.1. Những kết quả đã đạt được

- Ngành chế biến nông sản thực phẩm có tốc độ tăng trưởng khá, góp phần tăng kim ngạch xuất khẩu trong sản xuất nông nghiệp.

- Đã hình thành hệ thống công nghiệp chế biến nông sản có công nghệ, thiết bị tương đối hiện đại, công suất chế biến đạt khoảng 100 triệu tấn nguyên liệu nông sản/năm với trên 6500 doanh nghiệp sản xuất theo quy mô công nghiệp gắn với xuất khẩu.

- Góp phần chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp và thúc đẩy phát triển sản xuất nguyên liệu nông sản, qua đó phát triển kinh tế khu vực nông thôn và xây dựng nông thôn mới.

- Đưa nông nghiệp Việt Nam hội nhập thành công với thị trường thế giới.

Hình 10. Dây chuyền sản xuất nước dứa cô đặc CIP-10 (của Italy) năng suất 10 tấn quả/h, lắp đặt tại Nghệ An

3.1.2. Những hạn chế

- Đóng góp của công nghiệp chế biến nông sản để nâng cao giá trị gia tăng của nông sản hàng hóa còn nhiều hạn chế, tác động đến việc thay đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi chưa mạnh.

- Chất lượng nguyên liệu còn thấp, giá thành cao, luôn tiềm ẩn nguy cơ không đảm bảo an toàn thực phẩm.

- Trình độ công nghệ chế biến nông sản chưa cao, tỷ lệ sản phẩm có giá trị gia tăng cao còn thấp, chủng loại chưa phong phú.

- Tổ chức liên kết sản xuất, chế biến và tiêu thụ còn lỏng lẻo, chưa tạo sự gắn kết chặt chẽ giữa công nghiệp chế biến với sản xuất nguyên liệu và thị trường tiêu thụ.

- Việc sử dụng các phụ phế phẩm để sản xuất các sản phẩm phụ, nâng cao hiệu quả sản xuất còn hạn chế, công nghiệp hỗ trợ chưa phát triển.

3.2. Định hướng và giải pháp phát triển ngành chế biến nông sản thực phẩm ở Việt Nam

3.2.1. Định hướng chung

- Đầu tư đổi mới công nghệ và thiết bị bảo quản, chế biến nông sản theo định hướng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

- Tổ chức sản xuất theo chuỗi giá trị (làm đất, gieo trồng, chăm sóc, bảo vệ thực vật, thu hoạch, vận chuyển, bảo quản, chế biến, bao gói và tiêu thụ sản phẩm).

- Áp dụng hệ thống quản lý chất lượng tiên tiến của cách mạng công nghiệp 4.0 để kiểm soát chất lượng, an tòan thực phẩm và truy xuất nguồn gốc, từ đó tạo ra các sản phẩm có chất lượng tốt, giá trị gia tăng cao, giá thành hạ và có sức cạnh tranh mạnh trên thị trường trong và ngoài nước.

3.2.2. Định hướng phát triển chế biến một số sản phẩm chủ lực đến năm 2025[3; 4; 9]

a. Lúa gạo

Tổ chức sản xuất chế biến theo chuỗi giá trị. Ứng dụng công nghệ và thiết bị bảo quản tiên tiến với mức cơ giới hóa và tự động hóa cao, thực hiện đúng quy trình xay xát, chế biến để nâng cao phẩm cấp gạo xuất khẩu gắn với “Thương hiệu quốc gia gạo Việt Nam”.

Đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ gạo nhằm nâng cao giá trị gia tăng.

b. Cà phê

Đầu tư cơ sở hạ tầng phục vụ khâu thu hái, vận chuyển, phơi sấy và bảo quản nhằm giảm tổn thất sau thu hoạch đối với cà phê.

Hoàn thiện công nghệ và thiết bị chế biến để nâng cao chất lượng cà phê. Phát triển cà phê rang xay quy mô công nghiệp, đầu tư chế biến cà phê hòa tan nguyên chất.

c. Rau quả

Đầu tư công nghệ, thiết bị sơ chế, bảo quản rau quả tươi. Hình thành hệ thống các xưởng sơ chế đóng gói, các kho lạnh bảo quản, trung chuyển ngay tại vùng sản xuất chuyên canh tập trung nhằm giảm tổn thất sau thu hoạch.

Đầu tư công nghệ hiện đại, áp dụng các tiến bộ kỹ thuật chế biến rau quả nhằm đa dạng hóa các sản phẩm (nước quả, purê quả, bột quả,..), đưa tỷ trọng rau quả được chế biến tăng nhanh trong những năm tới.

d. Điều

Duy trì sản lượng nhân điều đạt mức 300.000 tấn/năm, nâng tỷ lệ chế biến sâu sản phẩm nhân điều lên 20% và vỏ hạt điều lên 50%. Phấn đâu có 100% cơ sở chế biến nhân điều tự động hóa khâu cắt tách vỏ cứng và bóc vỏ lụa nhân điều, còn các khâu khác được cơ giới hóa hoặc tự động hóa.

e. Mía đường

Hình thành các tập đoàn, công ty sản xuất đường lớn với công nghệ và thiết bị tiên tiến đảm bảo tổng công suất thiết kế chế biến khoảng 230.000 tấn mía/ngày. Sản lương đường đạt 2,5 triệu tấn/năm trong đó đường tinh luyện là 1,6 triệu tấn/năm đáp ứng đủ tiêu dùng trong nước và hướng đến xuất khẩu.

Sử dụng tối đa phế phụ phẩm để sản xuất sản phẩm có giá trị gia tăng cao qua đó nâng cao hiệu quả tổng hợp của ngành mía đường nhất là sử dụng bã mía sản xuất thức ăn chăn nuôi, sử dụng rỉ mật sản xuất nhiên liệu sinh học, sử dụng bùn bã mía làm phân bón.

g. Chè

Đa dạng hóa sản phầm chè như: chè Ô-long, chè túi lọc, chè bột Matcha, Sencha bằng công nghệ và thiết bị hiện đại.

Tổ chức sản xuất chế biến chè theo chuỗi giá trị, áp dụng các tiêu chuẩn quản lý chất lượng tiên tiến trong chế biến và kiểm soát chặt chẽ vệ sinh an toàn thực phẩm ở tất cả các khâu trong quy trình chế biến.

3.2.3. Một số giải pháp phát triển ngành chế biến nông sản thực phẩm [3; 4; 9;10]

a. Thực hiện chủ trương tái cơ cấu nông nghiệp theo hướng tổ chức sản xuất hàng hóa lớn gắn với lợi thế từng vùng và thị trường của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn.

- Phân vùng quy hoạch nuôi trồng trên cơ sở xác định lợi thế của từng vùng miền để nuôi trồng những loại cây, con có ưu thế vượt trội về năng suất, chất lượng sản phẩm do điều kiện thuận lợi về thổ nhưỡng, khí hậu,…

- Lựa chọn loại hình máy móc, thiết bị phù hợp với từng cây, con cụ thể để nâng cao mức độ cơ giới hóa và tự động hóa quá trình canh tác và thu hoạch nhằm nâng cao năng suất lao động, giảm sức lao động thủ công nặng nhọc, đồng thời giảm tỷ lệ hao hụt do rơi vãi, bỏ sót,…giảm tỷ lệ hư hỏng do gẫy vỡ, dập nát, tróc vỏ bầm dập dưới tác động cơ học của các bộ phận thu hoạch,…

- Đẩy mạnh công tác dồn điền, đổi thửa, tạo điều kiện tập trung hóa ruộng đất để xây dựng cánh đồng lớn theo hướng sản xuất hàng hóa nhằm tạo ra khối lượng sản phẩm lớn, có chất lượng cao, đồng đều về hình dạng, kích thước, màu sắc,… tạo điều kiện thuận lợi cho việc bao gói, vận chuyển, bảo quản và chế biến.

- Đầu tư nâng cấp, hoàn thiện kết cấu hạ tầng nông nghiệp, nông thôn phù hợp với việc đưa máy móc, thiết bị phục vụ quá trình canh tác, thu hoạch như: Qui hoạch, cải tạo, san phăng đồng ruộng; kiên cố hóa hệ thống tưới, tiêu, giao thông nội đồng và giao thông nông thôn, tạo điều kiện để vận chuyển sản phẩm sau thu hoạch tránh gây hư hỏng do va đập và rung động.

- Đầu tư xây dựng các trạm thu gom, bảo quản nguyên liệu cung cấp cho công nghiệp chế biến, đối với sản phẩm dễ hư hỏng cần thiết phải sơ chế để bảo quản tại chỗ trong thời gian chờ chế biến.

b. Khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư máy móc vào trong lĩnh vực bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm

Trên cơ sở tổ chức lại sản xuất và triển khai có hiệu quả các chính sách kích cầu đối với công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, tạo điều kiện để các doanh nghiệp nước ngoài đầu tư, sản xuất máy phục vụ sản xuất tại Việt Nam:

- Căn cứ yêu cầu của sản xuất, xây dựng kế hoạch, lộ trình cung ứng số lượng, chủng loại máy phù hợp từng bước đồng bộ quá trình cơ giới hóa sản xuất theo từng khâu trong chuỗi giá trị sản xuất hàng hóa.

- Hình thành các tổ chức dịch vụ cơ giới ở nông thôn, phân công lại lao động để nâng cao hiệu quả của việc áp dụng cơ giới hóa.

- Xây dựng các mô hình trình diễn về cơ giới hoá đồng bộ sản xuất nông nghiệp và công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, trước tiên là mô hình thâm canh các loại cây trồng chính ở những vùng sản xuất tập trung (lúa, mía, ngô, sắn, rau, quả,…), sau đó là các mô hình trình diễn về thiết bị sơ chế và chế biến nông sản thực phẩm.

- Chuyển giao các tiến bộ kỹ thuật về cơ điện nông nghiệp và chế biến nông sản thực phẩm thông qua các mô hình khuyến công, khuyến nông.

- Xây dựng chính sách khuyến khích doanh nghiệp nước ngoài đầu tư, sản xuất máy phục vụ sản xuất nông nghiệp và chế biến nông sản thực phẩm ở Việt Nam.

- Tiếp tục hỗ trợ và cung cấp tín dụng cho nông dân, các doanh nghiệp, trang trại để phát triển và ứng dụng công nghệ 4.0 ở tất cả các lĩnh vực trong chuỗi nông sản thực phẩm.

c. Đẩy mạnh công nghiệp chế tạo máy và thiết bị chế biến nông sản thực phẩm

- Triển khai thực hiện Quyết định số 319/QĐ-TTg ngày 15/3/2018 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035, trong đó các loại máy kéo phục vụ sản xuất nông nghiệp, các loại máy canh tác, thu hoạch, bảo quản, chế biến sản phẩm nông- lâm-ngư nghiệp thuộc danh mục sản phẩm cơ khí trọng điểm được ưu tiên đầu tư phát triển giai đoạn 2017-2025.

- Thực hiện một số dự án trọng điểm để chế tạo các dây chuyền thiết bị bảo quản và chế biến nông sản như: chế tạo các loại máy sấy kết hợp lắp đặt các kho bảo quản hiện đại có dung tích lớn (kho cơ giới, kho silô,…) để đáp ứng yêu cầu bảo quản lúa gạo nói riêng và các loại nông sản thực phẩm nói chung, chế tạo các dây chuyền thiết bị chế biến các sản phẩm từ rau quả, thịt cá, mía đường, chè, cà phê,…

- Có chính sách khuyến khích phát triển ngành công nghiệp hỗ trợ phù hợp cho các dự án cơ khí quy mô vừa và nhỏ.

d. Tăng cường chuyển giao, áp dụng tiến bộ khoa học công nghệ vào trong sản xuất

- Đẩy mạnh chuyển giao kết quả các đề tài khoa học công nghệ về bảo quản và chế biến nông sản vào sản xuất; tạo mối liên kết hữu cơ giữa các cơ quan nghiên cứu với các doanh nghiệp ngay từ khi bắt đầu nghiên cứu đến khi kết thúc đề tài; xây dựng sản phẩm hàng hóa có thương hiệu xuất xứ từ kết quả nghiên cứu, chuyển giao kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ cho các cơ sở chế biến nông sản thực phẩm trong cả nước.

- Xây dựng và hình thành các cụm nghiên cứu - đào tạo sản xuất công nghệ cao theo vùng sinh thái, khuyến khích hình thành các cơ sở nghiên cứu tư nhân và các viện gắn với doanh nghiệp.

- Xây dựng các mô hình trình diễn về cơ giới hoá đồng bộ sản xuất nông nghiệp và công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm theo mô hình nông nghiệp thông minh 4.0.

- Tập trung đầu tư vào đổi mới và sáng tạo, ứng dụng và chuyển giao các công nghệ phù hợp với từng địa phương, tạo ra chuỗi giá trị nông sản thực phẩm bền vững.

- Chú trọng bồi dưỡng kiến thức và kỹ năng đối với đội ngũ lao động hiện hành để đáp ứng được yêu cầu áp dụng các thành quả của nông nghiệp 4.0.

KẾT LUẬN

1. Cách mạng công nghiệp 4.0 là sự tích hợp của công nghệ số, công nghệ sinh học và vật lý sẽ tạo ra nền sản xuất thông minh, trong đó nông nghiệp là lĩnh vực đươc ưu tiên triển khai cùng cách mạng công nghiệp 4.0 nhằm tạo ra sản phẩm thực phẩm có chất lượng cao và tuyệt đối an toàn, đồng thời đảm bảo an ninh lương thực để ứng phó với biến đổi khí hậu diễn ra trên toàn cầu.

2. Nền nông nghiêp nước ta trong những năm gần đây đã đạt được những thành tựu nhất định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả và giá trị gia tăng trong nông nghiệp. Tuy nhiên, việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế và đổi mới cách thức sản xuất trong nông nghiệp còn chậm, phổ biến vẫn là sản xuất nhỏ, năng suất, chất lượng, giá trị gia tăng nhiều mặt hàng còn thấp. Vì vậy, việc phát triển ngành nông nghiệp theo định hướng cách mạng công nghiệp 4.0 là xu thế tất yếu để tạo ra bước phát triển nhảy vọt về khoa học công nghệ và tăng trưởng kinh tế, nhằm đưa nền nông nghiệp nước ta trở thành nền nông nghiệp hiện đại, hội nhập với nền nông nghiệp của các nước tiên tiến trên thế giới.

3. Ngành chế biến nông sản thực phẩm ở nước ta hiện nay có tốc độ tăng trưởng khá nhanh, góp phần tăng kim ngạch xuất khẩu trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, việc tổ chức sản xuất vẫn còn manh mún, nhỏ lẻ, trình độ công nghệ chế biến nông sản thực phẩm chưa cao nên tỷ lệ sản phẩm có giá trị gia tăng cao còn thấp, đóng góp của ngành để nâng cao giá trị gia tăng của nông sản thực phẩm còn nhiều hạn chế. Vì vậy, cần thiết phải đầu tư đổi mới công nghệ và thiết bị bảo quản chế biến nông sản theo định hướng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, tổ chức sản xuất theo chuỗi giá trị, áp dụng hệ thống quản lý chất lượng tiên tiến của cách mạng công nghiệp 4.0 để kiểm soát chất lượng, an toàn thực phẩm và truy xuất nguồn gốc, từ đó sẽ tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, giá trị gia tăng cao, giá thành hạ và có sức cạnh tranh mạnh trên thị trường trong và ngoài nước.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Huy Bích và CS (2019). Cơ giới hóa và tái cơ cấu nền nông nghiệp Việt Nam, Tạp chí công nghiệp Nông thôn, số 32/2019.

2. Khương Nha, Duy Tín (2017). Cách mạng Công nghiệp 4.0 là gì? Nguồn: https://news.zing.vn/cach-mang-cong-nghiep-40-la-gi-post750267.html. Ngày 29.5.2017.

3. Đề án Phát triển mía đường đến năm 2020, định hướng đến năm 2030, Cục Chế biến và Phát triển thị trường Nông sản, 2018.

4. Đề án Nâng cao giá trị gia tăng hàng nông lâm thủy sản trong chế biến và giảm tổn thất sau thu hoạch, Cục Chế biến và Phát triển thị trường Nông sản, 2014, cập nhật bổ sung năm 2018.

5. Kiên Nguyễn (2019). Cách mạng 4.0 là gì ? nó sẽ ảnh hưởng thế nào đến Việt Nam ?Nguồn:

https://blogchiasekienthuc.com/dan-cong-nghe/cach-mang-4-0-la-gi.html#vii-anh-huong-cua-cach-mang-cong-nghiep-lan-thu-4-tai-viet-nam. Ngày 10/5/2019.

6. Lê Quý Kha (2017). Mô hình nông nghiệp 4.0 và khả năng áp dụng ở Việt Nam: Nông nghiệp 4.0 là gì?. Nguồn: https://nongnghiep.vn/mo-hinh-nong-nghiep-40-va-kha-nang-ap-dung-o-viet-nam-nong-nghiep-40-la-gi-post198335.html. Ngày 17/7/2017.

7. Niên giám thống kê Việt Nam (Thống kê xuất khẩu ngành Nông nghiệp), Tổng cục Thống kê 2018.

8. Trần Thị Lan (2018). Cách mạng công nghiệp 4.0: Cơ hội và thách thức cho ngành nông nghiệp. Nguồn: http://tapchitaichinh.vn/nghien-cuu--trao-doi/trao-doi-binh-luan/cach-mang-cong-nghiep-40-co-hoi-va-thach-thuc-cho-nganh-nong-nghiep-139071.html. Ngày 19/05/2018.

9. Nguyễn Năng Nhượng, Vũ Anh Tuấn, Võ Thị Lý (2018), Cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp và chế biến, bảo quản nông sản ở Việt Nam- Thực trạng và giải pháp, Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ chuyên ngành Cơ Điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, NXB Thanh Niên.

10. Quyết định số 3642/ QĐ-BNN-CB ngày 08 tháng 9 năm 2015 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc phê duyệt Đề án đẩy mạnh cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp tạo động lực tái cơ cấu ngành nông nghiệp.

11. Phạm S (2017). Nông nghiệp thông minh 4.0: Xu hướng tất yếu và cách tiếp cận. Nguồn: https://nhandan.com.vn/khoahoc/item/34564802-nong-nghiep-thong-minh-4-0-xu-huong-tat-yeu-va-cach-tiep-can.html. Ngày 31/10/2017.

12. Trần Doãn Tiến (1999). Tự động điều khiển các quá trình công nghệ. NXB Giáo dục.

13. Lê Thu (2019). Ứng dụng công nghệ 4.0 trong chăn nuôi bò sữa. Nguồn: https://baomoi.com/ung-dung-cong-nghe-4-0-trong-chan-nuoi-bo-sua/c/30894176.epi. Ngày 29/5/2019

14. Triệu Tuấn (2018). Những thành tựu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 và tiềm năng ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản. Nguồn: https://tepbac.com/tin-tuc/full/nhung-thanh-tuu-cua-cuoc-cach-mang-cong-nghiep-lan-thu-4-va-tiem-nang-ung-dung-trong-nuoi-trong-thuy-san-26880.html). Ngày 23/11/2018.

15. Phil Dawsev (2017). Using IoT to Increase Efficiency, Productivity for Livestock . Nguồn: http://www.precisionag.com/systems-management/using-iot-to-increase-efficiency- productivity-for-livestock. Ngày 19/4/2017.

16. Lê Cung (2018). Ứng dụng IoT trong nuôi tôm. Nguồn: http://thuysanvietnam.com.vn/ung-dung-iot-trong-nuoi-tom-article-19171.tsvn. Ngày 8/2/2018.

Nguồn: bai-trang-3-12.pdf