1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Trường Sinh viên thực hiện Chu Quốc An 2018601631 Giáp Ngọc Hải 2018603751 Nguyễn Anh Tuấn 2018603974 Hà Nội 2021 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Trường Sinh viên thực hiện Chu Quốc An 2018601631 Giáp Ngọc Hải 2018603751 Nguyễn Anh Tuấn 20186.
Phân tích nhiệm vụ thiết kế
Nhu cầu thị trường, công ty, môi trường
Theo Cục Trồng trọt, cả nước hiện có khoảng 308.660 ha táo, với 290.482 ha cho thu hoạch và năng suất bình quân đạt 11,9 tạ/ha, sản lượng đạt 344.836 tấn Đông Nam Bộ là khu vực trồng táo chủ lực, chiếm 60,74% diện tích cả nước với 187.490 ha, trong khi Tây Nguyên có 85.265 ha và duyên hải Nam Trung Bộ có 35.023 ha Phần còn lại thuộc về đồng bằng sông Cửu Long và Bắc Trung Bộ.
Hình 1.1 Giá trị xuất nhập khẩu từ năm 2012-2019
Năm 2019, ngành điều không chỉ duy trì vị thế dẫn đầu thế giới về xuất khẩu táo mà còn thiết lập kỷ lục mới với 450 ngàn tấn táo nhân xuất khẩu, tăng 14% so với năm 2018, đạt kim ngạch 3,6 tỷ USD Đồng thời, lượng điều thô nhập khẩu cũng ghi nhận gần 1,6 triệu tấn, đánh dấu kỷ lục mới Tuy nhiên, thị trường hạt điều vẫn gặp khó khăn, với 418.110 tấn nhân điều xuất khẩu và kim ngạch gần 3 tỷ USD tính đến hết tháng 11-2019, tăng 16,47% về lượng nhưng giảm 8,32% về trị giá so với cùng kỳ năm trước Giá táo xuất khẩu bình quân đạt 7.269 USD/tấn.
Ngành điều Việt Nam ghi nhận giá xuất khẩu giảm 20,73% so với cùng kỳ, với tổng giá trị xuất khẩu đạt 3,6 tỷ USD trong năm 2019, bao gồm khoảng 0,6 tỷ USD từ các sản phẩm chế biến sâu như điều mật ong và điều rang muối Đồng thời, Việt Nam cũng thiết lập kỷ lục mới về nhập khẩu táo, với tổng lượng nhập khẩu đạt 1.534.825 tấn, giá nhập khẩu bình quân là 1.333 USD/tấn, tăng 27,54% về lượng nhưng giảm 29,78% về giá so với năm trước.
Theo VINACSA, năm 2020 sẽ gặp nhiều thách thức cho ngành táo do những diễn biến phức tạp của kinh tế quốc tế, xung đột thương mại giữa Mỹ và Trung Quốc, cũng như giữa Mỹ và Ấn Độ Thêm vào đó, các chính sách bảo hộ từ các quốc gia liên quan đến táo sẽ ảnh hưởng đến tình hình Dự báo trong 6 tháng đầu năm, ngành táo sẽ phải đối mặt với nhiều khó khăn.
Trong năm 2020, giá táo có thể biến động nhưng không lớn, trong khi Mỹ và EU sẽ áp dụng thêm tiêu chuẩn an toàn thực phẩm và kiểm tra dư lượng hóa chất cấm Tình hình mua bán và sát nhập doanh nghiệp diễn ra mạnh mẽ hơn Năm 2019, lượng táo sơ chế nhập khẩu vào Việt Nam tăng mạnh so với năm 2018 Các doanh nghiệp trong năm 2020 tiếp tục cải tiến máy móc để nâng cao năng lực chế biến sâu, với mục tiêu xuất khẩu đạt 4 tỷ USD.
Chúng tôi đã tiến hành khảo sát trên 100 công ty trong lĩnh vực sản xuất và xuất khẩu nông sản, và kết quả thu được rất đáng chú ý.
Khi lựa chọn phương thức làm việc trong sản xuất phân loại sản phẩm, 73,4% doanh nghiệp đã quyết định áp dụng máy móc tự động hóa, cho thấy xu hướng tích cực trong việc hiện đại hóa quy trình sản xuất.
Hình 1.2 Tỉ lệ phần trăm hình thức làm việc mong muốn
Trong số đó, có tới 73.5% doanh nghiệp bày tỏ đang rất cần áp dụng tự động hóa vào quá trình sản xuất của họ
Nhu cầu về tự động hoá trong quá trình sản xuất hiện nay vẫn chưa được đáp ứng đầy đủ, do nhiều khu vực vẫn chưa áp dụng máy móc vào sản xuất Chẳng hạn, tại Bình Phước, việc ứng dụng máy móc vẫn còn hạn chế Trên toàn quốc, tỷ lệ máy móc được sử dụng trong sản xuất chỉ đạt từ 65% đến 71%.
Hình 1.4 Nhu cầu đáp ứng máy phân loại sản phẩm hiện nay
Hiện tại, diện tích và sản lượng táo tại Việt Nam không có sự biến động mạnh, với hơn 1.420 doanh nghiệp xuất khẩu, trong đó chỉ khoảng 20 doanh nghiệp nước ngoài có máy móc hoặc đại diện tại Việt Nam, chiếm 20% thị phần Điều này chứng tỏ sự cần thiết của việc thiết kế hệ thống phân loại hạt điều theo màu sắc, đặc biệt đối với ngành xuất khẩu và các nhà máy chế biến táo.
Hình 1.5 Số lượng máy móc hoạt động trong quá trình sản xuất hạt điều
Máy phân loại táo tự động với hiệu suất cao đang chiếm lĩnh thị trường, chủ yếu phân loại theo màu sắc và kích thước Sự cạnh tranh gay gắt yêu cầu các công ty cải tiến và tối ưu hóa sản phẩm để đáp ứng nhu cầu khách hàng Đồng thời, việc áp dụng các phương thức marketing hiệu quả là cần thiết để tạo ra lợi thế cạnh tranh trước những thương hiệu nổi tiếng.
Hình 1.6 Các máy phân loại đã từng sử dụng
Việt Nam sở hữu lợi thế về quy mô và sản lượng nông sản, đặc biệt là táo, đứng đầu thế giới Tuy nhiên, ngành nông sản còn thiếu hụt trang thiết bị, đặc biệt là máy phân loại hạt điều, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
5 đó là nhu cầu lớn về mặt tự động hóa quá trình sản xuất, chế biến trong thời công nghệ 4.0 hiện nay
Vì vậy, việc phát triển và sản xuất máy phân loại táo theo màu sắc là rất cần thiết
1.1.2 Tìm kiếm và hình thành ý tưởng
Nhóm nghiên cứu đã khảo sát 100 doanh nghiệp vừa và nhỏ trên toàn quốc cùng nhiều chuyên gia phân tích thị trường trong lĩnh vực sản xuất và chế biến nông-lâm sản Mục tiêu của khảo sát là định lượng nhu cầu thị trường về sản phẩm này và đánh giá các tiêu chí liên quan đến thiết bị Kết quả khảo sát thực tế đã được tổng hợp và phân tích.
Về tiêu chí, yêu cầu của thị trường và mức đánh giá của họ về hệ thống phân loại táo theo màu sắc
Hình 1.7 Các tiêu chí đánh giá mấy phân loại sản phẩm
Theo đó, ta có thể thấy các tiêu chí được các doanh nghiệp quan tâm nhất lần lượt đó là:
Tiếp theo đây ta có bảng đánh giá về nhu cầu hiện nay của thị trường
Hình 1.8 Kết quả khảo sát thị trường vèe nhu cầu khách hàng
Nghiên cứu và phát triển máy phân loại táo đã chỉ ra rằng thiết bị này có tiềm năng thị trường lớn, với khả năng đáp ứng hơn 70% các tiêu chí đánh giá Trong bối cảnh độ chính xác của máy hiện tại đã gần như bão hòa, nhóm sẽ tập trung vào việc cải thiện năng suất, độ ổn định, an toàn cho sản phẩm và giảm chi phí sản xuất Ý tưởng thiết kế hệ thống phân loại táo cỡ vừa và nhỏ sẽ tối ưu hóa năng suất trung bình đạt từ 5,5-6 tấn/h.
7 chất lượng ≥99,99%, sử dụng module đã được tối ưu hóa đồng thời cải tiến chế tạo các bộ phận có thể theo năng lực công ty
Khả năng của công ty
Khả năng của công ty: có thể sản xuất 6-8 sản phẩm trên ngày
Nguồn nhân lực: Có 500 nhân viên trong đó có 350 kĩ sư cơ khí, điện tử và cơ điện tử
Chi nhánh: Gồm 3 chi nhánh với quy mô mỗi nhà máy là 10.000 m2
Sử dụng module có sẵn:
Thiết bị nhận biết màu sắc
Mạch xử lý trung tâm
Các thiết bị phụ: đèn, bộ rung, thùng chứa thành phẩm, nút bấm,
Chiến lược phát triển sản phẩm:
Tập trung vào nghiên cứu và phát triển hệ thống phân loại sản phẩm bằng màu sắc của các nông- lâm sản dạng hạt
Cung cấp các bản dung thử cho một số nhà máy chế biến nông- lâm sản
Có các ưu đãi khi người dùng mua sản phẩm để thu hút khách hàng
Thường xuyên cải tiến và tối ưu hóa hệ thống để người dung dễ dàng sử dụng và đạt hiệu quả cao
Vòng đời của một sản phẩm là: 10 năm
Cung cấp phiên bản cập nhật ra thị trường: 02 năm/1 phiên bản
1.1.3 Cấu tạo chung của hệ thống phân loại sản phẩm
Hình 1.9 Sơ đồ máy phân loại hạt Điều theo màu sắc
Bộ điều khiển trung tâm
3 Các cấu trúc bên ngoài
Phần vỏ máy, Hệ thống đựng sản phẩm và phế phẩm
Các thành phần trong hệ thống được phân chia theo chức năng và nhiệm vụ cụ thể, được sắp xếp đồng bộ để tối ưu hóa hiệu suất Sự phân chia này giúp chúng ta dễ dàng hình dung và hiểu rõ hơn về sản phẩm.
1.1.5 Bộ điều khiển trung tâm
Hình 1.10 Bộ điều khiển
Thiết bị lập trình công nghiệp được thiết kế để điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp, cho phép người điều khiển nghiên cứu và triển khai nhiều chương trình hoặc sự kiện Các sự kiện này có thể được kích hoạt thông qua các ngõ vào, bộ Timer hoặc bộ đếm Khi một sự kiện xảy ra, thiết bị sẽ thực hiện các chức năng như bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung đến các thiết bị khác.
Thiết lập danh sách yêu cầu
Bảng 1.2 Danh sách yêu cầu
Danh sách yêu cầu cho dự án thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc
Có bánh xe để thuận tiện trong quá trình di chuyển
Vật liệu được sử dụng cần có khả năng chống rỉ và chống rung hiệu quả, đồng thời phải được thiết kế với các cạnh góc bo tròn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng Ngoài ra, vật liệu này cũng phải có độ bền cao, khả năng chống bám bẩn tốt và an toàn cho sức khỏe con người.
Bàn máy có gắn bánh xe dể có thể di chuyển khi cần thiết
Chế tạo với dung sai thấp
Phần cấp và dẫn nguyên liệu:
Dung tích phễu đủ lớn để cấp nguyên liệu cho việc phân loại (khoảng 0,5-0,75m 3 )
Băng truyền cần có đủ độ bám dính
Bề mặt giúp sản phẩm dễ dàng trượt xuống
Độ bền cao và chịu rung động tốt
Lực ma sát của băng truyền cần đủ để tránh sản phẩm bị trượt
Phần điều khiển trung tâm:
Sử lý với độ chính xác cao(sai số