MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CẢI THIỆN CÔNG TÁC AN TOÀN PHÒNG THÍ NGHIỆM TRONG THỜI ĐẠI CÔNG NGHỆ SỐ 4.0

Hồ sỹ linh

Hoàng Thị Thùy Dương

Trường Đại học Đồng Tháp

Tóm tắt

Trong bối cảnh Cách mạng Công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, việc cải thiện công tác an toàn phòng thí nghiệm trở thành yêu cầu cấp thiết, nhằm đảm bảo môi trường làm việc an toàn, hiện đại và hiệu quả. Sự phát triển của công nghệ số đã mở ra nhiều cơ hội mới trong quản lý và giám sát an toàn như: ứng dụng IoT để theo dõi điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, khí độc...), sử dụng AI để phân tích rủi ro và cảnh báo sớm sự cố, hay quản lý hóa chất và thiết bị thông qua mã QR và phần mềm tự động. Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi, việc áp dụng công nghệ cũng đặt ra một số thách thức như: yêu cầu cao về hạ tầng kỹ thuật, đào tạo nhân lực sử dụng công nghệ, bảo mật dữ liệu và tính phụ thuộc vào hệ thống. Do đó, cần có giải pháp đồng bộ giữa đầu tư công nghệ, nâng cao ý thức và năng lực an toàn của người sử dụng, cũng như xây dựng quy trình vận hành thông minh, để nâng cao hiệu quả quản lý an toàn trong phòng thí nghiệm thời đại số.

Abstract

In the context of the rapidly advancing Fourth Industrial Revolution, improving laboratory safety has become an urgent requirement to ensure a safe, modern, and efficient working environment. The development of digital technologies has opened up many new opportunities in safety management and monitoring, such as applying IoT to track environmental conditions (temperature, humidity, toxic gases), using AI to analyze risks and provide early warnings of incidents, and managing chemicals and equipment through QR codes and automated software. However, alongside these advantages, the application of technology also poses certain challenges, including high demands on technical infrastructure, the need for training personnel to use technology, data security issues, and dependence on digital systems. Therefore, a comprehensive solution is needed—combining investment in technology, raising users’ awareness and safety competencies, and developing smart operating procedures—to enhance the effectiveness of laboratory safety management in the digital age.

Từ khóa: An toàn phòng thí nghiệm, Công nghệ 4.0, IoT, LIMS, ISO 45001, đào tạo thực tế ảo

Keywords: Laboratory safety, Industry 4.0, Internet of Things (IoT), Laboratory Information Management System (LIMS), ISO 45001, Virtual reality training

1. Đặt vấn đề

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 đang lan rộng mạnh mẽ trên toàn cầu, các phòng thí nghiệm hiện đại không còn đơn thuần là nơi thực hiện các thao tác hóa học cơ bản, mà đã trở thành môi trường tích hợp công nghệ cao với thiết bị tự động, hệ thống cảm biến, và nền tảng quản lý số hóa. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết phải cải tiến công tác an toàn phòng thí nghiệm, nhằm thích nghi với sự phức tạp ngày càng gia tăng của hoạt động nghiên cứu và giảng dạy.

Việc áp dụng các thành tựu của công nghệ 4.0 như IoT, AI, phần mềm quản lý LIMS (Laboratory Information Management System) hay thực tế ảo (Virtual Reality (VR)) không chỉ giúp nâng cao khả năng giám sát và cảnh báo rủi ro, mà còn hỗ trợ đào tạo an toàn một cách sinh động và hiệu quả. Thay vì phản ứng thụ động khi sự cố xảy ra, các giải pháp công nghệ hiện đại cho phép phòng ngừa từ sớm, từ đó giảm thiểu tai nạn, thiệt hại tài sản và gián đoạn hoạt động [2]. Đồng thời, việc số hóa quy trình an toàn còn góp phần xây dựng hệ thống quản lý minh bạch, nhất quán, dễ kiểm tra và đánh giá theo tiêu chuẩn quốc tế như ISO 45001 hay ISO/IEC 17025 [4, 9].

Vì vậy, cải tiến công tác an toàn phòng thí nghiệm không chỉ là nhu cầu nội tại của các đơn vị nghiên cứu – đào tạo, mà còn là yếu tố then chốt giúp nâng cao chất lượng, uy tín và khả năng hội nhập quốc tế trong thời đại số.

2. Phương pháp nghiên cứu

Bài báo sử dụng phương pháp nghiên cứu định tính với sự kết hợp giữa nghiên cứu tài liệu, phân tích – tổng hợp và tham khảo ý kiến chuyên gia. Trước hết, nhóm tác giả tiến hành khảo cứu các công trình khoa học, tiêu chuẩn quốc tế (ISO 45001, ISO/IEC 17025, GLP, GMP…) và các báo cáo thực tiễn trong và ngoài nước nhằm hệ thống hóa cơ sở lý luận liên quan đến công tác an toàn phòng thí nghiệm trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0. Tiếp theo là phân tích thực trạng tại các phòng thí nghiệm đại học ở Việt Nam dựa trên số liệu thứ cấp, báo cáo đánh giá, cùng với việc đối chiếu với các mô hình quản lý tiên tiến trên thế giới [6]. Đồng thời, ý kiến từ giảng viên và cán bộ kỹ thuật phòng thí nghiệm cũng được tham khảo để làm rõ những khó khăn, thuận lợi khi ứng dụng công nghệ số vào công tác an toàn. Trên cơ sở đó, bài báo tổng hợp, suy luận logic và đề xuất các giải pháp theo định hướng tích hợp công nghệ 4.0, gắn với chu trình cải tiến liên tục PDCA (Plan – Do – Check – Act), nhằm nâng cao hiệu quả quản lý an toàn phòng thí nghiệm.

3. Nội dung một số vấn đề cải thiện công tác an toàn phòng thí nghiệm trong thời đại công nghệ 4.0

3.1. Công tác an toàn phòng thí nghiệm trong thời đại công nghệ 4.0

3.1.1 Các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến công tác phòng thí nghiệm

Trong bối cảnh hội nhập quốc tế và nâng cao chất lượng quản lý khoa học - công nghệ, việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế trong vận hành phòng thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng. Những tiêu chuẩn này không chỉ giúp đảm bảo năng lực kỹ thuật và chất lượng kết quả thử nghiệm mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe người lao động, môi trường và nâng cao uy tín của đơn vị vận hành. Dưới đây là một số tiêu chuẩn phổ biến được áp dụng rộng rãi:

Bảng 1. Một số tiêu chuẩn công tác phòng thí nghiệm

Việc áp dụng đồng bộ và hiệu quả các tiêu chuẩn quốc tế trong công tác phòng thí nghiệm không chỉ thể hiện năng lực chuyên môn mà còn là yếu tố then chốt để đạt được sự công nhận trong nước và quốc tế, từ đó mở rộng hợp tác nghiên cứu, sản xuất và chuyển giao công nghệ.

3.1.2. Thực trạng phòng thí nghiệm ở các trường đại học hiện nay

Hiện nay, hệ thống phòng thí nghiệm tại nhiều trường đại học ở Việt Nam đang có những bước chuyển biến tích cực, đặc biệt tại các cơ sở chú trọng đến nghiên cứu và đổi mới sáng tạo. Một số trường đại học lớn như Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Tôn Đức Thắng, Đại học Phenikaa, Đại học FPT… đã đầu tư xây dựng các phòng thí nghiệm hiện đại, tiệm cận chuẩn quốc tế. Nhiều phòng thí nghiệm đã đạt được các chứng chỉ như ISO/IEC 17025, ISO 9001, GLP…, đủ điều kiện tham gia kiểm nghiệm và nghiên cứu ở cấp độ quốc tế. Ngoài ra, xu hướng hợp tác với doanh nghiệp và viện nghiên cứu để khai thác hiệu quả phòng thí nghiệm cũng ngày càng được đẩy mạnh.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy vẫn còn nhiều bất cập cần khắc phục. Cơ sở vật chất giữa các trường chưa đồng đều, nhiều nơi vẫn sử dụng thiết bị cũ, lạc hậu và thiếu đồng bộ. Việc tiêu chuẩn hóa và kiểm định còn hạn chế; không ít phòng thí nghiệm chưa đạt các tiêu chuẩn quốc tế như ISO/IEC 17025 hay GLP.

Công tác quản lý phòng thí nghiệm vẫn chủ yếu thực hiện thủ công, thiếu các công cụ số như hệ thống quản lý thông tin phòng thí nghiệm (LIMS) – một giải pháp hiệu quả giúp lưu trữ, phân tích và truy xuất dữ liệu [5].

Vấn đề an toàn phòng thí nghiệm chưa được chú trọng đúng mức: đội ngũ nhân sự thiếu đào tạo bài bản, thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) còn thiếu, quy trình vận hành chuẩn (SOP) chưa rõ ràng, và nhiều nơi chưa áp dụng tiêu chuẩn ISO 45001 – tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống quản lý an toàn và sức khỏe nghề nghiệp.

Bên cạnh đó, tần suất sử dụng phòng thí nghiệm còn thấp và thiếu sự liên kết giữa các đơn vị trong và ngoài trường, dẫn đến lãng phí nguồn lực và hạn chế trong phát triển nghiên cứu khoa học.

3.1.3. Giải pháp nâng cao công tác an toàn phòng thí nghiệm trong thời đại công nghệ 4.0

Cùng với sự phát triển của công nghệ, môi trường thí nghiệm trở nên phức tạp và tiềm ẩn nhiều rủi ro hơn, đòi hỏi các tổ chức phải không ngừng đổi mới phương pháp quản lý và nâng cao hiệu quả công tác an toàn. Việc triển khai đồng bộ các giải pháp tích hợp công nghệ 4.0 vào công tác an toàn phòng thí nghiệm được xem là hướng đi tất yếu và bền vững.

Một trong những giải pháp quan trọng là ứng dụng các công nghệ thông minh như cảm biến IoT, camera AI và hệ thống tự động. Cảm biến giúp giám sát liên tục các yếu tố nguy hiểm như khí độc, nhiệt độ, độ ẩm hay rò rỉ hóa chất, từ đó phát hiện sớm và cảnh báo khi có dấu hiệu bất thường [8]. Camera sử dụng trí tuệ nhân tạo có thể nhận diện các hành vi mất an toàn như thao tác sai kỹ thuật, không đeo găng tay, hay mở tủ hóa chất không đúng cách. Các thiết bị thí nghiệm hiện đại được tự động hóa cũng góp phần giảm sự tiếp xúc giữa con người và các yếu tố nguy hiểm, hạn chế nguy cơ tai nạn.

Bên cạnh đó, số hóa công tác quản lý an toàn cũng là một giải pháp thiết thực. Việc triển khai hệ thống quản lý thông tin phòng thí nghiệm (LIMS) giúp kiểm soát toàn bộ vòng đời của hóa chất, mẫu thử, thiết bị và lịch sử sử dụng. Các quy trình vận hành chuẩn (SOP) được lưu trữ và truy cập trực tuyến giúp người dùng dễ dàng tiếp cận và tuân thủ. Ngoài ra, việc theo dõi sử dụng trang bị bảo hộ cá nhân (PPE) qua mã QR hoặc phần mềm chuyên dụng cũng giúp nâng cao kỷ luật lao động, giảm tình trạng vi phạm quy định an toàn [5].

Một giải pháp tiên tiến khác là ứng dụng thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) trong huấn luyện an toàn. Thông qua công nghệ này, người học có thể trải nghiệm các tình huống nguy hiểm một cách sinh động, trực quan mà không gặp rủi ro thực tế. Điều này góp phần nâng cao nhận thức, rèn luyện kỹ năng xử lý sự cố và xây dựng văn hóa an toàn từ môi trường đào tạo [3].

Ngoài ra, việc chuẩn hóa theo các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 45001 (an toàn lao động), ISO/IEC 17025 (năng lực phòng thí nghiệm), hay ISO 14001 (quản lý môi trường) sẽ giúp phòng thí nghiệm thiết lập hệ thống kiểm soát rủi ro chặt chẽ và minh bạch. Các tổ chức cần thực hiện đánh giá rủi ro định kỳ, cập nhật biện pháp phòng ngừa, đồng thời tổ chức đào tạo và huấn luyện thường xuyên theo mô hình cải tiến PDCA (Plan – Do – Check – Act) [9].

Cuối cùng, vai trò của con người và văn hóa an toàn là yếu tố không thể thiếu. Các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp cần phối hợp chặt chẽ giữa ban giám hiệu, giảng viên, cán bộ kỹ thuật và người học để xây dựng một hệ sinh thái thí nghiệm an toàn, hiện đại và hiệu quả.

3.1.4. Lợi ích mang lại

Công nghệ 4.0 đã và đang mang đến những giải pháp thông minh, hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả công tác an toàn và quản lý trong phòng thí nghiệm. Cụ thể:

• Giám sát liên tục điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, khí độc...) qua hệ thống cảm biến IoT.
• Cảnh báo sớm nguy cơ cháy nổ, rò rỉ hóa chất, thao tác sai quy trình nhờ camera AI và phần mềm phân tích hình ảnh.
• Tự động hóa quá trình xử lý mẫu, vận hành thiết bị để giảm sai sót do con người.
• Quản lý số hóa tài liệu, hóa chất, lịch bảo trì thiết bị bằng phần mềm LIMS.
• Đào tạo mô phỏng thực tế ảo (VR/AR) giúp người học rèn luyện kỹ năng xử lý tình huống an toàn mà không gây rủi ro thật.

3.2. Định hướng cho người học và giảng viên trong thời đại số

3.2.1. Đối với người học (sinh viên, học viên nghiên cứu)

Trong môi trường phòng thí nghiệm hiện đại, người học không chỉ đóng vai trò là đối tượng thụ hưởng các điều kiện an toàn mà còn là nhân tố tích cực góp phần xây dựng và lan tỏa văn hóa an toàn. Đặc biệt trong thời đại công nghệ số, sinh viên cần chủ động thích nghi và phát huy vai trò của mình thông qua việc ứng dụng công nghệ vào học tập và thực hành an toàn.

Cụ thể, sinh viên cần:

• Chủ động tiếp cận kiến thức về an toàn phòng thí nghiệm thông qua các nền tảng học tập số, video mô phỏng, và hệ thống đào tạo trực tuyến.
• Ứng dụng công nghệ thông minh như phần mềm quản lý mẫu, hệ thống đăng ký sử dụng thiết bị trực tuyến, và theo dõi cảnh báo từ các thiết bị IoT để đảm bảo kiểm soát rủi ro hiệu quả.
• Rèn luyện kỹ năng ứng phó sự cố thông qua các công cụ mô phỏng thực tế ảo (VR) hoặc các bài học được game hóa nhằm tăng tính tương tác và ghi nhớ lâu dài.
• Tuân thủ nghiêm túc các quy trình thao tác chuẩn (SOP) và luôn sử dụng đầy đủ trang bị bảo hộ cá nhân (PPE) khi làm việc trong phòng thí nghiệm.
• Tham gia phản hồi và đánh giá điều kiện an toàn bằng cách sử dụng các biểu mẫu khảo sát trực tuyến, hệ thống báo cáo sự cố hoặc góp ý cải tiến môi trường làm việc.

Bằng việc chủ động tiếp cận công nghệ và thực hành an toàn, sinh viên sẽ không chỉ nâng cao kỹ năng nghề nghiệp mà còn góp phần xây dựng một môi trường thí nghiệm an toàn, hiện đại và bền vững.

3.2.2. Đối với giảng viên, cán bộ kỹ thuật

Giảng viên và cán bộ kỹ thuật giữ vai trò then chốt trong việc định hướng, xây dựng và duy trì một môi trường phòng thí nghiệm an toàn, hiện đại và hiệu quả. Với vai trò là người dẫn dắt và hỗ trợ người học, họ cần chủ động ứng dụng các giải pháp công nghệ và phương pháp sư phạm phù hợp để lan tỏa văn hóa an toàn trong học thuật và nghiên cứu.

Cụ thể, một số giải pháp thiết thực bao gồm:

• Tích hợp kiến thức và kỹ năng an toàn phòng thí nghiệm vào chương trình giảng dạy, đặc biệt là trong các buổi thực hành, giúp sinh viên hình thành nhận thức đúng đắn và kỹ năng ứng dụng thực tế ngay từ đầu.
• Áp dụng các hệ thống quản lý hiện đại như LIMS (Laboratory Information Management System) để theo dõi hóa chất, thiết bị, quy trình làm việc và hỗ trợ sinh viên trong thực hành an toàn và hiệu quả.
• Tổ chức các buổi đào tạo định kỳ về an toàn, sử dụng các công cụ trực quan như mô phỏng thực tế ảo (VR), tình huống giả định sinh động để nâng cao khả năng tiếp nhận và xử lý tình huống của người học.
• Thiết lập hệ thống phản hồi và ghi nhận sự cố số hóa thông qua các ứng dụng hoặc nền tảng web, từ đó cải tiến liên tục điều kiện làm việc và nâng cao mức độ an toàn.
• Tham gia nghiên cứu và chuyển giao công nghệ liên quan đến an toàn phòng thí nghiệm, chẳng hạn như cảm biến phát hiện rò rỉ khí/hóa chất, hệ thống AI hỗ trợ nhận diện thao tác sai, nhằm góp phần nâng cao chất lượng môi trường nghiên cứu.

Với sự chủ động, chuyên môn và tinh thần đổi mới, đội ngũ giảng viên và kỹ thuật viên không chỉ là người hướng dẫn mà còn là những "kiến trúc sư" trong việc xây dựng văn hóa an toàn, góp phần đưa phòng thí nghiệm ngày càng tiến gần đến các chuẩn mực quốc tế.

4. Kết luận

Trong bối cảnh kỷ nguyên công nghệ 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, lĩnh vực phòng thí nghiệm và công nghệ sinh học đang chứng kiến nhiều xu hướng mới cùng những bước phát triển nổi bật. Một trong những sự kiện đáng chú ý gần đây là Triển lãm quốc tế lần thứ 8 về công nghệ phân tích, thí nghiệm, chẩn đoán và công nghệ sinh học – Analytica Vietnam 2025, diễn ra từ ngày 2 đến 4 tháng 4 năm 2025 tại TP. Hồ Chí Minh. Sự kiện đã thu hút hơn 150 đơn vị tham gia đến từ các quốc gia như Đức, Pháp, Hoa Kỳ, Thụy Sĩ, Anh, Singapore, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ và Việt Nam, với hơn 300 gian hàng trưng bày công nghệ, thiết bị và giải pháp tiên tiến trong lĩnh vực thí nghiệm và phân tích. Điều này cho thấy sự quan tâm ngày càng lớn đối với việc hiện đại hóa hệ thống phòng thí nghiệm, hướng tới sự chính xác, tự động hóa và an toàn [10, 1].

Song song với đó, một xu hướng quan trọng khác là việc xây dựng nền tảng chia sẻ phòng thí nghiệm – một sáng kiến nhằm tăng cường kết nối giữa các đơn vị cung cấp dịch vụ thí nghiệm và các tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân có nhu cầu nghiên cứu và phát triển (R&D). Dựa trên khảo sát 190 phòng thí nghiệm trong cả nước, sáng kiến này không chỉ góp phần tối ưu hóa nguồn lực và thiết bị hiện có, mà còn thúc đẩy sự hợp tác liên ngành, qua đó nâng cao năng lực khoa học - công nghệ quốc gia [7].

Nhìn chung, trong thời đại công nghệ 4.0, các phòng thí nghiệm đang đứng trước những cơ hội lớn để nâng cao hiệu quả hoạt động, tăng tính an toàn và khả năng kết nối. Tuy nhiên, để tận dụng được những cơ hội này một cách bền vững, cần có sự đầu tư đồng bộ cả về hạ tầng kỹ thuật, nguồn nhân lực chất lượng cao, cũng như nhận thức và tư duy đổi mới – đặc biệt tại các trường đại học và viện nghiên cứu. Khi công nghệ hiện đại được kết hợp với sự chủ động và ý thức trách nhiệm của con người, môi trường thí nghiệm sẽ ngày càng trở nên thông minh, hiện đại và phát triển một cách an toàn, bền vững.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ACN Newswire. (2025, April 1). Analytica Vietnam 2025 concludes with record-breaking attendance and exhibitor participation. https://www.acnnewswire.com/press-release/english/98888/analytica-vietnam-2025-concludes-with-record-breaking-attendance-and-exhibitor-participation

[2] Arana-Landín, G., Laskurain-Iturbe, I., Iturrate, M., & Landeta-Manzano, B. (2023). Assessing the influence of Industry 4.0 technologies on occupational health and safety. Heliyon, 9, e13720. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e13720

[3] Centers for Disease Control and Prevention. (2024). Virtual reality laboratory training. https://www.cdc.gov/lab-training/php/virtual-reality/index.html

[4] International Organization for Standardization. (2018). ISO 45001:2018 – Occupational health and safety management systems – Requirements with guidance for use. https://www.iso.org/standard/63787.html

[5] LabWare. (n.d.). Hệ thống quản lý thông tin phòng thí nghiệm cho các doanh nghiệp lớn và nhỏ. https://www.labware.com/vi/lims

[6] Laskurain-Iturbe, I., Arana-Landín, G., & Iturrate, M. (2024). A maturity model of occupational safety and health in Industry 4.0. Safety Science, 173, 106142. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2024.106142

[7] National Innovation Center. (2023, March). Vietnam Lab-sharing Platform Report. https://nic.gov.vn/img/wpuploads/2023/03/VN_Lab-sharing-Platform-Report.pdf

[8] Solution4Labs. (n.d.). IoT in laboratories: How technology impacts labs' work. https://solution4labs.com/en/blog/lims/iot-in-laboratories

[9] SPS. (n.d.). Tiêu chuẩn ISO 17025 - Hệ thống quản lý phòng thí nghiệm. https://sps.org.vn/tieu-chuan-iso-17025-cho-phong-thi-nghiem.html

[10] VietnamPlus. (2025, March 31). HCM City set to host laboratory expo Analytica Vietnam. https://en.vietnamplus.vn/hcm-city-set-to-host-laboratory-expo-analytica-vietnam-post312573.vnp