Cải tiến hệ thống robot đóng gói bột ngọt bằng cách áp dụng thuật toán tự động phân bổ tác vụ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRỌNG NHÂN CẢI TIẾN HỆ THỐNG ROBOT ĐÓNG GĨI BỘT NGỌT BẰNG CÁCH ÁP DỤNG THUẬT TỐN TỰ ĐỘNG PHÂN BỔ TÁC VỤ IMPROVING MSG PACKAGING ROBOT SYSTEM BY APPLYING AUTOMATIC TASK ALLOCATION ALGORITHM Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Mã số: 8520114 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2023 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS LÊ ĐỨC HẠNH Cán chấm nhận xét : PGS TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Cán chấm nhận xét : PGS TS LÊ MỸ HÀ Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 13 tháng 01 năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS NGUYỄN TẤN TIẾN - Chủ Tịch PGS TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ - Phản Biện PGS TS LÊ MỸ HÀ - Phản Biện TS TRẦN VIỆT HỒNG - Ủy Viên TS DƯƠNG VĂN TÚ - Thư Ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ PGS TS NGUYỄN TẤN TIẾN PGS TS NGUYỄN HỮU LỘC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN TRỌNG NHÂN MSHV: 1970524 Ngày, tháng, năm sinh: 28/10/1997 Nơi sinh: Khánh Hòa Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử Mã số : 8520114 I TÊN ĐỀ TÀI: CẢI TIẾN HỆ THỐNG ROBOT ĐÓNG GÓI BỘT NGỌT BẰNG CÁCH ÁP DỤNG THUẬT TOÁN TỰ ĐỘNG PHÂN BỔ TÁC VỤ (IMPROVING MSG PACKAGING ROBOT SYSTEM AUTOMATIC TASK ALLOCATION ALGORITHM) BY APPLYING II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Đề tài thực cải tiến hệ thống robot đóng gói vận hành nhà máy AJINOMOTO VIETNAM cách áp dụng thuật tốn tự động phân bổ tác vụ, thơng qua cải tiến này, hệ thống loại bỏ vấn tồn thực tế trình vận hành III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/02/2022 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/12/2022 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS LÊ ĐỨC HẠNH Tp HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2022 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) PGS TS LÊ ĐỨC HẠNH PGS TS NGUYỄN QUỐC CHÍ TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ (Họ tên chữ ký) PGS TS NGUYỄN HỮU LỘC i LỜI CẢM ƠN Là cựu sinh viên khóa K15 – khoa Cơ Khí – môn Cơ Điện Tử trường đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Bản thân em vơ tự hào hãnh diện lần quay trở lại mái trường với vai trò kỹ sư với nhiệm vụ mới, thử thách đường học vấn Trước hết, em xin phép gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể Thầy Cô trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh nói chung Thầy Cơ khoa Cơ Khí – mơn Cơ Điện Tử nói riêng tận tình giảng dạy, tư vấn giải đáp giúp em kiến thức chuyên ngành bổ ích Tiếp đến, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Lê Đức Hạnh tận tình hỗ trợ, đưa định hướng kinh nghiệm làm việc quý báu nhằm giúp em xác định mục tiêu cần phấn đấu để hoàn thành nhiệm vụ Em xin gửi lời cảm ơn đến công ty Ajinomoto Việt Nam – nơi em cơng tác hỗ trợ nhiệt tình việc sử dụng sở vật chất, qua giúp em có tảng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè sát cánh, hỗ trợ thúc đẩy tinh thần để em kiên định hoàn thành mục tiêu đề Xin đón nhận trân quý tất ! TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2022 Người thực Nguyễn Trọng Nhân ii TĨM TẮT LUẬN VĂN Có thể thấy nay, tất lĩnh vực công nghiệp giới từ ngành chế tạo, lắp ráp, đóng gói, q trình tự động hóa hay chuyển đổi số để phục vụ cho mục đích tăng suất, loại bỏ rủi ro người gây trở nên phổ biến Khơng nằm ngồi xu đó, q trình tự động hóa Việt Nam diễn nhộn nhịp thực tế lúc đạt hiệu cao đáp ứng yêu cầu phát sinh lúc vận hành thực tế Chính vấn đề đó, đề tài tập trung vào việc đánh giá vấn đề hệ thống robot đóng gói bột vận hành nhà máy Ajinomoto Việt Nam (Biên Hòa), xây dựng chứng minh hiệu giải thuật tự động phân bổ tác vụ việc áp dụng để giải vấn đề hệ thống ABSTRACT It can be seen that at present, in all industrial fields in the world from manufacturing, assembly, packaging, etc., the process of automation or digital transformation to serve purposes such as increasing productivity, eliminating human risk has become very common Not out of that trend, the automation process in Vietnam is quite bustling, but in reality, it is not always highly efficient and meets the requirements arising during actual operation Because of that problem, this thesis will focus on assessing the current problems of a MSG packaging robot system being operated at Ajinomoto Vietnam factory (Bien Hoa), the next step is to build and demonstrate the effectiveness of the automatic task allocation algorithm in applying to solve the system's problems iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Cải tiến hệ thống robot đóng gói bột cách áp dụng thuật tốn tự động phân bổ tác vụ” cơng trình nghiên cứu khoa học thực cá nhân tơi Đề tài trao đổi đồng ý nội dung thực với ban lãnh đạo phân xưởng, ban lãnh đạo công ty Tất số liệu hệ thống số liệu vận hành thực tế, tài liệu tham khảo có nguồn gốc rõ ràng trích dẫn theo quy định TP Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 12 năm 2022 Người cam đoan Nguyễn Trọng Nhân iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ABSTRACT ii LỜI CAM ĐOAN iii CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Tên đề tài 1.2 Tính cấp thiết, mục đích đề tài, tổng quan tài liệu 1.2.1 Tính cấp thiết 1.2.2 Mục đích đề tài 1.2.3 Tình hình tổng quan 1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ phạm vi luận văn 11 1.3.1 Mục tiêu luận văn 11 1.3.2 Nhiệm vụ luận văn 15 1.3.3 Phạm vi luận văn 15 1.4 Tổ chức luận văn 15 CHƯƠNG : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 16 2.1 Hệ thống robot đóng gói tại, vấn đề phát sinh hướng cải tiến 16 2.1.1 Hệ thống robot đóng gói 16 2.1.2 Vấn đề phát sinh hướng cải tiến 22 2.2 So sánh lựa chọn phương án tối ưu cho giải pháp cải tiến 24 2.2.1 Phương án phân bổ gói để tối ưu vận hành cho hệ robot 24 2.2.2 Thiết kế lại hệ thống thêm robot dự phòng đáp ứng yêu cầu mở rộng sản xuất tương lai 25 2.3 Thống phương án cải tiến phương pháp thực 28 2.3.1 Thống phương án cải tiến 28 2.3.2 Phương pháp thực 28 CHƯƠNG : XÂY DỰNG GIẢI THUẬT VÀ MÔ PHỎNG 29 3.1 Quy trình hoạt động chung 29 3.2 Xây dựng thông số hệ thống 30 v 3.2.1 Vị trí thiết bị sản phẩm 30 3.2.2 Các thông số vận hành hệ thống 32 3.3 Phân bổ tác vụ 32 3.3.1 Mục tiêu 32 3.3.2 Giải thuật robot gắp sản phẩm băng tải chạy liên tục 33 3.3.3 Giải thuật lựa chọn tác vụ tính tốn tốc độ cho robot 38 3.4 Giải thuật chung cho hệ robot 43 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 45 4.1 Thiết lập thông số hệ thống 45 4.1.1 Các thơng số kích thước hệ thống 45 4.1.2 Các thông số vận hành hệ thống 46 4.2 Kết mô 47 4.2.1 Điểm kết thúc trễ điểm bắt đầu trễ để robot gắp 47 4.2.2 Tốc độ đáp ứng robot số lượng tác vụ thực 48 4.3 Đánh giá kết 56 CHƯƠNG : TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 58 5.1 Tổng kết kết đạt 58 5.2 Hướng phát triển đề tài 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Số lượng robot công nghiệp lắp đặt hàng năm [1] Hình 1.2 Robot hàn kết hợp cảm biến laser để tăng độ xác [2] Hình 1.3 Hệ thống robot Pick & Place vật thể băng tải [3] Hình 1.4 Hệ thống máy bay khơng người lái thực công việc giao hàng [3] Hình 1.5 Mơ hình dạng nhánh xử lý tác vụ theo trình tự [3] Hình 1.6 Kết mơ thuật tốn với hệ robot-conveyor [3] Hình 1.7 Kết mơ thuật tốn với hệ drone giao hàng [3] Hình 1.8 Ứng dụng robot thu gom rác: Mỗi tay máy di động có nhiệm vụ thu thập qi rác, hiển thị dạng vật thể màu đỏ, patch i [4] Hình 1.9 Robot thu gom rác: (a) Môi trường (b) Hoạt động hệ robot [4] Hình 1.10 Kết thử nghiệm với việc thay đổi tốc độ tăng trưởng suy giảm robot riêng lẻ [4] Hình 1.11 Kết thử nghiệm với lựa chọn khác tham số v [4] Hình 1.12 Tồn hệ thống (trái) cận cảnh q trình gắp sản phẩm (phải) [5] 10 Hình 1.13 Hệ thống robot đóng gói sản phẩm [6] 10 Hình 1.14 Hệ thống robot đóng gói MSG 11 Hình 1.15 Gói MSG từ máy đóng gói (Khu A) sang hệ thống robot (khu B) 12 Hình 1.16 Gói MSG đóng gói robot tương ứng (khu B) 12 Hình 2.1 Thùng carton cấp từ bên (khu C) vào hệ thống…………… 16 Hình 2.2 Thùng carton vào vị trí mở nắp thùng để tiến hành xếp gói 16 Hình 2.3 Gói từ máy đóng gói vào băng tải xếp mí (xếp gói/cụm) 17 Hình 2.4 Cụm xếp mí di chuyển đến vị trí gắp cố định (3 gói/cụm) 17 Hình 2.5 Gói bột từ cụm xếp mí robot gắp vào thùng 18 Hình 2.6 Thùng carton chứa thành phẩm qua máy gấp & dán nắp 19 Hình 2.7 Biến tốc độ robot 1,2 (V = D004) 21 Hình 2.8 Tốc độ cài đặt robot 21 Hình 2.9 Tốc độ cài đặt robot 21 Hình 2.10 Thiết kế ban đầu hệ thống 24 Hình 2.11 Phương án 1-A: Chia gói vào lane cho robot 24 vii Hình 2.12 Phương án 1-B: Thiết kế robot gắp chung lane 24 Hình 2.13 Phương án 2-A: Thiết kế thêm robot dự phòng lane 26 Hình 2.14 Phương án 2-B: Thiết kế thêm lane dự phòng cho hệ thống 26 Hình 2.15 Phương án 2-C: Thiết kế cho robot gắp lane 26 Hình 2.16 Thống phương án cải tiến cho hệ thống 28 Hình 3.1 Giải thuật vận hành chung hệ thống……………………………… 29 Hình 3.2 Bố trí thiết bị sản phẩm trình làm việc 30 Hình 3.3 Khoảng cách chi tiết thiết bị sản phẩm 31 Hình 3.4 Robot sẵn sàng gắp sản phẩm (Trạng thái 1) 33 Hình 3.5 TCP robot chạm vào tâm sản phẩm (Trạng thái 2) 34 Hình 3.6 Robot sản phẩm di chuyển băng tải (Trạng thái 3) 35 Hình 3.7 Quy trình tính tốn thời gian, tọa độ điểm gắp sản phẩm 38 Hình 3.8 Điểm trễ để kết thúc trình gắp sản phẩm 39 Hình 3.9 Điểm trễ để bắt đầu trình gắp sản phẩm 40 Hình 3.10 Giải thuật lựa chọn tác vụ tính tốn tốc độ cho robot 42 Hình 3.11 Giải thuật vận hành vận hành cho robot 43 Hình 3.12 Giải thuật: Phân bổ tác vụ, gắp sản phẩm, gửi liệu 44 Hình 4.1 Các kích thước khu vực làm việc robot…… ……………… 45 Hình 4.2 Quan hệ tốc độ robot điểm bắt đầu gắp trễ cho phép 48 Hình 4.3 [TH1] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot 49 Hình 4.4 [TH1] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 49 Hình 4.5 [TH2] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot 51 Hình 4.6 [TH2] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 51 Hình 4.7 [TH3] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot 53 Hình 4.8 [TH3] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 53 Hình 4.9 [TH4] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot 55 Hình 4.10 [TH4] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 55 Hình 5.1 Layout hệ thống trước cải tiến………………………………… 58 Hình 5.2 Layout hệ thống sau cải tiến 58 Hình 5.3 Vị trí chứa gói robot gắp khơng kịp bị lỗi q trình gắp 61 49 + Số lượng sản phẩm (Input) : 120 + Tốc độ gói đầu vào máy đóng gói (Speed of input) : 104 (gói / phút) + Số lượng robot tham gia trình gắp sản phẩm (Active robot) : 03 + Số lượng sản phẩm bị lỗi vào hệ thống (Pressure error) : Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng chu kỳ robot 1,2,3: Hình 4.3 [TH1] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot Phân bố vị trí gắp sản phẩm robot băng trải: Hình 4.4 [TH1] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 50 Ta có bảng tổng hợp kết mô trường hợp (TH1): Bảng 4-3 Kết mô trường hợp ĐẦU VÀO Robot: 03 Tổng (sản phẩm) Bị lỗi (sản phẩm) Gắp thành công (lượt) Bỏ qua (sản phẩm) Gắp thất bại (lượt) Tốc độ trung bình (mm/s) 41 79 574.39 40 39 549.28 39 0 549.28 120 / / Robot Robot 120 Robot TỔNG: KẾT QUẢ / Nhận xét: - Từ kết mơ cho thấy: Với tốc độ gói đầu vào giữ nguyên (104 gói / phút) 100% số lượng sản phẩm gắp thành công hệ thống 03 robot - Số lượng tác vụ phân bổ cho 03 robot tương đương nhau, chênh lệch khoảng 1-2 sản phẩm - Tốc độ 03 robot tham gia trình gắp sản phẩm tương đương dao động khoảng từ 549 → 575 (mm/s) → Hệ thống robot đáp ứng điều kiện vận hành TH1 ❖ Trường hợp 2: Các sản phẩm đầu vào hệ thống lý tưởng 100%, áp suất hút lần gắp đạt tiêu chuẩn Cho điều kiện để mô sau: + Số lượng sản phẩm (Input) : 120 + Tốc độ gói đầu vào máy đóng gói (Speed of input): 104 (gói / phút) 51 + Số lượng robot tham gia trình gắp sản phẩm (Active robot) : 02 + Số lượng sản phẩm bị lỗi vào hệ thống (Pressure error) : Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng chu kỳ 02 robot: Hình 4.5 [TH2] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot Phân bố vị trí gắp robot băng trải: Hình 4.6 [TH2] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 52 Ta có bảng tổng hợp kết mô trường hợp (TH2): Bảng 4-4 Kết mô trường hợp ĐẦU VÀO Robot: 02 Tổng (sản phẩm) Bị lỗi Gắp Bỏ qua (sản thành công (sản phẩm) phẩm) (lượt) Robot Robot 120 Robot TỔNG: KẾT QUẢ / Gắp thất bại (lượt) Tốc độ trung bình (mm/s) 61 59 893.41 59 0 880.19 0 0 0 120 / / Nhận xét: - Từ kết mơ cho thấy: Với tốc độ gói đầu vào giữ nguyên (104 gói / phút) 100% số lượng sản phẩm gắp thành công hệ thống 02 robot - Số lượng tác vụ phân bổ cho 02 robot tương đương nhau, chênh lệch khoảng 1-2 sản phẩm - Tốc độ 02 robot tham gia trình gắp sản phẩm tương đương dao động khoảng từ 880 → 894 (mm/s) → Hệ thống robot đáp ứng điều kiện vận hành TH2 ❖ Trường hợp 3: Các sản phẩm đầu vào hệ thống không lý tưởng 100% (do sản phẩm bị lỗi xếp mí), áp suất hút số lần không đạt tiêu chuẩn Cho điều kiện ban đầu để mô sau: + Số lượng sản phẩm (Input) : 60 + Tốc độ gói đầu vào máy đóng gói (Speed of input): 104 (gói / phút) 53 + Số lượng robot tham gia trình gắp sản phẩm (Active robot) : 03 + Số lượng sản phẩm bị lỗi vào hệ thống (Pressure error) : 05 Cho 05 sản phẩm lỗi ngẫu nhiên vị trí: 1, 15, 23, 34, 45 Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng chu kỳ 03 robot: Hình 4.7 [TH3] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot Phân bố vị trí gắp robot băng trải: Hình 4.8 [TH3] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 54 Ta có bảng tổng hợp kết mơ trường hợp (TH3): Bảng 4-5 Kết mô trường hợp ĐẦU VÀO Robot: 03 Tổng (sản phẩm) Robot Robot 60 Robot TỔNG: / Bị lỗi (sản phẩm) KẾT QUẢ Gắp Bỏ qua thành công (sản phẩm) (lượt) Gắp thất bại (lượt) Tốc độ trung bình (mm/s) 21 39 598.22 20 19 594.98 14 598.42 55 / 10 / Nhận xét: - Từ kết mơ cho thấy: Với tốc độ gói đầu vào giữ nguyên (104 gói / phút), trừ gói bị lỗi tất gói cịn lại hệ thống gắp thành cơng hệ thống 03 robot - Số lượng tác vụ phân bổ cho 03 robot tương đương robot 2, chênh lệch khoảng 1-2 sản phẩm Ở robot số lượng tác vụ thực phần lớn gói đạt thực thành công phân bố robot - Tốc độ hệ 03 robot tham gia trình gắp sản phẩm dao động khoảng 549.3 → 880.2 (mm/s), vị trí robot thay đổi tốc độ đột ngột rơi vào lượt gắp đằng sau lượt gắp bị lỗi áp suất trước → Hệ thống robot đáp ứng điều kiện vận hành TH3 ❖ Trường hợp 4: Các sản phẩm đầu vào hệ thống lý tưởng 100%, áp suất hút lần gắp đạt tiêu chuẩn Cho điều kiện để mô sau: 55 + Số lượng sản phẩm (Input) : 120 + Tốc độ gói đầu vào máy đóng gói (Speed of input): 156 (gói / phút) + Số lượng robot tham gia trình gắp sản phẩm (Active robot) : 03 + Số lượng sản phẩm bị lỗi vào hệ thống (Pressure error) : Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng chu kỳ 03 robot: Hình 4.9 [TH4] Số lượng sản phẩm gắp tốc độ đáp ứng robot Phân bố vị trí gắp robot băng trải: Hình 4.10 [TH4] Phân bố vị trí sản phẩm gắp băng tải 56 Ta có bảng tổng hợp kết mơ trường hợp (TH4): Bảng 4-6 Kết mô trường hợp ĐẦU VÀO Robot: 03 Tổng (sản phẩm) Bị lỗi (sản phẩm) Gắp thành công (lượt) 41 79 849.55 40 39 866.12 39 0 866.12 120 / / Robot Robot 120 Robot TỔNG: KẾT QUẢ / Gắp Tốc độ Bỏ qua thất bại trung bình (sản phẩm) (lượt) (mm/s) Nhận xét: - Từ kết mô cho thấy: Với tốc độ gói đầu vào tăng lên máy đóng gói (156 gói / phút) 100% số lượng sản phẩm gắp thành công hệ thống 03 robot - Số lượng tác vụ phân bổ cho 03 robot tương đương nhau, chênh lệch khoảng 1-2 sản phẩm - Tốc độ 03 robot tham gia trình gắp sản phẩm tương đương dao động khoảng từ 849 → 866.1 (mm/s) → Hệ thống robot đáp ứng điều kiện vận hành TH4 4.3 Đánh giá kết Từ kết mô cho thấy hệ thống sau cải tiến đáp ứng vận hành điều kiện sản xuất khác nhau: - Điều kiện bình thường (các robot hoạt động bình thường, sản phẩm đầu vào đạt tiêu chuẩn) 57 - Điều kiện khơng bình thường (có robot bị ngưng khơng thể hoạt động, có sản phẩm đầu vào bị lỗi) - Trường hợp mở rộng sản xuất (tăng thêm máy đóng gói) Qua kết mơ với thông số lấy từ môi trường sản xuất thực tế (tốc độ sản xuất dây chuyền, khoảng cách kích thực tế thiết bị, vị trí sản phẩm đầu vào, đầu ra, ), đề tài xây dựng giải thuật tự phân bổ tác vụ cho hệ 03 robot thông qua: - Xây dựng cơng thức tính tốn thơng số (tọa độ gắp, thời gian gắp, chu kỳ làm việc) để robot thực bám gắp sản phẩm chạy liên tục băng tải - Xây dựng giải thuật tự động lựa chọn tác vụ linh hoạt thay đổi tốc độ cho robot để đáp ứng với trường hợp trình vận hành 58 CHƯƠNG : TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Ở chương này, nội dung tổng hợp lại kết đạt so với mục tiêu ban đầu đặt đề tài, từ đánh giá đưa hướng phát triển tương lai 5.1 Tổng kết kết đạt Layout hệ thống trước cải tiến (Layout cũ): Hình 5.1 Layout hệ thống trước cải tiến Layout hệ thống sau cải tiến (layout mới): Hình 5.2 Layout hệ thống sau cải tiến 59 Đề tài "CẢI TIẾN HỆ THỐNG ROBOT ĐÓNG GÓI BỘT NGỌT BẰNG CÁCH ÁP DỤNG THUẬT TOÁN TỰ ĐỘNG PHÂN BỔ TÁC VỤ" giải vấn đề hệ thống (Các vấn đề, ảnh hưởng liệt kê chi tiết “Bảng 1-1 Tổng hợp vấn đề ảnh hưởng”), tổng hợp lại sau: Bảng 5-1 Tổng hợp kết cải tiến đề tài ĐỐI STT TƯỢNG Công suất làm việc 02 robot KẾT QUẢ CẢI TIẾN Trước Robot hoạt động có Các robot sản phẩm vào lane tương ứng: hoạt động có → Khơng tối ưu cơng suất sản phẩm: làm việc hệ thống 02 robot → Tối ưu đóng gói (Robot, băng tải, ) cơng suất làm việc Thời gian hoạt động robot khác tùy vào kế hoạch sản xuất: Chi phí Sau → Lãng phí cho hoạt động bảo trì định kỳ (Time-based maintenance): Bảo trì robot, bảo trì hệ băng tải hệ thống robot đóng gói ĐÁNH GIÁ ĐẠT → Đơn giản cho việc quản lý kế hoạch bảo trì, chi phí mời chun gia Bổ sung thêm robot dự phòng Hoạt động Dừng sản xuất máy đóng gói dây chuyền: chung có robot bị ngưng thống robot hệ → Ảnh hưởng đến sản lượng nhà máy → Linh hoạt đáp ứng sản xuất điều kiện có robot ngưng (Do cố, cần bảo trì) ĐẠT 60 Khơng Nếu mở rộng quy mô sản xuất gian làm (tăng thêm máy đóng gói): việc → Tăng thêm diện tích Hệ thống thiết kế lại: ĐẠT → Diện tích hệ thống giảm ~ 15% (~5m2 ) → Không tốn thêm Chi phí Nếu mở rộng quy mơ sản xuất chi phí mua thêm (tăng thêm máy đóng gói): băng tải → Tốn chi phí mua thêm hệ mở rộng quy mơ băng tải mới, chi phí bảo trì sản xuất ĐẠT 5.2 Hướng phát triển đề tài - Hiện tại, đề tài bước đầu chứng minh tính khả thi (về mặt lý thuyết) giải pháp cải tiến – giải thuật tự động phân bổ tác vụ cho hệ robot Do bước kế hoạch triển khai dự án, giải thuật cần phải xây dựng vận hành thử nghiệm hệ thống robot cơng nghiệp mơ hình có khả đáp ứng tương tự Qua đó, đánh giá hiệu vận hành thuật toán điều kiện về: Tốc độ, khí nén, tải trọng, chất liệu sản phẩm, sai số vận hành thiết bị (robot, băng tải, sensor, ) đưa điều chỉnh mặt xử lý tín hiệu giải thuật nhằm ổn định vận hành cho hệ thống - Trong hệ thống cải tiến tại, cuối băng tải làm việc robot vị trí thùng để đựng sản phẩm khơng kịp gắp robot Do đó, vị trí phải cần cơng nhân để tiến hành xử lý đóng gói lại trình sản xuất 61 Hình 5.3 Vị trí chứa gói robot gắp khơng kịp bị lỗi trình gắp Hướng cải tiến: Thiết kế hệ thống tự động chuyển gói sản phẩm bị loại quay trở lại quy trình đóng gói (kèm theo thiết bị để kiểm tra chất lượng) 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “IFR presents World Robotics Report 2020.” Internet: https://www.ifr.org/ifrpress-releases/news/record-2.7-million-robots-work-in-factories-around-theglobe, Sep 24, 2020 [2] T Giang “Nâng cao độ xác cho robot hàn phương pháp tích hợp sensor.” Internet: https://www.weldtec.com.vn/tu-van/nang-cao-do-chinh-xaccho-robot-han-bang-phuong-phap-tich-hop-sensor.html, Dec 10, 2022 [3] S Choudhury et al., “Dynamic multi-robot task allocation under uncertainty and temporal constraints,” Autonomous Robots, vol 46, no 1, pp 231-247, Jan 2022 [4] S Park et al “Multi-Robot Task Allocation Games in Dynamically Changing Environments,” in 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2021, pp 8678-8684 [5] PWR Pack International B.V “Robotic packaging solution for high speed packing of cookies into retail trays.” Internet: https://www.youtube.com/watch?v=v2Q5tL8FQwg, Mar 03, 2020 [6] StrongPoint Automation “StrongPoint Cartoners.” Internet: https://www.strongpointautomation.com/solutions_cartoners.html, May 16, 2016 [7] Yaskawa “GP8 Six-Axis High-Speed Assembly and Handling Robot.” Internet: https://www.motoman.com/en-us/products/robots/industrial/assemblyhandling/gp-series/gp8, Dec 10, 2022 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ Tên: NGUYỄN TRỌNG NHÂN Ngày, tháng, năm sinh: 28/10/1997 Nơi sinh: KHÁNH HÒA Địa liên lạc: 273/32A Bàu Cát, phường 12, Q Tân Bình Q TRÌNH ĐÀO TẠO (2015 – 2019) : Sinh viên - Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh - Khoa: Cơ khí - Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện tử (2019 – 2022) : Học viên Cao học - Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh - Khoa: Cơ khí - Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện tử Q TRÌNH CƠNG TÁC (2019 – Hiện tại) : Kĩ sư Bảo trì & Cải tiến - Cơng ty AJINOMOTO VIETNAM (Biên Hòa)