Mục tiêu và nhiệm vụ
Mục tiêu
Đề tài này tập trung vào việc tổng kết các công nghệ sản xuất ô tô của Toyota, nhằm rút ra những kinh nghiệm quý báu cho các doanh nghiệp sản xuất ô tô tại Việt Nam.
Nhiệm vụ
- Phân tích quy trình công nghệ sản xuất ô tô Toyota
- Hiển thị những ưu điểm và hạn chế của trong công nghệ ô tô của Toyota.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng chính của nghiên cứu là công nghệ sản xuất và lắp ráp ô tô của Toyota
- Phạm vi nghiên cứu: Tìm kiếm thông tin cần thiết để hiểu công nghệ sản xuất và lắp ráp ô tô của Toyota.
Phương pháp nghiên cứu
- Cách tiếp cận: Dựa trên kiến thức công nghệ ô tô, kiến thức về xe
- Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu và tìm thông tin về công nghệ sản xuất và lắp ráp xe Toyota thông qua sách vở, báo chí, ảnh mạng.
HỆ THỐNG TỔ CHỨC SẢN XUẤT CỦA TOYOTA
Hệ thống sản xuất Toyota TPS
Hệ thống sản xuất TPS, phát triển bởi tập đoàn Toyota, nhằm đảm bảo chất lượng tối ưu với công nghệ tiên tiến và chi phí hợp lý Mục tiêu của TPS là tối đa hóa năng suất, phát triển quy trình sản xuất trở nên linh hoạt, trơn tru, không bị quá tải, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất đến mức thấp nhất.
5 TRỤ CỘT CHÍNH CỦA TPS a) Tiêu chuẩn hóa (Tiêu chuẩn hóa)
Chuẩn hóa là quy trình và hướng dẫn sản xuất được quy định chi tiết, giúp tránh sự thiếu nhất quán và giả định sai trong công việc Bảng tổng hợp công việc tiêu chuẩn hóa về vật liệu, công nhân và máy móc là yếu tố then chốt trong Hệ thống Sản xuất Toyota, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất Việc sử dụng biểu đồ hoạt động tiêu chuẩn mang lại hiệu quả cao hơn so với việc dựa vào giám sát từ kinh nghiệm cá nhân.
Chuẩn hóa nhằm thống nhất các hoạt động sản xuất, trừ khi có sự điều chỉnh do nhu cầu mới Mức độ chuẩn hóa cao giúp công ty mở rộng sản xuất dễ dàng và giảm thiểu gián đoạn do thiếu quy trình Qua đó, chuẩn hóa tối đa hóa hiệu quả và tối thiểu hóa lãng phí bằng cách kiểm soát ba yếu tố chính.
Takt time: thời gian cần thiết để 1 công việc được hoàn thành
Trình tự công việc: Thứ tự từng bước công việc
Để thiết lập tiêu chuẩn xử lý hàng tồn, cần xây dựng trình tự công việc cho từng quy trình nhằm đạt được thời gian lý tưởng và số lượng hàng hóa theo quy trình chuẩn Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo quy trình vận hành hiệu quả.
Thu thập dữ liệu để tìm chuỗi công việc hiệu quả nhất.
Thực hành trình tự lên đến 10 lần Nếu nhân viên có thể lặp lại chính xác và nhất quán, thì đó là một chuỗi khả thi.
Tạo một tiêu chuẩn công việc để giúp nhân viên lặp lại trình tự công việc tối ưu.
Tiêu chuẩn hóa không đồng nghĩa với sự hoàn hảo Khi các tiêu chuẩn và quy định được thiết lập bởi những người thiếu hiểu biết về môi trường làm việc hoặc không quan tâm đến nhu cầu của người thực hiện công việc, thì tiêu chuẩn hóa sẽ không mang lại hiệu quả.
Nhiều nhân viên cấp cao và kỹ thuật viên thường áp đặt quá nhiều quy định, gây ra sự không thoải mái trong môi trường làm việc với bộ quy tắc phức tạp Khi tiêu chuẩn hóa công việc không phù hợp với mục tiêu của tổ chức, hiệu suất lao động sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực, làm giảm hiệu quả và bỏ qua sự đóng góp của nhân viên Một giải pháp hiệu quả là áp dụng phương pháp sản xuất đúng thời điểm (JIT - Just In Time), giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất làm việc.
Hệ thống sản xuất Toyota là một công nghệ quản lý sản xuất toàn diện của Nhật Bản, với mục tiêu duy trì dòng chảy liên tục của sản phẩm và linh hoạt thích ứng với nhu cầu Nguyên tắc "đúng thời điểm" giúp sản xuất đúng số lượng cần thiết vào thời điểm cần thiết, loại bỏ tồn kho không cần thiết và giảm chi phí lưu kho Công nhân tại quá trình lắp ráp phải lấy phụ kiện từ quá trình trước đó, đảm bảo sản xuất đủ số lượng để thay thế Nguyên tắc tự kiểm soát lỗi (Jidoka) kết hợp giữa con người và tự động hóa, cho phép phát hiện lỗi sớm, giảm thiểu tổn thất và đảm bảo chất lượng Mỗi dây chuyền sản xuất có khả năng tự kiểm soát, dừng lại khi có sự cố và sử dụng bảng đèn Andon để giám sát và thông báo lỗi Nguyên tắc Kaizen khuyến khích cải tiến liên tục trong quy trình sản xuất, giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng.
Nguyên tắc Kaizen, hay "sự đổi mới liên tục," là linh hồn của hệ thống sản xuất Toyota, nơi mọi kỹ sư, nhà quản trị và công nhân hợp tác để tự động hóa quy trình và cải tiến hiệu suất Toyota duy trì mức tồn kho thấp để giảm chi phí và nhanh chóng phát hiện lỗi Dây chuyền sản xuất hoạt động với công suất tối đa, nhưng mỗi công nhân đều có quyền ngừng dây chuyền khi phát hiện sai sót Nhà máy Tsutsumi là minh chứng cho thành công của Kaizen, sản xuất năm trăm ngàn xe hơi mỗi năm với độ chính xác cao Các cải tiến nhỏ như ghế cơ giới hóa cho công nhân và việc sử dụng nam châm để chọn đinh vít đã tạo ra hiệu quả đáng kể Nhờ Kaizen, Toyota hy vọng sẽ luôn dẫn đầu trong cải tiến hệ thống sản xuất.
Lean Manufacturing là phương pháp quản lý sản xuất nhằm tối ưu hóa quy trình, đạt được sản lượng đầu ra tương đương nhưng với lượng đầu vào thấp hơn Mục tiêu của Lean bao gồm việc giảm thiểu thời gian, diện tích sử dụng, số lượng nhân công, máy móc, vật liệu và chi phí, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
Giảm thời gian chuẩn bị sản xuất là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa chu kỳ sản xuất Bằng cách giảm thiểu thời gian chờ đợi giữa các công đoạn, cũng như rút ngắn thời gian chuẩn bị và chuyển đổi mẫu mã sản phẩm, doanh nghiệp có thể cải thiện hiệu suất và tăng cường hiệu quả sản xuất.
Cải thiện cách bố trí nhà máy dựa trên việc sắp xếp lưu chuyển nguyên liệu hiệu quả;
Giảm những nguồn lực cần cho việc kiểm tra chất lượng;
Tạo mối quan hệ gần gũi với số lượng nhà cung cấp ít hơn nhưng chất lượng cao hơn và đáng tin cậy, giúp họ cung cấp những lô nhỏ vật liệu và phụ tùng trực tiếp cho quy trình sản xuất Điều này không chỉ đảm bảo cung cấp vừa đủ và đúng thời điểm mà còn giúp giảm tối đa tồn kho.
Sử dụng việc trao đổi thông tin điện tử với những nhà cung cấp và khách hàng;
Hợp lý hóa tổng thể sản phẩm để loại bỏ những mẫu sản phẩm và biến thể ít mang lại giá trị tăng thêm cho khách hàng;
Thiết kế những sản phẩm với ít thành phần hơn và phổ biến hơn;
Thiết kế sản phẩm và dịch vụ tùy biến cho khách hàng cần dựa trên các bộ phận và mô-đun chuẩn hóa, với sự ưu tiên cho sự mới mẻ và sáng tạo.
Tổ chức lắp rắp trong nhà máy Toyota
Dây chuyền sản xuất ô tô là quá trình lắp ráp trong đó các bộ phận được thêm vào theo trình tự khi các cụm bán thành phẩm di chuyển giữa các trạm Quá trình này sử dụng hệ thống thiết bị và máy móc tự động, bán tự động nhằm thực hiện các thao tác sản xuất một cách liên tục theo chương trình đã thiết lập Để hoàn thiện dây chuyền lắp ráp, cần nhiều loại máy móc và thiết bị như máy phun sơn tự động, máy ép nhựa, cánh tay robot công nghiệp, máy hàn CNC và thiết bị đo lường.
2.2 Quá trình thiết kế dây chuyền lắp ráp Toyota
Thiết kế dây chuyền lắp ráp bắt nguồn từ việc phân tích các bước cần thiết để sản xuất từng bộ phận cũng như sản phẩm hoàn thiện.
Các phân công công việc số lượng máy móc và tốc độ sản xuất được lập trình để tất cả hoạt động dọc theo một dây chuyền tương thích.
Dây chuyền lắp ráp khởi đầu từ khu gầm trần, nơi các thành phần được lắp ghép liên tiếp khi khối lắp ráp di chuyển dọc theo băng tải Các bộ phận được kết nối thành các cụm lắp ráp phụ trên các đường trung chuyển, giao với đường chính để cung cấp các bộ phận bên ngoài, nội thất, động cơ và các cụm lắp ráp khác.
Dây chuyền lắp ráp tự động hoàn toàn tại Toyota sử dụng máy móc tự vận hành với ít hoặc không có sự giám sát của con người Các thiết bị trong nhà máy được cơ giới hóa và tự điều chỉnh, đảm bảo quy trình lắp ráp diễn ra hiệu quả và chính xác.
Tuy nhiên, nhiều sản phẩm vẫn được lắp ráp thỉ công vì nhiều bộ phận linh kiện máy móc không dễ dàng xử lý
Cảm biến và hệ thống từ IFM cung cấp công nghệ tiên tiến và tiêu chuẩn chất lượng cao, hỗ trợ hiệu quả trong sản xuất ô tô.
Sử dụng cảm biến điện cảm, điện dung, quang điện và xi lanh để phát hiện chính xác các bộ phận máy Hệ thống giám sát rung động hỗ trợ bảo trì dựa trên điều kiện hoạt động của nhà máy Đồng thời, hệ thống RFID, đầu đọc mã và camera được triển khai để theo dõi vật liệu và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Cảm biến đo áp lực khí nén
Cảm biến đo lượng khí tiêu thụ
Cảm biến cảm ứng kiểm soát băng tải
Cảm biến vị trí kiểm soát vị trí đặt hàng
Cảm biến chân không kiểm soạt lực hút
Cảm biến kiểm soát khóa của thiết bị nâng Lưới ánh sáng an toàn ngăn ngừa xâm nhập khu vực tách kim loại và dập tạo hình
• Cảm biến quang điện kiểm soát vị trí khung xe trên băng tải trước quá trình hàn
• Cảm biến cảm ứng kiểm soát trục của rô-bốt
• Cảm biến hình ảnh tán xạ phản hồi kiểm soát vị trí các thành phần trên xoay trong quá trình hàn
• Cảm biến hình ảnh kiểm soát vật liệu lắp ráp trên khung vận chuyển đã đủ hay chưa
• Cảm biến cảm ứng kiểm soạt lực gá kẹp
• Cảm biến lưu lượng kiểm soát nguyên liệu khí gas phục vụ hàn
• Cảm biến quang điện thông báo thời điểm Rô-bốt bắt đầu phun sơn cho xe
• Cảm biến lưu lượng kiểm soát lượng sơn phun Cảm biến kiểm soát nhiệt độ cho giai đoạn làm sạch, tiền phun, làm khô sơn
• Cảm biến cảm ứng từ kiểm soát lưu lượng nước làm mát lò đúc khuôn
• Cảm biến mức kiểm soát lượng dung dịch làm sạch các linh kiện máy
• Cảm biến kiểm soát độ nén chặt của các linh kiện
• Cảm biến lưu lượng kiểm soát khí nén cung cấp cho máy lắp ráp dùng khí nén
• Cảm biến cảm ứng nhận biết vị trí thân xe trên băng tải để lắp kính
• Cảm biến quang điện tán xạ dùng cho rô-bốt gắp kính lắp cho xe
• Cảm biến nhận biết vị trí lắp màn hình điện tử, bảng táp-lô trong xe
• Cảm biến nhận biết vị trí của đĩa phanh trong quá trình ráp cụm phanh
Cấu trúc của dây chuyền lắp ráp Toyota
3.1 Quy trình công nghệ Đối với loại ô tô có cấu tạo dạng khung vỏ liền sắt si : đặc điểm chủ yếu của dạng quy trình ở dạng này có 1 line ráp nội thất toàn bộ cho khung vỏ sau khi được sơn hoàn chỉnh đồng thời chỉ cần bố trí 1 – 3 vị trí dùng gá đặt các bộ phận cầu, hệ thống treo, động cơ, hộp số Khung vỏ sau khi được lắp ráp nội thất gần đến khâu hoàn chỉnh sẽ được gắn rắp lên bệ gá các cụm phần dưới ô tô Quá trình lắp ráp tiếp tục được thực hiện cho đến khi hoàn chỉnh.
3.2 Dây chuyền sản xuất lắp ráp
Khung xe được kẹp cố định trên băng tải nhằm ngăn chặn sự dịch chuyển sai vị trí Các robot và thợ lắp ráp sẽ lần lượt gắn các bộ phận từ bên trong và bên ngoài, bao gồm thùng xe, hệ thống truyền động và cơ cấu lái.
Sau khi hoàn thành lắp ráp và hàn, quá trình sơn xe được khởi động Tại các nhà máy lớn, robot tự động phun sơn với độ chính xác cao, đảm bảo từng chi tiết nhỏ được hoàn thiện Các kỹ sư chỉ cần pha màu và điều khiển máy móc.
• Sau khi trải qua các quy trình sơn xe, các công nhân sẽ tiến hành lắp ráp nội thất, điện, điều khiển, hệ thống âm thanh,
Cuối cùng, sau khi hoàn tất các công đoạn, chiếc xe được đưa đến trạm kiểm tra để thực hiện kiểm tra kỹ lưỡng các hệ thống như ánh sáng, âm thanh, cân bằng và cảm biến Mọi khuyết điểm phát hiện sẽ được chuyển về trung tâm sửa chữa để khắc phục.
Sau khi các xe vượt qua trạm kiểm tra cuối cùng, chúng sẽ được gắn nhãn hiệu và bảng giá, sau đó được xếp vào bãi chờ để chuẩn bị vận chuyển ra thị trường.
Dây chuyền tự động hóa trong sản xuất đóng vai trò nền tảng và quan trọng đối với ngành sản xuất ô tô của Toyota Sự xuất hiện của cánh tay robot trong các hệ thống sản xuất xe hơi không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn đảm bảo kiểm soát chất lượng đầu ra một cách chính xác và tỉ mỉ.
Tự động hóa trong ngành ô tô mang lại nhiều lợi ích, bắt đầu từ việc kết nối các sản phẩm công nghệ vận hành, cho phép thiết lập và kiểm soát dữ liệu hiệu quả Ứng dụng dây chuyền sản xuất tự động hóa, đặc biệt dưới sự điều khiển của các thiết bị thông minh như máy tính, ngày càng trở nên phổ biến, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Dây chuyền tự động hóa đóng vai trò quan trọng trong ngành sản xuất ô tô và xe hai bánh, với sự xuất hiện của cánh tay robot lắp ráp tự động Những hệ thống này giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và kiểm soát chất lượng đầu ra một cách chính xác và tỉ mỉ Từ việc cấp phôi, thay khuôn, chỉnh sửa cữ, vặn ốc vít, lắp đặt, dán nhãn, đến đóng gói và xếp hàng, tất cả đều được thực hiện thông qua các tác vụ tự động hóa, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra chặt chẽ và hiệu quả.
Tự động hóa trong ngành ô tô và xe hai bánh mang lại nhiều lợi ích, bắt đầu từ việc kết nối các sản phẩm công nghệ vận hành Điều này cho phép thiết lập và kiểm soát dữ liệu, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất Một máy tính công nghiệp thông minh có khả năng kết nối hoàn toàn với quy trình sản xuất tự động, từ đó điều khiển toàn bộ dây chuyền sản xuất một cách hiệu quả.
Hiện nay, nhiều nhà máy sản xuất ô tô và sản phẩm phụ trợ tại Việt Nam, đặc biệt là Toyota, đang đầu tư vào việc xây dựng nhà máy thông minh Hệ thống điều hành sản xuất thông minh được áp dụng nhờ vào nền tảng tự động hóa và công nghệ số hóa Sự đầu tư này đã tạo ra sự bùng nổ trong công nghệ sản xuất ô tô và xe hai bánh, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm đầu ra Quá trình sản xuất được tối ưu hóa và máy tính thông minh điều khiển từ xa đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển này.
QUY TRÌNH CỦA DÂY CHUYỀN LẮP RÁP Ô TÔ TOYOTA
Chuẩn bị dây chuyền lắp ráp ô tô
Các nhà thiết kế của Toyota luôn chú trọng đến việc tạo ra những mẫu xe đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng hiện tại, đồng thời dự đoán xu hướng trong tương lai gần khi xe được ra mắt trên thị trường.
Các nhà thiết kế sử dụng máy tính để vẽ bản concept và dựng mô hình 3D cho xe hơi, giúp hình dung hình dáng chiếc xe trong tương lai Qua các mô phỏng, họ sẽ tạo ra mô hình ô tô bằng đất sét, thực hiện điều chỉnh trực tiếp cho đến khi đạt được thiết kế ưng ý nhất, có khả năng cao được công chúng chấp nhận.
Các kỹ sư khí động học đóng vai trò quan trọng trong thiết kế xe hơi, họ tính toán tham số dòng khí và nghiên cứu khả năng chịu va chạm của xe Sau khi thống nhất mô hình xe hơi bằng đất sét, các nhà thiết kế sẽ tiến hành chế tạo nguyên mẫu với tỷ lệ 1:1.
Khi quá trình thử nghiệm hoàn tất cũng là lúc bắt đầu các bước lắp ráp dây chuyền sản xuất ô tô
2.1.2 Nghiên cứu và thử nghiệm
Sau khi hoàn thành thiết kế, chiếc xe sẽ bước vào giai đoạn thử nghiệm Trong thời gian này, xe được nguỵ trang bằng lớp băng dán bên ngoài để bảo mật thông tin Một số chi tiết ngoại thất có thể khác biệt so với phiên bản sản xuất nhằm ngăn chặn việc rò rỉ thông tin cho các đối thủ Thời gian thử nghiệm có thể kéo dài đến 1 năm, tùy thuộc vào từng dòng xe và phân khúc.
Chiếc xe ô tô sẽ hoạt động dưới mọi điều kiện thời tiết và địa hình để phát hiện những khuyết điểm Dữ liệu thử nghiệm sẽ được gửi về trung tâm nghiên cứu nhằm cải tiến và thực hiện những thay đổi phù hợp nhất.
Các bước lắp ráp dây chuyền sản xuất
Có rất nhiều nhà cung cấp các bộ phận, phụ tùng cho một chiếc xe hơi, theo ước tính có đến hơn 4000 nhà cung ứng khác nhau.
Các bộ phận, phụ tùng được chuyển đến nhà máy lắp ráp và được sắp xếp tại từng khu vực khác nhau ở bên trong nhà máy.
Khung xe là bộ phận quan trọng nhất cần lắp đặt đầu tiên trong quy trình lắp ráp ô tô Để đảm bảo độ chính xác, khung xe được cố định trên dây chuyền và kẹp chặt vào băng tải, ngăn ngừa sự dịch chuyển sai vị trí Quy trình lắp ráp diễn ra theo thứ tự, bắt đầu từ các bộ phận bên trong, tiếp theo là các bộ phận bên ngoài, thùng xe và hệ truyền động, với trục và cơ cấu lái được gắn vào cuối cùng.
Lắp ráp ô tô tại các nhà máy lớn chủ yếu được thực hiện bởi robot, giúp tăng tốc độ sản xuất Sau khi động cơ và hệ thống truyền động được gắn vào xe, robot sẽ đảm nhận các nhiệm vụ như hàn khung và lắp đặt miếng lót sàn, hỗ trợ công nhân trong việc lắp đặt hệ thống treo.
Khung gầm là thành phần chính để hàn hoặc bắt vít các tấm và nẹp Khi di chuyển trên dây chuyền lắp ráp, khung gầm được giữ cố định bằng các đồ gá kẹp, từ đó xưởng bắt đầu chế tạo vỏ xe Các cánh tay robot được sử dụng rộng rãi để ghép nối các bộ phận mà con người khó thực hiện, với khả năng gắp các tấm mui nặng đến 90kg và sắp xếp chúng vào đúng vị trí.
Sau khi hoàn tất lắp đặt khung gầm, bước tiếp theo là lắp đặt thân xe, đây là phần phức tạp nhất trong quy trình sản xuất ô tô Nhiều bộ phận cần được gắn kết bằng vít và hàn, trong đó có những công đoạn khó khăn yêu cầu sự can thiệp của con người, như lắp ráp các bảng điện tử vào táp-lô và lắp đặt ghế.
Robot được sử dụng để thực hiện các mối nối và hàn với độ chính xác vượt trội mà con người khó có thể đạt được Chúng có khả năng nhấc các tấm mui nặng tới 90 kg và đặt chúng vào vị trí chính xác, với độ chính xác mối hàn lên tới 0,0001 inch Các kỹ sư sẽ tham gia vào việc điều khiển và giám sát quá trình lắp đặt của robot để đảm bảo không xảy ra sai sót.
Có 2 loại cấu tạo thân vỏ xe ô tô cơ bản: thân khung rời (body-on-frame) và thân khung liền (unibody).
Cấu trúc thân khung rời (body on frame) là thiết kế trong đó thân xe được đặt trên một khung gầm riêng biệt, với sự tách biệt hoàn toàn giữa chúng cho đến khi lắp ráp Ưu điểm của cấu trúc này bao gồm dễ dàng thiết kế và sửa chữa, ít tiếng vọng từ gầm, khả năng chịu tải cao và độ bền tốt Tuy nhiên, nhược điểm là trọng lượng nặng, ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành và mức tiêu thụ nhiên liệu, cùng với trọng tâm cao Các dòng xe của Toyota như SUV, xe bán tải và xe tải thường sử dụng cấu trúc thân khung rời này.
Cấu trúc thân khung liền (unibody) kết hợp thân xe và khung gầm thành một khối thống nhất, mang lại ưu điểm về trọng lượng nhẹ.
Cấu trúc thân khung liền giúp cải thiện hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu đáng kể, đồng thời hạ thấp trọng tâm để tăng cường độ ổn định cho xe Tuy nhiên, nhược điểm của thiết kế này là khó sửa chữa và khả năng chịu tải không cao Các dòng xe phổ biến sử dụng cấu trúc này bao gồm sedan, hatchback, MPV và crossover.
Bên cạnh phần thân khung chính, thân vỏ xe còn gồm nhiều bộ phận khác như:
Vỏ xe gồm: nắp capo, lưới tản nhiệt, ba đờốp sốc, sườn xe, cánh cửa xe, nắp cốp, cản sau
Kính xe gồm: kính chắn gió, kính hậu, kính cửa sổ
Các phụ tùng thân vỏ gồm: gương chiếu hậu, đèn xe, tay nắm cửa xe, gạt mưa, chắn bùn
Vật liệu chế tạo thân vỏ xe
Thép là vật liệu phổ biến nhất trong sản xuất thân vỏ ô tô, được cấu thành chủ yếu từ sắt và carbon Với đặc tính cứng, dễ uốn, sức bền cao và chi phí hợp lý, thép là lựa chọn lý tưởng cho ngành công nghiệp ô tô Hàm lượng carbon trong thép quyết định độ cứng của nó; tỷ lệ carbon càng cao, thép càng cứng.
Nhôm đang trở thành vật liệu phổ biến trong ngành sản xuất ô tô nhờ vào trọng lượng nhẹ hơn thép tới 40%, giúp cải thiện hiệu suất vận hành và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu Ngoài ra, nhôm còn có khả năng chống ăn mòn tốt, dễ dàng chế tạo và có thể tái chế hoàn toàn.
Nhôm có độ cứng và khả năng chống xoắn tốt, đặc biệt khi được thiết kế với cấu trúc nhiều ngăn bên trong, giúp gia tăng độ cứng và chắc chắn Điều này mang lại sự ổn định cho xe, đặc biệt khi vào cua hoặc chạy ở tốc độ cao Hơn nữa, nhôm còn có khả năng hấp thụ xung lực tốt khi va chạm, nâng cao độ an toàn cho người sử dụng.
Nhựa không chỉ được sử dụng trong nội thất mà còn là vật liệu chính để sản xuất thân vỏ ô tô Loại nhựa này được gọi là nhựa gia cố sợi (Fibre-reinforced plastic - FRP), bao gồm nhựa sợi thủy tinh và nhựa composite.
Nhựa FRP, khác với nhựa nhiệt dẻo thông thường, được hình thành từ chuỗi polyme gia cố bằng sợi như sợi thủy tinh, carbon, aramid hoặc bazan, với polyme thường là epoxy, vinyl este hoặc polyester Ưu điểm nổi bật của nhựa FRP bao gồm khả năng dễ tạo hình, chống biến dạng tốt và trọng lượng nhẹ Hiện nay, nhựa FRP được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ, hàng hải và xây dựng Đặc biệt, hãng xe Toyota đã sử dụng vật liệu composite trong sản xuất thân vỏ cho một số mẫu siêu xe của mình.
Sau khi hoàn tất lắp ráp thân xe, xe sẽ được treo lên giá cao để tiến hành sơn tại các nhà máy sản xuất ô tô lớn, nơi quá trình sơn được thực hiện bằng robot nhằm đảm bảo độ chính xác tối ưu Các kỹ sư chỉ cần pha màu và điều khiển robot, trong khi ở những dây chuyền sản xuất nhỏ, thợ sơn phải trực tiếp thực hiện công đoạn này.
Trước khi tiến hành sơn, vỏ xe được đưa vào một căn phòng sơn sáng và sạch sẽ, nơi các công nhân sử dụng vải ngâm dầu hi-light để lau sạch mọi vết bẩn Dưới ánh đèn, loại dầu này giúp phát hiện các khuyết tật trên bề mặt kim loại Những khiếm khuyết này sẽ được sửa chữa ngay lập tức bởi những thợ lành nghề.
KIỂM ĐỊNH XE XUẤT XƯỞNG CỦA TOYOTA
Kiểm tra tổng thể
- Số khung thực tế, số máy thực tế.
- Qui cách, chất lượng các kí tự.
- Số đóng phải rõ ràng, không đóng 2 lần.
- Các kí tự và vị trí đóng đúng với qui định.
- So sánh với bản đăng kí.
- Các kích thước cơ bản
- Lắp đặt, bố trí các cụm tổng thành
- Chất lượng lớp sơn phủ
- Sai lệch về kích thước trong giới hạn cho phép.
- Thân vỏ xe không lồi lõm,biến dạng.
- Lớp sơn phải đảm bảo chất lương.
- Đo bằng thước, so sánh với thiết kế.
3.1.3 Gương chiếu hậu phía ngoài
- Đủ số lượng, đúng kiểu, điều khiển nhẹ nhàng.
- Quan sát được chiều rộng 4m cho mỗi gương ở vị trí cách gương 20m Phương pháp kiểm tra:
- So sánh với thiết kế.
- Kiểm tra bằng thiết bị và bằng tay.
3.1.4 Hệ thống đèn chiếu sáng và tín hiệu.
- Số lượng các loại đèn, màu sắc.
- Bắt chắc chắn, đủ chi tiết, chức năng theo qui định.
- Đủ yêu cầu về cường độ sáng, màu sắc và các yêu cầu khác
- So sánh với thiết kế.
- Kiểm tra bằng thiết bị và bằng tay.
3.1.5 Động cơ và các bộ phận liên quan
- Định vị và bắt chặt động cơ và các bộ phận lắp trên động cơ.
- Các dây đai dẫn động.
- Độ kín khít của hệ thống nhiên liệu, bôi trơn, làm mát.
- Không bị nứt, trầy,biến dạng, không có va chạm giữa các chi tiết quay và các chi tiết khác.
- Được bắt chặt vào khung xe,lực xiết bulông đúng theo thiết kế qui định.
- Mức dầu bôi trơn, làm mát, dầu dẫn động phanh, dầu dẫn động li hợp nằm trong giới hạn cho phép.
- Động cơ hoạt động ổn định, không có tiếng ồn lạ khi hoạt động.
- Không có rò rỉ nước làm mát.
- Nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn nằm trong giới hạn qui định Phương pháp kiểm tra:
- Dùng búa chuyên dùng hoặc cờ lê lực.
- Để cần số ở vị trí 0, dừng xe bằng phanh đổ, cho động cơ làm việc và kiểm tra.
- Vị trí và cách lắp đặt.
- Số lượng, kích cỡ và áp suất lớp.
- Các chi tiết kẹp chặt và phòng lỏng.
- Hư hại và biến dạng của lớp.
- Đúng kích cỡ, kiểu loại, áp suất lớp.
- Lực xiết bulông đúng theo thiết kế.
- Sự đầy đủ các chi tiết kẹp chặt và phòng lỏng.
- Bánh xe được cân bằng động, không bó kẹt khi hoạt động.
- Không có độ rơ dọc trục và hướng kính.
- Chắn bùn đầy đủ và chắc chắn.
- Kiểm tra độ rơ, bó kẹt của moay ơ.
- Dùng đồng hồ đo áp suất.
- Dùng búa chuyên dùng, hoặc cà lê lực.
Kiểm tra gầm xe
- Trang bị các hệ thống.
- Lắp đặt hoạt động và các mối ghép.
- Đủ các chi tiết,chắc chắn, không nứt, không biến dạng.
- Cáp phanh đỗ không lỏng, chùng khi phanh.
- Quan sát, dùng tay lắc vận hành hệ thống đạp phanh để kiểm tra sự rò rỉ.
- Đủ không rò rỉ chất lỏng
- Li hợp không bó kẹt, đóng ngắt phải nhẹ, cắt dứt khoát, phải có hành trình tự do theo qui định của nhà sản xuất.
- Đạp, nhả bàn đạp li hợp.
3.2.3 Cơ cấu lái và các đòn dẫn động lái
- Kiểu loại, lắp đặt và các mối ghép.
- Lực xiết bulông theo thiết kế.
- Không va chạm vào các bộ phận khác khi quay vô lăng lái
- Tay lắc vô lăng lái và quan sát.
3.2.4 Các cầu khớp, khớp chuyển hướng.
- Kiểu loại,lắp đặt, các mối ghép và bôi trơn.
- Đủ, không biến dạng, không kẹt khi quay vô lăng.
- Không có tiếng lạ khi lắc vô lăng.
- Vỏ bọc chắn bụi không bị thủng,rách.
- Tay lắc vô lăng lái.
- Các mối ghép và sự bôi trơn.
- Đủ, không biến dạng, không kẹt khi quay vô lăng.
- Không rơ hướng trục và hướng kính.
- Không rò rỉ dầu trợ lực lái.
- Không rơ bạc, trục khớp cầu
- Kích bánh dẫn hướng kiểm tra độ rơ.
3.2.6 Lò xo, hạn chế ụ hành trình
- Lắp đặt và các mối ghép.
- Các ụ hạn chế hành trình củap và lò nhí xo.
- Lực xiết bulông đúng theo thiết kế.
- Dùng búa chuyên dùng hay cơ lê lực kiểm tra các mối ghép, lực xiết bu lông.
- Lắp đặt và các mối ghép.
- Rò rỉ dầu thủy lực.
- Lực xiết bulông đúng theo thiết kế.
- Dùng búa chuyên dùng hay cơ lê lực kiểm tra các mối ghép, lực xiết bu lông.
- Lắp đặt và các mối ghép.
- Độ rơ các khớp, then hoa,gối đỡ.
- Lực xiết bulông đúng theo thiết kế.
- Độ rơ của then hoa và các trục chữ thập nằm trong giới hạn cho phép Phương pháp kiểm tra
- Dùng búa chuyên dùng hay cơ lê lực kiểm tra các mối ghép, lực xiết bu lông.
- Lắp đặt và các mối ghép.
- Rò rỉ dầu thủy lực.
- Lực xiết bulông đúng theo thiết kế.
- Mức dầu bôi trơn nằm trong giới hạn qui định.
- Không rò rỉ dầu bôi trơn.
- Dùng búa chuyên dùng hay cơ lê lực kiểm tra các mối ghép, lực xiết bu long
Kiểm tra buồng lái và khoang hành khách
- Trình trạng của gioăng kính.
- Lắp chặt vào thân xe.
- Gioăng kính không biến dạng
- Quan sát, so sánh với thiết kế.
- Tầm quan sát đạt theo thiết kế.
- Hình ảnh phản chiếu phải rõ, không biến dạng
- Quan sát, so sánh, dung tay lắc
3.3.3 Gạt nước và phun nước rửa kính
- Hoạt động nhẹ nhàng, không kẹt.
- Diện tích quét phải đảm bảo tầm nhìn cho người lái.
- Tia phun nước nằm trong tầm quét của gạt nước.
- Gương chiếu hậu bên ngoài nằm trong tầm quét của gạt nước Phương pháp kiểm tra
- Hoạt động nhẹ nhàng, không kẹt.
- Thỏa mãn vùng quan sát theo qui định.
- Vị trí ghế người lái phải điều chỉnh được để đảm bảo tầm nhìn Phương pháp kiểm tra
- Quan sát thử, thao tác thử
3.3.5 Đai an toàn ghế của người lái
- Quan sát, so sánh, thử
- Lắp đặt, sự làm việc.
- Độ rơ vô lăng lái.
- Hiệu quả trợ lực lái.
- Độ rơ vô lăng lái nằm trong giới hạn cho phép
- Có trợ lực lái khi động cơ hoạt động.
- Quan sát, so sánh, thử.
- Lắp đặt, sự làm việc.
- Cần số không rung,lắc, chuyển số nhẹ nhàng.
- Quan sát, so sánh, thử
3.3.8 Các pedan li hợp, phanh, ga.
- Khe hở tương đối với sàn.
- Hành trình tự do và hành trình làm việc nằm trong giới hạn qui định.
- Điều khiển nhẹ, không bó kẹt, trả về vị trí ban đầu khi thôi lực tác dụng Phương pháp kiểm tra
- Quan sát, so sánh, thử
3.3.9 Các đồng hồ tốc độ, áp suất khí nén, báo số vòng quay động cơ, mức nhiên liệu , các đèn chỉ báo
- Chắc, đúng vị trí, đủ số lượng
- Quan sát, so sánh, thử
- Đóng mở phải nhẹ nhàng, không kẹt.
- Các gioăng phải kín khít.
- Khóa cửa chắc chắn, hoạt động nhẹ
- So sánh với thiết kế.
3.3.11 Sàn xe, trần xe và các thành bên
- Các tấm ốp thành bên, trần xe.
- Vật liệu trải sàn không trơn trượt.
- Trải sàn kgông rách, phồng.
- Các tấm ốp không rách, nứt, tróc.
- Nẹp phải đủ, chắc và thẳng hàng.
3.3.12 Đèn chiếu sáng trong xe, đèn bậc cửa lên xuống, điều hòa, quạt thông gió
- Bắt chặt, đủ số lượng, đảm bỏa chức năng thiết kế
- Quan sát, so sánh, thử
Quy trình kiểm định về tiêu chuẩn an toàn
Trước khi một mẫu xe mới được ra mắt, các dòng xe của hãng phải đảm bảo đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn Trong quá trình thử nghiệm, có ba yếu tố chính được sử dụng để đánh giá cấp độ an toàn của xe.
Hình nộm là một thiết bị cảm biến được sử dụng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của va chạm, giúp xác định mức tổn thương ở các bộ phận quan trọng như mặt, chân và tay Những thông số này phản ánh rõ ràng tình trạng va chạm giữa hình nộm và các vị trí cứng trong cabin.
Cabin được coi là vùng an toàn trong trường hợp xảy ra va chạm Khi khu vực này chịu ít tác động từ va chạm, các thiết bị an toàn bị động như túi khí sẽ phát huy hiệu quả tốt nhất.
Các chuyên gia sẽ đánh giá tốc độ bung túi khí để đảm bảo rằng nó đủ nhanh trong trường hợp xảy ra va chạm Đồng thời, họ cũng kiểm tra khả năng giữ chặt của dây đai an toàn để bảo vệ hành khách khỏi nguy cơ bị thương do va chạm với xe.
Các bước tiến hành thí nghiệm an toàn
Trước khi bắt đầu thí nghiệm, cần phải xả toàn bộ các loại dung dịch như dầu, nhớt và nước làm mát từ các xe Việc này giúp ngăn chặn tình trạng các dung dịch này chảy ra khu vực thí nghiệm khi có va chạm xảy ra.
Các loại máy đo và cảm biến sẽ được lắp đặt ở phía sau xe, được cố định chắc chắn vào thân xe nhằm hạn chế hư hỏng không cần thiết.
Lắp đặt camera và đèn chiếu sáng cả trong và ngoài xe với nhiều góc quay khác nhau giúp ghi lại toàn bộ hình ảnh trong quá trình va chạm.
- Các điểm thử nghiệm sẽ được đánh dấu bằng decal và thước đo để có thể xác định được các vị trí va chạm và hướng va chạm.
Cuối cùng, hình nộm được đặt trong xe với nhiều cảm biến gắn trên cơ thể để đo lường mức độ ảnh hưởng do va chạm Các cảm biến này đánh giá tổn thương ở các vị trí quan trọng như đầu, mặt, ngực, cánh tay và chân Mức độ tác động lên hình nộm sẽ phản ánh chính xác tác động lên tài xế và hành khách trong trường hợp xảy ra va chạm thực tế.
Các trường hợp thử nghiệm va chạm của quy trình kiểm định ô tô Toyota 39 KẾT LUẬN
Kiểm tra va chạm trực diện phía trước là quy trình trong đó xe được di chuyển với tốc độ cụ thể và va chạm vào bề mặt phẳng có độ cứng vừa phải Sau va chạm, các hư hại của xe và lực tác động lên hình nộm sẽ được kiểm tra, bao gồm cả va chạm phía trước bên lái và cạnh lái Tình huống này tương tự như va chạm trực diện, nhưng vùng va chạm chỉ chiếm 1/2 đến 1/4 phần đầu xe.
Va chạm bên sườn mô phỏng tình huống xe bị đâm vào từ phía hông, giúp đánh giá mức độ an toàn của cửa bên và hệ thống túi khí cạnh cửa Đồng thời, kiểm tra độ cứng của mui xe cũng rất quan trọng khi xe bị lật nhiều vòng.
Thông qua báo cáo này, nhóm đã tìm hiểu về công nghệ sản xuất và lắp ráp ô tô Toyota, đạt được các mục tiêu ban đầu như nghiên cứu nguyên tắc làm việc trong sản xuất ô tô và đánh giá ưu điểm cũng như hạn chế của công nghệ lắp ráp Toyota Chúng tôi xin cảm ơn thầy cô đã đọc bài.