Xu hướng phát triển của Thiết kế, Chế tạo cơ khí và Tự động hóa

Mối liên kết giữa thiết kế, chế tạo cơ khí và tự động hóa

Sự xuất hiện của thiết kế và chế tạo cơ khí và tự động hóa đã phá vỡ hình thức sản xuất truyền thống. Bằng cách phát triển các công nghệ tiên tiến, ứng dụng vào sản xuất, chúng đã thúc đẩy sự phát triển của tự động hóa, góp phần nâng cao trình độ sản xuất, hiệu quả sản xuất và thúc đẩy sự phát triển của doanh nghiệp.

Trong quá trình phát triển hiện đại, thiết kế, chế tạo cơ khí đã ứng dụng công nghệ tự động hóa để sáng tạo ra những máy móc, thiết bị tự động hóa phục vụ sản xuất. Có thể nói, thiết kế và chế tạo cơ khí là nguồn gốc của tự động hóa.

Ngược lại tự động hóa cũng tác động rất lớn tới thiết kế và chế tạo cơ khí.

• Nâng cao trình độ thiết kế, chế tạo cơ khí.
• Mở rộng quy mô và phạm vi sản xuất.
• Đảm bảo chất lượng sản phẩm và trình độ sản xuất.
• Giảm đầu vào của nhân lực, vật lực và nguồn lực tài chính.

Công nghệ tự động hóa giúp máy móc tránh được sai sót của con người, tăng tốc hiệu quả thiết kế và đảm bảo độ chính xác của thiết kế sản xuất. Do đó, trong quá trình phát triển trong tương lai, thiết kế & sản xuất cơ khí và tự động hóa sẽ được cải thiện hơn nữa. Sự đổi mới trong quá trình thiết kế sản phẩm, tính ứng dụng và tối ưu hóa lập trình được cải thiện. Từ đó thúc đẩy cải tiến thiết kế và chế tạo cơ khí.

Ngoài ra, nó cũng có lợi cho việc cải thiện tính ổn định của thiết kế và chế tạo cơ khí:

Ứng dụng công nghệ tự động hóa giúp loại bỏ nhiều nguy cơ tiềm ẩn hơn trong thiết kế và chế tạo cơ khí. Với việc nâng cao mức độ tự động hoá, thiết kế và chế tạo cơ khí dần có xu hướng phát triển theo hướng tự động hoá, có thể sử dụng máy tính để hoàn thiện thiết kế và chế tạo, làm giảm đầu tư vào nhân lực, nâng cao hiệu quả sản xuất chế tạo cơ khí đảm bảo tiến độ sản xuất cơ khí suôn sẻ và an toàn. Tính ổn định đã được cải thiện đáng kể. Đồng thời, hạn chế tối đa sự cố hệ thống trong khâu sản xuất, một khi hệ thống gặp sự cố bất thường sẽ tự động theo dõi, kịp thời phát báo động và ngắt công tắc để giảm tổn thất.

Hiện trạng thiết kế và chế tạo cơ khí và tự động hóa

1 Thiếu nguồn nhân lực tự động hóa

Với sự tiến bộ của tự động hóa máy móc, nếu muốn phát triển, cần phải căn cứ vào những khiếm khuyết hiện tại, đề ra các biện pháp và phương pháp khả thi để giải quyết vấn đề. Tự động hóa cơ khí liên quan chặt chẽ đến hệ thống điều khiển của con người và máy móc. Đồng thời đòi hỏi kỹ năng chuyên môn cao như hỗ trợ lập trình, thiết kế hệ thống…

So với các nước phát triển như Mỹ, Đức, Nhật…, tự động hóa ở nước ta đang có khoảng cách không nhỏ. Tốc độ phát triển tự động hóa ở các nước phát triển ngày càng nhanh. Với đầy đủ thiết bị công nghệ nghiên cứu, đội ngũ nhân viên của họ đưa ra những sản phẩm tiên tiến hơn trong phát triển sản phẩm và điều khiển tự động hóa, và họ luôn không ngừng tiến bộ.

Đồng thời với việc nâng cao chất lượng của sản phẩm bằng những ứng dụng công nghệ đặt ra yêu cầu cao hơn về trình độ chuyên môn của nhân sự, các doanh nghiệp đang phải đối mặt với việc đào tạo nhân lực chậm và khó khăn. Hiện nay nhân lực ngành tự động hóa đang bị tụt hậu so với tốc độ phát triển tự động hóa. Điều này có tác động rất lớn đến tiến trình và sự phát triển của tự động hóa.

2 Sự thiếu hợp tác giữa thiết kế cơ khí và tự động hóa.

Dựa trên các thuộc tính, thiết kế cơ khí và tự động hóa phát triển cùng nhau. Tuy nhiên, theo giai đoạn phát triển hiện nay, công nghệ tự động hóa phát triển như vũ bão, còn thiết kế cơ khí thì phát triển chậm chạm dẫn đến hiện tượng tách lớp. Thiết kế cơ khí cần được phát triển đồng bộ với tự động hóa và phối hợp với nhau. Sự không cân đối khiến quá trình phát triển chung bị ảnh hưởng: sản phẩm tự động hóa không được như mong đợi hoặc chưa được tối ưu hóa.

3 Hệ thống máy móc lạc hậu và bước đi chậm chạp

Có hàng chục nghìn doanh nghiệp sản xuất trong nước nhưng chưa tới một nửa đầu tư vào sản xuất tự động hóa. Doanh nghiệp có thế mạnh toàn diện thì năng lực R&D cao hơn; một số doanh nghiệp vừa và nhỏ rất khó để đạt được nghiên cứu kỹ thuật do các hạn chế khác nhau. Kết quả là, có sự khác biệt lớn về công nghệ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của tự động hóa.

Mặt khác, để tối đa hóa lợi ích kinh tế, các doanh nghiệp ít chú trọng tới việc cập nhật máy móc cơ khí chế tạo và thiết bị tự động hóa công nghệ mới. Đối với nhiều doanh nghiệp, chỉ cần máy vẫn hoạt động được thì không cần đổi. Điều này làm giảm hiệu quả hoạt động và ảnh hưởng tới sự phát triển của tự động hóa. Vấn đề này nước ta cần học hỏi các nước phát triển. Hay gần hơn là các doanh nghiệp FDI tại Việt Nam. Chú ý tới việc ứng dụng các hệ thống cơ khí tự động hóa, phát triển đa dạng thiết bị để thúc đẩy sản xuất.

4 Đầu tư máy tự động hóa là điều tất yếu

Tiến sĩ Trịnh Thu Nga, Phó Viện trưởng Viện Khoa học – Lao động và Xã hội (Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội) cho biết, hiện có tới 94% doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài tại Việt Nam đã tăng cường ứng dụng công nghệ mới và tự động hóa để phục vụ cho mở rộng sản xuất, kinh doanh. Ngoài ra, trước tình hình dịch Covid-19, việc doanh nghiệp đầu tư máy móc công nghệ hiện đại, giảm nhân công truyền thống, thủ công cũng là điều tất yếu để bảo vệ hệ thống sản xuất.

Tuy nhiên, theo Tiến sĩ Nguyễn Quân, Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam nhận định rằng lĩnh vực tự động hóa ở Việt Nam đang ở trình độ thấp và mức độ rất hạn chế, các thiết bị tự động, dây chuyền sản xuất tự động và robot hầu hết đều nhập khẩu.

Về phía các doanh nghiệp Việt Nam, với trình độ công nghệ còn thấp, sản xuất thủ công vẫn chiếm tỉ lệ lớn thì nhu cầu về tự động hóa các dây chuyền sản xuất không bức bách. Những doanh nghiệp khi buộc phải đầu tư cho tự động hóa thì thường nhập khẩu thiết bị và công nghệ ở nước ngoài. Họ chỉ cần giải quyết nhu cầu trước mắt, không quan tâm đầu tư cho nghiên cứu hoặc ứng dụng máy móc sản xuất trong nước.

Nhưng việc đầu tư thiết bị tự động hóa từ nước ngoài, khi phát sinh vấn đề doanh nghiệp sẽ bị động. Việc hỗ trợ bảo trì sửa chữa, thay thế hay nâng cấp mở rộng dây chuyền sản xuất sẽ khó khăn hơn.

Trình độ Thiết kế chế tạo cơ khí và phát triển tự động hóa của doanh nghiệp Việt

Theo ông L.H.C – Tổng giám đốc công ty Cổ phần Năng Lực Việt (VCC) cho biết, chỉ sau 2 năm thành lập (2012), công ty đã thành lập bộ phận R&D để tự nghiên cứu và phát triển các sản phẩm tự động hóa thương hiệu VCC. Việc nâng cao trình độ thiết kế và chế tạo cơ khí tự động hóa là điều tất yếu để phát triển tự động hóa trong nước, nâng tầm năng lực Việt.

Nhờ hướng đi đúng đắn, Năng Lực Việt đã tạo dựng được niềm tin, trở thành đối tác uy tín của nhiều doanh nghiệp FDI trong nước, đặc biệt là các doanh nghiệp Nhật Bản.

Nâng cao trình độ thiết kế tự động hóa

Tự động hóa cơ khí được hỗ trợ bởi một nền tảng kỹ thuật nhất định để nâng cao trình độ thiết kế tự động hóa, từ đó thúc đẩy sự phát triển của tự động hóa. Mục tiêu đào tạo của ngành thiết kế, chế tạo cơ khí và tự động hóa là đào tạo nhân viên kỹ thuật trở thành các kỹ sư:

• Có khả năng ứng dụng về thiết kế và chế tạo cơ khí
• Có khả năng tham gia vào nghiên cứu và phát triển khoa học, nghiên cứu ứng dụng và quản lý vận hành thiết bị công nghiệp tự động hóa.

Thứ nhất, trau dồi thêm nguồn nhân lực chuyên nghiệp, sự phát triển nhanh chóng của cơ khí tự động hóa đòi hỏi sự hỗ trợ của nguồn nhân lực liên tục. Vì vậy, phải tăng cường đào tạo nhân tài, nâng cao trình độ lý luận chuyên môn và trình độ công nghệ tiên tiến của đội ngũ cán bộ kỹ thuật, thích ứng với công nghệ tiên tiến hơn, phát huy tốt hơn nữa tiến độ cơ khí tự động hóa của nước ta.

Thứ hai, tăng cường nghiên cứu lý thuyết. Các công nghệ cao cấp cần nghiên cứu lý thuyết để hỗ trợ. Do đó, các kỹ thuật viên nên học các lý thuyết cơ bản về thiết kế và chế tạo cơ khí, công nghệ vi điện tử, công nghệ xử lý thông tin và các kiến ​​thức lý thuyết khác, đồng thời đầu tư vào đào tạo kỹ sư cơ khí để nâng cao năng lực thiết kế cơ khí, chế tạo, điều khiển thiết bị và quản lý tổ chức sản xuất.

Thứ ba, kỹ thuật viên đổi mới ý tưởng, kết hợp lý thuyết và thực hành trong quá trình thiết kế cơ khí, từ đó đổi mới khái niệm sản phẩm và chất lượng sản phẩm trong thiết kế và chế tạo cơ khí. Đừng bao giờ thiết kế một sản phẩm không có tác dụng thực tế.

Nâng cao trình độ chế tạo máy móc

Chế tạo máy móc tự động cần có công nghệ tiên tiến và bảo trì toàn diện. Sự chuyển đổi của phát triển tự động hóa không thể tách rời sự hỗ trợ của các công nghệ cốt lõi. Cải tiến thiết bị tự động hóa sẽ giúp tiết kiệm đầu vào kinh tế và mức độ sản xuất.

Thứ hai, nâng cao trình độ chế tạo máy bằng việc lấy nghiên cứu phát triển độc lập làm nòng cốt, để thiết kế ra những sản phẩm thiết bị phù hợp với sự phát triển của đất nước mình.

Xu hướng phát triển của thiết kế và chế tạo cơ khí và tự động hóa

Trong thời đại của khoa học công nghệ, sản xuất công nghiệp ngày càng gắn chặt với tự động hóa. Muốn phát triển sản xuất phải tận dụng khoa học công nghệ. Tự động hóa sản xuất máy móc hiện đại giúp giảm đầu vào của nguồn nhân lực và tiết kiệm nguồn lao động.

Thứ nhất, hướng bảo vệ môi trường và bền vững

Sản xuất công nghiệp có vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội nhưng cũng có tác động to lớn đến môi trường sinh thái, phá hủy cân bằng sinh thái, mang lại nhiều bất lợi cho cuộc sống của con người. Về vấn đề này, trong thế kỷ 21, khi nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường và sinh thái tăng lên, việc thiết kế và chế tạo máy công nghiệp và tự động hóa sẽ phát triển theo hướng bảo vệ môi trường. Đồng thời, đó cũng là cách duy nhất để đạt được các mục tiêu chiến lược bền vững. Tự động hóa thiết kế và sản xuất cơ khí tích hợp các khái niệm lành mạnh và xanh để bảo vệ môi trường sinh thái nhiều nhất có thể, giảm tiêu thụ năng lượng và sản xuất các sản phẩm tiên tiến phù hợp hơn với điều kiện quốc gia.

Thứ hai, thiết kế và sản xuất máy móc và tự động hóa theo xu hướng thuận tiện cho người dùng

Trong tương lai, ngành thiết kế, chế tạo cơ khí và tự động hóa sẽ phát triển theo xu hướng cuộc sống, sản phẩm gần gũi hơn với phong cách sống, tạo điều kiện thuận tiện cho cuộc sống của con người. Thiết kế và chế tạo cơ khí không chỉ đáp ứng nhu cầu sản xuất mà còn mang lại sự tiện lợi cho con người.

Thứ ba, máy tự động thông minh

Trong thời đại thông tin, các sản phẩm thông minh đã được sử dụng rộng rãi. Trong thiết kế và chế tạo cơ khí và tự động hóa, trí thông minh cũng là xu hướng phát triển chính trong tương lai, việc tích hợp công nghệ CAD/CAM/CNC và trí tuệ nhân tạo đã nâng cao chất lượng sản phẩm. Với sự trợ giúp của công nghệ máy tính, vai trò của thiết kế và chế tạo cơ khí được đảm bảo phát huy hết tác dụng, kế hoạch liên tục được tối ưu hóa và ứng dụng hợp lý một cách khoa học.

Thứ tư, ảo hóa

Theo nhiều bài phân tích về sự phát triển của sản xuất công nghiệp, việc thiết kế sản phẩm của một số doanh nghiệp cơ khí vẫn dựa vào bản vẽ thủ công để tiến hành phân tích sản phẩm. Sản xuất hàng loạt chỉ có thể tiến hành sau khi kiểm tra sản xuất mẫu. Điều này không chỉ tốn nhiều thời gian hơn mà còn đòi hỏi nguồn nhân lực, vật lực cao, kinh tế đầu tư lớn, chất lượng không đảm bảo. Trong môi trường thông tin, thời đại đất nhân tạo đã qua, để đáp ứng sự phát triển công nghệ của ngành chế tạo máy móc và tối đa hóa lợi ích kinh tế thì việc phát triển ảo hóa là cấp thiết. Việc vẽ với sự trợ giúp của công nghệ máy tính, hình thức, chức năng và thuộc tính của sản phẩm được mô phỏng, đảm bảo độ chính xác của sản phẩm.

Thứ năm, nhiều mô hình phát triển

Thiết kế và chế tạo cơ khí và tự động hóa tích hợp nhiều chế độ hệ thống, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao trình độ thiết kế và chế tạo cơ khí và tự động hóa.

Do đó, việc phát triển thiết kế, chế tạo cơ khí đa phương thức và tự động hóa cũng là xu hướng phát triển chủ đạo trong tương lai, ví dụ như việc chuyển đổi phương thức sản xuất cho phép các doanh nghiệp sản xuất cơ khí đạt được mô đun hóa, tối ưu hóa mô đun hóa cho phép doanh nghiệp sản xuất có hệ thống hơn, tiết kiệm vật liệu và hỗ trợ chi phí; và cũng giúp việc bảo trì sản phẩm sau này được thuận tiện.