(TIỂU LUẬN) bài tập lớn học PHẦN THIẾT kế và PHÁT TRIỂN sản PHẨM đề tài thiết kế concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay

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 khoan điện cầm tay Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nhữ Quý Thơ Sinh viên thực hiện: Phan Văn Sơn – 2018606843 Phạm Công Sơn – 2018606381 Lưu Lê Sơn – 2017605332 Lớp: ME6062001 Khoa: Cơ khí – K13 Hà Nội - 2021 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: ME6062001 Khóa: 13 Tên nhóm: Nhóm 16 Họ tên thành viên: Phan Văn Sơn Phạm Công Sơn Lưu Lê Sơn II Nội dung học tập Tên chủ đề: Thiết kế concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay 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 - Chọn concept để phát triển phương pháp ma trận định Chọn phương pháp thực lựa chọn concept theo phương pháp Khởi tạo sơ đồ modul concept Xây dựng khối chức concept Xây dựng lớp hình học thơ 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 04/04/2021 đến ngày 24/04/2021) 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 Ths Nhữ Quý Thơ MỤC TIÊU SẢN PHẨM Sau thống kế hoạch dự án khoan điện cầm tay, nhóm thiết kế tiến hành liệt kê lại thông tin dự án để người nắm đủ nội dung dự án thông qua bảng mục tiêu sản phẩm Bảng 1.1 Bảng mục tiêu sản phẩm khoan điện cầm tay Mô tả sản phẩm Khoan điện cầm tay tích hợp pin cho cơng nhân, có nhiều chế độ khoan với tốc độ kiểm sốt Mục tiêu kinh doanh − Bán thị trường vào quý I năm 2021, dự kiến chiếm 20% thị phần nước vào quý I năm 2022 − Đạt doanh thu 60 tỷ đồng vào quý năm 2022, tỷ suất lợi nhuận đạt 30% − Dự kiến đưa thị trường nước ngoài, chiếm 5% thị phần nước Đông Nam Á vào năm 2025 Xác định thị trường − Thị trường chính: Cơng nhân − Thị trường thứ cấp: Thợ lắp ráp, hộ gia đình Các điều kiện ràng buộc − Khoan sử dụng nguồn lượng từ pin sạc lại − Khoan có khả kiểm soát tốc độ − Tuổi thọ phận cao − Sản phẩm khoan gọn nhẹ, dễ dàng di chuyển − Giá thành khoan mức trung bình Các bên liên quan tới dự án − Nhóm thiết kế phát triển sản phẩm − Các nhà tài trợ, đầu tư cho sản phẩm − Bộ phận chế tạo, sản xuất, kiểm tra chất lượng sản phẩm − Bộ phận tiếp thị sản phẩm − Người tiêu dùng XÁC ĐỊNH NHU CẦU KHÁCH HÀNG 2.1 Lựa chọn phương pháp lấy nhu cầu khách hàng Tiến hành khảo sát lấy ý kiến khách hàng sử dụng sản phẩm khoan điện thị trường kết hợp thảo luận để đưa nhu cầu khách hàng Hình thức phụ trách khảo sát trình bày bảng Bảng 2.2 Hình thức phân chia phụ trách khảo sát Hình thức khảo sát Phỏng vấn trực tiếp Phỏng vấn trực tiếp Phỏng vấn trực tiếp Thảo luận nhóm 2.2 Lập bảng đối tượng khách hàng lấy ý kiến Sau thực nhiệm vụ khảo sát, số liệu tổng hợp lại để phân loại đối tượng khảo sát Phân loại khách hàng khảo sát liệt kê bảng đối tượng khách hàng khảo sát Bảng 2.3 Đối tượng khách hàng khảo sát Tổng: 150 người Công nhân phụ trách lắp đặt thiết bị công trường Thợ nghề, thợ sửa chữa Hộ gia đình lẻ 2.3 Xác định câu hỏi để khảo sát nhu cầu 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 Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi Câu hỏi 10 2.4 Lấy ý kiến diễn dịch nhu cầu khách hàng Với câu trả lời nhận từ 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 T Dữ liệu thô nhu cầu khách hàng T Chiếc khoan nặng cồng kềnh Chiếc khoan dùng yếu khoan sâu Tôi làm việc với nhiều vật liệu khác Tôi muốn khoan nhiều tốc độ khác Tôi thường xuyên khoan tường Tôi làm việc với nhiều kích cỡ mũi khoan khác Tơi bị ngã vấp phải dây điện từ khoan Pin máy khoan yếu, đáp ứng hết ngày làm việc Khoan sử dụng liên tục bị cháy 10 Tơi muốn khoan có thêm tay cầm phụ để dễ cầm nắm − Khơng có khả khoan tường cơng suất nhỏ khơng có chế độ đập − Dung lượng pin thấp, thời gian làm việc ngắn − Thời gian sạc lại pin dài, khơng có trang bị đèn báo pin 4.3 Tìm kiếm bên Đây cơng việc nhóm thiết kế nhằm tìm ý tưởng sản phẩm Nhóm thiết kế đưa tất ý tưởng có sản phẩm khoan điện cầm tay nhằm khai thác đầy đủ không gian giải pháp sản phẩm Nhóm thiết kế tổng hợp ý tưởng tiềm năng, chức đưa vào sản phẩm khoan cầm tay bao gồm: − Chống bụi đá bắn : Sử dụng ống chụp lưỡi khoan có đàn hồi lị xo ơm lấy mặt phẳng khoan rụt rụt vào để chống bụi đá văng gây nguy hiểm trình khoan − Đo chiều sâu lỗ khoan trình khoan: Thước khoan in ống chụp lưỡi khoan giúp người dùng biết chiều sâu mũi khoan để khoan chiều sâu lỗ ưng ý (hình dung khoan sâu ống chụp rụt vào dùng vạch chia thay đổi để xác định chiều sâu) − Chức giảm ồn: Vòng đệm cách âm chụp vào miệng ống chụp lưỡi khoan tiếp xúc với mặt phẳng khoan làm giảm âm phát từ đầu khoan (vịng đệm làm chất liệu cao su nhựa dẻo) − Khả khoan phạm vi hẹp với khớp quay đa hướng có chốt giữ: Giúp quay đầu khoan thay đổi hướng so với thân khoan để phục vụ khoan góc khe hẹp − Chức tích điện mặt trời: Dùng cho khoan điện khơng có nguồn điện sạc cho pin Pin lắp bề mặt hộp đựng khoan hộp sạc cho khoan bên có ánh sáng mặt trời − Đo độ nghiêng lệch thân khoan cảm biến độ nghiêng: Sử dụng cảm biến góc nghiêng điện tử thay thước thủy (Li-vo) truyền thống để tính tốn độ nghiêng thân khoan hiển thị góc nghiêng hình tích hợp thân khoan 23 24 Hìn Cây concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay h 4.4 Tổ hợp giải pháp: Xây dựng concept 25 Hình Concept thứ (Concept đỏ) Nhóm thiết kế tiến hành chọn concept concept: 26 27 Hình Concept thứ (Concept lục) 28 Hình Concept thứ (Concept lam) Hình dung diễn giải mẫu concept vừa lựa chọn, thu bảng mô tả concept (bảng 4.4) Bảng 4.14 Mô tả concept # Concept − Máy khoan cầm tay dáng súng màu cam-đen với phần vỏ làm nhựa cứng − Máy khoan sử dụng pin sạc sử dụng điện lưới 220V để sạc cho pin cổng sạc thân khoan − Đầu kẹp máy khoan loại măng kẹp sử dụng khóa với chìa dạng bánh − Máy khoan sử dụng motor không chổi than truyền động trực tiếp tới đầu cặp, với máy khoan sử dụng cấu búa dạng tay quay trượt − Máy khoan trang bị núm xoay điều chỉnh tốc độ, vòng số để giới hạn momen khả đổi chiều quay công tắc gạt CONCEPT − Máy khoan cầm tay trang bị đèn LED trợ sáng thân máy khoan đèn lazer giúp chỉnh đường khoan, máy có trạng bị cảm biến đo chiều sâu cho biết độ sâu khoan − Máy khoan có trang bị hình để báo dung lượng pin với cơng nghệ Power-Turbo, cơng nghệ kiểm sốt lực rung chức sạc nhanh − Máy khoan cầm tay có trang bị mạch chống nước, tay cầm phụ chống trượt, có nút ấn khóa cị khoan khả chống chập cho pin mạch cách ly Ngoài khoan cịn có khả ngắt q nhiệt sử dụng cảm biến nhiệt mạch bảo vệ dòng CONCEPT − Máy khoan cầm tay dáng súng màu đỏ-đen với tay cầm 29 nhựa dẻo − Máy khoan sử dụng pin sạc, sử dụng điện lưới 220V để sạc cho pin qua cổng sạc khối pin − Đầu cặp máy khoan loại măng kẹp dạng đầu tự xiết (Auto-lock) − Máy khoan sử dụng motor không chổi than nối với hộp số để tạo chuyển động quay tới đầu cặp, với máy khoan sử dụng cấu cam để tạo lực đập khoan búa − Máy khoan trang bị núm xoay điều chỉnh tốc độ, vòng số để giới hạn momen khả đổi chiều quay công tắc gạt − Máy khoan cầm tay trang bị đèn LED trợ sáng thân máy khoan thước thủy giúp chỉnh đường khoan, máy có trạng bị thước đo chiều sâu cho biết độ sâu khoan − Máy khoan có trang đèn báo để báo dung lượng pin với cơng nghệ kiểm soát lực rung chức sạc nhanh − Máy khoan cầm tay có vỏ kín giúp khoan chống nước, ốp tay cầm chống trượt, có nút ấn khóa cị khoan khả chống chập cho pin cầu chì Ngồi khoan cịn có khả ngắt nhiệt sử dụng băng kép rơ le bảo vệ dòng CONCEPT − Máy khoan cầm tay dáng thẳng màu đỏ-đen với tay cầm nhựa dẻo − Máy khoan sử dụng acquy, sử dụng điện lưới 110V để sạc cho pin qua cổng sạc thân máy − Đầu cặp máy khoan loại chốt bi đầu tự khóa 30 (Auto-lock) − Máy khoan sử dụng motor chổi than truyền trực tiếp chuyển động quay tới đầu cặp, với máy khoan sử dụng cấu tay quay trượt để tạo lực đập khoan búa − Máy khoan điều chỉnh tốc độ cị khoan khả đổi chiều quay nút nhấn − Máy khoan cầm tay trang bị thước thủy giúp chỉnh đường khoan đèn báo để báo dung lượng pin − Máy khoan cầm tay có trang bị ốp tay cầm chống trượt, chống chập pin mạch cách ly Ngồi máy khoan có khả bảo vệ nhiệt cảm biến nhiệt mạch bảo vệ dòng LỰA CHỌN CONCEPT Sử dụng phương pháp ma trận định để chọn ba concept khoan điện cầm tay khả thi Các tiêu chí kèm trọng số nhóm thiết kế đưa để phục vụ việc đánh giá so sánh concept với Bảng 5.15 Trọng số tiêu chí đ STT Tiêu chí đánh giá Kích thước Trọng lượng Công suất Chức Phụ kiện kèm Thời gian sạc Thời gian sử dụng Độ an tồn Tính công thái học Tuổi thọ Dễ sản xuất Giá thành 10 11 12 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 31 đánh giá tiêu chí chấm thang 5, tương ứng với mức: Rất tốt (5); tốt (4); trung bình (3); (2) (1) Điểm đánh giá nhân trọng số điểm đánh giá cuối Các concept đưa vào ma trận tính điểm tiến hành đánh giá Bảng 5.16 Ma trận đánh giá concept khoan điện cầm tay # Tiêu chí Kích thước Trọng lượng Cơng suất Chức Phụ kiện kèm Thời gian sạc Thời gian sử dụng Độ an toàn Tính cơng thái học Tuổi thọ Dễ sản xuất 1 Giá thành Tổng Xếp hạng Qua q trình đánh giá, nhóm thiết kế thấy concept có số điểm vượt trội chiếm ưu so với hai concept lại Từ nhóm thiết kế 32 kết luận concept khả thi nhất, đáp ứng hầu hết nhu cầu thiết yếu khách hàng sản phẩm máy khoan điện cầm tay THIẾT KẾ MỨC HỆ THỐNG 6.1 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 khoan điện cầm tay 6.2 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 33 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 concept khoan điện cầm tay 6.3 Xây dựng lớp hình học thơ 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 Hình Bố trí hình học thơ cho concept khoan điện cầm tay 35 6.4 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 Các tương tác module thể qua sơ đồ (hình 6.4) Hình Tương tác nhóm chi tiết 36 ... concept khoan điện cầm tay 6.3 Xây dựng lớp hình học thơ 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. .. Cây concept cho sản phẩm khoan điện cầm tay h 4.4 Tổ hợp giải pháp: Xây dựng concept 25 Hình Concept thứ (Concept đỏ) Nhóm thiết kế tiến hành chọn concept concept: 26 27 Hình Concept thứ (Concept. .. 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