Thiết kế concept cho sản phẩm robot hút bụi

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM Đề tài thiết kế concept cho sản phẩm robot hút bụi Giảng viên hướng dẫn Ths Nh.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM Đề tài: thiết kế concept cho sản phẩm robot hút bụi Giảng viên hướng dẫn: Ths Nhữ Quý Thơ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Ngọc_2018605905 Dương Viết Nguyên_2018606266 Dương Xuân Quân _2018606308 Lớp: 202111ME6062001 Khoa: Cơ Khí-K13 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: CĐT4 Khóa: 13 Tên nhóm: Thiết kế concept cho sản phẩm Robot hút bụi Họ tên thành viên: Nguyễn Tấn Ngọc 2018605905 Dương Viết Nguyên 2018606266 Dương Xuân Quân 2018606308 II Nội dung học tập Tên chủ đề: Thiết kế concept cho sản phẩm Robot hút bụi Hoạt động sinh viên Nội dung 1: Mô tả mục tiêu sản phẩm - Mô tả sản phẩm - Mục tiêu kinh doanh - Mục tiêu thị trường - Các điều kiện ràng buộc - Các bên liên quan Nội dung 2: Xác lập nhu cầu khách hàng - Lựa chọn phương pháp lấy nhu cầu khách hàng - Lập bảng đối tượng khách hàng lấy ý kiến - Thực lấy ý kiến khách hàng: Lập bảng câu hỏi cho khách hàng, lấy ý kiến nhu cầu khách hàng (>= 20 nhu cầu) - Diễn dịch nhu cầu khách hàng - Đánh giá mức độ quan trọng nhu cầu khách hàng - Ghép nhóm nhu cầu khách hàng Nội dung 3: Xác lập thông số kỹ thuật mục tiêu - Xác lập thông số bao gồm: Mô tả (Metric) Giá trị (value) kèm theo đơn vị đo (>=10 thông số) Nội dung 4: Xây dựng concept - Chia tách vấn đề - Tìm kiếm bên ngồi - Tìm kiếm bên - Tổ hợp giải pháp: Xây dựng concept - Lựa chọn concept concept, rõ nhánh concept concept (bằng màu khác cho concept) - Mô tả concept dựa vào concept - Xây dựng vẽ phác sơ cho concept Nội dung 5: Lựa chọn concept - Chọn concept để phát triển phương pháp ma trận định - Chọn phương pháp thực lựa chọn concept theo phương pháp Nội dung 6: Thiết kế mức hệ thống - Khởi tạo sơ đồ modul concept - Xây dựng khối chức concept - Xây dựng lớp hình học thô - Xác định tương tác - Xây dựng sơ đồ nhóm chi tiết nhóm thiết kế - Phác thảo sản phẩm phần mềm CAD và/hoặc vẽ phác Áp dụng công cụ hỗ trợ: Mơ hình hóa mơ phỏng, CAD, HIL, … để thiết kế sản phẩm Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch tập lớn III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tập lớn theo thời gian quy định (từ ngày 22/11/2021 đến ngày 24/12/2021) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước hội đồng đánh giá IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế phát triển sản phẩm tài liệu tham khảo Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ts Nguyễn Anh Tú Ths Nhữ Quý Thơ Mục lục Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu Xác định mục tiêu sản phẩm 1.1 Mô tả sản phẩm 1.2 Mục tiêu kinh doanh 1.3 Mục tiêu thị trường 1.4 Các giả thiết ràng buộc 1.5 Các bên liên quan đến dự án Xác định nhu cầu khách hàng 2.1 Phương pháp xác định nhu cầu khách hàng 2.2 Lập bảng đối tượng khác hàng lấy ý kiến 2.3 Diễn dịch lại thông tin nhu cầu khách hàng 2.4 Đánh giá mức độ quan trọng nhu cầu khách hàng 2.5 Xác lập thông số sản phẩm 11 Xây dựng concept 12 3.1 Chia tách vấn đề 12 3.2 Tìm kiếm bên ngồi 15 3.3 Tìm kiếm bên 21 3.4 Tổ hợp giải pháp 22 3.5 Lựa chọn concept 25 Lựa chọn concept 31 Thiết kế mức hệ thống 34 5.1 Khởi tạo sơ đồ module concept 34 5.2 Xây dựng khối chức concept 34 5.3 Xây dựng khối hình học thơ 35 5.4 Xác định tương tác 37 5.5 Xây dựng sơ đồ nhóm chi tiết nhóm thiết kế 38 5.6 Bản vẽ phác thảo 38 Danh mục hình ảnh Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 3.1 Robot Legee 15 3.2 Irobot-M6 16 3.3 Ecovacs-Deebot-T9 18 3.4 Cây Concept 22 3.5 Concept 25 3.6 Concept 26 3.7 Concept 27 5.1 Các khối chức bên Robot hút bụi 36 5.2 Các khối chức bên 36 5.3 Các khối chức bên 36 5.4 Tương tác vật lý cá khối 37 5.5 Sơ đô nhóm chi tiết nhóm thiết kế 38 5.6 Bản vẽ phác thảo sản phẩm 39 Danh mục bảng biểu Bảng 2.1 Hình thức phân chia phụ trách khảo sát Bảng 2.2 Đối tượng khách hàng khảo sát Bảng 2.3 Danh sách câu hỏi khảo sát Bảng 2.4 Câu trả lời khách hàng Bảng 2.5 Diễn dịch nhu cầu khách hàng Bảng 2.6 Đánh giá mức độ quan trọng của nhu cầu khách hàng Bảng 2.7 Sắp xếp mức độ quan trọng nhu cầu khách hàng Bảng 2.8 Ghép nhóm nhu cầu khách hàng 10 Bảng 2.9 Thông số kĩ thuật mục tiêu 11 Bảng 3.1 Cấu trúc chức Robot hút bụi 12 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật sản phẩm Robot Legee 15 Bảng 3.3 Thông số kĩ thuật sản phẩm Irobot-M6 17 Bảng 3.4 Thông số kĩ thuật sản phẩm Ecovacs-Deebot-T9 19 Bảng 3.5 Giải pháp nhu cầu chức 23 Bảng 3.6 Mô tả concept 28 Bảng 4.1 Tiêu chí đánh giá 31 Bảng 4.2 Đánh giá concept lựa chọn 32 Bảng 5.2 Bảng thích màu sắc Error! Bookmark not defined Xác định mục tiêu sản phẩm 1.1 Mô tả sản phẩm Robot hút bụi sản phẩm công nghệ dành cho hộ gia đình có khả lau dọn sàn nhà cách tự động khu vực thiết lập sẵn 1.2 Mục tiêu kinh doanh o Bán thị trường quý 2-2021, dự kiến chiếm 20% thị phần Việt Nam vào quý 4- 2021 o Đạt doanh thu 200 triệu USD vào quý 4-2021, tỷ suất lợi nhuận 30% 1.3 Mục tiêu thị trường o Thị trường chính: Các hộ gia đình o Thị trường thứ cấp: cơng nhân vệ sinh, nhà máy xí nghiệp 1.4 Các giả thiết ràng buộc o Thiết kế nhỏ gọn o Giá thành trung bình o Vật liệu nhẹ, bền o An toàn cho người sử dụng 1.5 Các bên liên quan đến dự án o Phòng thiết kế phát triển sản phẩm: phận chủ đạo việc định rõ kiểu dáng thuộc tính vật lý sản phẩm nhằm đáp ứng tốt nhu cầu khách hàng o Bộ phận sản xuất: : phận chịu trách nhiệm thiết kế vận hành hệ thống sản xuất để tạo sản phẩm bao gồm việc mua vật tư, thiết bị, phân phối lắp đặt o Bộ phận phân phối tiêu thụ: môi trường trao đổi qua lại công ty khách hàng Tiếp thị thị trường nhận biết thời phát triển sản phẩm, đồi tượng khách hàng nhu cầu khách hàng Tiếp thị cầu thông tin công ty khách hàng, xác định giá thành mục tiêu thời điểm khởi động, đẩy mạnh tiến trình phát triển sản phẩm o Các nhà cung cấp vật liệu Xác định nhu cầu khách hàng 2.1 Phương pháp xác định nhu cầu khách hàng Nhằm tạo kênh thông tin chất lượng cao trực tiếp từ khách hàng, thu thập liệu liêns quan đến khách hàng kinh nghiệm với môi trường tiêu thụ sản phẩm Phương pháp vấn: Bảng 2.1 Hình thức phân chia phụ trách khảo sát Phương pháp khảo sát Người phụ trách Quy mô Ghi Phỏng vấn trực tiếp Dương Viết Nguyên 50 Thời gian: 8h-16h, ngày 11-17/1/2021 Địa điểm: Siêu thị Phỏng vấn gián tiếp Web Nguyễn Tấn Ngọc Dương Xuân Quân 100 Google form Khảo sát Facebook 2.2 Lập bảng đối tượng khác hàng lấy ý kiến Bảng 2.2 Đối tượng khách hàng khảo sát Số khách hàng tham gia Tỷ lệ (%) Hộ gia đình 90 60 Nhân viên vệ sinh 20 13 Nhà máy xí nghiệp 30 20 Nhà thơng minh 10 Thực lấy ý kiến khách hàng Để trình khảo sát trở nên nhanh hiệu hơn, câu hỏi liên quan tới sản phẩm xác định sẵn trước tiến hành khảo sát thực tế Những câu hỏi hỏi khách hàng tổng hợp lại thành danh sách câu hỏi • Lập bảng câu hỏi Bảng 2.3 Danh sách câu hỏi khảo sát Câu hỏi 1: Bạn đã, có ý định sử dụng robot hút bụi không? Câu hỏi 2: Bạn sử dụng robot hút bụi hãng nào? Câu hỏi 3: Bạn thường chi để mua bảo dưỡng robot hút bụi? Câu hỏi 4: Các yếu tố để chọn mua robot hút bụi bạn gì? Câu hỏi 5: Bạn quan tâm đến mẫu mã chức năng, thiết kế robot nào? Câu hỏi 6: Bạn khơng thích sản phẩm nay? Câu hỏi 7: Bạn muốn cải tiến điều robot hút bụi tại? Câu hỏi 8: Bạn thích robot hút bụi thị trường nay? Câu hỏi 9: Bạn có gợi ý công nghệ cho sản phẩm không? Câu hỏi 10: Bạn thấy robot hãng sử dụng tốt hơn? • Lấy ý kiến nhu cầu khách hàng Sau thu thập ý kiến khách hàng, kết hợp quan sát, nhóm thiết kế thu thập danh mục nhu cầu Bảng 2.4 Câu trả lời khách hàng STT Câu trả lời khách hàng Tôi sử dụng robot hút bụi Tôi chưa có ý định sử dụng robot hút bụi Tôi sử dụng robot hút bụi hãng Ecovacs, Xiaomi Tơi thích tính robot hãng Xiaomi Tôi chi triệu cho việc mua bảo dưỡng robot hút bụi Tơi muốn Robot có nhiều tính Tơi muốn Robot tự động sạc pin Tôi muốn điều khiển Robot qua smartphone Tôi thấy Robot hoạt động nhanh hết pin 10 Tơi thích robot có thiết kế nhỏ gọn 11 Tơi thích robot vừaa hút bụi vừa lau nhà 12 Tơi thích robot có khả chống va đập 13 Robot bị hỏng bị nước vào 14 Robot hoạt động gây ồn 15 Robot khó sử dụng 16 Robot tơi khơng lau góc tường 17 Robot không lau gầm tủ, bàn, ghế 18 Tôi muốn robot hút bụi nhanh 19 Tôi muốn robot rút ngắn thời gian sạc 20 Tôi cần robot tơi có khả tránh vật cản 21 Nhà tơi có trẻ nhỏ nên robot phải an tồn 22 Tơi thích robot có chữ tiếng Việt 23 Tơi muốn Robot điều khiển giọng nói 24 Tơi muốn robot tơi tự vận hành theo lịch trình 2.3 Diễn dịch lại thơng tin nhu cầu khách hàng Với câu trả lời nhận từ q trình khảo sát, nhóm thiết kế phải tiến hành diễn dịch thành nhu cầu mà khách hàng mong muốn sản phẩm để sản phẩm cuối thỏa mãn nhu cầu khách hàng Bảng 2.5 Diễn dịch nhu cầu khách hàng STT Câu trả lời khách hàng Diễn giải Gía sản phẩm mức Tôi chi triệu cho việc mua bảo dưỡng robot trung bình (>7 hút bụi triệu) Tơi muốn Robot có nhiều tính Sản phẩm có chức đa dạng Tơi muốn Robot tự động sạc pin Sản phẩm tự động sạc pin Tôi muốn điều khiển Robot qua smartphone Sản phẩm điều khiển smartphone Tôi thấy Robot hoạt động nhanh hết pin Sản phẩm có thời gian hoạt động lâu Tơi thích robot có thiết kế nhỏ gọn Sản phẩm có thiết kế nhỏ gọn Tơi thích robot vừaa hút bụi vừa lau nhà Robot vừa hút bụi vừa lau nhà Tơi thích robot có khả chống va Sản phẩm có khả đập chống va đập Robot tơi bị hỏng bị nước vào Robot có khả chống nước 10 Robot hoạt động gây ồn Robot vận hành êm 11 Robot khó sử dụng Robot dễ sử dụng 12 Robot không lau góc tường Robot lau góc tường 13 Robot khơng lau gầm tủ, bàn, ghế Robot lau gầm tủ, bàn, ghế 14 Tôi muốn robot hút bụi nhanh Robot hút bụi nhanh 15 Tôi muốn robot rút ngắn thời gian sạc Robot có sạc nhanh 16 Tơi cần robot tơi có khả tránh vật cản Robot có khả tránh vật cản 17 Nhà tơi có trẻ nhỏ Robot an tồn trẻ em 18 Tơi thích robot có chữ tiếng Việt Robot có ngơn ngữ tiếng Việt 3.5 Lựa chọn concept Concept1: Hình 3.5 Concept 25 Concept 2: Hình 3.6 Concept 26 Concept 3: Hình 3.7 Concept 27 Hình dung diễn giải mẫu concept vừa lựa chọn, thu bảng mô tả concept Bảng 3.6 Mô tả concept # Concept Concept Mơ tả - Robot có kiểu dáng hình trịn với vỏ nhựa cách điện, sử dụng pin sạc đế sạc, điện lưới 220V tự động quay đế sạc pin Pin dung lượng lớn, thời gian sử dụng 4-8 tiếng sau lần sạc đầy - Robot có thiết kế nhỏ gọn dễ dàng di chuyển vào gầm giường, gầm tủ thấp - Robot sử dụng động DC để di chuyển kết hợp với bánh xe điều hướng - Robot có trang bị hình cảm ứng điều khiển từ xa điện thoại giọng nói - Robot có cơng nghệ AI sử dụng Camera để nhận diện không gian làm việc, phát vật cản, chống va đập, nhận dạng rác, có hỗ trợ thẻ nhớ để lưu trữ đồ không gian làm việc Tự động làm việc theo lịch trình vùng cài đặt trước - Robot có tính an tồn cao, sử dụng vỏ cách điện, khóa an tồn bảo vệ trẻ em loa cảnh báo nguy hiểm, kháng nước gioăng cao su - Robot sử dụng khay chứa dễ dàng tháo lắp để chứa nước, tinh dầu thơm, có khay đựng rác riêng 28 - Robot với kiểu dánh hình vng mạnh mẽ, dễ dang lau góc cạnh nhà, hỗ trợ ngơn ngữ tiếng Việt - Robot sử dụng khay chứa rác riêng tháo lắp dễ dàng - Robot sử dụng camera để nhận diện không gian làm việc phát hiện, tránh vật cản, chống va đập - Robot có vỏ nhựa cách điện, sử dụng pin sạc đế sạc, điện lưới 220V Pin dung lượng lớn, thời gian sử dụng 4-8 tiếng sau lần sạc đầy - Robot có thiết kế nhỏ gọn dễ dàng di chuyển vào gầm giường, gầm tủ thấp - Robot sử dụng động DC để di chuyển kết hợp với bánh xe điều hướng Concept 29 Concept - Robot có kiểu dáng bán nguyệt dễ dàng lau góc cạnh nhà với vỏ nhựa cách điện, sử dụng pin sạc đế sạc, điện lưới 220V tự động quay đế sạc pin Pin dung lượng lớn, thời gian sử dụng 4-8 tiếng sau lần sạc đầy - Robot có thiết kế nhỏ gọn dễ dàng di chuyển vào gầm giường, gầm tủ thấp - Robot sử dụng động DC để di chuyển kết hợp với bánh xe điều hướng - Robot có trang bị hình cảm ứng điều khiển từ xa giọng nói - Robot có camera để nhận diện không gian làm việc, phát vật cản, chống va đập, nhận dạng rác, có nhớ để lưu trữ đồ không gian làm việc Tự động làm việc theo lịch trình vùng cài đặt trước - Robot có tính an tồn cao, sử dụng vỏ cách điện, khóa an tồn bảo vệ trẻ em đèn cảnh báo nguy hiểm, kháng nước gioăng cao su - Robot sử dụng khay chứa tháo rời để chứa nước, có túi đựng rác riêng - Robot hỗ trợ ngôn ngữ tiếng Anh 30 Lựa chọn concept Sử dụng phương pháp ma trận định để chọn ba concept robot hút bụi khả thi Các tiêu chí kèm trọng số nhóm thiết kế đưa để phục vụ việc đánh giá so sánh concept với Bảng 4.1 Tiêu chí đánh giá Tiêu chí đánh giá STT Trọng số (%) Kích thước nhỏ gọn Trọng lượng nhẹ Công suất phù hợp 14 Phụ kiện đầy đủ Thời gian sạc nhanh 6 Thời gian sử dụng lâu 7 Độ an toàn cao 10 Tuổi thọ lớn Giá thành vừa phải 10 Dễ sản xuất 11 Tính cơng thái học 12 Chức đa dạng 16 13 Thân thiện với môi trường Khi có tiêu chí để đánh giá, nhóm thiết tục đưa ba mẫu concept chọn bước xây dựng concept vào để thực chấm điểm Điểm đánh giá tiêu chí chấm thang 5, tương ứng với mức: Rất tốt (5) Tốt (4) 31 Trung bình (3) Kém (2) Rất (1) Điểm đánh giá nhân trọng số điểm đánh giá cuối Các concept đưa vào ma trận tính điểm tiến hành đánh giá Bảng 4.2 Đánh giá concept lựa chọn Concept Concept Concept Trọng số (%) Đánh giá Điểm Đánh giá Điểm Đánh giá Điểm 0.24 0.16 0.16 0.1 0.15 0.1 14 0.56 0.42 0.42 1 0.01 0.01 0.01 0.12 0.18 0.24 0.28 0.28 0.21 10 0.4 0.2 0.2 Tuổi thọ lớn 0.24 0.32 0.32 Giá thành vừa phải 0.16 0.24 0.32 Dễ sản xuất 0.15 0.15 0.2 0.28 0.21 0.14 16 0.8 0.48 0.48 0.2 0.1 0.05 Tiêu chí lựa chọn Kích thước nhỏ gọn Trọng lượng nhẹ Cơng suất phù hợp Phụ kiện đầy đủ Thời gian sạc nhanh Thời gian sử dụng lâu Độ an tồn cao Tính cơng thái học Chức đa dạng Thân thiện với môi trường 32 Tổng 100 Xếp hạng 3.54 2.9 2.85 Tiếp tục phát Có Khơng Khơng triển Dựa vào bảng ma trận định trên, concept concept nhóm thiết kế đánh giá cao đáp ứng tốt tiêu chí mà nhóm thiết kế đặt Trong có số điểm nỗi bật: - Hỗ trợ người dùng với ngôn ngữ tiếng Anh tiếng Việt - Kiểu dáng hình trịn dễ dàng vào góc hẹp - Có camera nhận dạng xác - Chức làm việc đa dạng - Thời gian làm việc lâu dài - Tích hợp tính an tồn tự động Vì nhóm định tập trung phát triển concept phần 33 Thiết kế mức hệ thống 5.1 Khởi tạo sơ đồ module concept Bước đầu việc thiết kế mức hệ thống cần khởi tạo sơ đồ chức sản phẩm Nhóm thiết kế liệt kê hết tất chức concept khoan điện cầm tay Tương tác chức biểu diễn qua sơ đồ khối dòng vật liệu, lượng tín hiệu Hình Sơ đồ chức concept Robot hút bụi 5.2 Xây dựng khối chức concept Sau liệt kê chức năng, nhóm thiết kế nhóm chức nhóm lại với để tạo thành khối chức Mỗi nhóm chức đảm nhận cụm chi tiết tương thích mặt hình học với để dễ dàng xếp sát nhau, phục vụ cho bước 34 Hình Sơ đồ khối chức Robot hút bụi 5.3 Xây dựng khối hình học thô Đây bước quan trọng việc thiết kế lớp sản phẩm Từ khối chức tổng hợp được, nhóm thiết kế tiến hành bố trí hình học cho sản phẩm khoan điện cầm tay việc xây dựng phác thảo biểu thị rõ vị trí hình học tương đối khối sản phẩm cho sản phẩm hoạt động cách thuận tiện 35 Hình 5.1 Các khối chức bên Robot hút bụi Hình 5.2 Các khối chức bên Hình 5.3 Các khối chức bên 36 5.4 Xác định tương tác Để làm rõ chế hoạt động sản phẩm đồng thời phát kịp thời cố để khắc phục, nhóm thiết kế cần xác định tương tác nhóm chi tiết (module) sản phẩm Nhưng tương tác có khả gây ảnh hưởng tới hoạt động sản phẩm xem xét khắc phục kịp thời Hình 5.4 Tương tác vật lý cá khối Vật liệu Năng lượng Tín hiệu 37 5.5 Xây dựng sơ đồ nhóm chi tiết nhóm thiết kế Hình 5.5 Sơ nhóm chi tiết nhóm thiết kế 5.6 Bản vẽ phác thảo 38 Hình 5.6 Bản vẽ phác thảo sản phẩm 39 ... dụng robot hút bụi Tơi chưa có ý định sử dụng robot hút bụi Tôi sử dụng robot hút bụi hãng Ecovacs, Xiaomi Tơi thích tính robot hãng Xiaomi Tôi chi triệu cho việc mua bảo dưỡng robot hút bụi Tơi... định sử dụng robot hút bụi khơng? Câu hỏi 2: Bạn sử dụng robot hút bụi hãng nào? Câu hỏi 3: Bạn thường chi để mua bảo dưỡng robot hút bụi? Câu hỏi 4: Các yếu tố để chọn mua robot hút bụi bạn gì?... góc tường Robot lau góc tường 13 Robot khơng lau gầm tủ, bàn, ghế Robot lau gầm tủ, bàn, ghế 14 Tôi muốn robot hút bụi nhanh Robot hút bụi nhanh 15 Tôi muốn robot rút ngắn thời gian sạc Robot có