Tại khu vực Châu Á, đặc biệt là Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc, hiện nay là khu vực thống trị thị trường đóng tàu, chiếm khoảng 85% sản lượng toàn cầu. Năm 2022, ba quốc gia này tiếp tục dẫn đầu, chiếm tới 94% thị phần đóng tàu biển về chỉ số nhận đơn hàng. Xu hướng đóng tàu xanh đang ngày càng được chú trọng, với nhu cầu ngày càng cao về các loại tàu sử dụng nhiên liệu thay thế như methanol, amoniac và hydro, nhằm giảm thiểu tác động môi trường.

Công nghệ thông minh và kết nối đang thay đổi ngành đóng tàu, với nhiều công ty khởi nghiệp trên toàn cầu tập trung vào việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến để đóng tàu lớn hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn. Tàu biển là loại hàng hóa được ưa chuộng nhất cho các hoạt động thương mại, với nhu cầu ngày càng tăng do gia tăng giao dịch hàng hóa quốc tế.

Theo nghiên cứu thị trường thế giới từ các công ty khởi nghiệp (gồm 1617 công ty khởi nghiệp và công ty mở quy mô toàn cầu) của StartUs insights, xu hướng phát triển ngành công nghiệp đóng tàu hiện nay trên thế giới gồm:

Robot tiên tiến

Trong ngành đóng tàu, việc sử dụng rô bốt  tiên tiến đang gia tăng. Xu hướng này được thúc đẩy bởi nhu cầu tự động hóa các nhiệm vụ xây dựng, do trình độ kỹ năng cao và cường độ lao động liên quan. Với kích thước ngày càng tăng của tàu, lực lượng lao động thường phải đối mặt với nhiều giờ làm việc và các nhiệm vụ đòi hỏi cao như hàn, cắt và sơn. Để đáp ứng thời hạn gấp rút để hạ thủy các tàu lớn, các hệ thống robot được sử dụng. Các hệ thống này không chỉ giảm thiểu nguy cơ thương tích mà còn nâng cao hiệu quả của quy trình đóng tàu. Hơn nữa, robot được ứng dụng trong bảo dưỡng và sửa chữa tàu, giúp rút ngắn thời gian xử lý và nâng cao tiêu chuẩn an toàn.

Công nghệ thực tế ảo, chuyển đổi số và tự động hoá

Trong quá trình thiết kế tàu phức tạp, các công ty khởi nghiệp đang chuyển sang Thực tế tăng cường (AR) và Thực tế ảo (VR). Các công nghệ nhập vai này cho phép tạo ra các mô hình thiết kế và hình đại diện người dùng ảo 3D. Các kỹ sư sử dụng các mô hình này để tiến hành đánh giá công thái học, nghiên cứu khả năng tiếp cận và hoạt động bảo trì. Họ cũng kiểm tra các điểm va chạm tiềm ẩn trên tàu giữa con người ảo và mô hình tàu 3D. Điều này tối ưu hóa thời gian giao hàng và chất lượng, đồng thời tăng cường giao tiếp giữa các nhóm. Hơn nữa, các công nghệ nhập vai đóng vai trò quan trọng trong đào tạo an toàn bằng cách cung cấp các mô phỏng thực tế về các tình huống đầy thách thức mà không có bất kỳ rủi ro nào. Xu hướng số hóa và tự động hóa cũng đang thay đổi cách thức hoạt động của ngành đóng tàu. Sử dụng các công nghệ như Internet of Things (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), và học máy (machine learning), các nhà đóng tàu có thể quản lý và theo dõi tình trạng tàu một cách hiệu quả hơn, đồng thời cải thiện quy trình sản xuất và bảo trì.

Tàu xanh, thân thiện môi trường

Vận tải biển có vai trò chi phối trong thương mại toàn cầu, đi kèm với một nhược điểm – ô nhiễm môi trường. Các công ty khởi nghiệp đang tăng cường giải quyết vấn đề này bằng cách phát triển các nhiên liệu sạch thay thế và các giải pháp năng lượng tái tạo cho tàu. Để ứng phó với các quy định về môi trường ngày càng tăng, các nhà đóng tàu đang chuyển sang các vật liệu và phần mềm bền vững để tăng hiệu quả nhiên liệu của động cơ tàu. Các thiết kế thân tàu tiên tiến và tối ưu hóa chân vịt đang được sử dụng để tăng hiệu quả năng lượng trong các tàu xanh này, dẫn đến giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu. Một trong những xu hướng quan trọng nhất là việc áp dụng công nghệ xanh. Các nhà sản xuất tàu đang chuyển hướng sang việc thiết kế và xây dựng các tàu có hiệu suất cao hơn và ít khí thải hơn. Điều này bao gồm sử dụng các loại nhiên liệu sạch hơn như LNG (khí thiên nhiên hóa lỏng), amoniac, hydro,… và nghiên cứu phát triển tàu chạy bằng năng lượng gió hoặc mặt trời.

Công nghệ sản xuất bồi đắp

Trong khi sản xuất bồi đắp đang có những bước tiến trong các ngành công nghiệp như ô tô và xây dựng, tác động của nó đối với ngành đóng tàu vẫn chưa rõ rệt. Quy mô lớn của các thành phần và nhu cầu về vật liệu để chịu được điều kiện khắc nghiệt của đại dương đặt ra những thách thức. Tuy nhiên, các công ty khởi nghiệp đang đổi mới với các kỹ thuật mới như Wire Arc nâng cấp và Powder Bed Fusion. Các phương pháp này sản xuất các thành phần từ trung bình đến lớn với tốc độ lắng đọng cao và kích thước xây dựng không giới hạn. Ngoài ra, khả năng in các bộ phận theo yêu cầu giúp hợp lý hóa chuỗi cung ứng và giảm chi phí tồn kho, đánh dấu sự thay đổi đáng kể trong ngành.

An ninh mạng

Các tàu hiện đại sử dụng nhiều loại cảm biến mạng lưới thiết bị kết nối internet cho các nhiệm vụ như điều hướng, quản lý hàng tồn kho và giám sát thiết bị. Khi kích thước của tàu tăng lên, vai trò của các cảm biến này trở nên quan trọng hơn. Tuy nhiên, việc tăng số lượng cảm biến được kết nối cũng làm tăng khả năng xảy ra lỗ hổng mạng. Các lỗ hổng này có thể dẫn đến chậm trễ chuyến đi, mất thông tin hoặc thậm chí là hư hỏng thiết bị. Để giảm thiểu điều này, các công ty khởi nghiệp đang phát triển các giải pháp quản lý rủi ro mạng. Các giải pháp này bảo vệ các hệ thống và thiết bị tàu thuỷ trên tàu, đặc biệt tập trung vào việc bảo mật kết nối internet của các cảm biến. Ngoài ra, các giải pháp này bao gồm bảo mật hệ thống phần cứng và phần mềm của tàu và đào tạo các thành viên phi hành đoàn về các hoạt động an ninh mạng.

Trí tuệ nhân tạo

Thiết kế tàu đang trở nên mạnh mẽ hơn với khả năng xem xét nhiều dữ liệu tham số hơn như gió, thời tiết, dòng hải lưu và các dữ liệu khác. Tuy nhiên, sự phức tạp của dữ liệu gia tăng này cũng làm tăng thời gian xử lý. Để giải quyết vấn đề này, ngành đóng tàu đang tích hợp AI để thiết kế và tối ưu hóa quy trình vận hành. Phân tích dự đoán dựa trên AI đang được tích hợp vào các cảng và xưởng đóng tàu để quản lý khối lượng giao thông tàu ngày càng tăng. Các công ty khởi nghiệp đang phát triển các giải pháp AI để tự động hóa việc điều khiển tàu và mô phỏng các điều kiện hoạt động. Hơn nữa, việc tích hợp AI vào đóng tàu không chỉ hợp lý hóa quy trình xây dựng mà còn đảm bảo sản xuất ra những con tàu thông minh hơn, an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn.

Vật liệu tiên tiến

Trong đóng tàu, việc sử dụng các vật liệu như vật liệu composite carbon và nhôm giúp giảm chi phí và có đặc tính kết cấu vượt trội. Các vật liệu composite này giúp tàu giảm thời gian ngừng hoạt động để bảo dưỡng do có khả năng chống ăn mòn cao. Các vật liệu thông minh còn nâng cao hơn nữa hiệu quả kinh tế của ngành vận tải biển bằng cách giảm chi phí nhiên liệu và tăng sức chứa hàng hóa thông qua việc giảm trọng lượng kết cấu. Các công ty khởi nghiệp đang đổi mới với các vật liệu bền vững có độ bền cao và hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn. Họ cũng đang khám phá các loại polyme và vật liệu composite bền vững và thay thế, hiện đang được sử dụng chưa hết dư địa trong ngành hàng hải. Các vật liệu tiên tiến này cũng cho phép tạo ra các thiết kế phức tạp và hiệu quả, góp phần kéo dài tuổi thọ của tàu.

Tối ưu hóa thiết kế

Khi tàu chở khách và tàu chở hàng tăng kích thước để có thể chứa nhiều người và hàng hóa hơn, các thách thức nảy sinh. Kích thước tàu tăng gây khó khăn cho các cảng và làm tăng nguy cơ xảy ra các mối nguy hiểm như hỏa hoạn và tai nạn container. Các quy định về môi trường bổ sung thêm nhiều hạn chế đối với việc đóng tàu. Để giải quyết những vấn đề này, các công ty khởi nghiệp đang phát triển phần mềm cho phép thiết kế, tối ưu hóa và mô phỏng ảo. Điều này bao gồm thiết kế tàu không có tải trọng dằn và mô phỏng các mô hình tàu cuối cùng trong điều kiện thực tế. Phương pháp tiếp cận này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc đóng tàu theo mô-đun, dẫn đến các quy trình đóng tàu hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn. Thiết kế tàu thông minh là một xu hướng khác đang được chú trọng. Các tàu này được trang bị hệ thống giám sát và điều khiển hiện đại, giúp tăng cường khả năng vận hành và an toàn. Ví dụ, hệ thống định vị tiên tiến có thể dự báo thời tiết và dòng chảy, giúp tàu lựa chọn lộ trình an toàn và hiệu quả nhất.

Mạng lưới thiết bị kết nối internet (IOT)

Trong lĩnh vực công nghiệp nặng như đóng tàu, tính phức tạp của luồng thông tin và kết nối hệ thống là một thách thức đáng kể. Tận dụng IOT, các nhà sản xuất hiện có thể tích hợp các hệ thống khác nhau và có được những hiểu biết có giá trị từ dữ liệu máy móc. Sự tích hợp này nâng cao hiệu quả trong đóng tàu bằng cách cung cấp khả năng hiển thị vào nhiều quy trình khác nhau. Hơn nữa, nó cải thiện đáng kể các biện pháp an toàn. Lực lượng lao động liên tục tiếp xúc với thiết bị nguy hiểm, khiến đóng tàu trở thành một quy trình vốn nguy hiểm. IoT đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu những rủi ro này bằng cách giám sát lực lượng lao động. Ngoài ra, tối ưu hóa chuỗi cung ứng là một yếu tố không thể thiếu. Nhờ vào công nghệ blockchain và các giải pháp quản lý chuỗi cung ứng tiên tiến, các công ty đóng tàu có thể cải thiện quản lý hàng hóa, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa chi phí.

Ngành đóng tàu thương mại đang chứng kiến sự thay đổi nhanh chóng với sự ra đời của các công nghệ và xu hướng mới. Để duy trì sự cạnh tranh và phát triển, các doanh nghiệp cần liên tục đầu tư và nghiên cứu, áp dụng các giải pháp sáng tạo và bền vững.

Vũ Minh Phú

Trưởng ban Sản xuất - Kinh doanh

Tổng Công ty Công nghiệp tàu thuỷ (SBIC)