nghiên cứu thiết kế chế tạo hoàn thiện mô hình hệ thống điều khiển mini-cim

GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI




HÀ THANH SƠN






NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HOÀN THIỆN MÔ
HÌNH HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN MINI-CIM




LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC




Chuyên ngành:
ðIỆN KHÍ HÓA NÔNG NGHIỆP VÀ NÔNG THÔN
Mã số : 60.52.54

Người hướng dẫn khoa học
: PGS. TS. Trần Mạnh Hùng

HÀ NỘI - 2010

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
i
LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp học Cao học Cơ ðiện
Khóa 17 chuyên ngành ðiện khí hóa Nông nghiệp và Nông thôn tại trường
ðại học Nông Nghiệp Hà Nội, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ giảng dạy nhiệt
tình của các thầy cô giáo trong và ngoài trường. Nhân dịp này tôi xin chân
thành cám ơn tới các Giáo sư, Tiến sĩ và các thầy cô giáo Khoa Sau ðại
Học, Khoa Cơ ðiện Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội.
Tôi xin chân thành cám ơn trường ðại học Phương ðông; Phòng
Thí nghiệm Cơ ðiện Vilas 019, Viện Cơ ðiện Nông Nghiệp và Công Nghệ
Sau Thu Hoạch ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi hoàn thành ñề tài
nghiên cứu này.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS
Trần Mạnh Hùng ñã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn cao học
này.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn các bạn bè ñồng nghiệp và gia ñình
ñã ñộng viên và giúp ñỡ tôi trong quá trình học cao học và làm luận văn
thạc sỹ.
Do trình ñộ và thời gian thực hiện ñề tài có hạn, không tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong tiếp nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy

cô giáo và các bạn ñồng nghiệp ñể ñề tài ñược hoàn thiện
Tôi xin chân thành cám ơn!
Hà nội, ngày 10 tháng 10 năm 2010
Học viên




Hà Thanh Sơn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
ii
LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan các thiết kế tôi làm chưa từng ñược ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về các kết quả nghiên cứu trình bày
trong luận văn.


Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Tác giả




Hà Thanh Sơn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học

iii
MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC iii
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC BẢNG viii
MỞ ðẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CIM 3
1.1.1. Khái quát chung 3
1.1.2. Cấu trúc ñiển hình của CIM 3
1.2. ỨNG DỤNG VÀ HIỆU QUẢ CỦA CIM 7
1.2.1. Ứng dụng của CIM 7
1.2.2. Hiệu quả của CIM 8
1.3. Sự phát triển của CIM trên thế giới 9
1.4. Hướng phát triển của CIM 11
1.5. Sự phát triển của CIM ở Việt Nam 14
1.6. ðịnh hướng xây dựng mô hình MiniCIM Trường ñại học Phương ðông 15
1.7. Hiện trạng mô hình MiniCIM của trường ðại học Phương ðông 18
1.7.1. Hiện trạng hệ thống ñiều khiển toàn bộ mô hình 18
1.7.2. Hiện trạng cánh tay robot 19
1.8. Nhiệm vụ của ñề tài: 20
1.9. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 21
CHƯƠNG 2: ðỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG TIỆN
NGHIÊN CỨU 22
2.1 ðối tượng nghiên cứu: 22
2.2. Phương pháp nghiên cứu 22
2.2.1. Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm 22
2.2.2. Sử dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế và mô phỏng 22
2.2.3. Tiến hành thực nghiệm và ñánh giá kết quả thực nghiệm 22

2.3. Phương tiện nghiên cứu 22
2.3.1. Phần Mềm 22
2.3.1.1. ORCAD 23
2.3.1.2. PROTEUS 23

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
iv
2.3.1.3. CodeVisionAVR 24
2.3.1.4. SolidWork 24
2.3.2. Dụng cụ 24
2.3.2.1 Máy tính 24
2.3.2.2. ðồng hồ vạn năng 24
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC MODULE ðIỀU KHIỂN VÀ HỆ THỐNG
ðIỀU KHIỂN CÁNH TAY ROBOT 25
3.1. Phân tích các phần tử của mô hình MiniCIM của trường ðại Học Phương ðông 25
3.2. Thiết kế chế tạo các module 26
3.2.1. Thiết kế Module phần cứng 26
3.2.1.1. Thiết kế Module ñiều khiển ñộng cơ DC 26
3.2.1.2. Thiết kế Module ñiều khiển ñộng cơ bước 32
3.2.1.3. Thiết kế Module ñiều khiển xilanh khí nén 35
3.2.1.4. Thiết kế Module xử lý trung tâm. 37
a. Thiết kế Module nhận tín hiệu vào 40
b. Thiết kế Module ñưa tín hiệu ra 41
c. Thiết kế Module nhân tín hiệu với tần số cao 42
d. Thiết kế Module truyền thông RS485 43
e. Thiết kế Module truyền thông SPI 44
g. Thiết kế Module truyền thông PS2 45
h. Hình ảnh của module ñiều khiển 46
3.2.1.5. Module xử lý tín hiệu nút bấm 48
3.2.2. Lập trình Module phần mềm 49

3.2.2.1. Thiết kế cấu trúc chương trình 49
3.2.2.2. Lập trình Module ñiều khiển ñộng cơ bước theo tọa ñộ 53
3.2.2.3. Lập trình Module ñiều khiển ñộng cơ secvo theo tọa ñộ 56
3.2.2.4. Lập trình Module tiếp nhận sử lý tín hiệu và chống nhiễu tại các công tắc
hành trình 59
3.2.2.5. Thiết kế Module tiếp nhận truyền thông từ bàn phím 59
3.2.3. Nhận xét về các module: 61
3.3. Thiết kế chế tạo cánh tay robot 61
3.3.1. Phân tích kết cấu cánh tay robot 61
3.3.2. Yêu cầu tính năng của cánh tay robot 63

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
v
3.3.3. Xây dựng giao diện bảng ñiều khiển cánh tay Robot 64
3.3.4. Tính toán và chọn phần cứng 65
3.3.5. Xây dựng phần mềm ñiều khiển robot 66
3.3.5.1. Cấu trúc xây dựng giao diện phần mềm ñiều khiển: 66
3.3.5.2. Xây dựng giao diện phần mềm ñiều khiển bằng tay cho robot 68
3.3.5.3. Xây dựng giao diện phần mềm ñiều khiển tự ñộng cho robot 70
3.3.5.4. Xây dựng giao diện phần mềm cài ñặt hệ thống ñiều khiển robot 73
3.3.6. Kết quả chế tạo cánh tay robot. 78
3.3.7 Thử nghiệm cánh tay robot. 79
3.3.8. Nhận xét về cánh tay robot mới 84
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 85
4.1. Kết luận 85
4.2. ðề nghị 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
PHỤ LỤC 88
6.1. Giới thiệu vi ñiều khiển AVR [12] 88
6.2. Giới thiệu về ñộng cơ 1 chiều [6] 90

6.3. Thông số ñiện dung và ñiện cảm của tran trường IRF250P (8) 91
6.4. Thống số cơ bản của tran C945 (8) 91
6.5. Thống số cơ bản của tran A1015: (8) 92
6.6. Giới thiệu ñộng cơ bước (6) 92
6.7. Giới thiệu về IC L297 và L298 (7) 95
6.8. Thông số cơ bản của MMBT2222A: (8) 96
6.9. Thông số thời gian ñáp ứng của TLP621 (8) 96
6.10. Thông số ñặc trưng của K1254 (8) 97
6.11. Giới thiệu về giao tiếp SPI (11): 97
6.12. Lập trình ñiều khiển robot 100



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
vi
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Mô hình CIM tích hợp hệ thống phụ trợ 4
Hình 1.2: Sơ ñồ thiết kế MiniCIM của trường ðH phương ðông 16
Hình 1.3: Ảnh chụp tàn bộ hệ thống trước khi sửa chữa 18
Hình 1.4: Cánh tay robot trước khi sửa chữa 19
Hình 3.1: Sơ ñồ khối module ñiều khiển ñộng cơ DC 27
Hình 3.2: Nguyên lý cầu H 27
Hình 3.3: Sơ ñồ nguyên lý ñiều khiển ñộng cơ DC[10] 28
Hình 3.4: Nguyên lý ñiều khiển tran trường chất lượng cao 30
Hình 3.5: Tranzitor ñiều khiển relay 31
Hình 3.6: Module ñiều khiển ñộng cơ DC 32
Hình 3.7: Sơ ñồ khối module ñiều khiển ñộng cơ bước 33
Hình 3.8: Sơ ñồ nguyên lý ñộng cơ bước 34
Hình 3.9: Module ñiều khiển ñộng cơ bước 35

Hình 3.10: Nguyên lý ñiều khiển van khí nén 37
Hình 3.11: Phần nguồn module ñiều khiển 40
Hình 3.12: Sơ ñồ nguyên lý của khối nhận tín hiệu vào 41
Hình 3.13: Sơ ñồ nguyên lý ñầu ra tín hiệu ñiều khiển 42
Hình 3.14: Sơ ñồ nguyên lý tiếp nhận tần số cao 43
Hình 3.15: Sơ ñồ nguyên lý giao tiếp RS485 44
Hình 3.16: Nguyên lý ñệm giao tiếp SPI 45
Hình 3.17: Module giao tiếp PS2 46
Hình 3.18: Lớp 2 nguyên lý module ñiều khiển 46
Hình 3.19: Lớp 1 nguyên lý module ñiều khiển 46
Hình 3.20: Module ñiều khiển trung tâm không có vỏ 47
Hình 3.21: Module ñiều khiển trung tâm 47
Hình 3.22: Module ñiều khiển trung tâm có ñóng vỏ 47
Hình 3.23: Sơ ñồ nguyên lý của module nút bấm 48
Hình 3.24: Module nút bấm 49
Hình 3.25: Sơ ñồ cấu trúc chung của chương trình theo trình tự chíp 50
Hình 3.26: Sơ ñồ cấu trúc chung của chương trình 51
Hình 3.27: Cấu trúc cơ bản của một module: 53

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
vii
Hình 3.28: Sơ ñồ khối module lập trình ñộng cơ bước 54
Hình 3.29: Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển tọa ñộ và tốc ñộ ñộng cơ bước 55
Hình 3.30: Giải thuật nhận biết tọa ñộ 58
Hình 3.31: Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển ñộng cơ DC_Secvol theo tọa ñộ 58
Hình 3.32: toàn bộ cánh tay robot 62
Hình 3.33: Giao diện ñiều khiển 65
Hình 3.35: Lưu ñồ thuật toán thực hiện lệnh của robot 71
Hình 3.36: Bản ñiều khiển cánh tay robot 78
Hình 3.37: Ảnh toàn bộ cánh tay robot 79

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
viii
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Trạng thái ñộng cơ DC 29
Bảng 3.2. Các thông số cơ bản của IRFP250 30
Bảng 3.3. trạng thái tín hiệu ở 2 kênh A,B 57
Bảng 3.4. Kết quả thử nghiệm ño tọa ñộ ñiểm ñến thực của encoder 81
Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm ðộ dài dây cung và góc quay của Robot 83
Bảng 3.6. So sánh tính năng robot mới với robot cũ 84


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
1
MỞ ðẦU
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học & công nghệ, cùng với những
diễn biến phức tạp của cuộc cạnh tranh thị trường hàng hóa thế giới, CIM
ñóng vai trò rất quan trọng ñối với sự phát triển nền kinh tế của xã hội. CIM
ñược hiểu là một khái niệm dùng ñể chỉ phương thức sản xuất tiên tiến dựa
trên những thành tựu của công nghệ thông tin.
Hệ thống CIM, có khả năng trợ giúp bằng máy tính cho tất cả các khâu
sản xuất và thương mại của một chu trình sản xuất hàng hóa. CIM tiếp nhận
ñơn ñặt hàng, thiết kế và sản xuất, lập kế hoạch sản xuất, xây dựng quy trình
công nghệ, quản lý thông tin dữ liệu (bao gồm thu thập, lưu trữ và truy xuất
dữ liệu), ñiều khiển robot, kiểm soát chất lượng sản phẩm, cho ñến khâu cung
cấp, phân phối sản phẩm của một nhà máy. Như vậy CIM cho phép thiết lập
nên một hệ thống sản xuất toàn cầu có khả năng ñáp ứng nhanh nhất nhu cầu
của thị trường, ñạt ñược hiệu quả kinh tế cao, ứng dụng nhanh chóng các sáng

kiến và các công nghệ mới vào sản xuất.
Hiện nay, việc ứng dụng hệ thống CIM ñã mang lại nguồn lợi khổng lồ
cho các tập ñoàn sản xuất lớn trên thế giới như MICROSOFT, SAMSUNG,
HP, TOSHIBA, …
Nhiều nhà chiến lược kinh tế thế giới ñã nhận ñịnh rằng CIM chính là
hướng phát triển tất yếu của sản xuất hiện nay. Tuy nhiên ñể áp dụng CIM
vào sản xuất cũng gặp rất nhiều khó khăn, ñặc biệt là ñối với nền sản xuất còn
yếu như Việt Nam. ðể áp dụng ñược CIM vào sản xuất phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố, ñó là khả năng tài chính của nhà sản xuất, năng lực của người
lao ñộng, năng lực quản lý, khả năng tiếp cận với công nghệ mới tựu chung
là 2 yếu tố chính: Tài chính và con người có tri thức cao.
Ở Việt Nam, hiện nay CIM còn là khái niệm khá mới mẻ. Hầu như
chưa thấy ứng dụng của hệ thống CIM trong sản xuất. Tuy nhiên trước trào
lưu phát triển mạnh mẽ của kinh tế thế giới. Hơn thế nữa là thời hạn gia nhập

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
2
WTO ngày càng ñến gần thì yêu cầu ñào tạo nguồn nhân lực có tri thức cao
có thể thích ứng ñược với nền sản xuất công nghiệp hiện ñại càng trở lên cấp
bách.
Công tác ñào tạo nguồn nhân lực cao trong các trường ñại học và cao
ñẳng không chỉ chú trọng kiến thức lý thuyết mà phải ñặc biệt chú trọng ñến
thực hành. Các bài giảng cần ñựơc thể hiện bằng mô hình thực tế, bằng trực
quan sinh ñộng. Tạo ñiều kiện cho sinh viên dễ dàng hơn trong việc tiếp cận
với nền sản xuất tiên tiến. Giúp cho họ có thể nắm bắt kịp thời với nền khoa
học kỹ thuật hiện ñại của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới.
Tuy nhiên, trong ñiều kiện kinh tế của nước ta hiện nay còn nhiều khó
khăn, nhập thiết bị - học cụ của nước ngoài phải chịu giá rất cao, cho nên việc
trang bị hàng loạt các máy móc công cụ hiện ñại phục vụ tất cả các trường ñại
học, cao ñẳng và dạy nghề trong cả nước thì không phải dễ dàng.

ðể giải quyết bất cập trên, năm 2008 tại trường ðại học Phương ðông
ñã bắt ñầu tiếp cận hệ thống CIM, xây dựng mô hình hệ thống MINI CIM
phục vụ cho ñào tạo. Tuy nhiên mô hình con nhiều thiều sót như ñộ chính xác
thấp, dễ hỏng hóc khi vận hành, ít chức năng. Do vậy tiến hành ñề tài
“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HOÀN THIỆN MÔ HÌNH HỆ THỐNG
ðIỀU KHIỂN MINI – CIM” ñã có của trường ðại học Phương ðông, nhằm
góp phần phục vụ hiệu quả cho công tác giảng dạy của trường và ñáp ứng nhu
cầu chung cho các trường kỹ thuật chuyên ngành liên quan trong cả nước. Là
việc làm có ý nghĩa khoa học và thực tiễn


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CIM
1.1.1. Khái quát chung
CIM (Computerize Integrate Manufacturing) là hệ thống sản xuất tích
hợp có sự trợ giúp của máy tính. Hiện nay có rất nhiều quan niệm khác nhau
về CIM tùy vào mục ñích sử dụng.
Công ty Các hệ thống tự ñộng và máy tính CASA (The Computer and
Automated Systems Association) ñịnh nghĩa: CIM là một hệ thống tích hợp
có khả năng cung cấp sự trợ giúp của máy tính cho tất cả các chức năng
thương mại, bao gồm các hoạt ñộng từ khâu tiếp nhận ñơn ñặt hàng cho ñến
cung cấp sản phẩm của một nhà máy sản xuất.
Công ty máy tính của MỸ IBM cho rằng: CIM là một ứng dụng, có khả
năng cung cấp cơ sở nhận thức cho việc tích hợp dòng thông tin của thiết kế
sản phẩm, của kế hoạch sản xuất, của việc thiết lập và ñiều khiển các nguyên
công.
Hãng SIEMENS của ðức lại cho rằng: CIM không phải là một sản
phẩm hoàn thiện mà là một chiến lược và là một khái niệm ñể ñạt các mục

ñích thị trường của một nhà máy.
Từ ñiển của công nghệ tiên tiến AMT ñịnh nghĩa: CIM là một nhà máy
tự ñộng hóa toàn phần, nơi mà tất cả các quá trình sản xuất ñược tích hợp và
ñược ñiều khiển của máy tính.
1.1.2. Cấu trúc ñiển hình của CIM
CIM là một công nghệ tiên tiến ñể quản lý công ty sản xuất thông qua
dòng thông tin. Công nghệ thông tin là một công cụ tích hợp rất mạnh và là
cơ sở hạ tầng ñể ñạt mục ñích trong một xí nghiệp tích hợp. Trong thế giới
hiện nay, công nghệ thông tin ñóng vai trò quyết ñịnh trong quản lý xí nghiệp.
ðồng thời sự phát triển của các tiêu chuẩn liên kết ñã có ảnh hưởng lớn ñến
CIM và ñã mở ñường cho việc tích hợp hóa .

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
4
Các công nghệ tích hợp trong CIM rất ña dạng và bao gồm nhiều lĩnh
vực công nghệ phức tạp khác nhau. Tuy nhiên ở ñây chỉ ñề cập ñến một số
công nghệ tiên tiến của CIM [1].


Hình 1.1: Mô hình CIM tích hợp hệ thống phụ trợ
Tự ñộng hóa văn phòng: ðó là việc tự ñộng hóa các quá trình của văn
phòng bằng các công nghệ thích hợp. Nó có thể ñược xem như một máy tính
mà từ ñó hầu hết các tài liệu văn phòng ñược truyền ñi các mạng ñể nối kết tất
cả các thiết bị sản xuất và các công nghệ của một công ty nào ñó bằng các hệ
thống thông tin quản lý. Tự ñộng hóa văn phòng cho phép: Tạo ra nhiều
thông tin thương mại; Quay vòng nhanh các tư liệu thương mại; Giảm sai số
trong quản lý; Giảm mặt bằng làm việc; Phục vụ khách hàng tốt hơn; Khả
năng ra quyết ñịnh tốt hơn; Giảm số nhân viên văn phòng; Nâng cao trình ñộ
của nhân viên văn phòng.
Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính CAD: Rất quan trong trong CIM

có rất nhiều lợi ích ñi liền với CAD như: Nâng cao năng suất và giảm thời
gian thiết kế sản phẩm; Giảm thời gian thiết kế dụng cụ và ñồ gá ñược 12 ÷

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
5
25%; Nâng cao chất lượng thiết kế, do ñó nâng cao ñược chất lượng sản
phẩm; Tạo ra ñược tài liệu có chất lượng cao; Loại trừ ñược các công việc lặp
lại; Tiết kiệm thời gian và giảm giá thành khi chế tạo sản phẩm mới; Tiêu
chuẩn hóa tốt hơn; Hoàn thiện giao diện giữa thiết kế và sản xuất; Giảm thời
gian trả lời kết quả ñấu thầu [1].
Máy ñiều khiển số CNC: cho phép gia công chi tiết theo một chương
trình lập sẵn cho mọi kích thước mong muốn và theo một quy trình công nghệ
ñã lập sẵn. Các máy CNC cho phép loại trừ ảnh hưởng của công nhân và nâng
cao chất lượng sản phẩm. Các máy CNC ñược sử dụng cho nhiều mục ñích
khác nhau như: Gia công, làm sạch, ñánh bóng, kiểm tra, nén ép, rèn hoặc dập
. Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính CAM: Cho phép thiết kế và lập
quy trình gia công trên máy tính. Kết hợp với CAM cũng như các phần tử
CNC và cơ sở dữ liệu giúp cho việc lập chương trình gia công và thay ñổi
chương trình gia công trở lên nhanh chóng. Ưu ñiểm của hệ thống CAM là
:Tăng năng suất lao ñộng; Nâng cao chất lượng sản phẩm; Giảm diện tích sản
xuất; ðáp ứng nhu cầu của khách hàng nhanh hơn; Cải thiện ñiều kiện làm
việc của công nhân và loại trừ những ñiều kiện làm việc nguy hiểm.
Kiểm tra chất lượng có sự trợ giúp của máy tính: Bao gồm quá trình
giám sát và quá trình ño kiểm tra sản phẩm. Hệ thống kiểm tra chất lượng có
sự trợ giúp của máy tính CAQC (Computer Aided Quality Control) cho phép:
Giảm thời gian giám sát quá trình sản xuất; Giảm chi phí gián tiếp cho các
giám sát viên; Giảm chi phí tương ñối ñể ñạt chất lượng sản phẩm xuống 50 ÷
90%; Nâng cao chất lượng sản phẩm; Giảm công việc lặp lại trong quá trình
kiểm tra chất lượng sản phẩm; Cải thiện ñiều kiện làm việc.[1]
Hệ thống bảo quản và tìm kiếm tự ñộng: Là hệ thống xử lý vật liệu ñể

cấp phát chi tiết cho các khu vực và tìm kiểm chi tiết từ các khu vực. Hệ
thống bảo quản và tìm kiếm tự ñộng cho phép; Kiểm tra vật liệu bằng máy
tính, xác ñịnh trạng thái và vị trí của vật liệu. Thông qua mạng ñể ñiều khiển

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
6
các hệ thống phụ trợ và CIM; Giảm phế phẩm gia công; Loại trừ quá trình xử
lý lặp lại ñối với vật liệu; Tăng năng suất lao ñộng; Giảm thời gian lắp ráp
(khoảng 25%).
Công nghệ nhóm: Là cách thức sản xuất theo nhóm tùy thuộc vào ñặc
tính của quy trình công nghệ. Việc ghép các nhóm làm việc với nhau theo quy
trình công nghệ sẽ ñem lại những kết quả khả quan: Hoàn thiện khâu thiết kế
và tăng tính tiêu chuẩn hóa của thiết kế. Giảm khối lượng công việc trong
khâu xử lý vật liệu. Giảm 20% ÷ 80% thời gian sản xuất. Giảm 15% ÷ 20%
khối lượng lao ñộng. Giảm 20% ÷ 30% chi phí dụng cụ cắt. Giảm 20% ÷ 60%
thời gian chuẩn bị sản xuất. Giảm 15% ÷ 30% thời gian ñặt hàng và cấp hàng.
ðơn giản hóa việc lập quy trình sản xuất và rút ngắn chu kỳ sản xuất. Hoàn
thiện quá trình kiểm tra chất lượng sản phẩm. Khả năng thích ứng nhanh với
thị trường, do ñó giảm ñược thời gian ñặt hàng và thời gian cấp hàng. Tăng
cường sự hợp tác giữa các tổ chức của công ty. Nâng cao năng suất lao ñộng.
Giảm 15% ÷ 70% phế liệu sản xuất.
Lập quy trình công nghệ có sự trợ giúp của máy tính: CAPP
(Computer Aided Process Planning) là xác ñịnh thứ tự nguyên công với nhiều
thông số công nghệ ñể chế tạo hoặc ñể lắp ráp. CAPP cho phép lập ñược quy
trình mới ñể gia công chi tiết, thay ñổi quy trình ñang ñược ứng dụng ñể có
quy trình mới tiên tiến hơn hoặc ñể thực hiện các công việc lập chương trình
nào ñó một cách nhanh chóng và thuận tiện. CAPP cho phép: Giảm thời gian
thiết kế sản phẩm mới; Giảm chi phí cho việc tiếp nhận chi tiết mới; Giảm
thời gian thiết kế dụng cụ cắt; Tăng khả năng khai thác hệ thống CIM; Giảm
thời gian lập quy trình công nghệ; Giảm số lượng dụng cụ cắt bị hỏng. [1]

Tế bào gia công: CM (Cellular Manufacturing) là thiết bị sản xuất
thường dùng ñể chế tạo các chủng loại chi tiết khác nhau. Công nghệ nhóm
trong quy trình sản xuất ñã tạo ra CM. Hệ thống sản xuất của một công ty
ñược tổ chức thành các tế bào gia công. Các tế bào gia công bao gồm: Máy

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
7
gia công và các quy trình ñể chế tạo một loại chi tiết nào ñó. Tế bào gia công
cho phép: Giảm ñáng kể thời gian gia công chi tiết; Giảm 20 ÷ 30% khối
lượng lao ñộng; Giảm 15 ÷ 30% chi phí cho thiết kế xỹ thuật; Giảm thời gian
chuẩn bị sản xuất; ðạt hiệu quả cao trong xử lý vật liệu; Nâng cao chất lượng
sản phẩm; ðơn giản hóa việc lập quy trình công nghệ chế tạo và quy trình
kiểm tra.
Robot: Các lợi ích mà robot ñem lại: Tăng năng suất lao ñộng; Nâng
cao chất lượng sản phẩm; Giảm phế liệu và chi phí cho những công việc lặp
lại; Giảm chi phí cho nguyên công kiểm tra chất lượng sản phẩm; Giảm chi
phí lao ñộng trực tiếp; Có khả năng thực hiện nhiều nguyên công khác nhau.
Hệ thống FMS: FMS ñược coi là phiên bản ñầu tiên của CIM, ứng
dụng hệ thống FMS cho phép: Tăng tính linh hoạt khi gia công các loại chi
tiết khác nhau; Xử lý nhiều loại vật liệu khác nhau; Hệ thống sản xuất tiếp tục
hoạt ñộng khi có một máy ngưng hoạt ñộng; Hoàn thiện sức lao ñộng của con
người; Hoàn thiện quá trình kiểm tra chất lượng sản phẩm; Giảm 50% giá
thành sản xuất; Giảm 30% chi phí cho dụng cụ cắt; Giảm 50 ÷ 90% khối
lượng lao ñộng; Tăng hệ số sử dụng máy; Nâng cao chất lượng sản phẩm;
Giảm phế liệu; Giảm 42% diện tích mặt bằng sản xuất; Nâng cao năng suất
lao ñộng tới 200 ÷ 350%.
1.2. ỨNG DỤNG VÀ HIỆU QUẢ CỦA CIM
1.2.1. Ứng dụng của CIM
Thiết lập một hệ thống sản xuất tích hợp có sự trợ giúp của máy tính
CIM là một vấn ñề không ñơn giản nó không chỉ phụ thuộc vào khả năng tài

chính của công ty mà còn phụ thuộc vào ñội ngũ nhân lực của công ty ñó việc
ứng dụng một hệ thống CIM vào sản xuất của một công ty phải ñược xem xét
một cách kỹ lưỡng. Thực tế khi mà sản xuất phát triển, nhu cầu của khách
hàng thay ñổi thường xuyên và không ngừng nâng cao, sự cạnh tranh mạnh
mẽ của nhiều công ty trên phạm vi toàn cầu thì yêu cầu ứng dụng một hệ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
8
thống CIM cho sản xuất là rất cần thiết. Trong hệ thống CIM chức năng thiết
kế và chế tạo ñược gắn kết với nhau cho phép khép kín chu trình chế tạo sản
phẩm và tạo ra sản phẩm một cách nhanh chóng bằng các quy trình sản xuất
linh hoạt và hiệu quả. Với hệ thống CIM, nó có khả năng cung cấp sự trợ giúp
máy tính cho tất cả các chức năng thương mại gồm các hoạt ñộng từ khâu tiếp
nhận ñơn ñặt hàng cho ñến cung cấp, phân phối sản phẩm của một nhà máy.
CIM tham gia vào môi trường sản xuất công nghiệp: ñiều khiển robot,
lắp ráp, gia công, sơn phủ ñánh bóng, gia công hàn, kiểm soát chất lượng sản
phẩm, ñóng gói, vận chuyển và phân phát hàng hoá.
CIM tham gia vào các quá trình công nghệ: thiết kế và sản xuất có trợ
giúp máy tính (CAD/CAM). Lập kế hoạch sản xuất và quy trình công nhgệ có
trợ giúp của máy tính (Computer Aided Process Planning/Computer Aided
Engineering) (CAPP/ CAE).
CIM bao gồm mạng và các hệ thống: các phần cứng và phần mềm
truyền thông trong nhà máy, quản lý thông tin dữ liệu bao gồm cả việc thu
thập, lưu trữ và truy xuất dữ liệu.
CIM tham gia vào việc cải thiện không ngừng các quá trình sản xuất:
lập kế hoạch và kiểm soát nguyên liệu ñầu vào, các hệ thống theo dõi và kiểm
soát chất lượng, các kỹ thuật và phương pháp thanh tra giám sát như lập kế
hoạch và quản lý nguồn lực sản xuất, lập kế hoạch và quản lý của công ty,
kiểm tra chất lượng toàn bộ và phương thức sản xuất ñáp ứng kịp thời sự thay
ñổi nhanh chóng của các chủng loại sản phẩm.

1.2.2. Hiệu quả của CIM
Hệ thống CIM có thể tạo ra lợi nhuận vững chắc cho người sử dụng
hơn là các hệ thống sản xuất thông thường khác. CIM cho phép một nhà máy
sản xuất thích ứng nhanh chóng với sự thay ñổi của thị trường và cung cấp
các hướng phát triển cơ bản của sản phẩm trong tương lai. Với sự trợ giúp của
các máy tính trong CIM, các hoạt ñộng phân ñoạn của quá trình sản xuất ñược

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
9
tích hợp thành một hệ thống sản xuất thống nhất, hoạt ñộng trôi chảy với sự
giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất ñồng thời nâng cao chất lượng sản
phẩm. Trong hệ thống CIM cho phép sử dụng tối ưu các thiết bị, nâng cao
năng suất lao ñộng, luôn ứng dụng các công nghệ tiên tiến và giảm thiểu sai
số gây ra bởi con người, kinh nghiệm sử dụng CIM cho thấy những lợi ích
ñiển hình sau ñây: Nhanh chóng cho ra ñời sản phẩm mới kể từ lúc nhận ñơn
ñặt hang; Giảm 15- 30% giá thành thiết kế; Giảm 30- 60% thời gian chế tạo
chi tiết; Tăng năng suất lao ñộng lên tới 40- 70%; Nâng cao chất lượng sản
phẩm, giảm ñược 20- 50% phế phẩm; Quản lý vật tư hàng hoá sát thực tế
hơn; Tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm và ñáp ứng nhu cầu thị trường;
Hoàn thiện ñược phương pháp thiết kế sản phẩm, ví dụ: sử dụng phương pháp
phần tử hữu hạn cùng với máy tính cho phép thực hiện phép tính nhanh hơn
30 lần so với các phương pháp thông thường khác cho nhiều phương án thiết
kế khác nhau.
1.3. Sự phát triển của CIM trên thế giới
Vào năm 1954, NC ñã ñược ñưa vào sản suất và sau ñó, vào năm 1955
sự phát triển của công cụ xử lý lập trình tự ñộng ñã mở ñầu cho sự xuất hiện
của CAM. CAD bắt ñầu xuất hiện vào khoảng năm 1960 với công nghệ thiết
kế cao nhờ có sự trợ giúp của máy tính. Với sự xuất hiện của vi mạch vào
ñầu những năm 1970, máy tính ñược ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực của
sản suất [1].

tiến sĩ Jonseph Harrington ñã ñưa ra Khái niệm về CIM vào những năm
1973. Mặc dù khái niệm về CIM của ông chưa ñược hoàn chỉnh, ngày nay
danh từ CIM ñã trở nên rất quen thuộc trong cách nói về sản xuất. CIM ñã trở
thành chiến lược nền tảng của tích hợp các thiết bị và hệ thống sản xuất thông
qua các máy tính hoặc các bộ xử lý tự ñộng.[1]
Mục ñích hiện thực lâu dài của CIM có thể ñạt ñược thông qua việc lập
kế hoạch phát triển ở tầm vĩ mô của công ty. Sự tích hợp có hiệu quả ñòi hỏi

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
10
kiến thức chuyên sâu về tất cả các quá trình công nghệ và hiệu biết sâu sắc về
tất cả các thiết bị sản xuất của công ty. ðể cho việc ứng dụng CIM có hiệu
quả thì việc tích hợp các công nghệ tiên tiến AMT phải ñược thực hịên thông
qua các máy tính. Máy tính chỉ hoạt ñộng như các toạ ñộ phụ cho công nghệ.
Tuy nhiên, không có máy tính thì việc tích hợp sẽ không có hiệu quả .
Năm 1975 Bộ quốc phòng Hoa Kỳ bắt ñầu lập chương trình sản xuất có
sự trợ giúp của máy tính của lực lượng không quân AFCAM. Chương trình
này cho phép tiếp cận tốt hơn ñối với công nghệ sản xuất. Nhờ kết quả ñó mà
sản xuất có sự trợ giúp của máy tính tích hợp ICAM ñã ñược xây dựng vào
năm 1976 tại phòng thí nghiệm vật liệu của không quân Hoa Kỳ dưới sự chỉ
ñạo của Uỷ ban kỹ thuật và Viện hàn lâm Quốc gia NAEC về sản xuất có sự
trợ giúp của máy tính CAM. Sau khi bỏ chương trình ICAM vào năm 1985,
không quân Hoa Kỳ bắt ñầu xây dựng chương trình CIM.
Công ty các hệ thống tự ñộng và máy tính CASA của hội những nhà
sản xuất SME ñã ñược thành lập vào năm 1975 ñể tập chung kiến thức trong
lĩnh vực máy tính và tự ñộng hoá cho sự phát triển của sản xuất. Là một hội
khoa học và ñào tạo, CASA/SME ñã truyền bá khái niệm về CIM tới ñông
ñảo quần chúng và ñã xây dựng vòng tròn CIM nhằm cung cấp cho công
nghiệp sản xuất một cái nhìn ñúng ñắn về CIM. Hội ñồng kỹ thuật của
CASA/SME ñã thống nhất 5 vấn ñề cơ bản của vòng tròn CIM như sau: Quản

lý sản xuất và nguồn nhân lực, sản xuất và quá trình, lập kế hoạch sản xuất và
kiểm tra, nhà máy tự ñộng hoá và quản lý nguồn thông tin. Vòng tròn CIM
mô tả khía cạnh tích hợp của CIM ñối với quan ñiểm về quản lý sản xuất.
CIM có những ưu ñiểm sau ñây:
- Tính linh hoạt của sản phẩm, sản lượng và vật liệu.
- Nâng cao năng suất và chất lượng của gia công.
- Hoàn thiện giao diện giữa thiết kế và sản xuất.
- Giảm lao ñộng trực tiếp và gián tiếp.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
11
- Thiết kế có năng suất và ñộ chính xác cao.
- Tiêu chuẩn hoá cao và sử dụng vật liệu hợp lý.
- Tiết kiệm thời gian và mặt bằng sản xuất.
- Tạo cơ sở dữ liệu chung ñể loại trừ các bộ phận chứa dữ liệu ñộc
lập.
- Loại trừ các công việc lặp lại không cần thiết.
- Giảm thời gian giám sát sản xuất và số cán bộ thực hiện công việc
này.
- Có ưu ñiểm cạnh tranh với các ñối thủ cạnh tranh.
Khái niệm về CIM ñược ñưa ra trong thời gian ñầu có vẻ không ñạt
ñược ý tưởng thực tế, tuy nhiên với công nghệ ngày nay thì CIM ñạt ñược
mục ñích không mấy khó khăn. Tương lai của kỹ thuật là ứng dụng CIM với
táo ñộng của trí tuệ. Sản xuất trí tuệ là con ñường của tương lai. Vì vậy, công
nghệ sản xuất các hệ thống CIM sẽ bao gồm trí tuệ ñể giúp ñỡ các nhà máy
chế tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hạ .
1.4. Hướng phát triển của CIM
CIM ảo: Sản xuất ảo là khi các ñơn vị sản xuất ñược liên kết với nhau
trên phạm vi toàn cầu ñể giải quyết tất cả các vấn ñề từ sản xuất ñến phân
phối sản phẩm [1].

Ngày nay ñã có nhiều sự liên kết toàn cầu trong rất nhiều lĩnh vực công
nghiệp. Do dó, nhà máy ảo ñã ñược ñịnh nghĩa như một mạng liên kết toàn
cầu và chỉ có nhà máy ảo mới ñảm bảo ñược sự cạnh tranh và thị trường toàn
cầu. Từ khái niệm nhà máy ảo người ta ñưa ra khái niệm về CIM ảo. Nghiên
cứu về CIM ảo và ứng dụng nó trên phạm vi toàn cầu ñã trở nên bức thiết.
Ứng dụng CIM ảo là một bước tiến quan trọng trong sản xuất tương lai ñã
ñược Lin (năm 1977) khởi xướng. Tuy nhiên, vào thời ñiểm dó cũng rất nhiều
công trình về nhà máy ảo của Makatsoris và Besant ñược công bố. CIM ảo có
thể thích ứng với sản xuất và phân bố toàn cầu.[1]

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
12
Trung tâm nghiên cứu công nghệ sản xuất tiên tiến của trường ðại học
tổng hợp nam Australia ñã ñưa ra khái niệm về vòng tròn CIM ảo. Vòng tròn
CIM ảo này mô tả các ñiều kiện thị trường toàn cầu.
Khái niệm về vòng tròn CIM ảo cũng như vòng tròn CIM ñã ñược các
nhà sản xuất SME (Society of Manufacturing Engineers) phát triển và nó ñã
ñược giải thích như sau (Giải thích bắt ñầu từ vòng tròn ngoài cùng).
Vòng tròn ngoài mô tả tình trạng thế giới hiện tại, ñó là cạnh tranh toàn
cầu, sự quan tâm môi trường, hàng hoá thoả mãn nhu cầu của khách hàng,
chu kỳ chế tạo sản phẩm ngắn, yêu cầu sáng tạo sản phẩm và trả lời nhanh.
Vòng thứ hai mô tả các hệ thống toàn cầu, ñó là các nhà máy ảo, các hệ
thống sản xuất toàn cầu và những hoạch ñịnh sản xuất mang tính chiến lược
Vòng thứ ba giải thích cách thức thực hiện, ñó là sự liên kết toàn cầu về
sản xuất, sự lên kết của các công nghệ tiên tiến, sự chuyên môn hóa và phân
phối riêng biệt nhưng ñược quản lý chung.
Vòng thứ tư mô tả sự cần thiết của thông tin và liên kết toàn cầu, ñồng
thời sự cần thiết phải phân chia dữ liệu giữa các hệ thống.
Vòng tròn trung tâm mô tả kết quả của CIM như một nhà máy tích hợp
toàn cầu thông qua cấu trúc tích hợp.

ðể tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc ñầu tư vào CIM và ñể giúp nền
công nghiệp sản xuất, nhiều nhà nghiên cứu ñã tìm ra những giải pháp ñể ứng
dụng CIM. ðây là một số hướng nghiên cứu về CIM :Hợp lý hoá CIM và
chiến lược quản lý CIM; Nhà máy tích hợp cho CIM và danh giới ñịa lý;
Mạng liên kết của CIM; Công cụ và công nghệ tiên tiến cho việc ứng dụng
CIM; Mô hình hệ thống sản xuất; Ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI (Artifical
Intelligence) như Fuzzy logic, mạng notron ñể tích hợp trí tuệ toàn phần các
hệ thống sản xuất .

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
13
Chỉ tiêu “hợp lý hoá và chiến lược quả lý CIM” ñược nghiên cứu theo
chiều hướng: các nghiên cứu ñều tập chung và việc ñảm bảo cho nhà quản lý
các nguyên tắc ứng dụng CIM trong môi trường sản xuất của mình .
Chỉ tiêu “nhà máy tích hợp cho CIM với danh giới ñịa lý” ñược nghiên
cứu theo cáu trúc và mô hình hoá của nhà máy tích hợp, theo hợp tác
CAD/CAM toàn cầu thông qua các hệ thống phụ trợ của CIM.
Chỉ tiêu “mạng liên kết của CIM” bao gồm ứng dụng mạng trên phạm
vi rộng và Internet cho CIM, tăng cường thông tin bằng dữ liệu tích hợp mối
quan hệ giữa khách hàng và nhà sản xuất, các dữ liệu quản lý trong các hệ
thống CIM .
Chỉ tiêu “công cụ và công nghệ tiên tiến cho việc ứng dụng CIM” ñược
nghiên cứu vể robot, tự ñộng hoá và sản xuất trí tuệ .
Chỉ tiêu “mô hình hệ thống sản xuất” ñược nghiên cứu về tích hợp các
mô hình thông tin với các mô hình chức năng của CIM, mô hình mô phỏng
tích hợp của CIM và các hệ thống thiết kế của CIM .
Chỉ tiêu “ứng dụng trí tuệ nhân tạo” bao gồm các hướng nghiên cứu về
ứng dụng các mạng notron trong tự ñộng hoá sản xuất, hệ thống hoạch ñịnh
trí tuệ và các mô hình thích nghi của CIM.
Các hướng nghiên cứu ñể phát triển CIM:

Trong phạm vi nghiên cứu về hợp lý hoá CIM và chiến lược quản lý
CIM, sự phát triển của hệ thống thông tin quản lý ñã thúc ñẩy việc ứng dụng
hệ thống trợ giúp ra quyểt ñịnh DSS trong môi trường ra quyết ñịnh theo
nhóm. Hơn nữa, sư thay ñổi nhanh chóng của công nghệ và tri thức ñã tác
ñộng ñến các mô hình tĩnh và lạc hậu của xí nghiệp. Vì vậy, ñể hợp lý hoá và
tối ưu hoá ñầu tư cho nhà máy ảo cần có hệ thống trợ giúp ra quyết ñịnh theo
nhóm GDSS (Group Decision Support Systems) [1].

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
14
Hệ thống GDSS cho phép tính hiệu quả các công nghệ tiên tiến AMT
trong cơ cấu tổ chức toàn cầu. ðồng thời hệ thống GDSS giúp các nhà ra
quyết ñịnh phân tích hiệu quả ñầu tư của một công ty hay xí nghiệp nào ñó.
Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ cho phép tạo ra nền sản xuất
toàn cầu với nhiều nhà máy, xí nghiệp ñược phân bố trên các vùng lãnh thổ
khác nhau.
Gần ñây người ta ñã thực hiện nhiều ñề tài nghiên cứu khác nhau nhằm
mục ñích phát triển CIM. Các hướng nghiên cứu ñó là: Nghiên cứu về nhà
máy tích hợp của CIM; Nghiên cứu về mạng liên kết và Internet của CIM;
Nghiên cứu về robot và tự ñộng hoá ñể ứng dụng vào CIM; Nghiên cứu về
hợp lý hoá và tối ưu hóa CIM; Nghiên cứu khả năng ứng dụng của CIM ảo và
sản xuất trí tuệ.
1.5. Sự phát triển của CIM ở Việt Nam
Nhịp ñộ phát triển của sản xuất tự ñộng hoá toàn phần FMS(Flesible
Manufacturing Systemp) & CIM phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong ñó hai yếu
tố: Lực lượng lao ñộng có trình ñộ chuyên môn cao và nguồn tài chính ñóng
vai trò quan trọng nhất. FMS & CIM là những hệ thống sản xuất có mứu ñộ
tự ñộng hoá cao, chúng ñã và ñang ñược ứng dụng rộng rãi ở các nước công
nghiệp phát triển. Tuy ở Việt Nam sản xuất tự ñộng hoá mới chỉ ở giai ñoạn
ñầu của sự phát triển, nhưng ñể hoàn thành quá trình công nghiệp hoá và hiện

ñại hoá ñất nước thì việc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng các hệ thống
FMS & CIM ñã và ñang ñược quan tâm ñặc biệt.
Hiện nay CIM còn khá mới mẻ ñối với các nhà máy tại Việt Nam. Hầu
như chưa thấy sự ứng dụng của hệ thống CIM trong sản xuất mà chỉ có rất ít
các hệ thống Mini CIM ñược sử dụng ñào tạo tại một số trường ðại học về kỹ
thuật. Tiêu biểu là hệ thống Mini CIM của trường ðại học Bách Khoa Hà nội.
Tuy nhiên với làn sóng ñầu tư rất mạnh ñang tràn vào Việt Nam sau khi
gia nhập WTO, các hệ thống sản xuất tự ñộng toàn phần ñang phát triển

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
15
nhanh chóng và trong tương lai CIM sẽ ñược ứng dụng vào sản xuất. ðể bắt
kịp với sự phát triển nhanh chóng của nền công nghiệp thế giới, việc ñào tạo
ra một ñội ngũ cán bộ vận hành và quản lý có kiến thức về CIM là rất quan
trọng. Vì vậy việc giảng dạy về FMS & CIM ñang ñược ñặc biệt chú trọng tại
các trường ñại học kỹ thuật của Việt Nam.
1.6. ðịnh hướng xây dựng mô hình MiniCIM Trường ñại học Phương
ðông
Các công nghệ tích hợp trong CIM rất ña dạng và chúng bao gồm nhiều
lĩnh vực khác nhau. Nhưng trong giới hạn mô hình học cụ của nhà trường
chưa ñủ ñiều kiện xây dựng ñược một cách toàn diện và chưa thể hiện hết lý
tưởng của CIM. Tuy nhiên mô hình ban ñầu của trường ñại học Phương ðông
ñã giới thiệu ñược tổng quát hình ảnh thu nhỏ của hệ thống CIM, giúp cho
sinh viên có ñược nhận thức ban ñầu về hệ thống sản xuất hiện ñại. Mô hình
này còn rất nhiều thiếu sót cần ñược cải tiến.
ðể có cái nhìn toàn diện về quá trình thiết kế mô hình MINI CIM phục
vụ cho ñào tạo ñề tài ñã ñề xuất sơ ñồ thiết kế MINI CIM tại trường ðại học
Phương ðông như hình 1.2.ðể phát triển mô hình MiniCIM này cần phải có
hiểu biết tốt và ñầu tư rất nhiều thời gian, công sức, kinh phí…
Sơ ñồ phát triển MINI CIM cũng cho thấy mô hình có hai phần chính là:

(1) Hệ thống phần mềm hỗ trợ ñiều hành: Bao gồm các phần mềm về
CAD, CAM. Các phần mềm về quản lý thống kê. Các phần mềm về giám sát,
kiểm tra, cảnh báo.
(2) Hệ thống máy mô hình bao gồm 4 phần tử máy: CNC, cánh tay
Robot, băng tải vận chuyển và phân loại, lắp ráp xếp và quản lý kho.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học
16

Hình 1.2: Sơ ñồ thiết kế MiniCIM của trường ðH phương ðông

Trong khuôn khổ của luận văn cao học thì phần Hệ thống phần mềm hỗ
trợ và ñiều hành, chọn giải pháp chọn sử dụng các phần mềm chuyên ngành
có trên thị trường, trên cơ sở phát triển ứng dụng hệ thống.
Như vậy trong nội dung luận văn cao học, tôi chỉ tập trung vào phần (2)
là thiết kế nâng cấp hệ thống ñiều khiển của các phần tử máy mô hình.
Trình tự thiết kế mô hình MiniCIM như sau:
Giai ñoạn 1: Xây dựng phần cứng là các phần tử máy của mô hình
MINI CIM
Như sơ ñồ của mô hình cho thấy các phần tử máy của mô hình MINI
CIM bao gồm:
• Phần tử CNC: Phần tử máy gia công theo sự ñiều khiển của máy tính
• Phần tử Robot: Là phần tử hỗ trợ các máy CNC trong việc lấy và cấp
phôi cho máy và có thể thực hiện ñược các công ñoạn lắp ráp…