Tự Động hóa sản xuất Ứng dụng tự Động hóa vào quy trình sản xuất nhựa tại công ty tnhh nhựa hòa tuấn

ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA VÀO QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHỰA TẠI CÔNG TY TNHH NHỰA HÒA TUẤN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TS

ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA

TỰ ĐỘNG HÓA SẢN XUẤT

ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA VÀO QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHỰA TẠI CÔNG TY

TNHH NHỰA HÒA TUẤN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS Ngô Quang Hiếu Nguyễn Xuân Tiên B2003533

Cần Thơ, Tháng 10/2024

lý chất lượng nghiêm ngặt nhằm tạo ra những sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế

Nhựa là một nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất đồ gia dụng đến linh kiện điện tử và vật liệu xây dựng Với sự phát triển của công nghệ, việc sản xuất nhựa ngày nay đã trở nên tiên tiến hơn, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và tối

ưu hóa quá trình sản xuất Tuy nhiên, để đảm bảo rằng sản phẩm nhựa luôn đáp ứng yêu cầu khắt khe về độ bền, an toàn và thẩm mỹ, các doanh nghiệp cần đầu tư vào công nghệ mới và duy trì quy trình sản xuất theo các tiêu chuẩn quốc tế

Công Ty TNHH Nhựa Hòa Tuấn đã và đang gặt hái nhiều thành công trên thị trường với các sản phẩm nổi bật như chai hủ nhựa, can nhựa, nắp vòi, khuôn nhựa mẫu,… và đặc biệt là các sản phẩm nhựa tái chế, đáp ứng xu hướng bảo vệ môi trường hiện nay Tuy nhiên, mặc dù công ty đã được trang bị các thiết bị hiện đại cùng dây chuyền tự động hóa tiên tiến, vấn đề bảo trì các thiết bị này vẫn đang là một thách thức lớn Khi xảy ra sự cố bất ngờ, cả quy trình sản xuất có thể bị gián đoạn, ảnh hưởng đến sản lượng và chất lượng sản phẩm

Chính vì vậy, chúng tôi đã xây dựng đề tài "Tìm hiểu các vấn đề khó khăn về dây chuyền sản xuất tự động hóa và đưa ra giải pháp cho Công Ty TNHH Nhựa Hòa Tuấn"

với mong muốn hỗ trợ công ty trong việc phát hiện các vấn đề về máy móc và quy trình sản xuất, từ đó đề xuất các giải pháp giúp công ty cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm

Đối tượng nghiên cứu: CÔNG TY TNHH NHỰA HÒA TUẤN và các máy móc, thiết bị liên quan trong dây chuyền sản xuất nhựa tại nhà máy của công ty

1.2 Mục tiêu cụ thể

- Hiểu được dây chuyền sản xuất của Công Ty TNHH Nhựa Hòa Tuấn

- Xác định những hạn chế quy trình, về máy móc thiết bị trong quá trình sản xuất

- Biết được dạng tự động hóa mà công ty đang sử dụng

- Đưa ra các giải pháp tối ưu khắc phục những hạn chế của doanh nghiệp

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Máy móc, thiết bị có liên quan trong dây chuyền sản xuất nhựa tại Công Ty TNHH Nhựa Hòa Tuấn

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Lựa chọn đề tài

- Tìm hiểu về công ty, hiện trạng về việc sử dụng máy móc, thiết bị

- Thu thập số liệu có liên quan

- Nghiên cứu quy trình hệ thống tự động hóa của công ty, đưa ra phương án cải tiến

- Kết luận

1.5 Nội dung

Nội dung chính gồm có 4 chương:

- Chương I : Giới thiệu

- Chương II : Giới thiệu công ty cổ phần XNK Sa Giang

- Chương III: Cải tiến quy trình công nghệ

- Chương IV: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU CÔNG TY

2.1 Giới thiệu chung về công ty

2.1.1 Vị trí địa lý của công ty

Tên gọi: Công Ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Nhựa Hòa Tuấn

Tên giao dịch: Hòa Tuấn Plastic Co., Ltd

Trụ sở chính của Công ty đặt tại:

Địa chỉ: Ấp 6, xã An Thạnh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An

Công Ty TNHH Nhựa Hòa Tuấn được thành lập vào năm 2012 tại TP.HCM, dựa trên

tiền thân là Công Ty TNHH SX TM và DV Hòa Tuấn Chúng tôi sản xuất các sản phẩm bao bì chai nhựa, hũ nhựa, lọ nhựa HDPE, Chuyên dùng và mẫu mã đa dạng trong các ngành hóa mỹ phẩm, hóa chất, tẩy rửa, nhớt,…

Trải qua quá trình nỗ lực và phấn đấu không ngừng nghỉ, Nhựa Hòa Tuấn từng bước cải

tiến chất lượng sản phẩm, cơ sở vật chất, máy móc thiết bị nhằm mang đến sự hài lòng tuyệt đối cho Quý khách hàng Ban Lãnh Đạo Công ty đã “khởi nghiệp” từ những bước đi nhỏ

nhất, cho đến mục tiêu xây dựng thương hiệu “Uy Tín – Chất Lượng – Niềm tin”

Nhựa Hòa Tuấn có hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất bao bì nhựa, đã và

đang tiếp tục khẳng định được vị thế của mình không chỉ trên toàn quốc mà còn xuất khẩu sang một số thị trường nước ngoài như Nhật, Campuchia,

Với phương châm hoạt động “Tất Cả Vì Lợi ích Khách Hàng”, Công Ty TNHH Nhựa

Hòa Tuấn tự tin đáp ứng tốt mọi yêu cầu của chủ đầu tư Cùng với sự phục vụ nhiệt tình, giá cả cạnh tranh, chất lượng ổn định, giao hàng đúng hẹn, Chúng tôi cam kết mang đến Quý đối tác sự hài lòng tuyệt đối

2.2 Các sản phẩm của công ty

- Can nhựa: can 1l vuông, can 2l vuông, can 4l 2 sọc, can 4l 8 sọc, can 4l bầu, can 4l tròn tắng, can 4l vuông, can 4l xả vải, can 5l 2 sọc, can 5l vuông, can nhớt 4l, can nhựa HDPE

- Chai hủ nhựa: chai 0-5l vuông, chai 1l lau sàn, chai 1l vuông, chai diệt mối, chai hóa chất tẩy rửa, chai hũ nhựa HDPE, chai keo 502 lớn, chai keo 502 nhỏ, chai nhớt, chai nhựa đựng chất tẩy rửa, chai nhựa đựng mỹ phẩm, chai nhựa HDPE 1 lít, chai nhựa hdpe nông dược, chai nhựa hdpe, chai nông dược 1l, chai nông dược 500ml, chai sữa tắm, chai tam giác, chai tẩy bút chì, chai tẩy cổ cong, chai tẩy hồng, chai tẩy javel, chai tẩy vệ sinh, chai thông cống, chai xả vải, chai xịt 500ml, chai xịt 700ml, chai xịt 750ml, hũ 100g, hũ 1kg, hũ 500g

2.3 Quy trình sản xuất, máy móc thiết bị

2.3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất

Hình 2.3 Quy trình sản xuất sản phẩm nhựa

* Thuyết minh quy trình

- Nguyên liệu đầu vào

• Hạt nhựa nguyên sinh: Nhựa PE, PP, PVC, PET, ABS, v.v

• Phụ gia: Màu sắc, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, chất chống tia UV, v.v

- Gia nhiệt và trộn nguyên liệu

• Gia nhiệt: Hạt nhựa được đưa vào máy đùn để gia nhiệt và làm chảy

• Trộn phụ gia: Các loại phụ gia được thêm vào và trộn đều với hạt nhựa để tạo ra hỗn hợp đồng nhất

Tạo hình sản phẩm

Làm nguội

và định hình

Gia công sau tạo hình

Kiểm tra chất lượng Đóng gói và

vận chuyển

- Gia công sau tạo hình

• Cắt gọt: Loại bỏ phần dư thừa, cắt sản phẩm thành các kích thước mong muốn

• Gia công bề mặt: Đánh bóng, in ấn, hoặc tráng phủ lên bề mặt sản phẩm

- Kiểm tra chất lượng

• Kiểm tra kích thước: Đo kích thước sản phẩm để đảm bảo đúng tiêu chuẩn

• Kiểm tra tính năng: Kiểm tra độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống tia UV, v.v

• Kiểm tra lỗi: Loại bỏ các sản phẩm bị lỗi trong quá trình sản xuất

- Đóng gói và vận chuyển

• Đóng gói: Sản phẩm đạt chất lượng sẽ được đóng gói theo quy cách

• Vận chuyển: Sản phẩm được vận chuyển đến kho hàng hoặc giao đến khách hàng

2.3.2 Thiết bị trong quy trình sản xuất sản phẩm nhựa

a) Máy trộn nguyên liệu (Mixer)

• Công đoạn: Gia nhiệt và trộn nguyên liệu

• Mục đích: Trộn đều hạt nhựa nguyên sinh với các phụ gia như màu sắc, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, v.v., để tạo ra hỗn hợp đồng nhất

Hình 2.4 Máy trộn nguyên liệu

b) Máy đùn nhựa (Extruder)

• Công đoạn: Gia nhiệt và tạo hình sản phẩm

• Mục đích: Gia nhiệt để làm chảy hạt nhựa và đùn ra hỗn hợp nhựa lỏng để đổ vào khuôn, tạo hình sản phẩm nhựa (như ống nhựa, tấm nhựa)

Hình 2.5 Máy đùn nhựa

c) Máy ép phun (Injection Molding Machine)

• Công đoạn: Tạo hình sản phẩm

• Mục đích: Ép phun nhựa lỏng vào khuôn để tạo hình sản phẩm phức tạp hoặc các chi tiết nhỏ

Hình 2.6 Máy ép phun

d) Máy làm nguội (Cooling Machine)

• Công đoạn: Làm nguội và định hình

• Mục đích: Làm nguội sản phẩm nhựa sau khi tạo hình, giúp sản phẩm giữ vững hình dạng và đạt được độ cứng cần thiết

Hình 2.7 Máy làm nguội

e) Máy cắt (Cutting Machine)

• Công đoạn: Gia công sau tạo hình

• Mục đích: Cắt sản phẩm thành các kích thước mong muốn và loại bỏ các phần dư thừa của sản phẩm sau khi tạo hình

Hình 2.8 Máy cắt

f) Máy đánh bóng (Polishing Machine)

• Công đoạn: Gia công bề mặt

• Mục đích: Đánh bóng bề mặt sản phẩm để tạo độ bóng, mịn và tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm

Hình 2.9 Máy đánh bóng

g) Máy in ấn (Printing Machine)

• Công đoạn: Gia công bề mặt

• Mục đích: In thông tin, logo, hoặc các chi tiết trang trí lên bề mặt sản phẩm nhựa

Hình 2.10 Máy in ấn

h) Máy kiểm tra kích thước (Measurement Machine)

• Công đoạn: Kiểm tra chất lượng

• Mục đích: Đo kích thước của sản phẩm để đảm bảo rằng chúng đạt đúng tiêu chuẩn kích thước đã đề ra

Hình 2.11 Máy kiểm tra kích thước

i) Máy kiểm tra tính năng (Testing Machine)

• Công đoạn: Kiểm tra chất lượng

• Mục đích: Kiểm tra các tính năng như độ bền, độ dẻo dai, khả năng chịu nhiệt và khả năng chống tia UV của sản phẩm

Hình 2.12 Máy kiểm tra tính năng

k) Máy đóng gói (Packing Machine)

• Công đoạn: Đóng gói và vận chuyển

• Mục đích: Đóng gói sản phẩm một cách an toàn và chắc chắn để vận chuyển đến kho hoặc khách hàng mà không gây hư hỏng sản phẩm

Hình 2.13 Máy đóng gói

2.4 Đánh giá nguồn lực của công ty

STT

Máy móc, thiết bị trong dây chuyền hiện tại

Số lượng máy (chiếc)

Số lượng nhân công (người/máy)

Thời gian gia công trên máy (phút)

1 Máy trộn nguyên liệu

Công ty Hòa Tuấn hiện đang sở hữu 21 máy móc và 12 nhân công, cho thấy quy mô sản

xuất trung bình với các công đoạn chính như trộn, đùn, ép phun, và đóng gói Thời gian gia

công tổng cộng cho mỗi chu kỳ là 285 phút, trong đó các máy ép phun và đùn nhựa có thời

gian gia công khá dài, có thể trở thành điểm nghẽn khi sản lượng tăng cao Số lượng nhân công hiện tại là hợp lý nhưng có thể gặp khó khăn nếu công việc quá tải Để nâng cao hiệu suất, công ty nên cân nhắc đầu tư thêm máy móc hiện đại và tự động hóa một số công đoạn

để giảm bớt sự phụ thuộc vào nhân công Ngoài ra, việc cải tiến quy trình quản lý sản xuất

và tối ưu hóa thời gian gia công cũng sẽ giúp công ty sẵn sàng cho việc mở rộng sản xuất

và tăng sản lượng trong tương lai

từ đó tăng công suất và đáp ứng nhanh hơn các đơn hàng lớn

Số lượng nhân công hiện tại của nhà máy là 12 người, phân bổ trung bình cho 21 máy móc, điều này có thể gây ra sự quá tải cho nhân viên nếu công suất sản xuất tăng mà không có thêm sự hỗ trợ từ các giải pháp tự động hóa Việc thiếu tự động hóa sẽ dẫn đến tình trạng công nhân phải chịu nhiều áp lực, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và sự bền vững của quy trình sản xuất Để giải quyết vấn đề này, nhà máy cần tăng cường đầu tư vào hệ thống

tự động hóa trong các công đoạn lặp lại và tốn nhiều sức lao động, đồng thời cải tiến quy trình quản lý sản xuất nhằm phân phối công việc hợp lý hơn, từ đó nâng cao hiệu quả và tối ưu hóa nguồn lực hiện có

3.2 Giải pháp

3.2.1 Các thiết bị, máy móc thay thế, cải tiến trong dây chuyền sản xuất

Để nâng cao hiệu suất và đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng tăng, nhà máy cần thực hiện các giải pháp cải tiến thiết bị và máy móc trong dây chuyền sản xuất Dưới đây là các thiết

bị và máy móc nên được thay thế hoặc cải tiến:

3.2.1.1 Máy ép phun (Injection Molding Machine)

• Giải pháp: Đầu tư vào các máy ép phun thế hệ mới với công nghệ tiên tiến hơn, có

khả năng xử lý nhanh hơn và hiệu quả hơn Các máy này có thể tích hợp hệ thống điều khiển tự động và cảm biến để giảm thời gian gia công và cải thiện độ chính xác

của sản phẩm ( Tên máy thay thế: Husky HyPET 500)

• Lợi ích: Giảm thời gian gia công, tăng sản lượng, và nâng cao chất lượng sản phẩm

với ít lỗi hơn

Hình 3.1 Máy ép phun công nghiệp Husky HyPET 500 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật máy ép phun công nghiệp Husky HyPET 500

Hệ thống điều khiển PLC và HMI tích hợp, cảm biến chính xác

Tính năng đặc biệt Công nghệ ép phun tiên tiến, điều chỉnh tự động, tiết

kiệm năng lượng

3.2.1.2 Máy đùn nhựa (Extruder)

• Giải pháp: Cải tiến máy đùn bằng cách thay thế các bộ phận cũ bằng các bộ phận

mới hơn có khả năng gia nhiệt đồng đều và kiểm soát nhiệt độ chính xác Sử dụng

máy đùn nhựa có công suất lớn hơn và khả năng xử lý đa dạng các loại nhựa (Tên máy thay thế: Battenfeld-Cincinnati Vario 60-40)

• Lợi ích: Tăng hiệu suất đùn, giảm thời gian làm việc và nâng cao khả năng sản xuất các sản phẩm với chất lượng đồng nhất

Hình 3.2 Máy đùn nhựa Battenfeld-Cincinnati Vario 60-40 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật máy đùn nhựa Battenfeld-Cincinnati Vario 60-40

Hệ thống gia nhiệt Đối lưu và kiểm soát nhiệt độ chính xác

Tính năng đặc biệt Gia nhiệt đồng đều, hiệu suất cao cho nhiều loại

nhựa

3.2.1.3 Máy trộn nguyên liệu (Mixer)

• Giải pháp: Đầu tư vào máy trộn nguyên liệu tự động với hệ thống điều chỉnh và

kiểm soát chính xác hơn Sử dụng máy trộn có khả năng trộn nhanh và đồng đều,

giúp cải thiện quá trình chuẩn bị nguyên liệu (Tên máy thay thế: Lödige Ploughshare® Mixer)

• Lợi ích: Tăng cường tính đồng nhất của hỗn hợp nguyên liệu, giảm thời gian chuẩn

bị và cải thiện hiệu suất của các công đoạn tiếp theo

Hình 3.3 Máy trộn nguyên liệu Lödige Ploughshare® Mixer

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật máy trộn nguyên liệu Lödige Ploughshare® Mixer

Lödige Ploughshare® Mixer

3.2.1.4 Máy làm nguội (Cooling Machine)

• Giải pháp: Thay thế máy làm nguội hiện tại bằng các thiết bị làm nguội hiệu suất

cao hơn, có khả năng làm mát nhanh và đồng đều hơn Cân nhắc việc tích hợp hệ

thống làm lạnh bằng nước tuần hoàn hoặc khí nén (Tên máy thay thế: Frigel F4)

• Lợi ích: Rút ngắn thời gian làm nguội, tăng tốc độ sản xuất và đảm bảo chất lượng

Tốc độ lưu lượng (Flow Rate) 2000 lít/giờ

Tính năng đặc biệt Điều chỉnh nhiệt độ chính xác, giảm thời gian làm

nguội

3.2.1.5 Máy cắt (Cutting Machine)

• Giải pháp: Cải tiến máy cắt bằng cách trang bị các lưỡi cắt sắc hơn và hệ thống tự

động hóa để tăng tốc độ cắt và giảm thiểu sai sót (Tên máy thay thế: KUKA Cutting System)

• Lợi ích: Tăng cường độ chính xác và tốc độ cắt, giảm thiểu phế phẩm và nâng cao

chất lượng sản phẩm cuối cùng

Hình 3.5 Máy cắt KUKA Cutting System Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật máy cắt KUKA Cutting System

KUKA Cutting System

Chiều dài cắt tối đa (Cutting

Độ chính xác cắt (Cutting

Tính năng đặc biệt Hệ thống tự động hóa với điều khiển chính xác,

cắt nhiều loại vật liệu

3.1.2.6 Hệ thống tự động hóa và điều khiển:

• Giải pháp: Đầu tư vào hệ thống tự động hóa và điều khiển tích hợp cho toàn bộ dây

chuyền sản xuất Sử dụng công nghệ IoT (Internet of Things) để theo dõi và điều

chỉnh quy trình sản xuất theo thời gian thực (Tên máy thay thế: Siemens Simatic S7-1500)

• Lợi ích: Tăng cường khả năng quản lý và giám sát quy trình, giảm sự phụ thuộc vào nhân công và cải thiện hiệu suất tổng thể của dây chuyền

Hình 3.6 Hệ thống tự động hóa và điều khiển Siemens Simatic S7-1500 Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật hệ thống tự động hóa và điều khiển Siemens Simatic S7-1500

Siemens Simatic S7-1500

Số lượng đầu vào/ra

Tính năng đặc biệt Điều khiển và giám sát theo thời gian thực, tích hợp IoT

cho quản lý từ xa

3.3 Sử dụng phần mềm quản lý bảo trì

Để tối ưu hóa quy trình sản xuất và đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả, việc triển khai

phần mềm quản lý bảo trì (CMMS - Computerized Maintenance Management System)

là một giải pháp cần thiết Phần mềm này sẽ giúp quản lý và giám sát tình trạng bảo trì của máy móc, thiết bị trong dây chuyền sản xuất, đồng thời cải thiện khả năng dự đoán và phòng ngừa hỏng hóc Dưới đây là các lợi ích chính và tính năng của việc sử dụng phần mềm quản

lý bảo trì:

3.3.1 Quản lý lịch bảo trì định kỳ

• Giải pháp: Phần mềm CMMS cho phép thiết lập lịch trình bảo trì định kỳ cho từng thiết bị Hệ thống sẽ tự động nhắc nhở khi đến thời hạn bảo trì, giúp đảm bảo rằng các máy móc được kiểm tra và bảo dưỡng đúng thời điểm, tránh tình trạng gián đoạn sản xuất

• Lợi ích: Tăng tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí sửa chữa khẩn cấp, và hạn chế sự cố phát sinh do thiếu bảo trì

3.3.2 Theo dõi tình trạng và hiệu suất thiết bị

• Giải pháp: Phần mềm cung cấp công cụ để theo dõi tình trạng hoạt động và hiệu suất của từng thiết bị theo thời gian thực Bằng cách sử dụng các cảm biến kết nối với phần mềm, nhà quản lý có thể theo dõi các chỉ số quan trọng như nhiệt độ, áp suất,

và độ rung để phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn

• Lợi ích: Giúp phát hiện sự cố trước khi chúng trở thành vấn đề lớn, từ đó tránh hỏng hóc và giảm thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch

3.3.3 Quản lý phụ tùng thay thế và tồn kho

• Giải pháp: Phần mềm CMMS có khả năng theo dõi lượng phụ tùng thay thế và các linh kiện trong kho, từ đó đảm bảo rằng nhà máy luôn có đủ phụ tùng sẵn sàng cho các thiết bị khi cần Khi mức tồn kho xuống thấp, hệ thống sẽ tự động thông báo hoặc đặt hàng bổ sung

• Lợi ích: Tránh tình trạng thiếu hụt phụ tùng khi cần thay thế, giảm thiểu thời gian chờ đợi và đảm bảo dây chuyền sản xuất không bị gián đoạn

3.3.4 Quản lý công việc và phân công nhân sự bảo trì

• Giải pháp: Phần mềm CMMS giúp tự động hóa quy trình phân công công việc bảo trì cho nhân viên Dựa trên lịch bảo trì và tình trạng của thiết bị, phần mềm sẽ phân

bổ nhiệm vụ cho các kỹ thuật viên một cách hợp lý, đảm bảo rằng công việc được hoàn thành đúng thời hạn