Việc tìm kiếm giải pháp tự động hóa áp dụng trong các sản xuất công nghiệp là một trong những xu hướng phát triển tất yếu, giúp các doanh nghiệp gia tăng khả năng cạnh tranh, tiết kiệm chi phí. Thời gian qua, nhiều đề tài sáng kiến, nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực cơ khí tự động hóa của cán bộ, công nhân các doanh nghiệp trên địa bàn tỉnh thực hiện thành công phát huy hiệu quả tích cực khi áp dụng vào thực tế sản xuất.
 |
| Lò luyện nhiệt liên tục tự động kết hợp giải pháp internet vạn vật được áp dụng tại Công ty TNHH Thắng Lợi, Cụm công nghiệp An Xá (thành phố Nam Định). |
Trong ngành công nghiệp đúc của nước ta hiện nay thường sử dụng loại lò nhiệt luyện đơn, nhiệt luyện theo mẻ, sản lượng ít, tiêu tốn điện năng, chất lượng sản phẩm không đồng đều và tốn nhân công. Từ thực tế sản xuất nhận thấy những hạn chế đó, nhóm tác giả Trần Việt Tiệp và Vũ Văn Trường, Công ty TNHH Thắng Lợi, Cụm công nghiệp An Xá (thành phố Nam Định) đã nghiên cứu và tham khảo các mô hình thiết bị của nước ngoài và đưa ra giải pháp mới “Dây chuyền nhiệt luyện liên tục kết hợp internet vạn vật IOT”. Để tối ưu và đạt hiệu quả cao, giải pháp kết hợp nhiều công nghệ, trong đó phần nhiệt luyện sử dụng hệ thống lò chạy dài 16m, được chia đều làm 4 khoang, cài đặt vùng nhiệt độ theo công nghệ của từng loại sản phẩm và được giữ ở nhiệt độ ổn định để tránh lãng phí nhiệt. Phần trung tâm điều khiển sử dụng bộ lập trình PLC S7-1200 Siemens và màn hình cảm ứng HMI 12inch để giao tiếp với người sử dụng, giúp giám sát từng vùng nhiệt, tạo ra một hệ thống chính xác, có tính tự động hóa cao, giảm nhân lực vận hành. Phần giám sát thu thập dữ liệu sử dụng công nghệ tiên tiến nhất hiện nay là “internet vạn vật” - IOT để điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu theo thời gian thực. Dữ liệu trong quá trình chạy sẽ được thu thập và lưu trữ trên đám mây, sử dụng công nghệ dữ liệu lớn “Big Data” không giới hạn dung lượng. Dây chuyền được lắp từ tháng 10-2020 và thử nghiệm thành công tại Công ty TNHH Thắng Lợi. Anh Trần Việt Tiệp cho biết: Do được tối ưu về kích thước lò và nhiệt lượng được duy trì liên tục trong quá trình luyện nên giải pháp tiết kiệm điện giảm gần 40% so với trước khi áp dụng. Hệ thống sử dụng công nghệ điều khiển mềm (công nghệ bán dẫn SCR để điều khiển dòng điện) nên có độ chính xác gần như tuyệt đối, thêm vào các thiết bị điều khiển tự động hóa và các thiết bị giám sát thời gian thực giúp ổn định chất lượng sản phẩm, giảm thiểu sai, lỗi, giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm. Nếu như trước đây để nhiệt luyện khối lượng hàng tương tự cần 4 người vận hành liên tục trong điều kiện thủ công, chịu nhiệt độ nóng từ lò tỏa ra trong suốt quá trình luyện thì nay chỉ cần 1 công nhân giám sát cả hệ thống trong phòng kín đáp ứng đủ điều kiện về môi trường. Đây là giải pháp chuyển đổi số áp dụng vào sản xuất giúp Công ty TNHH Thắng Lợi tăng năng suất, hiệu quả.
Một giải pháp đáng chú ý khác là “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phân loại sản phẩm cho dây chuyền sản xuất mì ăn liền” của anh Phạm Ngọc Sâm, Khoa Điện - Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp. Việc thay đổi quy trình, công nghệ sản xuất tại các nhà máy đang được đặt ra và thực hiện từng bước, áp dụng công nghệ tự động hóa ngày càng cao hơn trong từng khâu để dần thay thế và giảm nhân công. Nhất là trong khâu phân loại sản phẩm hiện đang phải có công nhân đứng hàng dài trên chuyền để kiểm tra và nhặt loại sản phẩm bị lỗi. Qua nhiều lần sửa chữa, lắp ráp máy móc và khảo sát hệ thống phân loại sản phẩm tại các nhà máy công nghiệp trên địa bàn tỉnh, tác giả đã nghiên cứu quy trình công nghệ của dây chuyền sản xuất mì ăn liền với hệ thống điều khiển băng tải và phân loại sản phẩm dựa trên cơ sở xử lý hình ảnh. Tác giả đã sử dụng hệ thống cảm biến thông minh, các thiết bị Onchip, ngôn ngữ lập trình bậc cao Python (lập trình cấu trúc rõ ràng), giao tiếp với các chuẩn USB (một chuẩn kết nối và truyền dữ liệu số tuần tự, tốc độ cao, đa năng, đa môi trường), bộ chuyển đổi tín hiệu RS 232, máy tính… để thiết kế chế tạo và điều khiển tự động cho mô hình. Đặc biệt, mô hình còn ứng dụng công nghệ nhận dạng, xử lý hình ảnh và trí tuệ nhân tạo sử dụng vi điều khiển Atmega328p thu thập hệ thống thông tin hình ảnh chất lượng cao và độ chính xác nhận dạng, phân loại sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao hơn hẳn so với mắt thường hoặc các phương pháp thủ công khác. Giải pháp đã được thử nghiệm nhiều lần tại Công ty Thực phẩm Ăn liền - Nhà sản xuất (Hải Hậu) và Công ty TNHH Công nghệ thực phẩm Châu Á (Bắc Ninh) đem lại hiệu quả cao trong sản xuất, làm giảm nhân công, đảm bảo chính xác, tăng năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm. Ngoài ra, hiện Khoa Điện, Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp đã ứng dụng mô hình hệ thống này để phục vụ trong giảng dạy các môn thực hành: đo lường cảm biến, lắp đặt điện, tự động hóa quá trình công nghệ.
Nhờ sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, kỹ thuật điện, điện tử đang được phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt, trong sản xuất công nghiệp, công nghệ tự động hóa phát triển sẽ giải quyết được rất nhiều vấn đề mà người lao động phổ thông khó có thể làm được. Ngày càng nhiều thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả năng xử lý, mức độ hoàn hảo, sự chính xác của các hệ thống sản xuất cao hơn, đáp ứng nhu cầu của xã hội về sản xuất số lượng lớn, chất lượng, thẩm mỹ. Giải pháp sử dụng máy bơm chìm mini trong hệ thống ống rút nước bổi của phương pháp gài nén cải tiến trong sản xuất nước mắm truyền thống được áp dụng tại Công ty TNHH Lâm Bão (Hải Hậu) có tác dụng giảm lao động phổ thông làm công việc khuấy đảo nguyên liệu ướp ủ, phơi nắng, rút ngắn thời gian chế biến nước mắm xuống 12 tháng (so với phương pháp truyền thống từ 15-18 tháng), đồng thời vẫn đảm bảo sản phẩm nước mắm có chất lượng tốt hơn và đạt yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm. Ngoài ra còn các giải pháp “Nghiên cứu, áp dụng phương pháp cấp phôi tự động và sử dụng khuôn dập phối hợp chế tạo Roto đầu máy phát điện 3-50kW” áp dụng tại Công ty TNHH Chế tạo Điện cơ Axuzu (Xuân Trường), “Nghiên cứu chế tạo mô hình điều khiển các thiết bị không dây ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp tỉnh Nam Định” của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định…
Để bắt kịp những tiến bộ khoa học kỹ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa - hiện đại hóa thì ngành công nghiệp tỉnh ta cần thay đổi nhanh chóng công nghệ và sử dụng các thiết bị hiện đại, đặc biệt là ứng dụng công nghệ điều khiển tự động vào lao động sản xuất, đời sống sinh hoạt. Đây cũng là nền tảng để xây dựng nhà máy thông minh 4.0 trong tương lai gần./.
Bài và ảnh: Ngọc Ánh
