Đột phá KHCN - Đổi mới sáng tạo.

Ngành sản xuất lốp xe đang trải qua giai đoạn chuyển đổi đáng kể dưới tác động đồng thời của xu hướng điện hóa phương tiện, yêu cầu bền vững môi trường, ứng dụng công nghệ thông minh và tự động hóa sản xuất. Bài viết tổng hợp các nội dung chính từ nghiên cứu khoa học được công bố tại Hội nghị Quốc tế về Công nghiệp Tương lai và Sản xuất Thông minh (2026), dựa trên phân tích của nhóm tác giả từ Goodyear Amiens (Pháp) và Viện Khoa học và Công nghệ Luxembourg.

Thị trường lốp xe: Nhiều áp lực cùng lúc

Thị trường lốp xe toàn cầu đã trải qua một giai đoạn biến động rõ rệt trong vài năm gần đây. Sau khi sụt giảm vào năm 2020 do tác động của đại dịch COVID-19, thị trường phục hồi tốt vào năm 2021 khi hoạt động đi lại và sản xuất xe được nối lại. Tuy nhiên, đà tăng trưởng này không duy trì được lâu: đến cuối năm 2022 và năm 2023, lạm phát gia tăng cùng chi phí nguyên vật liệu leo thang đã làm giảm sức mua, đặc biệt tại các thị trường nhạy cảm về giá.

Tại châu Âu, doanh số lốp xe thay thế dành cho người tiêu dùng giảm trong nửa cuối năm 2022, với mức thấp hơn khoảng 12% so với cùng kỳ năm trước tính đến quý I/2023. Ở chiều ngược lại, nhu cầu toàn cầu được hỗ trợ bởi tăng trưởng tại các thị trường mới nổi và xu hướng tiêu dùng nghiêng về các xe cỡ lớn hơn như SUV và crossover — những loại xe đòi hỏi lốp có kích cỡ lớn hơn và thường có giá cao hơn.
Trong bức tranh đó, xe điện (EV) nổi lên như một yếu tố định hình lại cả cấu trúc nhu cầu lẫn yêu cầu kỹ thuật của ngành lốp xe. Do xe điện nặng hơn và có đặc tính vận hành khác biệt so với xe dùng động cơ đốt trong, người dùng xe điện thường phải thay lốp với tần suất cao hơn. Điều này vừa tạo thêm nhu cầu, vừa đặt ra các tiêu chí kỹ thuật mới mà lốp xe truyền thống chưa đáp ứng được.

Xe điện đòi hỏi gì từ lốp xe?

Xe điện có pin tích hợp khiến chúng nặng hơn các mẫu xe xăng tương đương từ 15 đến 20%. Trọng lượng tăng thêm này làm tăng tải trọng lên mỗi lốp, đẩy nhanh quá trình mài mòn và ảnh hưởng đến khả năng xử lý. Phản ứng trước yêu cầu này, các nhà sản xuất đã phát triển lốp có khả năng chịu tải cao hơn, với thành bên được gia cố, cấu trúc bên trong vững chắc hơn và đôi khi có dung tích khí lớn hơn hoặc áp suất bơm cao hơn. Các hãng như Pirelli và Continental xác nhận rằng việc phát triển lốp có cùng kích thước nhưng chỉ số tải trọng cao hơn là một thách thức kỹ thuật quan trọng.

Mô-men xoắn tức thì của động cơ điện kết hợp với phanh tái sinh cũng gây ra áp lực đáng kể lên lớp cao su mặt lốp. Theo ước tính, độ mòn lốp trên xe điện có thể cao hơn khoảng 20% so với xe xăng khi dùng lốp thiết kế thông thường. Để khắc phục điều này, các nhà sản xuất đang nghiên cứu các hợp chất cao su mới — phối trộn thêm silica và các phụ gia khác — nhằm tăng khả năng chống mài mòn mà không làm giảm độ bám đường.

Một yếu tố khác cần lưu ý là tiếng ồn. Xe điện không có tiếng động cơ che lấp nên tiếng ồn từ lốp xe trở nên nổi bật hơn rõ rệt. Nhiều nhà sản xuất đã đưa vào trong lốp một lớp xốp polyurethane để hấp thụ cộng hưởng âm thanh trong buồng lốp. Pirelli và Continental đều có sản phẩm thương mại áp dụng giải pháp này.

Ngoài ra, xe điện rất nhạy cảm với lực cản lăn — yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quãng đường di chuyển trên mỗi lần sạc. Lốp có lực cản lăn thấp (LRR) từng chủ yếu được dùng để tiết kiệm nhiên liệu cho xe xăng, nay gần như trở thành yêu cầu bắt buộc đối với lốp lắp nguyên bản trên xe điện. Thị trường lốp LRR được dự báo tăng trưởng với tốc độ hằng năm trên 11% trong những năm tới.

Vật liệu bền vững: Từ thử nghiệm đến thương mại hóa

Phát triển bền vững đã trở thành một trong những định hướng cốt lõi của ngành lốp xe trong vài năm gần đây. Các công ty lớn đã đặt ra mục tiêu dài hạn khá rõ ràng: Michelin đặt mục tiêu đến năm 2030 có 40% nguyên liệu trong lốp xe là vật liệu bền vững hoặc tái chế, và đạt 100% vào năm 2050. Bridgestone cũng công bố lộ trình tương tự.

Để hiện thực hóa các mục tiêu này, nhiều hướng nghiên cứu vật liệu thay thế đang được triển khai đồng thời. Muội than — chất độn gia cường truyền thống trong lốp xe, vốn có nguồn gốc từ đốt cháy dầu hóa thạch — đang được thay thế dần bằng muội than tái sinh từ lốp thải. Michelin và Bridgestone trong một sáng kiến chung năm 2023 đã nhấn mạnh tiềm năng của hướng này: sử dụng muội than tái sinh không chỉ giảm lượng lốp thải ra bãi rác mà còn có thể cắt giảm lượng phát thải CO2 tới 85% so với sản xuất muội than mới. Tuy vậy, hiện tại tỷ lệ muội than tái sinh trong lốp mới vẫn còn dưới 1% do những thách thức về chuỗi cung ứng và kiểm soát chất lượng.

Về cao su tự nhiên, Continental đã sản xuất thử nghiệm lốp xe từ mủ cao su chiết xuất từ cây bồ công anh — nguồn nguyên liệu có thể trồng ở vùng ôn đới, không phụ thuộc vào các vùng trồng cao su truyền thống ở Đông Nam Á. Bridgestone đang canh tác cây guayule tại Arizona (Mỹ) với mục tiêu đưa vào sản xuất thương mại trong thập kỷ này. Goodyear năm 2023 đã công bố một mẫu lốp thử nghiệm chứa đến 90% vật liệu bền vững — bao gồm polyester tái chế, dầu đậu nành, silica từ vỏ trấu và cao su tổng hợp có nguồn gốc sinh học — mặc dù đây chưa phải sản phẩm thương mại.

Ở phía quy định pháp lý, Quy định Nhãn lốp xe châu Âu 2020/740 (có hiệu lực từ tháng 5/2021) buộc các nhà sản xuất công khai thông tin về lực cản lăn, độ bám ướt và mức độ tiếng ồn, tạo thêm động lực thị trường để cải thiện các chỉ số này. Châu Âu cũng đang thảo luận về việc đặt giới hạn lượng hạt vi nhựa phát sinh từ mài mòn lốp xe — một vấn đề môi trường đang được chú ý ngày càng nhiều.

Lốp thông minh và kết nối số

Lốp xe đang dần chuyển từ bộ phận thụ động sang thành phần có khả năng thu thập và truyền dữ liệu thời gian thực. Hệ thống cảnh báo áp suất lốp (TPMS) — đã bắt buộc tại Mỹ từ hơn một thập kỷ trước và tại EU từ năm 2014 — là bước đầu tiên trong xu hướng này. Thế hệ cảm biến hiện đại không chỉ đo áp suất mà còn theo dõi nhiệt độ, gia tốc và biến dạng, cho phép phát hiện sớm các bất thường như quá nhiệt hay bắt đầu tách lớp.

Continental đã phát triển cảm biến có thể phát hiện sự gia tăng nhiệt độ bất thường hoặc những lỗ thủng nhỏ, thông báo trước khi sự cố trở nên nghiêm trọng. Gia tốc kế trong lốp còn có thể đo lực bám đường và phát hiện tình trạng xe mất kiểm soát, cung cấp dữ liệu đầu vào cho hệ thống ổn định. Pirelli đã trình diễn hệ thống "Cyber Tire" sử dụng kết nối 5G để gửi thông tin về tình trạng mặt đường tới xe và cả các phương tiện lân cận qua đám mây — tuy nhiên đây vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm.

Thẻ RFID (nhận dạng tần số vô tuyến) gắn trực tiếp vào lốp tại nhà máy cũng đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi, đặc biệt ở phân khúc cao cấp và lốp thương mại. Thẻ này lưu trữ thông tin định danh, lịch sử bảo dưỡng và trạng thái đắp lại của lốp, hỗ trợ truy xuất nguồn gốc và quản lý đội xe.

Tự động hóa và AI trong sản xuất lốp

Sản xuất lốp xe về bản chất là quy trình phức tạp, nhiều công đoạn, từng đòi hỏi nhiều lao động thủ công. Trong những năm gần đây, làn sóng tự động hóa, số hóa và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) đang tái định hình các nhà máy lốp theo mô hình Công nghiệp 4.0. Mục tiêu là tăng hiệu quả sản xuất, đảm bảo chất lượng đồng đều, kiểm soát chi phí và tăng khả năng linh hoạt để xử lý các dòng lốp chuyên biệt — đặc biệt là lốp xe điện.

Các nhà máy mới tại châu Á và Đông Âu hiện thường được xây dựng hoàn toàn theo kiến trúc tự động hóa ngay từ đầu. Với các nhà máy cũ, việc cải tạo phức tạp hơn do bố cục sẵn có được thiết kế cho lao động thủ công, nên các hãng thường nâng cấp theo từng giai đoạn: tự động hóa khu vực trộn nguyên liệu trước, sau đó đến khu vực lắp ráp lốp.

Một ứng dụng nổi bật là kiểm tra chất lượng bằng thị giác máy tính và AI. Năm 2024, Nexen Tire công bố hệ thống kiểm tra lốp bằng AI đầu tiên trong ngành, sử dụng ảnh X-quang và đo biến dạng laser để phát hiện các khuyết tật mà thanh tra viên con người có thể bỏ qua. Hệ thống này đạt tỷ lệ tái hiện phát hiện lỗi đến 99,96%. Goodyear, Michelin và Bridgestone cũng đều đang đầu tư vào các dự án tương tự.

AI còn được dùng để dự đoán bảo trì thiết bị: bằng cách theo dõi rung động, nhiệt độ và dữ liệu điện từ các máy quan trọng như máy trộn và nồi hấp lưu hóa, các mô hình AI có thể cảnh báo trước khi sự cố xảy ra, giảm thiểu thời gian dừng máy ngoài kế hoạch — điều đặc biệt quan trọng khi chỉ một điểm tắc nghẽn có thể làm đình trệ cả dây chuyền sản xuất.

Goodyear: Ví dụ điển hình về chuyển đổi toàn diện

Trong số các hãng lốp lớn, Goodyear được nghiên cứu này phân tích như một trường hợp điển hình về cách doanh nghiệp hàng đầu điều chỉnh chiến lược trước các xu hướng thay đổi của ngành.

Về Công nghiệp 4.0, nhà máy Dudelange (Luxembourg) khai trương năm 2022 với tổng đầu tư 77 triệu USD là minh chứng rõ nét. Nhà máy này áp dụng quy trình sản xuất Mercury độc quyền của Goodyear — kết hợp các trạm làm việc kết nối mạng và sản xuất đắp dần — cho phép sản xuất lốp hiệu suất cao theo lô nhỏ theo yêu cầu, với tốc độ nhanh gấp bốn lần so với chu trình sản xuất thông thường.

Về xe điện, Goodyear đã ra mắt dòng lốp ElectricDrive thế hệ thứ hai vào năm 2024, tối ưu hóa cho các mẫu xe điện phổ biến như Tesla hay Ford Mustang Mach-E. Lốp tích hợp lớp xốp cách âm SoundComfort, hoa lốp cải tiến tăng độ bám ướt và hợp chất giảm lực cản lăn so với thế hệ trước. Đáng chú ý, 50% vật liệu trong lốp ElectricDrive 2 là nguyên liệu bền vững — bao gồm dầu đậu nành, silica từ vỏ trấu và cao su có nguồn gốc sinh học.

Về bền vững, Goodyear cam kết đạt phát thải ròng bằng không (Scope 1 và 2) vào năm 2050, với các mục tiêu trung gian cho năm 2030. Đến năm 2022, toàn bộ nhà máy của Goodyear tại khu vực EMEA đã chạy bằng 100% điện tái tạo, và tỷ lệ điện tái tạo trong toàn bộ hệ thống sản xuất toàn cầu đã tăng từ 3% năm 2019 lên 34% năm 2022. Công ty cũng đặt mục tiêu ra mắt lốp xe làm từ 100% vật liệu bền vững vào năm 2030.

Trước biến động địa chính trị, sau khi xung đột Nga-Ukraine nổ ra năm 2022, Goodyear đã đình chỉ giao hàng sang Nga vào quý I/2022 và rút hoàn toàn khỏi thị trường này vào tháng 1/2023. Công ty thừa nhận cuộc xung đột đã làm trầm trọng thêm các xu hướng kinh tế vĩ mô vốn đã khó khăn, và triển khai các biện pháp tìm nguồn cung thay thế cùng tối ưu hóa chi phí năng lượng.

Nhìn về phía trước

Ngành sản xuất lốp xe đang ở điểm giao thoa của nhiều xu hướng lớn: điện hóa phương tiện, yêu cầu bền vững môi trường, ứng dụng công nghệ thông minh và áp lực tái cơ cấu chi phí. Các nhà máy lốp của tương lai sẽ cần có khả năng sản xuất đa dạng chủng loại lốp tiên tiến — từ lốp xe điện đến lốp thông minh và lốp bền vững — với chất lượng cao, đồng thời thích nghi nhanh với những thay đổi từ bên ngoài.

Theo nhóm nghiên cứu, khả năng thích ứng nhanh và hiệu quả đang trở thành yếu tố cạnh tranh mang tính quyết định. Các doanh nghiệp tiên phong đầu tư vào công nghệ và tái cơ cấu sản xuất sẽ thiết lập tiêu chuẩn mới, tạo áp lực buộc toàn ngành phải đi theo, từ đó đẩy nhanh quá trình hiện đại hóa trong lĩnh vực này.

Nguồn tham khảo: M. Ameer, L. Audibert, Y. Koutsawa, G. Giunta — "Emerging Trends in Tire Manufacturing and their Impact on Plant Reconfiguration", Procedia Computer Science 277 (2026) 2033–2042. Hội nghị Quốc tế lần thứ 7 về Công nghiệp Tương lai và Sản xuất Thông minh.