Kỹ thuật số là gì? Các công nghệ digital & thiết bị kỹ thuật số

Tất cả chúng ta đang sống trong thời kỳ của cuộc cách mạng 4.0, giai đoạn thịnh vượng nhất của thời đại kỹ thuật số. Các hoạt động liên quan đến kỹ thuật số đang dần thay đổi cách hoạt động, vận hành trong các doanh nghiệp và cách mà mọi người tương tác với nhau.

Kỹ thuật số (Digital) là gì?

Kỹ thuật số (Digital) mô tả quá trình sử dụng các con số và máy tính để xử lý thông tin. Nó liên quan đến việc biểu diễn, lưu trữ, xử lý và truyền thông tin bằng cách sử dụng các con số hoặc các biểu tượng tương tự. Kỹ thuật số đã thay đổi cách chúng ta làm việc với thông tin, từ việc giao tiếp, lưu trữ dữ liệu, xem phim, nghe nhạc, đọc sách, tìm kiếm thông tin trên Internet,...

Các thiết bị kỹ thuật số (Digital Devices) như máy tính, điện thoại di động, máy tính bảng và các thiết bị điện tử sử dụng hệ thống số nhị phân để xử lý thông tin. Trong hệ thống số nhị phân, thông tin được biểu diễn bằng cách sử dụng hai ký tự số 0 và 1. Các tín hiệu điện tử trong máy tính được mã hóa thành các dãy các số 0 và 1, gọi là bit (ví dụ: 01010101). Các bit này được nhóm lại với nhau thành byte để biểu thị dữ liệu như số, chữ cái, hình ảnh hoặc âm thanh.

Ví dụ về công nghệ và khái niệm kỹ thuật số digital

Công nghệ kỹ thuật số, vốn là động lực chính của các xu hướng chuyển đổi kỹ thuật số gần đây, đang cách mạng hóa một loạt các ngành công nghiệp, doanh nghiệp và các khía cạnh khác nhau của cuộc sống. Các ví dụ phổ biến về công nghệ và kỹ thuật số như:

• Các thiết bị kỹ thuật số và điện tử: Đây là thiết bị vật lý sử dụng dữ liệu số. Ví dụ về các thiết bị kỹ thuật số và thiết bị điện tử bao gồm PC, điện thoại thông minh, máy ảnh và máy tính xách tay.

• Tín hiệu kỹ thuật số: Tín hiệu số được sử dụng để truyền các giá trị rời rạc, thường được biểu thị dưới dạng số nhị phân 0 và 1. Ngược lại với tín hiệu analog, tín hiệu số chỉ có thể nhận một số giá trị giới hạn và thay đổi liên tục.

• Truyền thông kỹ thuật số: Phương tiện kỹ thuật số là bất kỳ loại nội dung phương tiện nào được tạo, phân phối và tiêu thụ bằng công nghệ kỹ thuật số. Bao gồm hình ảnh kỹ thuật số, ảnh chụp, âm nhạc, trò chơi điện tử và các tính năng tương tác cũng như các loại tài liệu kỹ thuật số khác.

• Dữ liệu số: Dữ liệu số là thông tin được biểu diễn hoặc lưu trữ ở định dạng nhị phân, rời rạc bằng cách sử dụng các giá trị 0 và 1. Trái ngược với dữ liệu tương tự, được biểu diễn dưới dạng liên tục, không rời rạc.

Tầm quan trọng của kỹ thuật số (digital)

Kỹ thuật số cung cấp nhiều lợi ích, bao gồm khả năng lưu trữ và truyền tải lượng thông tin lớn, khả năng sao chép dữ liệu chính xác và dễ dàng, khả năng xử lý dữ liệu tự động và tốc độ xử lý nhanh. Nó đã tác động sâu sắc đến nhiều lĩnh vực trong cuộc sống hàng ngày, bao gồm công nghệ thông tin, viễn thông, giải trí số, y tế số, kinh doanh trực tuyến,.... Một số lợi ích chung của việc sử dụng kỹ thuật số bao gồm:

• Cải thiện trải nghiệm của khách hàng: Các công cụ và công nghệ kỹ thuật số như chatbot, hệ thống quản lý quan hệ khách hàng sẽ cải thiện trải nghiệm và thời gian phản hồi của khách hàng.

• Tự động hóa: Chuỗi cung ứng và quy trình kinh doanh có thể được tự động hóa bằng cách sử dụng các công nghệ kỹ thuật số như máy học, trí tuệ nhân tạo và tự động hóa quy trình bằng robot. Các công nghệ kỹ thuật số này giúp hợp lý hóa hoạt động, cung cấp thông tin chi tiết theo thời gian thực và giảm thiểu sự can thiệp thủ công.

• Dễ dàng tiếp cận và quản lý: Dữ liệu số dễ dàng truy cập và quản lý hơn. Không giống như dữ liệu analog, chẳng hạn như bản ghi vinyl, bản ghi kỹ thuật số có thể được sao chép, chỉnh sửa và di chuyển mà không làm giảm chất lượng âm thanh.

• Lưu trữ đơn giản hóa: Dữ liệu số có thể được lưu trữ thuận tiện trên ổ cứng, ổ cứng thể rắn, thẻ nhớ và lưu trữ đám mây,… Giúp doanh nghiệp và người dùng dễ dàng theo dõi và quản lý khối lượng dữ liệu lớn. Ví dụ: hàng nghìn bài hát có thể được lưu trữ trên một USB, trong khi cùng một lượng nhạc sẽ cần một không gian để lưu trữ vật lý.

• Truy cập thông tin nhanh chóng: Các nền tảng kỹ thuật số như internet và công cụ tìm kiếm giúp dễ dàng trích xuất thông tin về bất kỳ chủ đề nào.

• Tăng cường tính linh hoạt: Công nghệ kỹ thuật số cho phép mọi người làm việc từ xa từ bất kỳ địa điểm nào trên thế giới. Các công cụ cộng tác kỹ thuật số như Zoom và Microsoft Teams cho phép nhân viên làm việc từ mọi nơi và không yêu cầu họ phải có không gian văn phòng được chỉ định để làm việc.

• Tính linh hoạt: Các sản phẩm kỹ thuật số có thể được tích hợp dễ dàng vào chiến lược kinh doanh và tiếp thị ở bất kỳ giai đoạn nào của kênh bán hàng.

Đặc điểm của kỹ thuật số (digital)

Kỹ thuật số là một công nghệ tiên tiến có nhiều đặc điểm ưu việt so với các phương pháp truyền thống. Kỹ thuật số đang được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Một số đặc điểm chính của kỹ thuật số bao gồm:

• Biểu diễn số: Trong kỹ thuật số, thông tin được biểu diễn dưới dạng các con số hoặc đại diện của chúng. Cho phép lưu trữ, xử lý và truyền tải thông tin một cách chính xác.

• Chất lượng và độ chính xác cao: Kỹ thuật số cho phép biểu diễn và tái tạo dữ liệu với độ chính xác cao. Vì thông tin được biểu diễn dưới dạng số, nó có thể được lưu trữ và xử lý mà không gặp sự biến đổi hay mất mát đáng kể.

• Xử lý dễ dàng: Các dữ liệu số có thể được xử lý bằng các thuật toán và phần mềm, giúp tự động hóa quy trình và tăng tốc độ xử lý thông tin. Nó cũng cho phép tích hợp và tương tác dễ dàng với các hệ thống và thiết bị khác.

• Dễ dàng truyền tải và lưu trữ: Dữ liệu số có thể được truyền tải qua các kênh truyền thông kỹ thuật số như mạng máy tính, internet và các thiết bị lưu trữ kỹ thuật số như ổ cứng, đĩa CD, USB. Cho phép dữ liệu được dễ dàng chia sẻ, sao chép và lưu trữ.

• Tích hợp và tương tác: Kỹ thuật số cho phép tích hợp và tương tác giữa các hệ thống và thiết bị khác nhau. Ví dụ, dữ liệu số từ một thiết bị có thể được đọc và xử lý bởi các thiết bị khác mà không cần chuyển đổi sang định dạng khác.

• Khả năng tái sử dụng và mở rộng: Việc lưu trữ và sử dụng các dữ liệu số dễ dàng hơn khi có kỹ thuật số. Nó cũng cho phép mở rộng và mở rộng các hệ thống kỹ thuật số một cách linh hoạt và tiện lợi.

• Đa dạng ứng dụng: Kỹ thuật số được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm viễn thông, điện tử, công nghệ thông tin, điện tử tiêu dùng, y tế, giải trí,...

Vai trò của kỹ thuật số trong công cuộc chuyển đổi số

kỹ thuật số đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy chuyển đổi số, mang lại nhiều lợi ích cho tổ chức và doanh nghiệp. Việc ứng dụng hiệu quả các công nghệ kỹ thuật số sẽ giúp nâng cao năng lực cạnh tranh, tạo ra giá trị mới và hướng đến thành công trong thời đại số.

Nền tảng công nghệ

Trong công cuộc chuyển đổi số, kỹ thuật số đóng vai trò là nền tảng công nghệ then chốt, tạo điều kiện cho sự thay đổi toàn diện trong mọi khía cạnh của tổ chức. Nền tảng kỹ thuật số cung cấp bộ công cụ mạnh mẽ bao gồm điện toán đám mây, trí tuệ nhân tạo, big data, Internet vạn vật, IoT,... giúp tự động hóa quy trình, tối ưu hóa hoạt động và đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu chính xác. Nhờ vậy, tổ chức có thể nâng cao hiệu quả hoạt động, tiết kiệm chi phí, và tăng cường khả năng cạnh tranh trong thị trường biến động liên tục như hiện nay.

Hơn nữa, kỹ thuật số còn đóng vai trò như chất keo gắn kết các bộ phận, con người và quy trình trong tổ chức. Nó giúp phá vỡ rào cản thông tin, tạo dòng chảy thông tin thông suốt và hợp tác hiệu quả giữa các phòng ban, góp phần xây dựng văn hóa doanh nghiệp đoàn kết.

Động lực thúc đẩy đổi mới

Sự bùng nổ của kỹ thuật số tạo ra một môi trường thuận lợi cho việc đổi mới tại nhiều tổ chức, doanh nghiệp. Các công nghệ như trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn, Internet vạn vật, blockchain,... đang mở ra những đột phá mới chưa từng có, cho phép các doanh nghiệp và tổ chức tái tạo quy trình, mô hình kinh doanh và cách thức hoạt động.

Kỹ thuật số giúp phá vỡ các rào cản truyền thống, tạo điều kiện cho sự hợp tác và kết nối giữa các ngành, lĩnh vực khác nhau. Nhờ đó, các giải pháp sáng tạo có thể được phát triển một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường.

Hơn nữa, kỹ thuật số còn thúc đẩy đổi mới thông qua việc thay đổi cách thức con người tương tác và làm việc. Các công nghệ như mạng xã hội, nền tảng cộng tác trực tuyến,... đã tạo ra môi trường làm việc kết nối, chia sẻ và học hỏi lẫn nhau, khuyến khích sự sáng tạo và đổi mới từ mỗi cá nhân.

Nâng cao hiệu quả hoạt động

Kỹ thuật số giúp tự động hóa các quy trình thủ công, loại bỏ các thao tác rườm rà, tăng tốc độ xử lý thông tin và đưa ra quyết định. Nhờ đó, năng suất lao động được cải thiện đáng kể, tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành.

Song đó, kỹ thuật số cũng tạo ra những đột phá trong việc thu thập, phân tích dữ liệu. Dữ liệu được chuyển đổi thành thông tin hữu ích, giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về khách hàng, thị trường và nhu cầu thực tế. Từ đó có thể đưa ra chiến lược kinh doanh phù hợp, tối ưu hóa sản phẩm/ dịch vụ, nâng cao trải nghiệm khách hàng và tăng cường khả năng cạnh tranh.

Tạo ra trải nghiệm khách hàng tốt hơn

Kỹ thuật số giờ đây đã len lỏi vào mọi khía cạnh của hoạt động kinh doanh, từ vận hành nội bộ đến tương tác với khách hàng. Dữ liệu được thu thập và phân tích từ các kênh kỹ thuật số vẽ nên bức tranh chân thực về hành vi, sở thích và nhu cầu của khách hàng. Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể cá nhân hóa từng trải nghiệm, tạo ra sự kết nối và đáp ứng mong muốn của khách hàng một cách hiệu quả. Các giao dịch thực hiện trực tuyến, thông tin được cập nhật tức thì, dịch vụ được hỗ trợ 24/7, tất cả góp phần tạo nên sự hài lòng và gắn kết cho khách hàng.

Kỹ sư kỹ thuật số làm gì?

Kỹ sư kỹ thuật số là chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ thông tin và kỹ thuật số. Họ chịu trách nhiệm thiết kế, phát triển, triển khai và duy trì các hệ thống và ứng dụng công nghệ thông tin.

Công việc của kỹ sư kỹ thuật số có thể bao gồm:

• Phân tích và thiết kế hệ thống: Phân tích yêu cầu, thiết kế kiến trúc hệ thống và lựa chọn công nghệ phù hợp cho dự án.

• Phát triển ứng dụng: Sử dụng ngôn ngữ lập trình và công cụ phát triển phần mềm để tạo ra các ứng dụng, trang web, phần mềm và các giải pháp kỹ thuật số.

• Quản lý dự án: Phối hợp công việc giữa các thành viên trong nhóm, đảm bảo tiến độ và chất lượng của dự án.

• Kiểm thử và đảm bảo chất lượng: Kiểm thử phần mềm, tìm lỗi và đảm bảo hệ thống hoạt động suôn sẻ.

• Tư vấn công nghệ: Cung cấp sự tư vấn về công nghệ và giúp đỡ các doanh nghiệp trong việc áp dụng công nghệ thông tin để nâng cao hiệu suất, hiệu quả hoạt động.

• Bảo mật thông tin: Kỹ sư kỹ thuật số đảm bảo an ninh thông tin trong hệ thống và ứng dụng bằng cách triển khai các biện pháp bảo mật, kiểm tra và giám sát.

• Nghiên cứu và phát triển: Tham gia vào hoạt động nghiên cứu và phát triển nhằm đưa ra các giải pháp công nghệ mới và nâng cao hiệu suất của hệ thống kỹ thuật số.

Các thiết bị kỹ thuật số (Digital devices)

Thiết bị kỹ thuật số (digital devices) bao gồm một loạt các sản phẩm công nghệ cao được thiết kế để lưu trữ, xử lý và truyền đạt thông tin dưới dạng dữ liệu số như máy tính, thiết bị di động, thiết bị điện tử, máy ảnh số, máy quét mã vạch và các thiết bị kết nối khác. Các thiết bị này đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày, hỗ trợ mọi hoạt động từ làm việc, học tập, giải trí, đến giao tiếp. Dưới đây là một số loại thiết bị kỹ thuật số phổ biến:

Máy tính

• Máy Tính để Bàn: Máy tính truyền thống với các thành phần như CPU, màn hình, bàn phím và chuột.
• Máy Tính Xách Tay (Laptop): Máy tính di động với tất cả các thành phần tích hợp trong một thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng mang theo.

Thiết bị di động

• Điện Thoại Thông Minh: Thiết bị di động đa năng có khả năng thực hiện cuộc gọi, truy cập internet, chụp ảnh và nhiều chức năng khác.
• Máy Tính Bảng: Thiết bị có màn hình cảm ứng lớn hơn điện thoại, thích hợp cho việc đọc sách, xem video và làm việc.

Thiết bị đeo

• Đồng Hồ Thông Minh: Thiết bị đeo tay có khả năng theo dõi sức khỏe, hiển thị thông báo, và thậm chí thực hiện cuộc gọi.
• Vòng Đeo Sức Khỏe: Thiết bị giúp theo dõi các hoạt động thể chất, giấc ngủ và cung cấp dữ liệu sức khỏe.

Giải trí và phương tiện truyền thông

• Máy Chơi Game: Thiết bị chuyên dụng cho việc chơi game, bao gồm cả hệ thống chơi game tại nhà và máy chơi game cầm tay.
• Smart TV (Truyền Hình Thông Minh): Tivi có khả năng kết nối internet, hỗ trợ các ứng dụng streaming và dịch vụ trực tuyến.
• Thiết Bị Streaming: Thiết bị nhỏ gọn giúp truyền phát nội dung từ internet lên TV hoặc màn hình khác.

Lưu trữ và sự kiện

• Ổ Cứng Di Động và USB: Thiết bị lưu trữ di động cho phép lưu trữ và chuyển đổi dữ liệu một cách dễ dàng.
• Thẻ Nhớ: Dùng để lưu trữ dữ liệu trên điện thoại, máy ảnh và các thiết bị di động khác.

Mạng và kết nối

• Router Wi-Fi và Modem: Thiết bị cho phép kết nối mạng không dây trong nhà hoặc văn phòng.
• Thiết Bị Mạng Không Dây (Extenders, Mesh Wi-Fi): Cải thiện phạm vi và chất lượng kết nối mạng không dây.

Các thiết bị kỹ thuật số ngày càng trở nên thông minh và tích hợp nhiều chức năng hơn, giúp chúng ta kết nối và tương tác với thế giới xung quanh một cách hiệu quả.

Các công cụ mà kỹ sư kỹ thuật số cần biết

Phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD)

Đây là công cụ cơ bản để tạo mô hình 2D và 3D cho sản phẩm. Các phần mềm CAD phổ biến bao gồm AutoCAD, Solidworks, Inventor, Fusion 360,...

Nó cho phép các kỹ sư tạo các bản vẽ kỹ thuật chính xác với các đường thẳng, đường cong, hình dạng và kích thước cụ thể. Tạo các mô hình 3D thực tế của sản phẩm, tòa nhà hoặc các đối tượng khác. Ghép các bộ phận riêng lẻ lại với nhau để tạo thành một mô hình hoàn chỉnh. Chạy mô phỏng để kiểm tra chức năng và hiệu suất của thiết kế,...

Nền tảng quản lý vòng đời sản phẩm (PLM)

PLM giúp quản lý toàn bộ vòng đời sản phẩm, từ giai đoạn ý tưởng đến sản xuất và hậu mãi. Các nền tảng PLM phổ biến như Siemens Teamcenter, UpChain, PTC Windchill, Dassault Systèmes ENOVIA,...

Phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEA)

Phần mềm FEA cho phép kỹ sư xem xét và đánh giá hiệu suất của cấu trúc trong nhiều điều kiện khác nhau. Cung cấp các thông tin quan trọng để cải thiện thiết kế, tối ưu hóa cấu trúc và dự đoán hành vi của nó trong các tình huống thực tế. Một số công cụ phổ biến như ANSYS, Abaqus, SolidWorks Simulation,...

Công cụ mô phỏng và phân tích

Công cụ này giúp mô phỏng hiệu suất sản phẩm trước khi chế tạo, giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu rủi ro. Các công cụ mô phỏng phổ biến bao gồm matlab, SimScale,...

Ngôn ngữ lập trình

Kỹ sư kỹ thuật số cần có kiến thức về ngôn ngữ lập trình để tự động hóa các tác vụ, viết mã cho các ứng dụng và tích hợp hệ thống. Các ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay bao gồm Python, Java, C++, JavaScript,...

Phần mềm xây dựng mô hình thông tin (BIM)

Mô hình BIM là một tập hợp dữ liệu thông minh chứa thông tin chi tiết về thiết kế, thi công và vận hành công trình. Nó cho phép tạo ra mô hình 3D trực quan của công trình, bao gồm cả các chi tiết kiến trúc, kết cấu, MEP. Các thông tin kỹ thuật, vật liệu, chi phí, thời gian thi công,.... có thể được gắn vào các đối tượng trong mô hình. Một số phần mềm BIM phổ biến Autodesk Revit Autodesk AutoCAD Architecture, Graphisoft Archicad,...

Có người ví kỹ thuật số như con dao hai lưỡi. Một mặt, nó mang đến những tiện ích vô tận, giúp con người giải phóng khỏi những ràng buộc của thời gian và không gian, gia tăng hiệu quả và năng suất. Mặt khác, nó cũng tiềm ẩn những nguy cơ, như sự lệ thuộc, mất kết nối thực tế và nguy cơ an ninh mạng.

Tuy nhiên, nhìn xa hơn, kỹ thuật số không chỉ đơn thuần là công cụ, mà còn là một lời hứa hẹn về tương lai. Nó mở ra cánh cửa đến những thế giới mới, nơi con người có thể kết nối, sáng tạo và học hỏi liên tục. Nó là chìa khóa để giải quyết những vấn đề cấp bách của nhân loại, như biến đổi khí hậu, y tế và giáo dục.

Vì vậy, nhiệm vụ của mỗi cá nhân là học cách sử dụng nó một cách thông minh và có trách nhiệm. Bằng cách trang bị cho bản thân những kỹ năng cần thiết để thích ứng với thời đại mới, đồng thời xây dựng một môi trường kỹ thuật số an toàn và lành mạnh.