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 NGHIỆPĐề 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

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ

PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN

HỌC PHẦN: THIẾT KẾ MẶT BẰNG HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Đề số: 16

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:

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

2.1.1 Đặc điểm các dây truyền chiết rót và đóng chai2.1.2 Các thiết bị trong dây truyền chiết rót và đóng chai2.1.3 Qui trình chiết rót và đóng chai

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

2.2.1 Xác định thông tin về sản phẩm2.2.2 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.2.3Bố 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 bằng2.3.3 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 bằng2.5Xây 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

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,

[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 NẬỚ 1

1.Tên chủ đêề 1

2.Hoạt động của sinh viên: 1

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

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

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

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

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

M c L cụụ 2

L I M ĐẦẦUỜỞ 4

CHƯƠNG 1 5

T NG QUAN VỀẦ DẦY CHUYỀẦN CHIỀẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAIỔ 5

1.1Đ c đi m các dây chuyêền chiêết rót và đóng chaiặể 5

1.2 Quy trình chiêết rót và đóng chai 6

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

CHƯƠNG 2 17

HO CH Đ NH M T BẰẰNG CHO DÂY CHUYẾẰNẠỊẶ 17

CHIẾẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI 17

2.1 Xác đ nh thông tn vêề s n ph m ịảẩ 17

2.2 Đánh giá qui trình s n xuâếtả 17

2.3 Kêế ho ch điêều đ quá trình chiêết rót và đóng chaiạộ 18

2.4 Phân tch dòng di chuy n c a s n ph m trong m t bằềngểủ ảẩặ 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.ựảệ ữộậả 20

3.3 Tính toán di n tch và không gian gi a các b ph nệữộậ 26

3.4Xây d ng m t bằềng t ng th cho dâyựặổể truyêền 31

CHƯƠNG 4 32

MÔ HÌNH HOÁ MÔ PH NG H THÔẾNGỎỆ 32

M T BẰẰNG THIẾẾT KẾẾẶ 32

L I M ĐẦẦUỜỞ

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 và thực tế Cùng với sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Hữu Phấn cho tới nay đã hoàn thành những yêu cầu của đề tài Đó là nghiên cứu thiết kế phân xưởng xử lý nước uống đóng 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 thực hiện em không tránh khỏi những sai sót kính mong quý thầy cô trong hội đồng thi chỉ 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 TuấnPhùng Sinh Hữu

Nguyễn Đoàn Thành An

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG CHAI 1.1 Đ c đi m quy trình dây chuyềền chiềết rót và đóng chaiặể

Trong xã hội xưa, khi cuộc sống còn tự cung tự cấp, con người đã biết sử dụng các 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 rất lớn 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 chaiị

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 động24 vòi chiết rót

Máy đóng nắp siết nắp chai pet tự động9 đầu đóng nắt siết chặt

Máy rút màng co hơi nước 12 kw3 bộ

Hình 1.3.5 Máy thổi khô chai, lon

Thông số Kĩ thuật:

Bộ máy thổi gồmĐế đỡ+ Motor+ đầu thổi+ puly motor+ puly đầu thổi+ dây đai truyền động + carte che dây đai

Số vòng quay đầu thổi18.000 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

Phụ gia(0a) sẽ trộn ở máy(1) rồi qua máy lọc(2) rồi dừng lại ở thùng chứ(3) Còn chai thủy tinh(0b) sẽ được rửa(4) rồi phân loại ở máy(5), loại bỏ những chai hỏng, qua tiệt trùng máy(6) Sau đó bơm phụ gia ở máy(7), chuyển qua đồng hóa(8), tiệt trùng(9) Chúng sẽ dự trữ ở buffer(10) rồi qua khâu đóng gói, sản phẩm được đóng nắp(11), in nhãn(12) để khử trùng(13) rồi tích trữ lại ở Drain(14)

Đánh giá hệ thống sản xuất :

-Sử dụng dòng vật liệu di chuyển trong nhà máy thành hình chứ U để tiếtkiệm 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 ịảẩ

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 xuâếtả

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 trường

Dây 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 chaiạộ

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

Việc xác định năng suất đầu vào yêu cầu nhằm đáp ứng như cầu hay đầu ra phụ thuộc vào tỉ lệ thất thoát trên các hoạt động sản xuất và các các thức bố trí hay quy trình công nghệ của hệ thống Đối với hệ thống nối tiếp như Hình 2.3, năng suất đầu vào bộ phận đầu tiên của hệ thống sẽ được xác định theo biểu thức và minh họa tính toán như Bảng 2.3.2.

Bảng 2.3.2 Thông tin thất thoát dự tính

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 Dòngdi 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 ựảệ ữộậtrình 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

X Cần đặt xa nhau – Undesirable

Ta tiến hành đánh giá quan hệ cho 4 bộ phận tại hệ thống chiết rót đóng chai thủy tinh: 1 Kho, 2 Hệ thống, 3 Kiểm tra, 4 Xuất hàng.

Có 15 cặp quan hệ cần đánh giá Số lượng mối quan hệ X và A không được vượt quá 5% tổng số các mối quan hệ Không quá 10% cho thang E, không quá 15% cho I và không quá 20% cho O, cần ít nhất 50% mối quan hệ được đánh giá là U.

Bảng 2.5.1: Số lượng mối quan hệ

Hình 2.5.1 Ma trận mối quan hệ bộ phận

Ma trận mối quan hệ bộ phận sẽ giúp ta thấy được phần quan trọng nhất của nhà máy và có thể nhận thấy những khu vực nào sẽ phụ thuộc lẫn nhau trong sản xuất

- Cơ sở xây dựng giản đồ dựa trên giả thiết sự gần kề khía cạnh hình học để thỏa mãn các mối quan hệ giữa chú Ma trận quan hệ giữa các bộ phận Mục tiêu của giản đồ là mô tả khía cạnh không gian mối tương quan giữa các bộ phận

Hình 2.5.2 Giản đồ mối quan hệ giữa các bộ phận

CHƯƠNG 3

BỐ TRÍ MẶT BẰNG DÂY CHUYỀNCHIẾT 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 chức khoa học Mặt bằng theo quy trình có sự tương hỗ giữa các máy hay các trạm làm việc có cùng 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.

- Phục vụ nơi làm việc:

+ Luôn sửa chữa, bảo dưỡng máy móc theo định kỳ, cung ứng đầy đủ, kịp thời nguyên vật liệu, bán thành phẩm…

+ Các nơi làm việc có các tài liệu kỹ thuật và tư liệu sản xuất cần thiết

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 nệữộậ

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

BộDiệnDòng di chuyển giữa các bộ phận