Bài giảng Đo lường và tự động hóa - Chương 1: Giới thiệu

Chương 1: GIỚI THIỆU
1. Dây chuyền sản xuất
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT
Chương 1: GIỚI THIỆU
2. Các hệ thống hỗ trợ hệ thống sản xuất
3. Tự động hóa trong hệ thống sản xuất
1
4. Vai trò của con người trong hệ thống sản xuất
5. Nguyên tắc tự động hóa sản xuất
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Cơ khí hóa qúa trình sản xuất ?
Là ứng dụng năng lượng của máy móc được thực hiện bởi con người

mục đích giảm chi phí lao động & cải thiện điều kiện sản xuất.
Chương 1: GIỚI THIỆU
2LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Tự động hóa quá trình sản xuất ?
Là ứng dụng năng lượng của máy móc để thực hiện và điều khiển sản
xuất mà không có sự tham gia trực tiếp của con người
Chương 1: GIỚI THIỆU
Tự động hóa quá trình sản xuất chia ra làm 02 mức:
 Tự động hóa từng phần
 Tự động hóa toàn phần
3LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
HỆ THỐNG SẢN XUẤT ?
Chương 1: GIỚI THIỆU
Hình 1.1: Dây chuyền sản xuất và hệ thống hỗ trợ sản xuất
4LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
 Là nhà xưởng; máy móc, dụng cụ sản xuất; thiết bị vận chuyển & cấp
nguyên vật liệu; thiết bị kiểm tra & đánh giá sản phẩm; hệ thống máy tính
điều khiển quá trình sản xuất v.v
1.1 Dây chuyền sản xuất 
Chương 1: GIỚI THIỆU
5
5LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
 Dây chuyền sản xuất là một nhóm các thiết bị, máy móc được bố trí,
sắp đặt logic theo quy trình sản xuất; hoặc chỉ là một phần tử làm việc
độc lập.
1.1 Dây chuyền sản xuất 
Chương 1: GIỚI THIỆU
6LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1.1 Dây chuyền sản xuất 
Phần tử làm việc độc lập
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Các thiết bị máy móc trong dây chuyền phải được sắp xếp sao cho dây
chuyền đó đặt năng suất cao nhất và phải phù hợp với loại hình sản xuất.
7LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Dựa vào số lượng sản phẩm sản xuất hàng năm để xác định 3 loại hình
sản xuất phù hợp cho nhà máy. Và trong từng loại hình nhà máy sẽ có
cách bố trí, tổ chức cho phù hợp với tính đa sản phẩm của nhà máy.
1.1 Dây chuyền sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Loại hình sản xuất nhỏ: 1 tới 100 sản phẩm/ năm
 Loại hình sản xuất vừa: 100 tới 10.000 sản phẩm/ năm
 Loại hình sản xuất lớn: trên 10.000 sản phẩm/năm
8LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1.1 Dây chuyền sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
9LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Tính đa sản phẩm nên hiểu là sự khác biệt về chủng loại, kích thước hay
hình dạng; thể hiện các chức năng khác nhau; cung cấp cho các thị
trường khác nhau hay sản phẩm có thêm một số bộ phận khác.
1.1 Dây chuyền sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
10LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
 Do vậy, để xác định được loại hình sản xuất phù hợp cho nhà máy thì
điều trước tiên là phải xác định được số chủng loại và số lượng sản phẩm
nhà máy sản xuất mỗi năm.
1.1 Dây chuyền sản xuất 
Chương 1: GIỚI THIỆU
11LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Cần xem xét kỹ hơn về sự khác nhau của sản phẩm trong nhà máy bởi có
những sản phẩm khác nhau rất lớn nhưng cũng có những sản phẩm khác
nhau rất ít.
1.1 Dây chuyền sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Tính đa sản phẩm “cứng”: trong các sản phẩm được lắp rắp, chế tạo
tại nhà máy thì tỷ lệ các bộ phận, linh kiện dùng chung với các sản phẩm
khác là rất thấp hoặc không có. Thường là các loại sản phẩm khác nhau
 Tính đa sản phẩm “mềm”: trong các sản phẩm được lắp rắp, chế tạo
tại nhà máy thì có tỷ lệ cao các bộ phận, linh kiện dùng chung với các sản
phẩm khác, sự khác nhau là rất ít. Thường là các sản phẩm với hiệu khác
nhau.
12LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Để dây chuyền sản xuất của công ty vận hành có hiệu quả thì công ty phải
tổ chức tốt được các công việc sau:
1.2 Hệ thống hỗ trợ sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Thiết kế quy trình công nghệ và thiết bị sản xuất.
- Lập kế hoạch và điều phối sản xuất.
- Đáp ứng các yêu cầu về chất lượng sản phẩm.
 Các vấn đề trên được thực hiện bởi hệ thống hỗ trợ sản xuất bởi con
người thông qua quy trình xử lý thông tin.
 Hệ thống hỗ trợ sản xuất không tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm nhưng
chúng có nhiệm vụ lên kế hoạch và điều phối việc thực hiện tới nhà máy,
xưởng sản xuất.
13LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Hệ thống hỗ trợ sản xuất được xem như là một chu trình các hoạt động
xử lý thông tin, gồm 04 nhiệm vụ chính sau:
1.2 Hệ thống hỗ trợ sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
14LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
- Có nhiệm vụ tiếp xúc, trao đổi với khách hàng, và là nơi bắt đầu và kết
thúc của chu trình xử lý thông tin.
1.2 Hệ thống hỗ trợ sản xuất
Chức năng kinh doanh:
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Bao gồm cả bán hàng, tiếp thị, nghiên cứu thị trường, tiếp nhận đặt
hàng, kế toán tài chính, hóa đơn khách hàng.
- Nếu sản phẩm được chế tạo theo thiết kế của khách hàng thì khách
Chức năng thiết kế sản phẩm:
hàng phải cung cấp bản thiết kế sản phẩm.
- Nếu khách hàng chỉ cung cấp các đặc tính, yêu cầu & thông số của sản
phẩm thì bộ phận thiết kế phải hợp đồng công việc thiết kế với khách
hàng giống như công việc chế tạo chúng.
15LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
- Nếu là sản phẩm mới thì các phòng chức năng của công ty lấy thông tin
về đặc tính, yêu cầu của sản phầm từ bộ phận bán hàng, tiếp thị; tiếp theo
1.2 Hệ thống hỗ trợ sản xuất
Chức năng thiết kế sản phẩm:
Chương 1: GIỚI THIỆU
phải tổ chức việc thiết kế bao gồm các bộ phận nghiên cứu và phát triển;
thiết kế; vẽ sản phẩm; tạo mẫu sản phẩm (nếu cần)
Chức năng lập kế hoạch sản xuất:
- Hồ sơ, tài liệu thiết kế chi tiết của sản phẩm được đưa tới bộ phận lập kế
hoạch sản xuất tiến hành lập quy trình sản xuất; lên kế hoạch tổng thể;
xác định các yêu cầu và hoạch định khả năng thực hiện.
16LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
- Lập quy trình sản xuất là xác định các chức năng của từng quy trình
(hoặc nguyên công), liên kết, tổ chức chúng lại để tạo ra một quy trình lớn
1.2 Hệ thống hỗ trợ sản xuất
Chức năng lập kế hoạch sản xuất:
Chương 1: GIỚI THIỆU
hoàn chỉnh nhằm sản xuất ra một sản phẩm xác định. Bộ phận kỹ thuật
sản xuất và kỹ thuật hệ thống có trách nhiệm thiết lập các quy trình này
cùng chi tiết các kỹ thuật, công nghệ có liên quan.
- Kế hoạch sản xuất gồm danh sách các chủng loại sản phẩm và khối
lượng sản phẩm cần sản xuất hàng tháng, hàng năm v.v.
- Lập kế hoạch cung ứng nguyên vật liệu cho việc sản xuất.
- Hoạch định nguồn lực sản xuất.
17LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Chức năng điều hành sản xuất:
1.2 Hệ thống hỗ trợ sản xuất
Quản lý và điều khiển hoạt động sản xuất để thực hiện các nhiệm vụ của
kế hoạch sản xuất.
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Chức năng điều phối sản xuất gồm:
o Vận hành dây chuyền
o Quản lý kho
o Quản lý chất lượng
18LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1.3 Tự động hóa trong hệ thống sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
19LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Tự động hóa quá trình sản xuất có thể được triển khai trong tất cả hoạt
động của một nhà máy như: quá trình gia công; lắp ráp; kiểm tra, đánh giá
sản phẩm hay hệ thống cấp liệu. Mục đích nhằm giảm một phần hoặc hoàn
1.3 .1 Tự động hóa quá trình sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
toàn sự có mặt của con người trong quá trình sản xuất.
Một số ví dụ về tự động hóa quá trình sản xuất:
 Tự động hóa bộ phận thay dao cho máy công cụ.
 Tự động hóa hệ thống vận chuyển sản phẩm
 Các hệ thống lắp ráp.
 Hệ thống robot công nghiệp cho qtr gia công và lắp ráp sản phẩm
 Hệ thống cấp liệu, hệ thống lưu kho
 Hệ thống kiểm tra và đánh giá sản phẩm tự động.
20LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Phân loại tự động hóa qúa trình sản xuất: tự động hóa “cứng”; tự động
hóa theo chương trình; Tự động hóa linh hoạt.
1.3 .1 Tự động hóa quá trình sản xuất
Chương 1: GIỚI THIỆU
21LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1.3 .1 Tự động hóa quá trình sản xuất
Tự động hóa “cứng”:
- Chi phí đầu tư ban đầu cao
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Tốc độ sản xuất lớn.
- Không linh động trong trường hợp sản xuất nhiều chủng loại sản phẩm.
22LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Tự động hóa sử dụng chương trình:
1.3 .1 Tự động hóa quá trình sản xuất
- Chi phí đầu tư cao.
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Tốc độ dây chuyền thấp hơn trường hợp tự động hóa cố định
- Khả năng linh động thích ứng với việc thay đổi sản phẩm
- Thích hợp nhất với loại hình sản xuất theo mẻ.
23LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Tự động hóa linh hoạt:
1.3 .1 Tự động hóa quá trình sản xuất
- Chi phí đầu tư cao (hệ thống).
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Dây chuyền sản xuất liên tục cho các sản phẩm phức tạp.
-Tốc độ dây chuyền trung bình.
- Khả năng linh động thích ứng với sự đa dạng hóa thiết kế của sản phẩm
24LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1.3 .2 Tin học hóa hệ thống hỗ trợ sản xuất
CAD: Computer Aided Design
Chương 1: GIỚI THIỆU
CAP: Computer Aided Planning
MRP: Manufacturing Resource Planning
CAPP: Computer Aided Process Planning
25
PP&C: Production Planning and Control
25LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1.3 .3 Lý do phải tự động hóa
Ưu điểm của việc ứng dụng tự động hóa trong quá trình sản xuất?
 Nâng cao năng suất lao động
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Giảm chi phí vật liệu và năng lượng
 Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định
 Giảm thời gian từ khâu thiết kế đến chế tạo hoàn chỉnh sản phẩm
 Có khả năng mở rộng sản xuất mà không cần tăng nguồn lực lao động
 Tăng năng suất lao động trong tự động hóa có thể đạt được nhờ:
 Sử dụng được toàn bộ thời gian làm việc
 Không phụ thuộc vào khả năng của con người
 Giải phóng được số lượng lớn công nhân phục vụ sản xuất
26LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Ý nghĩa về mặt xã hội ? 
 Nâng cao mức sống của toàn người dân nhờ tăng năng suất lao động
1.3 .3 Lý do phải tự động hóa
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Tăng sản phẩm có chất lượng cao mà vẫn giảm được khối lượng lao
động, nguyên vật liệu và năng lượng.
 Giải phóng con người khỏi lao động cơ bắp nặng nhọc, đơn điệu, độc
hại và nguy hiểm.
 Có khả năng giảm thời gian làm việc nhờ tăng năng suất lao động
 Nâng cao trách nhiệm của người lao động.
27LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
- Đảm nhiệm những nhiệm vụ rất khó tự động hóa.
1.4 Vai trò của con người trong hệ thống sản xuất
1.4.1 Con người trong hoạt động của dây chuyền
Chương 1: GIỚI THIỆU
- Thực hiện những sản phẩm chào hàng.
- Những sản phẩm đặc biệt.
- Vận hành dây chuyền sản xuất
- Tổ chức bảo dưỡng thiết bị
1.4.2 Con người trong hệ thống hỗ trợ sản xuất
- Vận hành máy tính
- Triển khai các dự án mới
- Quản lý nhà máy
28LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
a. Nắm rõ quá trình sản xuất
1.5 Nguyên tắc cơ bản của tự động hóa
1.5.1 Nguyên tắc cơ bản
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Đầu vào ?
 Đầu ra ?
 Hoạt động gì xảy ra giữa đầu vào và đầu ra ?
 Quá trình sản xuất này có nhiệm vụ gì ?
 Giá trị sản phẩm được gia tăng như thế nào ?
 Quá trình sản xuất này có nhiệm vụ gì ?
 Quá trình sản xuất trước và sau quá trình sản xuất này là gì ? Kết hợp?
29LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b. Đơn giản hóa quá trình sản xuất
1.5 Nguyên tắc cơ bản của tự động hóa
1.5.1 Nguyên tắc cơ bản
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Mục đích của việc đơn giản hóa?
 Việc đơn giản hóa có thực sự cần thiết?
 Việc đơn giản hóa sẽ thực hiện như thế nào?
30LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
c. Tự động hóa quá trình sản xuất
1.5 Nguyên tắc cơ bản của tự động hóa
1.5.1 Nguyên tắc cơ bản
Chương 1: GIỚI THIỆU
 Khi quá trình sản xuất đã được đơn giản hóa nhất.
31LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
1. Chuyên môn hóa hoạt động
1.5 Nguyên tắc cơ bản của tự động hóa
1.5.2 Mười chiến lược tự động hóa
2. Tập hợp các hoạt động
Chương 1: GIỚI THIỆU
3. Đồng thời hóa
4. Tích hợp các hoạt động
5. Gia tăng sự linh động
6. Cải tiến vận chuyển nguyên vật liệu và lưu kho
7. Kiểm tra, đánh giá sản phẩm on-line
8. Tối ưu hóa và điều khiển quá trình
9. Điều hành hoạt động của toàn nhà máy
10. Sản xuất tích hợp máy tính
32LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.5 Nguyên tắc cơ bản của tự động hóa
1.5.3 Tiến trình thực hiện tự động hóa
33
33LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147)