Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống thực hành về tự động hóa dây chuyền sản xuất theo hướng FMS và CIM phục vụ đào tạo

Tự động hoá hệ thống công nghệ hiện nay đã phát triển rực rỡ, có những đóng góp to lớn để tạo ra của cải vật chất, giải phóng con người khỏi những lao động nặng nhọc, nguy hiểm,… Từ những năm 1990, sự quan tâm của thế giới bắt đầu dành cho việc kết nối giữa tự động hoá công nghệ với tự động hoá quản lý. Ở trình độ cao, hai mảng này luôn liên kết chặt chẽ với nhau. Khi thông tin sản xuất là không có sẵn trong thời gian thực (tức thời khi có yêu cầu) cho điều hành quản lý để theo dõi và điều chỉnh các vấn đề nảy sinh, các quyết định sẽ bị chậm trễ và làm ảnh hưởng tới doanh nghiệp. Khi có giải pháp liên kết tự động, việc chuyển các thông tin sản xuất từ hệ thống điều khiển công nghệ tới lãnh đạo quản lý sẽ kịp thời. Tự động hoá tích hợp toàn bộ TIA (Totally Integrated Automation) là hệ thống có sự ghép nối tự động hoá công nghệ và tự động hoá quản lý thông qua hệ thống điều khiển trung gian.

Ở mức độ trực tiếp và quy mô nhỏ hơn, việc phối hợp này thực hiện trong Hệ thống sản xuất tích hợp máy tính CIM (Computer Integrated Manufacturing), hay Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System). Trong nội dung này, Đề tài sẽ khảo sát các hệ thống nói trên với mục tiêu dành cho hệ thống đào tạo.

Hệ thống tự động hoá tích hợp, hay như hiện nay còn gọi là hệ thống sản xuất thời gian thực điện tử e-RM (Electronic Real time Manufacturing) có khả năng đáp ứng các thông tin từ thị trường trong thời gian thực; xác lập hiệu suất sản xuất tối ƣu tương ứng với sự thay đổi của thị trường và đảm bảo chất lượng, giá cả, phân phối và điều tiết tương ứng với thị trường.

Vấn đề giải quyết bài toán tối ưu tự động hoá tích hợp được tổ chức thế giới MESA (Manufacturing Execution Systems Association) nghiên cứu, xây dựng và có nhiều kết quả đã được công bố. Mô hình của MESA đưa ra các module hoạch định và quản lý về tài chính, nhân lực, thiết bị công nghệ, thương mại, các phần cứng và phần mềm chuẩn hoá điều khiển công nghệ… MESA cũng khuyến cáo và đưa ra 11 chức năng của hệ thống tích hợp đảm bảo cho 1 quy trình quản lý điều hành doanh nghiệp hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ trì Phân Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa tại Tp. HCM cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài thực hiện nghiên cứu với Mục tiêu của đề tài là xây dựng một mô hình đào tạo về tự động hoá dây chuyền sản xuất với ứng dụng CIM/FMS và truyền thông công nghiệp tiên tiến. Mô hình được thiết kế chế tạo bao gồm: Băng tải chính (kích thước 2000 (D) x 1350 (R) x 850 (C) mm) có đặt 4 trạm giao diện, cho phép kết nối các robot 5 bậc tự do VNR-T1.

Một băng tải phụ sử dụng để tổ chức hoạt động phối hợp. Mô hình sử dụng các PLC của Siemens kết nối thành mạng có dây theo chuẩn Profibus và không dây theo chuẩn Profinet. Hệ thống được cung cấp bộ 30 bài thực hành, bao gồm các bài về khảo sát, vận hành hệ thống và robot, các bài thực hành về truyền thông công nghiệp, thực hành về các kiểu điều khiển và thực hành và lập trình điều khiển FMS/CIM.

Đề tài đã hoàn thành thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu tổng quan

- Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống FMS/CIM điều khiển dây chuyền sản xuất với robot phục vụ đào tạo

- Thiết kế hệ thống và chế tạo một số modules phần cứng của hệ thống kết hợp với thiết bị chuẩn hoá công nghiệp ngoại nhập

- Thiết kế các phần mềm điều khiển và giám sát với truyền thông công nghiệp, giao diện máy tính

- Nghiên cứu xây dựng chƣơng trình đào tạo trên hệ tự động hoá sản xuất FMS/CIM

- Thử nghiệm và hoàn chỉnh sản phẩm

- Xây dựng 30 bài thực hành trên hệ thống.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 15792/2019) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)