Thiết kế mặt bằng hệ thống công nghiệpđề tài thiết kế mặt bằng dây chuyền chiết rót và đóng chai hiện đại cho sản phẩm chai thuỷ tinh

Sản phẩm Thuyết minh:Trình bày các nội dung công việc đạt được ở mục 2, kèm sơ đồ và hình ảnh minh họa,… thể hiện trên khổ giấy A4 với số trang từ 30 - 40 trang. Bản vẽ kỹ thuật-Sơ đồ

THIẾT KẾ MẶT BẰNG HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP

Đề tài: Thiết kế mặt bằng dây chuyền chiết rót và đóng chai hiện đại cho sản phẩm chai thuỷ tinh

Hà Nội – 2023

Giáo viên hướng dẫn: PGS Nguyễn Hữu Phấn

KHOA CƠ KHÍ

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên lớp: 20222ME6072001 Khóa: 15

Điều kiện: - Số lượng: 500.000 sản phẩm/tháng

- Trạng thái làm việc của dây truyền: Thực hiện 3 ca/ngày.

2 Hoạt động của sinh viên:

2.1 Tổng quan về dây truyền chiết rót và đóng chai (L4.1)

2.1.1 Đặc điểm các dây truyền chiết rót và đóng chai

2.1.2 Các thiết bị trong dây truyền chiết rót và đóng chai

2.1.3 Qui trình chiết rót và đóng chai

2.2 Hoạch định mặt bằng cho dây truyền chiết rót và đóng chai (L4.2)

2.2.1 Xác định thông tin về sản phẩm

2.2.2 Đánh giá qui trình sản xuất

2.2.3 Kế hoạch điều độ quá trình chiết rót và đóng chai

2.2.4 Phân tích dòng di chuyển của sản phẩm trong mặt bằng

2.2.5 Tính toán và xây dựng giản đồ quan hệ giữa các bộ phận trong qui trình sản xuất 2.3 Bố trí mặt bằng dây truyền chiết rót và đóng chai (L4.2)

2.3.1 Tính toán và bố trí các bộ phận trong mặt bằng

2.3.2 Tính toán và xác định khoảng các giữa các bộ phận trong mặt bằng

2.3.3 Tính toán diện tích và không gian giữa các bộ phận.

2.3.4 Xây dựng mặt bằng tổng thể cho dây truyền

2.4.1 Xác định các điều kiện mô phỏng

2.4.2 Đánh giá và phân tích phương án thiết kế mặt bằng

2.5 Xây dựng qui trình thiết kế mặt bằng hệ thống (L4.2)

3 Sản phẩm

 Thuyết minh:

Trình bày các nội dung công việc đạt được ở mục 2, kèm sơ đồ và hình ảnh minh họa,

… thể hiện trên khổ giấy A4 với số trang từ 30 - 40 trang.

 Bản vẽ kỹ thuật

- Sơ đồ qui trình thiết kế mặt bằng (A4)

- Giản đồ quan hệ giữa các bộ phận

- Bản vẽ mặt bằng dây truyền chiết rót và đóng chai (A3)

- Biểu đồ phân tích mô phỏng (nếu có)

Ghi chú: Các bản vẽ được trình bày theo tiêu chuẩn Việt Nam đối với bản vẽ công nghệ

HỌC LIỆU THỰC HIỆN BÀI TẬP LỚN

[1] Lê Ngọc Quỳnh Lam, Thiết kế vị trí và mặt bằng hệ thống công nghiệp, 2013 [2] Sunderesh, S.Heragu, Facilities Design, Third Edition, Taylor & Francis Group, 2008

[3] Jame A.Tompkins, John A.White, Yavuz A.Bozer, J.M.A.Tanchoco,

Facilities Planning, Fourth Edition, John Wiley & Sons, Inc, 2010.

[4] Dileep R.Sule, Mamufacturing Facilities: Location, Planning, and Design,

Third Edition, Taylor & Francis Group, LLC, 2008.

Mục Lục

PHIẾẾU GIAO BÀI T P L N Ậ Ớ 1

1 Tên chủ đêề 1

2 Hoạt động của sinh viên: 1

2.1 Tổng quan về dây truyền chiết rót và đóng chai (L4.1) 1

2.2 Hoạch định mặt bằng cho dây truyền chiết rót và đóng chai (L4.2) 1

2.3 Bố trí mặt bằng dây truyền chiết rót và đóng chai (L4.2) 1

2.4 Mô hình hóa mô phỏng hệ thống mặt bằng thiết kế (L.4.3) 1

2.5 Xây dựng qui trình thiết kế mặt bằng hệ thống (L4.2) 1

M c L c ụ ụ 2

L I M ĐẦẦU Ờ Ở 4

CH ƯƠ NG 1 5

T NG QUAN VỀẦ DẦY CHUYỀẦN CHIỀẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI Ổ 5

1.1 Đ c đi m các dây chuyêền chiêết rót và đóng chai ặ ể 5

1.2 Quy trình chiêết rót và đóng chai 6

1.3 Các thiêết b trong dây chuyêền chiêết rót và đóng chai ị 7

CH ƯƠ NG 2 17

HO CH Đ NH M T BẰẰNG CHO DÂY CHUYẾẰN Ạ Ị Ặ 17

CHIẾẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI 17

2.1 Xác đ nh thông tn vêề s n ph m ị ả ẩ 17

2.2 Đánh giá qui trình s n xuâết ả 17

2.3 Kêế ho ch điêều đ quá trình chiêết rót và đóng chai ạ ộ 18

2.4 Phân tch dòng di chuy n c a s n ph m trong m t bằềng ể ủ ả ẩ ặ 19

2.5 Tính toán và xây d ng gi n đôề quan h gi a các b ph n trong qui trình s n xuâết ự ả ệ ữ ộ ậ ả 20

CH ƯƠ NG 3 23

BỐẾ TRÍ M T BẰẦNG DẦY CHUYỀẦN Ặ 23

CHIỀẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI 23

3.1 Tính toán và bố trí các bộ phận trong mặt bằng 23

3.2 Tính toán và xác đ nh k ị ho ng cách gi a các khu v c: ả ữ ự 25

3.3 Tính toán di n tch và không gian gi a các b ph n ệ ữ ộ ậ 26

3.4 Xây d ng m t bằềng t ng th cho dây ự ặ ổ ể truyêền 31

CH ƯƠ NG 4 32

MÔ HÌNH HOÁ MÔ PH NG H THÔẾNG Ỏ Ệ 32

M T BẰẰNG THIẾẾT KẾẾ Ặ 32

L I M ĐẦẦU Ờ Ở

Trong thời gian thực hiện đề tài với nội dụng nghiên cứu, thiết kế phân xưởng

xử lý nước uống đóng chai, em đã cố gắng vận dụng những kiến thức trên trường vàthực tế Cùng với sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Hữu Phấn cho tới nay đã hoàn thànhnhững yêu cầu của đề tài Đó là nghiên cứu thiết kế phân xưởng xử lý nước uốngđóng chai đạt độ chính xác và hoạt động tốt

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Phấn đã tận tình chỉ bảo và giúp

đỡ em hoàn thành đồ án môn học Do kiến thức còn hạn chế trong quá trình thựchiện em không tránh khỏi những sai sót kính mong quý thầy cô trong hội đồng thichỉ dẫn, cho qua và giúp đỡ em Em rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn

để nội dụng đề tài này càng thêm hoàn thiện

Sinh viên thực hiện

Ngô Quang Tuấn Phùng Sinh Hữu Nguyễn Đoàn Thành An

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI1.1 Đ c đi m quy trình dây chuyềền chiềết rót và đóng chai ặ ể

Trong xã hội xưa, khi cuộc sống còn tự cung tự cấp, con người đã biết sử dụngcác vật dụng đơn giản như chum vại, hủ sành, sứ để sang chiết, đóng gói và lưu giữ các loại đồ uống phục vụ cho cuộc sống của họ

Xã hội ngày càng phát triển, cuộc sống của con người càng càng được nâng cao Không chỉ đơn thuần là những đồ uống thiết yếu nữa, nhu cầu về sức khỏe, làm đẹp, vui chơi giải trí v.v… ngày càng được con người quan tâm và chú trọng hơn

Theo qui luật phát triển của xã hội, khi nhu cầu tăng lên, buộc phải có những nguồn cung để đáp ứng cho sự cân bằng và phát triển đó Các ngành nghề khoa học, nghiên cứu, sản xuất kinh doanh lần lượt ra đời theo các cơ chế khác nhau và phát triển phù hợp theo từng gia đoạn lịch sử của xã hội

Bởi lẻ đó, những dây chuyền chiết rót lần lượt ra đời đã đóng góp một phần rấtlớn và không thể thiếu trong nền sản xuất kinh doanh hiện nay Điều đó cho thấy vai trò rất quan trọng của công ghệ dây chuyền chiết rót trong xã hội hiện đại

Hiện nay, máy chiết rót định lượng được chia làm 3 phương pháp chính, bao gồm: Định lượng bằng bình định mức, định lượng bằng cách chiết tới mức cố định và định lượng bằng cách chiết theo thời gian

1.2 Quy trình chiềết rót và đóng chai

1.3 Các thiềết b trong dây chuyềền chiềết rót và đóng chai ị

Hình 1.3.1 Hệ thống lọc nước RO

 Công suất lọc: 10000l/h.

 Công suất điện năng tiêu thụ: 4.05Kw

 Điện áp đầu vào: 220V/50Hz.

 Số lượng màng RO: 12 màng 4040 khe hở 0.0001µm.

 Bơm chính: bơm trục đứng 2,2Kw 6 bơm phụ 1,1Kw và 0,75Kw

 Hệ thống diệt khuẩn: Đèn UV 12 gallons/phút.

 Cột lọc: chất liệu Composite.

Áp suất thùng chứa cacbon và nước ngọt 005:008

Hình 1.3.3 Máy cấp chai tự động vào băng tải khí

Thông số Kĩ thuật:

Thông số chai phù hợp 50 – 120mm; Chiều cao: 150 – 350mm

Kích thước tổng thể 2450 x 2250 x 2340mm

Hình 1.3.4 Máy tráng rửa, chiết rót và vặn nắp chai 3 trong 1

Thông số Kĩ thuật:

Máy súc rửa chai pet tự động 24 vòi rửa

Máy chiết rót chai pet tự động 24 vòi chiết rót

Máy đóng nắp siết nắp chai pet tự động 9 đầu đóng nắt siết chặt

Máy rút màng co hơi nước 12 kw 3 bộ

Hình 1.3.5 Máy thổi khô chai, lon

Thông số Kĩ thuật:

Bộ máy thổi gồm Đế đỡ+ Motor+ đầu thổi+ puly motor+

puly đầu thổi+ dây đai truyền động + carte che dây đai

Số vòng quay đầu thổi 18.000 vòng / phút

Tỉ số truyền giữa pully motor và pully đầu

thổi

Đế đỡ+ Motor+ đầu thổi+ puly motor+ puly đầu thổi+ dây đai truyền động + carte che dây đai.

lá xếp

Hình 1.3.8 Hệ thống bằng tải gom chai

Hình 1.3.9 Hệ thống kiểm tra và phụ trợ đóng gói

Hình 1 1.10 Sơ đồ hệ thống sản xuất phương án Bảng 1 1.1 Bảng chú thích hình 1.3

Đánh giá hệ thống sản xuất :

- Sử dụng dòng vật liệu di chuyển trong nhà máy thành hình chứ U để tiết kiệm diện tích nhà máy, cũng như tối ưu hóa dòng vật liệu di chuyển.

- Phần loại hoa quả ngay từ khâu đầu vào chọn lựa , lựa chọn những loại máy tốt hơn trong khâu rửa để tránh làm hỏng hoa quả trước khi đưa vào trộn pha chế.

- Điều chính tốc độ làm đầy phù hợp với hệ thống để giảm tỷ lệ sản phẩm tràn

ra ngoài khi triết rót.

- Thêm máy buffer vào giữa khâu điều chế phụ gia, và khâu triết rót để những sản phẩm sau khi hoàn thành công đoạn trước có thể chờ đợi ở đó trước khi được đưa vào giai đoạn tiếp theo.

 Ưu điểm hệ thống :

- Hệ thống tiên tiến , áp dụng nhiều chế độ hiện đại

- Số lượng sản phẩm đạt được có kết quả cao

- Đảm bảo về mặt an toàn lao động cao

- Kiểm soát được độ tắc nghiẽn và thời gian hoạt động cụ thể của từng máy trong hệ thống

- Trình độ công nhân chỉ cần mức độ phổ thông

- Khối lượng công nhân ít

 Nhược điểm hệ thống :

- Hệ thống thiếu linh hoạt chỉ phố trong sản xuất hàng loạt

- Giá thành sản xuất cao

- Chi phí bảo trì,bảo dưỡng định kì cao

 Kết luận :

Hệ thống đạt độ tiên tiến cao ,dễ dàng quản lý , an toàn cho người lao động

và cho lại kết quả sản phẩm cao phù hợp với sản xuất hàng loạt với khối lượng thành phẩm cao và liên tục

CHƯƠNG 2 HOẠCH ĐỊNH MẶT BẰNG CHO DÂY CHUYỀN

CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI 2.1 Xác đ nh thông tin vềề s n ph m ị ả ẩ

Hình 2.1.1 Nước đóng chai thủy tinh

 Tên sản phẩm: Nước đóng chai thủy tinh

 Chủng loại: nước uống đóng chai

 Thể tích : 0.5 lít

 Nước ngọt được sản xuất và chai có thể tích 0.5 lít

 Giá: 10.000VNĐ/chai

 Ứng dụng: giải khát , bù nước ,…

2.2 Đánh giá qui trình s n xuâết ả

Dây chuyền sản xuất chiết rót nước ngọt có chức năng mạnh mẽ và linh hoạt,

có thể sử dụng để chiết rót và đóng chai kín nhiều loại chất lỏng và chai lọ Nó cũng có thể sử dụng để rót nóng các loại đồ uống như đồ uống trà, đồ uống cà phê, đồ uống sữa đậu nành và đồ uống nước ép trái cây Việc sử dụng dây chuyền sản xuất nước giải khát

có lợi thế lớn Các điểm chính như sau:

Đầu tiên, dây chuyền sản xuất nước giải khát cung cấp dây chuyền sản xuất chiết rót tuyệt vời, ổn định và đáng tin cậy cho nghành sản xuất

Thứ hai, giảm lãng phí vật liệu và tiểt kiệm chi phí trong sản xuất quy mô lớn

Thứ ba, theo quy trình sản xuất để kiểm soát lập trình, hiệu quả sản xuất cao

Thứ tư, quy trình sản xuất ít gây ô nhiễm môi trườngDây chuyền sản xuất chiết rót đang phát triển theo hướng cơ điện tử nhằm thực hiện sản xuất chiết rót tốc độ cao, chất lượng cao, độ chính xác cao và nâng cao hiệu quả sản xuất của doanh nghiệp

2.3 Kềế ho ch điềều đ quá trình chiềết rót và đóng chai ạ ộ

Thông thường , một nhà máy sẽ sản xuất nhiều chủng loại chi tiết hay nhiều loại sản phẩm Một kết quả dự báo minh họa với nhiều chủng loại sản phẩm hay dịch vụ được thể hiện:

Bảng 2.3.1 Dự báo nhu cầu cho các loại nước ngọt

Bảng 2.3.2 Thông tin thất thoát dự tính

3 2

1 máy/người

End – To – End Dòng di chuyển nhỏ sẽ xuất hiện giữa các trạm làm việc Đồng thời chúng xuất hiện giữa các trạm làm việc và lối đi trong bộ phận chức năng Ta có mô hình dòng di chuyển cho mô trạm làm việc 1 máy/người (End – To – End)

Lối đi

Hoạch định dòng di chuyển giữa các bộ phận chức năng, thường được sử sử dụng để đánh giá dòng di chuyển trong mặt bằng hay đánh giá tính tốt của mặt bằng Thông thường, dòng di chuyển là sự kết hợp của các mô hình dòng di chuyển theo chiều ngang và cần xem xét đến đầu vào và đầu ra của hệ thống Ta có dòng di chuyển cơ bản giữa các bộ phận trong dây chuyền chiết rót và đóng chai.

Hoạch định dòng di chuyển hiệu quả cần kết hợp các dòng di chuyển như

đã đề cập, xác định lối đi hợp lý để thực hiện quá trình di chuyển từ đầu đến cuối Bằng cách cực đại hóa số đường di chuyển trực tiếp, giảm dòng di chuyển và cực tiểu hóa chi phí dòng di chuyển chúng ta có thể đạt dòng di chuyển hiệu quả Dòng

di chuyển trực tiếp là dòng di chuyển không bị dán đoạn khi thực hiện quá trình từ đầu đến cuối.

Đường di chuyển không bị gián đoạn

Đường di chuyển bị gián đoạn

Khi hoạch định dòng di chuyển, cần chú ý một số qui tắc như cực tiểu hóa các dòng di chuyển bằng cách loại bỏ các hoạt động không cần thiết, kết hợp các hoạt động lại với nhau hay cực tiểu hoá các đường di chuyển nhiều hướng, phức tạp.

Trong thiết kế mặt bằng, dòng di chuyển đóng vai trò quan trọng và nhà thiết

kế cần nắm rõ cũng như mô tả chi tiết đúng.

2.5 Tính toán và xây d ng gi n đôề quan h gi a các b ph n trong qui ự ả ệ ữ ộ ậ trình s n xuâết ả

đánh giá mối quan hệ gần kề giữa các bộ phận Có 6 mức độ đánh giá:

A Tuyệt đối cần thiết - Absolutely necessary

E Đặc biệt quan trọng - Especially important

I Quan trọng - Important

O Nên đặt gần nhau - Ordinary closeness

Bảng 2.5.1: Số lượng mối quan hệ

Hình 2.5.2 Giản đồ mối quan hệ giữa các bộ phận

CHƯƠNG 3

BỐ TRÍ MẶT BẰNG DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI

3.1 Tính toán và bố trí các bộ phận trong mặt bằng

Mặt bằng hệ thống dây chuyền triết rót chai thủy tinh là tập hợp các khu vực xử lí tổ chứckhoa học Mặt bằng theo quy trình có sự tương hỗ giữa các máy hay các trạm làm việc cócùng chức năng ở mức cao

Hình 3.1.1 Sơ đồ bố trí mặt bằng

* Tổ chức lao động khoa học trong hệ thống

- Trang bị nơi làm việc là phải được bảo đảm cho nơi là việc đầy đủ các thiết bị cần thiết:

+ Trang bị máy móc, các thiết bị phù hợp trình độ chuyên môn

+ Trang bị thiết bị phụ như: tủ, hòm, hộp để các vật liệu, phế liệu, các thiết

bị khác…

+ Đôn đốc kiểm tra việc chấp hành nội quy và sử dụng các trang bị được giao tại mỗi nơi làm việc

- Bố trí nơi làm việc hợp lý, khoa học:

+ Máy móc và các trang thiết bị đặt trong vị trí thuận lợi về chiều ngang, chiều rộng và chiều cao thuận lợi cho người lao động sử dụng

+ Bố trí sắp xếp, phân loại từng dụng cụ, trang bị công nghệ khoa học và

+ Rút ngắn những khoảng cách đi lại mà người công nhân làm việc, bảo đảm vệ sinh làm việc, luôn sắp đặt đồ đạc ngăn lắp và gọn gàng.

(x2*,y2* ) = (11, 10) Với giá trị hàm mục tiêu hay khoảng cách lớn nhất đến bất kỳ các bộ phận là: C5/2= 11

Hay nói cách khác, tất cả các điểm nằm trên đoạn thẳng liên kết 2 điểm (11, 10) và (11, 10) có khoảng cách lớn nhất để đi đến các bộ phận khác là 11 đơn vị

Bảng 3.1 Tần suất di chuyển giữa các bộ phận

3.3 Tính toán di n tích và không gian gi a các b ph n ệ ữ ộ ậ

Sau khi có được khoảng cách giữa các khu vực nhóm 16 có được những thông tin sau:

- Kiểm tra => Kệ chứa hàng = 20m

- Kệ chứa hàng => Khu đóng gói = 15m

- Khu đóng gói => Khu xuất hàng = 10m

Bộ Diện Dòng di chuyển giữa các bộ phận

Tổng khoảng cách di chuyển của cả nhà máy : 150

STT Tên khu Quy trình dòng vật liệu

1 Hành Chính Vào kho – hành chính

2 Kho lưu trữ Hành chính – lưu trữ

3 Nhân viên Lưu trư – nhân viên

Bảng 3.3.3 Xử lý số liệu

Kết quả nhóm chi tiết và giải thuật trực tiếp:

Trọng số nhị phân được gán cho các cột và trọng số thập phân tương ứng của các hàng được tính và thể hiện như bảng 3.4 Bảng 3.5 thể hiện thứ tự sắp xếp lại theo hàng, trọng số nhị phân được gán cho các hàng và trọng số thập phân được tính cho các cột Giải thuật tính toán được lặp lại qua các bảng 3.6, bảng 3.7 và khi

đó sẽ không còn bất kỳ sự thay đổi nào Quá trình sắp xếp theo nhóm được dừng lại và bước tiếp theo là bố trí các nhóm trên mặt bằng được quyết định.

Bảng 3.3.4 Ma trận nhà máy – Sản phẩm từ các trọng số ban đầu Máy

Sản phẩm

Bố trí mặt bằng hợp lý sẽ giúp tránh lãng phí về thời gian, nhân lực, vật tư hay nguồnlực trong di chuyển từ bộ phận này sang bộ khác Có bốn hình thức bố trí mặt bằng cơ bản là: mặt bằng theo sản phẩm, mặt bằng theo quy trình, mặt bằng theo nhóm công nghệ, và mặt bằng hỗn hợp Nhóm lựa chọn thiết kế mặt theo sản phẩm để phù hợp với quy trình hàn với 3 chi tiết riêng biệt như

Kiểu bố trí mặt bằng theo sản phẩm sẽ giúp dòng di chuyển nhịp nhàng, theo trình

tự Bên cạnh đó, còn nâng cao năng suất làm việc, chi phí nâng chuyển thấp Đặc biệt, sử dụng mặt bố trí theo sản phẩm còn giảm tồn kho thành phẩm một cách thấp nhất.

Vật liệu được đi vào từ cửa số 0, được dự trữ trong khu nhập hàng (1), trước khi được đưa vào khu sản xuất sẽ được sắp xếp ở kệ chứa hang (5) Sau khi thành phẩm đượcsản xuất xong sẽ được kiểm tra lại khu kiểm tra&7) rồi cũng được lưu kho tại kệ tồn kho (5) rồi sẽ được chuyển qua khu xuất hang (3) chờ đơn hang để xuất đi ra ở của xuất hàng (9) Dòng di chuyển vật liệu ở đây sẽ có dáng đường hình chữ U Ở giữa được bố trí khu hành chính văn phòng (2) và phòng làm việc (4)

Hình 3.4.1 Sơ đồ bố trí mặt bằng hệ thống chiết rót chai thủy tinh