Nghiên cứu, đề xuất phần mềm thiết kế xưởng cho các xưởng cơ khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT PHẦN MỀM THIẾT KẾ XƯỞNG
CHO CÁC XƯỞNG CƠ KHÍ
T2013-122

Chủ nhiệm đề tài : ThS .GV. Nguyên Phi Trung

S K C0 0 5 4 0 4

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2013


Danh sách những thành viên tham gia nghiên cứu đề tài :
Chủ trì đề tài : ThS.GV. Nguyễn Phi Trung
Đơn vị phối hợp chính :
Khoa Cơ khí Chế ta ̣o m áy – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

1


MỤC LỤC

Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài

và đơn vị phối hợp chính ......... 1

Mục lục ............................................................................................................................ 2
Thông tin kế t quả nghiên cứu ........................................................................................ 3
Mở đầ u ............................................................................................................................ 5
A. Tổ n g quan tình hình nghiên cứu..................................................................... 5
B. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 5
C. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 6
D. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 6
E. Cách tiếp cận .................................................................................................... 6
F. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 6
G. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 6
H. Nội dung nghiên cứu........................................................................................ 7
Chương 1 : Tổ ng quan về Thiế t kế xưởng .................................................................. 8
Chương 2 : Phân tić h qui triǹ h và đề xuấ t phầ n mề m Thiế t kế xưởng

Cơ khí ..... 28

Kế t luâ ̣n và kiế n nghi ̣ ................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 47

2


THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thơng tin chung :
-

Tên đề tài : “Nghiên cƣ́u , đề xuất phần mềm thiết kế xƣởng

cho cá c

xƣởng Cơ khí ”
-

Mã số : T2013-122

-

Chủ nhiệm đề tài : ThS .GV. Nguyễn Phi Trung

-

Cơ quan chủ trì đề tài : Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM

-

Thời gian thực hiện : 12 tháng (từ tháng 11 năm 2012 đến tháng 11 năm
2013).

2. Mục tiêu :
-

Nghiên cứu cơ sở lý thuyế t về Thiế t kế xưởng .

-

Đề xuấ t phầ n mề m thiế t kế xưởng

3. Tính mới và sáng tạo :

-

Tiế t kiê ̣m thời gian thiế t kế

nhằ m đáp ứng

nhu cầ u ngày càng tăng về

Thiế t kế nhà xưởng .
4. Kế t quả nghiên cƣ́u :
-

Qui triǹ h và giải thuâ ̣t cho phầ n mề m thiế t kế xưởng

5. Sản phẩm :
-

Tâ ̣p thuyế t miǹ h về p hương pháp , qui triǹ h và đề xuất giải thuật cho phầ n
mề m thiế t kế xưở ng.

6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng
áp dụng :
Môn ho ̣c Thiế t kế xưởng – Bộ môn Công nghê ̣ Chế tạo máy – Khoa Cơ
Khí Máy – trường Đại học SPKT Tp.HCM.
Trƣởng Đơn vị
(ký, họ và tên)

Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ và tên)

3


INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information:


Project title: “Researching and requesting a software for designing
mechanical factories”



Code number: T2013-122



Coordinator: MEng. Nguyen Phi Trung



Implementing institution: University of Technical Education HCM City



Duration: from Nov 2012 to Nov 2013

2. Objective(s):
 Researching fundamentals of disigning mechanical factories
 Requesting a software for disigning mechanical factories
3. Creativeness and innovativeness:

 Saving the design time to meet increasing needs of disigning mechanical
factories
4. Research results:
 Process and algorithm chart of disigning mechanical factories
5. Products:
 Documents of method, process and algorithm chart of disigning
mechanical factories
6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:
 Subject of Factory Design – Faculty of Mechanical Engineering –
University of Technical Education HCM City

4


MỞ ĐẦU
A. Tổ ng quan ti n
̀ h hi n
̀ h nghiên cƣ́u
Thiế t kế nhà máy cơ

khí là một lĩnh vực chuyên môn quan trọng của

ngành cơ khí , mang tiń h tổ ng hơ ̣p cao bởi vì nó thể hiê ̣n mố i quan hê ̣ chă ̣t che ̃
giữa các khâu : thiế t kế cơ cấ u sản phẩ m , thiế t kế công nghê ̣ chế ta ̣o , thiế t kế trang
thiế t bi ,̣ thiế t kế du ̣ng cu ̣ sản xuấ t và tổ chức sản xuấ t theo dây chuyề n công
nghê …
̣ . Hiê ̣n nay trên thế giới quá triǹ h thiế t kế các nhà máy cơ khí đã và đang
rấ t phát triể n với sự ra đời nhiề u phương pháp thiế t kế khác nhau và đã đ
nhiề u kế t quả . Tuy nhiên thời gian thiế t kế còn tương đố i dài

ạt được

, chi phí cho viê ̣c

thiế t kế cò n cao và chưa đáp ứng nhanh được nhu cầu của khách hàng

.

Tại Việt Nam , nhìn chung viê ̣c thiế t kế nhà xưởng còn rấ t ha ̣n chế

và chưa

đươ ̣c nghiên cứu chuyên sâu , viê ̣c thiế t kế cò n phu ̣ thuô ̣c nhiề u vào nước ngoài
và mất rất nhiều thời gian .
B. Tính cấp thiết của đề tài
Hiê ̣n nay , trong quá trình công nghiê ̣p hoá hiê ̣n đa ̣i hoá đấ t nước
với sự phát triể n kinh tế

, đi đơi

– xã hội thì vấn đề đào tạo ra nguồn nhân lực phục vụ

sản xuất trong các ngành công nghiệp là một nhu cầu cấp thiết
triể n rấ t nhanh của các ngành khoa ho ̣c

. Cùng với sự phát

– công nghê ̣ thì số lươ ̣ng nguồ n nhân lực

cũng tăng theo cả về chất lượng và số lượng . Ngày nay, các khu công nghiệp, các

khu chế xuất hầ u hế t đ ều áp dụng các dây chuyền sản xuất với phương thức sản
xuất hàng loạt và hàng khới. Vì vậy , viê ̣c đào ta ̣o ra các kỹ sư , công nhân có tay
nghề trong liñ h vực thiế t kế nhà xưởng để đảm bảo đáp ứng đươ ̣c các dây chuyền
hoạt động trong nhà máy

là hế t sức cấ p bách và

bảo cho toàn bộ hệ thống của nhà máy hoạt động

cầ n thiế t nhằ m góp phầ n đảm
hiê ̣u quả , nâng cao năng suấ t

của nhà máy .
Chính vì lẽ đó , mơn ho ̣c Thiế t kế xưởng ra đời nhằ m hỗ trơ ̣ sinh viên viê ̣c
thiế t kế nhà xưởng , các dây chuyền sản xuất để tăng năng xuất đáp ứng nhu cầ u
công nghiê ̣p . Ngoài ra , môn ho ̣c này cũng nhằ m đáp ứng nhu cầ u của xã hô ̣i
5

,


từng bước tiế p thu và làm chủ các công nghê ̣ mới nhấ t
xưởng đã giúp sinh viên

. Với môn ho ̣c Thiế t kế

nắ m đươ ̣c những vấ n đề cố t lõi của lý thuyế t

và giúp

sinh viên làm quen với qui triǹ h thiế t kế xưởng từng bước củng cố đươ ̣c nề n tảng
lý thuyết , biế t áp du ̣ng lý thuyế t vào thực tế

. Để đáp ứng nhưng nhu cầ u đó và

từng bước làm phong phú cho môn ho ̣c , đề tài: “Nghiên cƣ́u, đề xuất phần mềm
thiế t kế xƣởng cho các xƣởng Cơ khí ” đươ ̣c thực hiê ̣n nhằ m gó p phầ n làm cho
môn ho ̣c trở nên ý nghiã và giúp cho sinh viên từng bước làm quen với

qui trình

thiế t kế và gơ ̣i mở hướng phát triể n thiế t kế xưởng bằ ng phầ n mề m trong tương
lai.
C. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-

Kế t quả đề xuấ t là cơ sở để tiế p tu ̣c thực hiê ̣n phầ n thiế t kế phầ n mề m
thiế t kế xưở ng.

-

Tài liệu t ham khảo phương pháp , qui triǹ h thiế t kế nhà xưởng .

D. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
-

Phát triển phương pháp thiết kế xưởng dựa trên phần mềm bằng việc đề
xuấ t giải thuật cho phầ n mề m thiế t kế xưởng .

-

Qui trình thiết kế xưởng tổng quan

E. Cách tiếp cận
-

Đề tài đươ ̣c thực hiê ̣n dựa trên nhu cầ u về Thiế t kế nhà xưởng ngày càng
gia tăng hiê ̣n nay .

F. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u
 Cơ sở phƣơng pháp luâ ̣n
+ Dựa vào các tài liê ̣u về Thiế t kế xưởng .
+ Các nguồn tài liệu có liên quan từ internet…
 Phƣơng pháp nghiên cƣ́u cu ̣ thể : Phương pháp phân tić h tài liê ̣u .
+ Nghiên cứu các tài liệu về Thiế t kế xưởng .
+ Nghiên cứu các tài liệu về modul thiế t kế phầ n mề m .
G. Đối tƣợng và phạ m vi nghiên cƣ́u
 Đối tƣợng nghiên cứu
+ Xưởng cơ khí

6


+ Các modul cần thiết cho phần mềm thiết kế xưởng
 Phạm vi nghiên cứu
+ Qui trình thiế t kế xưởng
+ Modul phầ n mề m thiế t kế xưởng .
H. Nơ ̣i dung nghiên cƣ́u
Đề tài gờm có 4 chương:
- Mở đầ u

- Chương 1 : Tổ ng quan về Thiế t kế xưởng
- Chương 2 : Phân tích qui trình và đề xuất phần mềm Thiết kế xưởng
- Kế t luâ ̣n và kiế n nghi ̣

7


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ XƢỞNG
1.1 Khái niệm chung:
1.1.1 Ý nghĩa về kinh tế, kỹ thuật và xã hội
Do sự phát triển của các ngành kinh tế, tốc độ phát triển của khoa học kỹ
thuật nên dẫn đến những yêu cầu sản xuất khác nhau trong lĩnh vực cơ khí máy
để phục vụ cho các ngành đó. Vì vậy, việc thiết kế xưởng cơ khí (thiết kế xưởng
mới hoặc cải thiện xưởng cũ) là cần thiết để tạo ra các sản phẩm với chủng loại,
hình dạng, kích cỡ khác nhau đáp ứng nhu cầu của các ngành.
Thiết kế nhà máy cơ khí là một lĩnh vực chuyên môn quan trọng của ngành
cơ khí. Bởi vì, nó tởng hợp nhiều khâu thiết kế như:
- Kết cấu sản phẩm.
- Công nghệ chế tạo.
- Trang thiết bị và dụng cụ sản xuất.
- Tổ chức sản xuất theo dây chuyền công nghệ.
Như vậy, đề án thiết kế nhà máy cơ khí là kết quả của quá trình nghiên cứu,
thiết kế, kiểm nghiệm về khoa học kỹ thuật. Do đó, cần phải giải quyết đồng bộ
để phù hợp với thực tiễn và mang lại hiệu quả cao.
Mặt khác, nó cịn thu hút và sử dụng nguồn lao động dư thừa, nhằm đẩy
mạnh sản xuất theo chiều rộng và chiều sâu, tạo điều kiện tăng mức thu nhập
quốc dân, cải thiện điều kiện sống cho người lao động và tồn xã hội.

Hình 1.1 Mơ hình nhà xưởng
(Nguồ n: thietkekientruc.net)
8


1.1.2 Những nguyên tắc cơ bản
Công việc thiết kế hàm chứa các mối quan hệ vật thể và nghiệp vụ (máy,
thiết bị, nhà xưởng), những quan hệ về con người (tạo các điều kiện lao động) và
quan hệ về thời gian (tối ưu công việc xây dựng đề án, triển khai đề án,…)
Ngồi ra, cịn tn thủ các ngun tắc cơ bản sau:
- Xây dựng nhiều phương án khả thi
- Thiết kế theo các giai đoạn.
- Trung thành với đề án
- Lựa chọn lời giải tối ưu thông qua kiểm nghiệm và đánh giá hiệu
quả.
1.1.3 Quá trình sản xuất là cơ sở của việc thiết kế
Nhà máy cơ khí là một đơn vị sản x́t kinh doanh có tính chủ động và độc
lập tương đối trong hệ thống kinh tế q́c dân, hoạt động theo cơ chế thị trường
có sự điều tiết vĩ mơ của nhà nước. Nó có chức năng chế tạo các mặt hàng cơ khí
đáp ứng nhanh nhu cầu luôn luôn thay đổi của các ngành kinh tế và xã hội. Đờng
thời, phải có cạnh tranh với mặt hàng cơ khí trong và ngoài nước.
Quá trình sản xuất trong nhà máy cơ khí gồm nhiều công đoạn rất phức tạp
và có mới quan hệ chặt chẽ với nhau. (hình 1.1)
Các quá trình
phụ trợ (B)

Điều kiện
ban đầu (C)

Qúa trình chế tạo sản phẩm cơ khí (A)

A1

A2

A3

A4

Kết quả sản
xuất (D)

Hình 1.2 Các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất trong nhà máy cơ khí
A – Qúa trình chế tạo các sản phẩm cơ khí gồm các giai đoạn:
A1 – Chế tạo phôi
A2 – Gia công chi tiết cơ khí
A3 – Lắp ráp sản phẩm cơ khí
A4 – Đóng gói sản phẩm
9


B – Các quá trình phụ trợ : cung cấp năng lượng, vận chuyển, bảo quản, bảo
dưỡng, vệ sinh kỹ thuật, an toàn lao động, quản lý điều hành, đào tạo, sinh hoạt
và đời sống…..
C – Điều kiện ban đầu của quá trình sản xuất: vật tư kỹ thuật, kinh tế xã hội,
nguồn vốn đầu tư, phương án sản xuất (mặt hàng, sản lượng, chỉ tiêu chất lượng,
năng suất, giá thành, lãi…….)
D – Kết quả sản xuất: sản phẩm cơ khí đạt chỉ tiêu chất lượng, năng suất, giá
thành, lãi, khả năng cạnh tranh……
Việc xác định chính xác và hợp lý chương trình s ản xuất của nhà máy theo
yêu cầu của xã hội và nền sản xuất, theo trình độ khoa học kỹ thuật thực tế, thông

qua hoạt động tiếp cận thị trường nhạy bén, có tính chất qút định đến hiệu quả
sản xuất trong nhà máy. Bởi vì, chương trình sản xuất quyết định cơ cấu của nhà
máy về hai mặt kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất; mà cơ cấu của nhà máy lại
quyết định đến tính chất của q trình sản x́t trong nhà máy khi hoạt động.

IV
I

IV
II

III

Hình 1.3: Quan hệ giữa chuẩn bị sản xuất và quá trình sản xuất
I.

Chuẩn bị sản xuất: tiếp cận thị trường, thiết kế và kiểm nghiệm kết
cấu sản phẩm và công nghệ chế tạo theo hướng linh hoạt hóa sản
x́t, xác định ng̀n cung cấp các nhu cầu cho sản xuất.

II. Bán sản xuất: sản xuất thử một sản phẩm
III. Thực hiện quá trình sản xuất theo quy mơ nhất định, theo hướng
linh hoạt hóa sản x́t, đạt hiệu quả tốt về chất lượng, năng suất, lãi,
thu hồi nhanh vốn đầu tư cho sản xuất….
IV. Hoạt động tổ chức sản xuất tối ưu.

10


Nói chung, cơng nghệ được hiểu là kỹ thuật, kỹ thuật chế tạo ra sản phẩm

vật chất, sản phẩm tinh thần phục vụ cho con người và xã hội. Từng ngành sản
x́t, kinh tế, xã hội đều có cơng nghệ riêng.
Như vậy, công nghệ cơ khí được hiểu là công nghệ chế tạo máy, là kỹ thuật
tạo ra chi tiết, sản phẩm cơ khí đạt giá trị sử dụng tốt, kinh tế, nghĩa là đạt các chỉ
tiêu kỹ thuật là chất lượng cao, giá thành rẻ; để sản phẩm đủ sức cạnh tranh cả
trong và ngoài nước.
Nói chung, sản phẩm cơ khí được xem là hàng hóa, được hình thành và tờn
tại qua các giai đoạn của vịng đời sản xuất như sau:
1. Thiết kế kết cấu sản phẩm
2. Chế tạo sản xuất theo quy mô và điều kiện sản xuất cụ thể
3. Bảo quản sản phẩm.
4. Tiêu dùng sản phẩm.
Để có thể chế tạo sản phẩm cơ khí quy mô và điều kiện sản xuất nhất định,
đạt các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, đảm bảo khả năng cạnh tranh trên thị trường nói
chung, bắt buộc phải có hiệu quả công việc chuẩn bị và tổ chức sản phẩm cơ khí.
Chất lượng sản phẩm + năng suất lao động + giá thành sản phẩm Khả năng
cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường
Chuẩn bị và tổ chức sản
phẩm cơ khí

Tiếp thị sản phẩm

sản xuất sản phẩm

Chuẩn bị kỹ thuật cho sản xuất (chuẩn bị
công nghệ)

-Thành tựu
khoa học
-Kỹ thuật

CAD/CAM

Kỹ thuật
sản xuất

Tổ chức
sản xuất

Mục tiêu:
+ Chất lượng
sản phẩm.
+ Chi phí sản
xuất ít
+ Năng suất lao
động cao

Hình 1.4 Quan hệ tởng qt giữa chuẩn bị sản xuất và các mục tiêu sản xuất

11
Thiết kế,xây dựng các dây chuyền công
nghệ chế tạo sản phẩm về kỹ thuật, thời


Cơ cấu của một nhà máy cơ khí trên thực tế do hai thành phần hợp thành đó
là kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất, ứng với điều kiện sản xuất cụ thể, nhằm
tạo điều kiện làm việc tối ưu cho người lao động để đạt hiệu quả cao nhất.
Bảng 1.1 Hệ thống phân cấp của quá trình sản x́t trong ngành cơ khí
Nhóm Theo cấu trúc cơng Theo cấu trúc kỹ thuật
Cấp
nghệ

Nguyên công

Hệ thống công nghệ
(máy, thiết bị cơng
nghệ)
Chuẩn
bị
các Hệ thớng máy (nhóm
ngun cơng
máy, đường dây máy)
Q trình cơng Hệ thớng (dây chuyền)
nghệ
gia cơng, lắp ráp
Q trình sản xuất Hệ thống sản xuất

Cấp 1
Cấp 2
Cấp 3
Cấp 4
Cấp 5

Theo
cấu
không gian

trúc

Chổ làm việc (trạm
công nghệ)
Công đoạn sản xuất

Phân xưởng sản
xuất
Nhà máy cơ khí
(công ty cơ khí =
công ty con)
Tổng cộng công ty
cơ khí (công ty mẹ)

1.1.4 Các trƣờng hợp thiết kế:
Căn cứ vào chương trình sản xuất và mức đầu tư vốn mà ta có các trường
hợp thiết kế khác nhau:
− Thiết kế cải tạo nhà máy, phân xưởng, bộ phận sẵn có trên cơ sở thay đổi
mặt bằng hoặc tăng sản lượng, hoặc thay đổi về công nghệ chế tạo gọi là
lập đề án cải tạo.
− Thiết kế nhà máy, phân xưởng, bộ phận hoàn toàn mới – gọi là lập đề án
mới.
Nội dung của công việc thiết kế bao hàm những vấn đề phù hợp với những
luận điểm sau:
- Hướng tới mục tiêu là đạt được một hiệu quả kinh tế xã hội cao trên cơ
sở áp dụng toàn diện những thành tựu khoa học, kỹ thuật tiên tiến nhất.
- Tạo ra những điều kiện lao động tối ưu đông thời đạt được hiệu quả lao
động tối ưu.

12


1.1.5 Tổ chức công tác thiết kế:
Thiết kế nhà máy cơ khí là một công việc tổng hợp và phức tạp, địi hỏi
phải có một sự cộng tác tập thể: các chuyên gia về khoa học – kỹ thuật, quản lý
kinh tế - kỹ thuật với nhiều chuyên môn khác nhau trong từng giai đoạn thiết kế.

Tập thể thiết kế này phải được tổ chức hợp lý theo cơ chế thích hợp và do một
chủ nhiệm cơng trình quản lý và điều hành.
Chủ nhiệm cơng trình phải có chun mơn về cơ khí chế tạo, ít nhất là một
kỹ sư cơ khí, và có khả năng tổ chức, điều hành tập thể đạt hiệu quả tốt nhằm
đảm bảo chất lượng và thời gian thiết kế cơng trình
Tùy theo quy mơ của cơng trình mà tập thể thiết kế được phân chia thành
từng nhóm chuyên môn đ ảm nhận từng phần chun mơn.
Chức năng của chủ nhiệm cơng trình là phải biết bớ trí cơng việc thiết kế
hợp lý nhất nhằm đảm bảo thiết kế đúng tiến độ thiết kế và chất lượng thiết kế
cao nhất.
1.1.6 Những quy định chung:
Khi thiết kế nhà máy cần tuân thủ mọi pháp lệnh và quy định về quản lý
kinh tế, xã hội của Nhà Nước như : Luật tổ chức doanh nghiệp, Luật đầu tư, Luật
lao động, Luật đất đai, Luật bảo vệ tài nguyên và môi trường, Pháp lệnh về an
toàn lao động…
Những khái niệm theo quy định chung cần lưu ý khi thiết kế nhà xưởng:
− Cơng trình
− Một cơng trình.
− Chủ đầu tư.
− Cơ quan thiết kế.
− Cơ quan xây lắp.
− Hạn ngạch cơng trình.
− Tài liệu thiết kế.
Khi thiết kế cơng trình cần có những tài liệu cơ bản sau:
1. Hợp đồng thiết kế
2. Luận chứng kinh tế - kỹ thuật về cơng trình.
13


3. Các bản vẽ sản phẩm, bộ phận, cụm, nhóm, chi tiết cơ khí.

4. Các văn bản ký kết hợp tác trong thiết kế, xây dựng cơng trình, và
trong q trình sản xuất sau này.
Khi trình duyệt đề án cần có những tài liệu sau:
5. Tập thút minh giải trình về tồn bộ cơng trình đã thiết kế.
6. Các bản vẽ mặt bằng tổng thể và bản vẽ từng bộ phận của cơng
trình.
7. Các bản vẽ kiến trúc nhà máy.
8. Các bản vẽ thi cơng xây dựng cơng trình.
9. Các số liệu kinh tế - kỹ thuật cụ thể của cơng trình.
1.2 Nội dung kinh tế, kỹ tḥt và tổ chức của cơng trình:
1.2.1 Nội dung kinh tế:
− Xác định chương trình sản x́t
− Tìm hiểu và dự trù ng̀n cung cấp các nhu cầu cho quá trình sản xuất của
cơng trình.
− Phới hợp với các cơ quan chức năng để điều tra, khảo sát, lựa chọn địa
điểm xây dựng cơng trình.
− Xác định quy mơ của cơng trình.
− Lập kế hoạch dự kiến khả năng mở rộng và phát triển nhà máy sau này.
− Lập phương án liên doanh, liên kết sản xuất với các xí nghiệp lân cận.
− Giải quyết cụ thể vấn đề cung cấp vốn đầu tư, thiết bị, vật liệu xây dựng.
− Nghiên cứu lập phương án giải quyết các vấn đề đời sống, sinh hoạt văn
hóa, phúc lợi xã hội đới với lượng lực lao động trong nhà máy.
1.2.2 Nội dung kỹ thuật:
− Thiết kế các q trình cơng nghệ và dây chuyền sản xuất để chế tạo sản
phẩm.
− Xác định thời gian cần thiết để chế tạo một sản phẩm và toàn bộ sản
phẩm.

14

− Tính tốn, xác định sớ lượng, chuẩn loại trang thiết bị, dụng cụ công nghệ
cần thiết ứng với các giai đoạn, phân xưởng sản xuất.
− Xác định bậc thợ, số lượng công nhân sản xuất, nhân viên kỹ thuật, lực
lượng quản lý và phục vụ sản xuất.
− Xác định khối lượng và giải pháp cung c ấp phôi liệu, nhiên liệu, năng
lượng, nước…cho các công đoạn và phân xưởng sản xuất.
− Lập sơ đồ vận chuyển, xác định phương tiện vận chuyển trong từng phân
xưởng, bộ phận sản xuất và toàn bộ nhà máy.
− Giải quyết các vấn đề vệ sinh kỹ thuật, mơi trường, an toàn lao động,
phịng chớng cháy nở, đảm bảo điều kiện thống gió, chiếu sáng và mơi
trường làm việc thích hợp.
− Xác định nhu cầu về diện tích, bớ trí hợp lý mặt bằng sản xuất các phân
xưởng, bộ phận và toàn mặt bằng nhà máy.
− Xác định kết cấu kiến trúc nhà xưởng cho các hạng mục cơng trình.
1.2.3 Nội dung tổ chức:
− Xác định cơ cấu của hệ thống quản trị, điều khiển nhà máy
− Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật và sản xuất kinh doanh trong nhà máy:
phó giám đớc kỹ thuật, phịng kỹ thuật – cơng nghệ, kỹ thuật viên, quản
đốc phân xưởng đến công nhân sản tại các dây chuyền công nghệ.
− Lập các phương thức tổ chức và quản lý lao động, bồi dưỡng chuyên môn,
đào tạo lao động.
− Tổ chức hệ thống bảo vệ nhà máy.
− Giải quyết các hoạt động sinh hoạt chính trị, văn hóa xã hội của lực lượng
lao động trong nhà máy.
Tóm lại, cần phải thực hiện ba vấn đề trên một cách đồng bộ, nhịp nhàng nhằm
tạo điều kiện cho nhà máy sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
1.3 Tài liệu ban đầu:
− Hợp đồng thiết kế.
− Luận chứng kinh tế, kỹ thuật.

15


− Các bản vẽ sản phẩm.
− Các tài liệu điều tra, khảo sát, địa điểm xây dựng nhà máy.
− Các văn bản về liên doanh, liên kết, hợp tác sản xuất và tiêu thụ sản phẩm.
Trong đó, luận chứng kinh tế - kỹ thuật là yếu tố quan trọng, quyết định nhất đến
quá trình thiết kế nhà máy.
1.3.1 Luận chứng kinh tế, kỹ tḥt của cơng trình:
− Tên gọi chính xác, tên gọi tắt được q́c tế hóa chức năng sản xuất, kinh
doanh của nhà máy cơ khí.
− Loại sản phẩm chính, phụ và các điều kiện kỹ thuật cơ bản.
− Sản lượng hàng năm của từng loại sản phẩm sẽ chế tạo. Từ đó, xác định
quy mô sản xuất.
− Các chức năng sản xuất kinh doanh phụ khác của nhà máy (phiếu bảo
hành, sửa chữa….)
− Dự kiến về mở rộng và phát triển sản xuất sau này.
− Địa điểm xây dựng nhà máy.
− Những số liệu và chỉ tiêu làm cơ sở cho thiết kế nhà máy (thiết bị, lao
động, diện tích, vớn đầu tư…..)
− Dự định về chế độ lao động.
− Các số liệu kinh tế, kỹ thuật sơ bộ (năng suất lao động/1 công nhân, 1 thiết
bị, 1 đơn vị sản xuất)
− Thời gian đưa công nhân vào làm việc.
− Thời hạn hồn vớn đầu tư xây dựng cơng trình.
− Phương án tở chức q trình thiết kế nhà máy (phân chia các giai đoạn
thiết kế, phân công thiết kế từng phần chuyên môn….)
1.3.2 Xác định chƣơng trình s ản xuất:
Chương trình sản xuất cho nhà máy cơ khí theo các cơ sở sau:

− Quy mô công trình theo quy ho ạch phát triển chung của nền kinh tế và
định hướng liên doanh, liên kết sản xuất.
− Dữ liệu ban đầu về sản phẩm (giá trị sử dụng, nhu cầu..)

16


− Hợp đồng thiết kế nhà máy, luận chứng kinh tế, kỹ thuật.
Nội dung của chương trình sản x́t đới với một nhà máy cơ khí gồm:
− Mặt bằng (loại sản phẩm, giá trị sử dụng, đặc tính kỹ thuật…..)
− Giải pháp công nghệ chế tạo.
− Sản lượng chế tạo (kể cả phế phẩm).
Chương trình sản x́t có thể được xác lập chính xác và gần đúng
− Xác lập chính xác:
+ Điều tra cơ bản sản phẩm theo các mặt (giá trị sử dụng, đặc tính kỹ
thuật, nhu cầu, thị trường tiêu thụ, nguồn vật tư, nguồn lao động,
nguồn năng lượng, sản lượng sản xuất, thời gian chế tạo, giá thành
sản phẩm….)
+ Xác định, tổng hợp các số liệu về sản phẩm, chi tiết cơ khí về các
mặt (kết cấu, tính năng, điều kiện kỹ thuật, sản lượng, giá thành, điều
kiện vật tư, nguồn lao động, nguồn năng lượng…..)
− Xác lập gần đúng:
+ Cách 1: Xác định chương trình sản xuất trên cơ sở phân loại sản
phẩm có trong định hướng sản xuất.
+ Cách 2: Xác định chương trình s ản xuất trên cơ sở phân loại có
trong nhóm sản phẩm theo định hướng sản xuất
Nội dung của việc xác lập gần đúng:
1. Phân loại, phân nhóm đối tượng sản xuất theo đặc điểm kết cấu và công
nghệ chế tạo.
2. Chọn đới tượng đại diện cho mỗi nhóm sản phẩm hoặc chi tiết.

3. Lập quy trình cơng nghệ cho đới tượng đại diện của từng nhóm.
4. Quy đởi các loại khác ra thành loại đại diện của từng nhóm theo quan hệ
quy đởi sau:
Ni = N0i  K
Trong đó:
- Ni : số lượng của loại i đổi ra loại đại diện

17


- K : hệ số quy đổi
- N0i : sản lượng theo yêu cầu của loại đối tượng I (chiếc/năm).
- Hệ số quy đổi xét đến sự khác nhau về kết cấu, số lượng giữa từng
loại đối tượng khác so với loại đại diện của nhóm
K  K1  K2  K3

Trong đó:
- K1 : hệ sớ quy đởi theo trọng lượng sản phẩm hoặc chi tiết cơ khí.
Q 
K1   i 
 QO 

2
3

Với Q0 = (0,5 – 2)QI
- Qi : trọng lượng loại đang xét i.
- Q0 : trọng lượng loại đại diện của nhóm.
- K2 : hệ số quy đổi theo độ phức tạp về kết cấu và công nghệ
K2 

thc
thc

i

0

- t hc i :tổng thời gian cần thiết để chế tạo hoàn chỉnh một loại đối
tượng loại i
- t hc 0 : tổng thời gian cần thiết để chế tạo hoàn chỉnh một loại đ ối
tượng loại đại diện
- K3 :hệ số quy đổi sản lượng
N 
K3   0 
 NI 

x

- N0 : sản lượng yêu cầu của loại đại diện.
- Ni : sản lượng yêu cầu của loại đang xét i.
Điều cần lƣu ý:

18


− Nếu chủng loại sản phẩm nhiều, số lượng từng sản phẩm ít và sản phẩm
có kết cấu giớng nhau, tương tự nhau thì nên phân loại chi tiết theo các
dạng cơ bản: càng, trục, hộp….chọn chi tiết đại diện theo kích thước
(bé,lớn…), rời lập quy trình cơng nghệ và định mức thời gian chế tạo theo

chi tiết đại diện cho từng nhóm kích thước.
− Nếu định hướng chưa cụ thể thì cần chọn chi tiết đại diện.
1.3.3 Các yếu tố cơ bản trong tài liệu ban đầu:
Sản phẩm:
− Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu.
− Phân tích điều kiện kỹ thuật
− Phân tích chuỗi kích thước cơ bản.
− Phân tích kết cấu của sản phẩm.
− Cần phải đa dạng hóa sản phẩm trong sản xuất.
Sản lƣợng và dạng sản xuất:
Sản lượng là lượng sản phẩm được chế tạo hồn thiện theo chương trình s ản
x́t của nhà máy hằng năm.
Số lượng cụ thể của các loại chi tiết có trong kết cấu của sản phẩm cơ khí
cần chế tạo trong nhà máy thiết kế được xác định theo sản lượng định hình, xét
đến tỷ lệ phế phẩm và tỷ lệ dự trữ trong quá trình sản xuất được xác định như sau
N i  N 0  mi 

1  i 1  i

100
100

Trong đó:
Ni : Sớ lượng cần chế tạo của loại chi tiết thứ i (chiếc/năm).
N0 : Sản lượng định hình của sản phẩm (chiếc/năm).
mi : Sớ lượng chi tiết loại i có trong kết cấu của một sản phẩm.
 i : tỷ lệ % chi tiết dự trữ cần thiết trong sản xuất.
 i : tỷ lệ % chi tiết phế phẩm trong sản xuất.

Dạng sản x́t có tính chất tởng hợp, nhằm xác định hợp lý các giải pháp

công nghệ (kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất).
19


Các ́u tớ đặc trưng: sản lượng, tính ởn định của sản phẩm, tính lặp lại của
q trình sản x́t, trình độ chun mơn hóa các trạm cơng nghệ trong sản x́t.
Trình độ chun mơn hóa c ủa các trạm công nghệ có liên quan đến số
lượng các nguyên công khác nhau được thực hiện tại một nơi làm việc của dây
chuyền công nghệ và dơn vị thiết bị công nghệ được sử dụng tại các chỗ làm
việc.
KC 

n
m

Kc : hệ sớ chun mơn hóa.
n: sớ lượng các ngun cơng khác nhau được thực hiện.
m : số lượng thiết bị công nghệ được sử dụng.
Bảng 1.2: Xác định dạng sản xuất theo trọng lƣợng Qi , và số lƣợng chi tiết Ni
Dạng sản
xuất
Đơn
chiếc
Loạt nhỏ
Loạt vừa
Loạt lớn
Hàng
khối

Số lượng chi tiết Ni tùy theo trọng lượng Qi

Qi  4KG

Qi  200KG

Qi  4  200KG

Ni<100
(chiếc/năm)
Ni=100 500
(chiếc/năm)
Ni=500 5000
(chiếc/năm)
Ni=500050000
(chiếc/năm)
Ni>50000
(chiếc/năm)

Ni<10 (chiếc/năm)

Ni<5 (chiếc/năm)

Ni=10  200
(chiếc/năm)
Ni=200500
(chiếc/năm)
Ni=5005000
(chiếc/năm)
Ni>5000 (chiếc/năm)

Ni=5 100

(chiếc/năm)
Ni=100300
(chiếc/năm)
Ni=3001000
(chiếc/năm)
Ni>1000
(chiếc/năm)

Bảng 1.3: Xác định dạng sản xuất theo trọng lƣợng Qi , và số lƣợng chi tiết Ni
Số lượng chi tiết Ni tùy theo trọng lượng Qi
Qi >200KG
Qi <100KG
Qi >100  200KG

Ni=5
100 Ni=10  200
Ni=100  500
(chiếc/năm)
(chiếc/năm)
(chiếc/năm)
Ni=100  200
Ni=200  500
Ni=500  5000
(chiếc/năm)
(chiếc/năm)
(chiếc/năm)
Loạt
lớn, Ni>200
Ni> 500 (chiếc/năm)
Ni>5000

hàng khối
(chiếc/năm)
(chiếc/năm)
Dạng
sản
xuất
Đơn chiếc,
loạt nhỏ
Loạt vừa

Qúa trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm:

20


Q trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí đã được thiết kế và thử
nghiệm tốt ở quy mô bán sản xuất là tài liệu ban đầu quan trọng nhất để thiết kế
nhà máy và các phân xưởng sản x́t. Bởi nó cho biết được q trình sản x́t
diễn ra như thế nào, thứ tự các công đoạn, thứ tự nguyên công của các công đoạn
diễn ra như thế nào….
Giải pháp cơng nghệ thích hợp để chế tạo sản phẩm cơ khí theo định hướng,
chương trình sản xuất của nhà máy thiết kế được xác định trên cơ sở phân tích
các ́u tớ sản phẩm, sản lượng và mới quan hệ của chúng.
Các hoạt động phụ trợ:
Hoạt động phụ trợ trong nhà máy sản xuất gồm: quản lý điều hành sản xuất;
sửa chữa, đại tu nhà xưởng, thiết bị; cung cấp, bảo quản vật tư kỹ thuật; cung cấp
năng lượng; bảo đảm vệ sinh kỹ thuật, an toàn lao động; đảm bảo các mặt đời
sớng, văn hóa, y tế….
Các yếu tố thời gian:
Trong quá trình sản xuất cần phải định mức thời gian để chế tạo một sản

phẩm chích xác, hợp lý theo quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí đã
được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh ở điều kiện bán sản xuất, để nâng cao chất
lượng của đề án thiết kế nhà máy.
1.4 Phƣơng pháp thiết kế:
1.4.1 Phƣơng pháp thi ết kế chính xác: thường áp dụng cho dạng sản xuất loạt
vừa, loạt lớn, hàng khối.
1) Thiết kế, thử nghiệm chính xác q trình chế tạo sản phẩm cơ khí (chế tạo
và lắp ráp).
2) Định mức thời gian ngun cơng và cả quy trình cơng nghệ cho các khâu
gia công và lắp ráp.
3) Xác định khối lượng lao động cần thiết cho cả sản lượng các khâu gia
công, lắp ráp.
4) Xác định về nhu cầu trang thiết bị, dụng cụ, lao động, năng lượng, diện
tích….

21


5) Xác định các số liệu kinh tế, kỹ thuật đặc trưng cho năng lực và hiệu quả
sản xuất của nhà máy thiết kế.
1.4.2 Phƣơng pháp thi ết kế gần đúng: áp dụng cho dạng sản xuất nhỏ và đơn
chiếc
1) Thiết kế, thử nghiệm q trình cơng nghệ cho đới tượng điển hình
2) Định mức thời gian ngun cơng và c ả q trình cơng nghệ cho các khâu
gia cơng, lắp ráp đới tượng điển hình.
3) Xác định khới lượng lao động cần thiết cho cả sản lượng các loại đã quy
đổi ra loại đại diện.
4) Xác định về nhu cầu trang thiết bị, dụng cụ, lao động, năng lượng, diện
tích….
5) Xác định các số liệu kinh tế, kỹ thuật đặc trưng cho năng lực và hiệu quả

sản xuất của nhà máy thiết kế.
1.5. Các giai đoạn thiết kế:
Quá trình thiết kế nhà máy cần phân chia hợp lý thành các giai đoạn nhằm
giải quyết các nội dung thiết kế một cách khoa học, rõ ràng, có tở chức và có
giám sát, tránh lãng phí thời gian và đảm bảo chất lượng đề án thiết kế.

Điều kiện thời gian

Các quá trình thiết kế nhà máy:
1) thiết kế kỹ thuật (cơng nghệ,
kiến trúc).
2) Thiết kế thi công xây dựng.

 Hợp đồng thiết kế.
 Luận chứng.
 Thiết kế mẫu.

Điều kiện kinh tế
xã hội.

Điều kiện kỹ thuật – tổ
chức sản xuất

Đề án thiết kế
nhà máy

Điều kiện tự nhiên –
mơi trường

Hình 1.5: Qúa trình thiết kế nhà máy cơ khí

22


1.5.1 Thiết kế kỹ thuật:
Thiết kế kỹ thuật là tính tốn, xác định về mặt cơng nghệ và kiến trúc các
hạng mục cơng trình của nhà máy trên cơ sở luận chứng kinh tế-kỹ thuật (dự án
khả thi).
Các nội dung chính:
1) Kiểm tra tính hợp lý của cơng trình tại địa điểm xây dựng đã được xác
định về các mặt kỹ thuật, kinh tế, môi trường, an ninh.
2) Xác lập các dây chuyền công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí ứng với các
công đoạn sản xuất.
3) Xác định nguồn cung cấp vật tư, lao động, phương tiện vận tải cho xây
dựng cơng trình và cho sản x́t của nhà máy thiết kế.
4) Xác định phương án kết cấu kiến trúc chủ ́u cho các hạng mục cơng
trình.
5) Xác định khối lượng lắp ráp, phân chia vốn đầu tư cho từng phần: thiết
bị, xây lắp cho các hạng mục công trình.
6) Xác định khả năng, điều kiện thi cơng, thời gian xây dựng, thời hạn đưa
từng phần và toàn bộ cơng trình vào hoạt động.
7) Xác định các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của nhà máy; so sánh với các cơng
trình tương đương đang ho ạt động; phân tích hiệu quả vớn đầu tư và tác
dụng của cơng trình đối với nền kinh tế…
Trọng tâm của giai đoạn thiết kế kỹ thuật là thiết kế và thử nghiệm công
nghệ chế tạo sản phẩm (chế tạo phôi, gia công cơ khí, nhiệt luyện, lắp ráp, kiểm
tra….) bao gồm tất cả các cơng đo ạn, các q trình phụ trợ.
− Xác định chính xác sớ lượng thiết bị, cơng nhân, nhân viên, diện tích sản
x́t, diện tích phụ..
− Xác định khới lượng vận chuyển và phương tiện vận chuyển trong quá

trình sản xuất.
− Xác định phương tiện cần thiết để bảo vệ trang thiết bị, dụng cụ công
nghệ, vật liệu, bán thành phẩm, sản phẩm……
− Xác định nhu cầu về năng lượng, nhiên liệu, nước, khí, hơi…

23


− Xác định phương pháp và phương tiện an toàn lao đ ộng, vệ sinh cơng
nghiệp, phịng cháy nở, bảo vệ môi trường.
− Xác định kết cấu kiến trúc của nhà máy.
− Bớ trí chính xác các hạng mục cho từng bộ phận, phân xưởng.
− Xác định hệ thống tổ chức, quản lý, bảo vệ nhà máy về các mặt kinh tế,
kỹ thuật, nhân sự.
− Tính tốn chính xác giá thành sản phẩm theo chi phí sản xuất hàng năm,
sản lượng hàng năm.
− Xác định chích xác tởng vớn đầu tư xây dựng nhà máy, phân chia hợp lí
theo tỷ lệ % cho các hạng mục chính và phụ.
− Xác định các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật đặc trưng về năng lực và hiệu quả
của nhà máy thiết kế.
1.5.2 Thiết kế thi công:
− Thiết kế thi công là giai đoạn thực hiện sau khai giai đoạn thiết kế kỹ thuật
đã được chấp nhận và nghiệm thu.
− Những bản vẽ cần phải tạo lập trong giai đoạn thi công
+ Bản vẽ tởng mặt bằng cơng trình có xác định rõ độ cao, khoảng cách
giới hạn giữa các hạng mục (nhà xưởng, hệ thớng cấp thốt nước, hơi,
hệ thớng vận chuyển….)
+ Bản vẽ kiến trúc-xây dựng của từng hạng mục với đầy đủ mặt cắt
ngang, mặt cắt dọc, thể hiện rõ các hệ thống điện, nước, hơi, thiết bị
công nghệ…

+ Bản vẽ các kết cấu chi tiết kiến trúc và xây dựng như khung, dầm..
+ Bản vẽ mặt bằng lắp đặt thiết bị công nghệ, thiết bị phụ..
− Trong giai đoạn thiết kế thi công cần chú ý những nội dung sau:
1) Bản vẽ thi cơng phải chú thích quy cách về vật liệu xây dựng, trình
tự thi cơng và biện pháp thi cơng cũng như biện pháp an tồn lao
động, vệ sinh công nghiệp, bảo vệ môi trường.
2) Bản vẽ thiết kế của nước ngồi cần biên dịch chính xác ra tiếng
Việt, đặc biệt là các yêu cầu, dữ kiện ghi trên bản vẽ.

24