Bài giảng Nghiên cứu khả thi kỹ thuật

Chương IV: NGHIÊN CỨU KHẢ THI KỸ THUẬT 4.1 GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN 4.1.1 Mô hình đại tu máy may 1 kim 4.1.1.1 Giới thiệu máy may 1 kim Máy may 1 kim là lọai máy được sử dụng nhiều nhất trong 1 dây chuyền may (chiếm khỏang 65% ). Đầu máy được cấu tạo từ khỏang 362 chi tiết lớn nhỏ được chia thành các cụm chi tiết sau: - Đầu máy và các chi tiết che chắn - Bộ phận trục chính và trụ kim của máy - Bộ phận trục dưới và ổ máy - Bộ phận nâng chân vịt - Bộ phận đẩy sản phẩm và lại mũi - Bộ phận bơm dầu và bôi trơn ( Ngòai đầu máy ra còn có: chân bàn, mặt bàn, motor…) 4.1.1.2 Mô hình đại tu máy 1 kim  Các công việc cần thực hiện: Qua công việc điều tra bằng cách phỏng vấn trực tiếp các chuyên gia trong ngành thì sau thời gian sử dụng khỏang 7 năm ( tuổi thọ kỹ thuật ) thì máy sẽ xảy một số tình trạng hỏng hóc như: tróc sơn, chảy dầu, bỏ mũi, tiếng ồn lớn… Và sau đây là bảng các công việc phải thực hiện khi đại tu máy - Sơn lại tòan bộ đầu máy bằng phương pháp sơn tĩnh điện - Thay thế 1 số chi tiết như: trụ kim, bạc, ổ máy, phốt dầu, ống dầu, bơm dầu, các chi tiết khác.  Các công việc có thể thực hiện và các chi tiết có thể chế tạo tại Việt Nam: Sau khi nghiên cứu khả năng công nghệ thực tế và so sánh giá thành với các chi tiết nhập ngọai, chúng tôi xác định được các công việc và chi tiết có thể chế tạo được như sau: Bảng 4.1: Các công việc thực hiện để đại tu máy Công việc/Chi tiết Số lượng Thực hiện Tiêu chuẩn Sơn tĩnh điện Tại nhà máy Ổ máy Nhập khẩu Trụ kim Nhập khẩu Bạc trụ kim Tại nhà máy Tự chọn Bơm dầu Nhập khẩu Chi tiết khác Nhập khẩu 4.1.2 Mô hình nâng cấp tự động hóa máy may 1 kim 4.1.2.1 Giới thiệu máy may 1 kim cắt chỉ tự động Cấu tạo máy may 1 kim cắt chỉ tự động bao gồm: - Đầu máy ( tương tự như máy may 1 kim thường có gắn thêm bộ phận cắt chỉ tự động và bộ encorder ) - Motor ly hợp và thắng điện từ ( EC motor ) - Hộp điều khiển và bảng điều khiển - Chân và mặt bàn 4.1.2.2 Mô hình nâng cấp tự động hóa máy may 1 kim Theo nghiên cứu của Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM thì các công việc cần thực hiện để nâng cấp tự động hóa máy may 1 kim bao gồm  Đối với đầu máy - Thân máy Bảng 4.2: Các công việc thực hiện với thân máy để nâng cấp tự động hóa Công việc/Chi tiết Số lượng Thực hiện Gia công phay đế máy 1 mặt Tại nhà máy Khoan lỗ lắp chi tiết 9 lỗ Tại nhà máy - Các chi tiết cơ khí ( xem phụ lục B ) Bảng 4.3: Các chi tiết cơ khí cần chế tạo để nâng cấp tự động hóa Công việc/Chi tiết Số lượng Thực hiện Các chi tiết cơ khí không tiêu chuẩn 16 Tại nhà máy Các chi tiết cơ khí tiêu chuẩn 67 Mua ngòai  Đối với motor: - Phần rotor: tận dụng rotor của motor cũ - Ly hợp và thắng điện từ: đặt hàng chế tạo tại Việt Nam  Hộp điện tử, encorder và bảng điều khiển: - Thiết kế mạch: đặt hàng - Đặt hàng chế tạo mạch in tại Việt Nam - Nhập khẩu linh kiện điện tử ( xem phụ lục B) và lắp ráp linh kiện điện tử tại xí nghiệp - Vỏ hộp điện tử và bảng điều khiển: đặt hàng 4.2 GIỚI THIỆU QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 4.2.1 Qui trình công nghệ sơn tĩnh điện Sơ đồ công nghệ: Xöû lyù beà maët kim loaïi tröôùc khi sôn Saáy khoâ vaät sôn Ñöa saûn phaåm leân baêng chuyeàn treo Hình 4.1 Qui trình công nghệ sơn tĩnh điện  Xử lý bề mặt kim loại. Đây là qui trình tiêu chuẩn hòan hảo bao gồm 10 công đoạn. Tuy nhiên qua thực tế chúng tôi đã lắp đặt và vận hành, chúng tôi đề xuất qui trình này bao gồm 7 công đoạn như sau: Tẩy dầu mỡ Rửa nước Tẩy gỉ Rửa nước chảy tràn Định hình bề mặt Zn-phốt phát rửa nước Ở công đoạn này chúng ta bố trí 7 bể xử lý bằng inox, kích thước: Dài x cao x rộng = 2,4m x 1,8m x 1,4m Có bố trí hệ thống đường ống cấp và thóat nước. Việc di chuyển sản phẩm sơn từ bể này qua bể khác được thực hiện bằng tời – công suất 1 tấn.  Sấy khô vật sơn: sản phẩm cần sơn sau khi qua công đoạn xử lý bề mặt bị ứơt, do vậy nhằm tăng công suất, tiết kiệm thời gian chờ, chúng ta cần đưa các sản phẩm cần sơn qua công đoạn sấy khô..  Đưa sản phẩm lên băng chuyền treo: sản phẩm cần sơn sau khi được sấy khô, sẽ chuyển qua băng chuyền sơn treo để chuẩn bị khâu sơn tĩnh điện bề mặt. Tại đây tùy theo số lượng yêu cầu, chúng ta cần bố trí 1-3 công nhân để treo sản phẩm lên Sôn tónh ñieän boät Laáy saûn phaåm xuoáng Ñöa saûn phaåm leân xe gooøng Ñöa vaøo buoàng saáy hoàng ngoaïi Laáy saûn phaåm ra khoûi buoàng saáy Saûn phaåm hoaøn thieän băng chuyền treo. Chúng tôi thiết kế băng chuyền treo tự động nhằm tăng hiệu quả và năng suất sơn.  Sơn bột tĩnh điện: Sản phẩm sau khi được treo lên bằng chuyền sơn treo sẽ được điều khiển tự động với vận tốc thích hợp đi đến buồng sơn, tại đây chúng ta bố trí 2 công nhân sơn. Tốc độ trung bình được điều chỉnh khoảng 4m/phút. Đây là công đoạn quan trọng quyết định lớn về chất lượng sản phẩm, chúng tôi chọn sử dụng thiết bị phun sơn tĩnh điện bột nhãn hiệu NORDSON – USA. Đây là thiết bị được ưa chuộng và đánh giá cao trên thị trường thế giới nói chung, cũng như tại thị trường Việt Nam qua thực tế sử dụng nói riêng. NORDSON có nhiều ưu điểm vượt trội so với các sản phẩm cùng loại hiện có trên thị trường. 4.2.2 Qui trình công nghệ chế tạo mạch điện tử  Sơ đồ công nghệ Hình 4.2 Qui trình công nghệ chế tạo mạch điện tử  Giải thích sơ đồ công nghệ: + Nhận chuyển giao sơ đồ nguyên lý từ Trường ĐH Bách Khoa Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ mạch in Chụp phim sơ đồ mạch in Chế tạo mạch in Khoan lỗ linh kiện Lắp ráp linh kiện Đặt hàng Thực hiện tại nhà máy + Đặt hàng công ty Điện tử Thiên Sơn để chế tạo mạch in ( bao gồm các bước: chuyển đổi từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ mạch in – chụp phim sơ đồ mạch in – chế tạo mạch in ) + Tiến hành các bước: khoan lỗ lắp linh kiện – lắp ráp và hàn linh kiện tại nhà máy 4.2.3 Qui trình công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí ( xem phụ lục C ) Qui trình công nghệ chế tạo các chi tiết cơ khí do chúng tôi thiết kế được kiểm nghiệm bởi Viện Cơ Học TP HCM. Trong số các chi tiết cần chế tạo tại nhà máy chúng tôi chia thành 7 nhóm chi tiết ( các chi tiết trong cùng 1 nhóm sẽ có qui trình công nghệ tương đồng) 4.3 THIẾT KẾ QUI TRÌNH SẢN XUẤT 4.3.1 Qui mô sản xuất Đây là một dự án mới, việc xác định nhu cầu đối với dự án mới được thực hiện bằng phương pháp dự báo và khảo sát, vì vậy không có cơ sở để chọn lựa ngay một qui mô sản xuất tối ưu. Vì vậy chúng tôi phải thiết kế qui trình sản xuất dựa trên một số qui mô, sau đó dùng phương pháp phân tích đồ thị để xác định qui mô sản xuất tối ưu như đã trình bày trong phần ‘Phương pháp nghiên cứu’. Trong đó:  Qui mô nhỏ nhất: qui mô ứng với nhu cầu tiềm năng nhỏ nhất với độ sẵn sàng mua cao nhất  Qui mô lớn nhất: qui mô ứng với nhu cầu tiềm năng lớn nhất với độ sẵn sàng mua cao nhất  Qi mô trung bình: khỏang giữa Từ số liệu ở các bảng: 3.7, 3.8, 3.9, 3.10 ta có: Bảng 4.4 Qui mô sản xuất Sản phẩm Qui mô Sản lượng ( sản phẩm/năm ) Nhỏ 7.000 Trung bình 15.000 Máy đại tu Lớn 23.000 Nhỏ 6.000 Trung bình 8.500 Máy nâng cấp Tự động hóa Lớn 11.000 Theo bảng 2.5 thì qui mô sản xuất của dự án thuộc lọai hàng lọat lớn 4.3.2 Qui trình sơn tĩnh điện 4.3.2.1 Công suất yêu cầu: Qui trình sơn tĩnh điện được sử dụng cho việc đại tu máy, nên công suất của nó phải đảm bảo đáp ứng được mức sản lượng như trong bảng 4.4 - Qui mô nhỏ: 7.000 sản phẩm/năm - Qui mô trung bình: 15.000 sản phẩm/năm - Qui mô lớn: 23.000 sản phẩm/năm 4.3.2.2 Sơ đồ bố trí Hình 4.3 Qui trình sơn tĩnh điện 4.3.2.3 Các thông số cơ bản  Các thiết bị Bảng 4.5 Các thiết bị của qui trình sơn tĩnh điện Số tt Tên thiết bị Số lượng 1 Tời nâng 1 tấn 1 bộ 2 Bể sử lý 7 bể 3 Lò sấy 1 bộ 4 Buồng phun sơn và rung giũ 1 bộ 5 Súng và bơm sơn 1 bộ 6 Xích tải treo- 65 mét 1 bộ 7 Buồng sấy sau sơn 1 buồng Đây là hệ thống sơn có công suất khỏang 100 sản phẩm/ ngày ( 8 tiếng ), có nghĩa khỏang 30.000 sản phẩm/năm.Vậy hệ thống này có thể đáp ứng được cho 3 qui mô sản xuất  Lượng lao động: Bảng 4.6 Lượng nhân công của bộ phận sơn tĩnh điện Qui mô Số nhân công ( người ) Nhỏ 8 Trung bình 10 Lớn 14 ( Nguồn: công ty M.E.C. )  Không gian yêu cầu: 30m x 12m 4.3.3 Qui trình lắp ráp linh kiện điện tử 4.3.3.1 Công suất yêu cầu Công suất cần chế tạo chi tiết được tính bằng công thức 2.7 Ni = No. mi.(1+β ).(1+α ) - No : sản lượng yêu cầu ( Bảng 4.4 ) - Số lượng của 1 lọai mạch trong bộ điều khiển: mi = 1 - Tỷ lệ dự trữ: 7% β = 0,07 ( Nguồn: công ty Thiên Sơn ) - Tỷ lệ phế phẩm 5%: α = 0,05 ( Nguồn: công ty Thiên Sơn ) Bảng 4.7 Sản lượng các mạch điện tử Lọai mạch Công suất yêu cầu Qui mô nhỏ Qui mô tb Qui mô lớn Mạch điều khiển công suất 6.700 9.540 12.350 Mạch nguồn 6.700 9.540 12.350 Mạch bảng điều khiển 6.700 9.540 12.350 Mạch encorder 6.700 9.540 12.350 4.3.3.2 Qui trình lắp ráp  Qui trình: là qui trình lắp ráp thủ công được thực hiện trên 1 bàn thao tác gồm các công việc: gắn linh vào vị trí - hàn chì – làm vệ sinh  Năng suất: Qua khảo sát một số công ty chuyên lắp ráp linh kiện điện tử thì năng suất lắp ráp của 1 công nhân như sau: Bảng 4.8 Năng suất láp ráp mạch điện tử Lọai mạch Năng suất (cái/người/ngày ) Năng suất (cái/người/năm ) Mạch điều khiển công suất 16 4.800 Mạch nguồn 20 6.000 Mạch bảng điều khiển 16 4.800 Mạch encorder 30 9.000 ( Nguồn: công ty TNHH Thiên Sơn ) 4.33.3 Các thông số cơ bản  Lượng lao động Từ dữ liệu của bảng 4.6 và 4.7 ta có thể xác định được lượng lao động cần thiết để lắp ráp linh kiện điện tử như sau Bảng 4.9 Lượng lao động cho qui trình lắp ráp mạch điện tử Lọai mạch Số lượng nhân công yêu cầu ( người ) Qui mô nhỏ Qui mô tb Qui mô lớn Mạch điều khiển công suất 2 2 3 Mạch nguồn 1 2 2 Mạch bảng điều khiển 2 2 3 Mạch encorder 1 1 2 Tổng số 6 7 10  Các thiết bị Các trang bị dụng cụ cho 1 người công nhân lắp ráp bao gồm + Bàn thao tác 0,6 x 1m và ghế ngồi + Ống hút khí hàn + Mỏ hàn, chì, nhựa thông, kìm cắt  Không gian mặt bằng Không gian cần thiết cho 1 công nhân lắp ráp mạch điện tử là: 4 m2 4.3.4 Qui trình gia công cơ khí Qua nghiên cứu qui trình công nghệ có thể thấy các chi tiết được chế tạo qua nhiều nguyên công tương đối đơn giản, có nhiều chi tiết có các bước công nghệ tương đối giống nhau, nên đối với mô hình này ‘phương pháp phân tán nguyên công’ là thích hợp nhất, với phương pháp này các chi tiết lần lượt được đưa vào gia công tại các ‘trạm công nghệ’ ( trạm đúc áp lực, trạm phay, trạm tiện…) theo từng lô 4.3.4.1 Công suất yêu cầu Công suất cần chế tạo chi tiết được tính bằng công thức 2.7 Ni = No. mi.(1+β ).(1+α ) - No: sản lượng ( bảng 4.4 ) - Số lượng của 1 chi tiết trong 1 sản phẩm: mi=1 - Tỷ lệ dự trữ: 5 β = 0,05 - Tỷ lệ phế phẩm 5 α = 0,05 Bảng 4.10 Công suất yêu cầu chế tạo chi tiết cơ khí Chi tiết Công suất yêu cầu (cái ) Qui mô nhỏ Qui mô tb Qui mô lớn Chi tiết lọai i 6.600 9.350 12.100 4.3.4.2 Các thông số cơ bản  Số bước công nghệ - thời gian công nghệ - số lượng máy móc của các trạm công nghệ ( xem phụ lục C-2)  Số lượng lao động + Số lượng lao động của phân xưởng gia công cơ khí Xác định bằng công thức 2.8 RM = ∑tnc/ ( Fc. KM ) Trong đó: - ∑tnc = tổng thời gian nguyên công trong 1 năm (giờ/năm) - Fc = 2100 (giờ/năm) - KM = 1 ( sản xuất lọat lớn ) + Số lượng lao động phụ trợ: (20% lao động của phân xưởng gia công ) Bảng 4.11 Số lượng lao động của xưởng cơ khí Qui mô Thông số Qui mô nhỏ Qui mô tb Qui mô lớn Tổng thời gian ng/công (giờ/năm) 15.300 21.662 28.000 Số lượng lao động của phân xưởng gia công cơ khí 8 11 14 Số lượng lao động phụ trợ 2 3 3 Tổng số lao động 10 14 17  Số lượng máy móc Bảng 4.12 Số lượng máy của xưởng cơ khí Qui mô Lọai máy Qui mô nhỏ Qui mô tb Qui mô lớn Máy dập 10 tấn 1 2 2 Máy chấn 60 tấn 1 1 2 Máy tiện DA18 1 1 1 Máy phay M-2T 1 2 2 Máy phay CNC A200 1 1 1 Máy khoan tọa độ 3 4 5 Máy hàn Acgông 1 1 1 Máy mài 52ST 1 1 2 Lò tôi đốt ga 1 1 1  Không gian mặt bằng ( tham khảo công ty chế tạo máy Phát thành, diện tích cần thiết cho phân xưởng cơ khí là 400 m2 ) 4.3.5 Qui trình tháo và lắp ráp chi tiết cơ khí Ở đây cũng được thựa hiện theo phương pháp phân tán: mỗi công nhân tháo và lắp trọn bộ một máy.  Qui trình tháo – lắp Hình 4.4 Qui trình tháo và lắp ráp chi tiết cơ khí  Công suất yêu cầu: bảng 4.4  Số lượng lao động: Theo khảo sát thì 1 nhân công 1 ngày có thể tháo và lắp hòan tòan để đại tu được khỏang 8 máy (2.400 máy/năm ), và lắp ráp cơ cấu cắt chỉ được 15 máy (4.500 máy/năm ) như vậy số nhân công cần đảm bảo năng suất yêu cầu là: Bảng 4.13 Lượng lao động cho qui trình tháo và lắp chi tiết cơ khí Sản phẩm Qui mô Số lượng lao động ( người ) Nhỏ 3 Trung bình 6 Máy đại tu Lớn 9 Nhỏ 2 Máy nâng cấp Tự động hóa Trung bình 3 Máy Bàn thao tác tháo Sơn tĩnh điện Kiểm tra Bàn thao tác lắp Kho Phân xưởng chế tạo Chi tiết Đầu máy Không đạt Đạt Chi tiết Lớn 4  Thiết bị, dụng cụ dùng cho 1 công nhân - Bàn thao tác - Các dụng cụ cầm tay: kìm, búa, tuốclơvít…  Không gian mặt bằng: Không gian yêu cầu cho 1 công nhân và các thiết bị dụng cụ là 4m2 4.4 TỔ CHỨC CÁC BỘ PHẬN, PHÒNG BAN 4.4.1 Cơ cấu tổ chức Theo lý thuyết trình bày ở phần 2.4 “Thiết kế nhà máy cơ khí” thì cơ cấu tổ chức của 1 nhà máy cơ khí bao các bộ phận sau: - Bộ phận sản xuất chính: Chế tạo phôi, gia công cơ, sơn tĩnh điện, nhiệt luyện, lắp ráp… - Bộ phận hỗ trợ sản xuất: sửa chữa cơ điện, , kho - Bộ phận các phòng ban chức năng: kế tóan, vật tư, kỹ thuật, kinh doanh tiếp thị Dưới đây là sơ đồ tổ chức của doanh nghiệp GIÁM ĐỐC QUẢN ĐỐC NHÀ MÁY Ph. Kỹ thuật Ph. Kế tóan Ph. Vật tư thiết bị Ph. Kinh doanh tiếp thị Hình 4.5 Sơ đồ tổ chức xí nghiệp 4.4.2 Nhân sự  Nhân sự cho xưởng sản xuất: đã được xác định trong phần 4.3 “Thiết kế qui trình sản xuất”: ( theo 3 qui mô sản xuất )  Nhân sự cho bộ phận hỗ trợ sản xuất và các bộ phận phòng ban được xác định bằng cách tham khảo một số mô hình xí nghiệp khác. Nhân sự ở đây được xác định chung cho 3 qui mô Bảng 4.14 Cơ cấu nhân sự của xí nghiệp Nhân sự ( người ) Bộ phận phòng ban Qui mô nhỏ Qui mô tb Qui mô lớn Bộ phận cơ điện Xưởng sản xuất Bộ phận kho Phân xưởng sơn Ph/x chế tạo cơ khí Ph/x lắp ráp cơ khí Ph/x lắp ráp điện tử Kho phôi liệu Kho linh kiện Kho máy Xưởng sản xuất Quản lý xưởng, phân xưởng 5 5 5 Phân xưởng sơn tĩnh điện 8 10 14 Phân xưởng chế tạo cơ khí 10 14 17 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 5 9 13 Phân xưởng lắp ráp mạch điện tử 6 8 10 Bộ phận hỗ trợ sản xuất Kho 2 2 2 Tổ cơ điện, bảo trì 3 3 3 Phòng ban chức năng Phòng kinh doanh tiếp thị 3 3 3 Phòng kế tóan tài vụ 3 3 3 Phòng vật tư thiết bị 2 2 2 Phòng kỹ thuật và nghiên cứu 3 3 3 Tổng số 50 62 75 4.5 THIẾT KẾ MẶT BẰNG NHÀ MÁY 4.5.1 Mặt bằng yêu cầu  Mặt bằng yêu cầu cho xưởng sản xuất: đã được xác định trong phần 4.3 “Thiết kế qui trình sản xuất”  Mặt bằng yêu cầu cho bộ phận hỗ trợ sản xuất và các bộ phận phòng ban được xác định bằng cách tham khảo một số mô hình xí nghiệp khác. 4.5.2 Thiết kế nhà máy Do nhu cầu dự trù cho việc mở rộng sản xuất sau này nên nhà máy được thiết kế dựa trên mặt bằng yêu cầu ứng với qui mô lớn nhất. Việc thiết kế được đặt hàng công ty xây dựng