Hệ thống sản xuất tích hợp máy tính CIM

Hiện nay, khái niệm hệ thống sản xuất tích hợp máy tính CIM đã không còn xa lạ với nhiều doanh nghiệp Việt Nam, đặc biệt là trong lĩnh vực cơ khí. CIM đã được các trường đại học, cao đẳng trên cả nước đưa vào chương trình đào tạo.

Tuy vậy, ở nước ta, việc xây dựng được một hệ thống CIM hoàn thiện trong thực tế chỉ tập trung ở một vài doanh nghiệp lớn và tốn khá nhiều chi phí vốn đầu tư ban đầu. Chính vì vậy nhiều cá nhân và các doanh nghiệp chưa thể nắm bắt được về hệ thống CIM là gì một cách đúng nghĩa và những hiệu quả CIM mang lại. Bài viết xin được tóm tắt qua về những nội dung này.

Hệ thống CIM là gì?

CIM (Computer Integrated Manufaturing) là hệ thống sản xuất tự động sử dụng máy tính để điều khiển tất cả các quá trình sản xuất. Việc tích hợp này cho phép từng công đoạn đơn lẻ có thể trao đổi thông tin với nhau trong toàn bộ hệ thống.

Dưới đây là ví dụ đơn giản về hệ thống CIM. Trong một nhà máy cơ khí, các công đoạn không thể thiếu được là thiết kế, lập kế hoạch sản xuất, gia công, kiểm tra, lắp ráp, kho nguyên liệu, kho thành phẩm, vận chuyển giữa từng công đoạn, mua hàng. Với việc áp dụng hệ thống CIM, các công đoạn này đều được điều khiển tự động bằng máy tính hoặc thực hiện dưới sự hỗ trợ của máy tính.

Cụ thể, trong công đoạn thiết kế, dưới sự hỗ trợ của các phần mềm thiết kế như Solidword, Catia, AutoCAD,… các nhân viên của nhà máy sẽ xây dựng được hệ thống bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết, bản vẽ gia công của từng chi tiết, linh kiện. Sau đó việc lập kế hoạch sản xuất dựa trên bản vẽ thiết kế bao gồm trình tự gia công, thời gian gia công, lượng nguyên liệu cần sử dụng sẽ được xây dựng tự động dưới sự kiểm tra của con người. Các thông tin này sẽ được chuyển tới các bộ phận kho, các máy gia công và hệ thống vận chuyển. Tiếp theo, hệ thống sản xuất sẽ được chạy tự động hoàn toàn, phôi từ kho được vận chuyển tới các máy gia công, việc gá, tháo phôi sẽ được thực hiện bằng hệ thống cánh tay robot. Các máy gia công đều được điều khiển tự động theo các lệnh và thông số theo công đoạn thiết kế và lập kế hoạch sản xuất. Sau quá trình gia công, các linh kiện được chuyển sang bộ phận tự động kiểm tra độ chính xác. Cuối cùng, sản phẩm được chuyển về kho thành phẩm.

Có thể thấy, hệ thống CIM bao gồm nhiều hệ thống nhỏ gộp thành một hệ thống lớn hơn nhờ sự trao đổi thông tin với máy chủ để tạo thành một mạng thông tin thực tế ảo.

Hiệu quả và thách thức

Hiệu quả dễ nhận thấy nhất mà hệ thống CIM mang lại:

• Giảm thời gian sản xuất: Với việc vận hành toàn bộ bằng hệ thống máy tính, khoảng thời gian dành cho việc thiết kế, lập kế hoạch, trao đổi thông tin giữa các bộ phận, vận chuyển sẽ hoàn toàn được giảm xuống mức tối thiểu. Từ đó chu kỳ sản xuất một sản phẩm sẽ được giảm đi, với lượng thời gian tương đương, năng suất lao động của cả dây truyền sẽ tăng lên. • Giảm lỗi trong sản xuất: Việc vận hành tự động sử dụng các hệ thống Robot và không có sự tham gia của con người sẽ giúp cho giảm những lỗi do sai thao tác, sai quy trình, sai thông số, sai nguyên liệu,… • Giảm thiểu lượng nguyên liệu và thành phẩm tồn kho: Việc lên kế hoạch sản xuất chi tiết tới từng phút và việc trao đổi thông tin nhanh chóng giữa các bộ phân giúp cho lượng nguyên liệu trong kho luôn ở mức tối thiểu phục vụ đủ cho quá trình sản xuất; sản phẩm sau khi hoàn thành được thông báo luôn tới đơn vị giao hàng. • Chi phí vận hành rẻ: Việc không sử dụng con người sẽ giúp làm giảm giá thành khi vận hành toàn bộ dây truyền. Tuy vậy, việc sử dụng hệ thống CIM cũng có những thách thức không nhỏ: • Vốn đầu tư: Thách thức đầu tiên và dễ thấy nhất của một doanh nghiệp khi đầu tư hệ thống CIM đó là vốn. Việc đầu tư nguyên một dây chuyền sẽ tốn một số vốn rất rất lớn so với dây truyền được vận hành bởi con người. Tuy vậy khoảng thời gian hồi vốn sẽ không dài do chi phí vận hành rẻ hơn. • Công tác bảo trì, sửa chữa: Thách thức thứ hai trong quá trình vận hành đó là công tác bảo trì. Với hệ thống được vận hành hoàn toàn bằng máy tính với các cánh tay robot hoạt động, đội ngũ nhân viên bảo trì phải có chuyên môn vô cùng tốt để đảm bảo duy trì được hệ thống hoạt động ổn định, không có sự cố xảy ra.

Ngoài lĩnh vực cơ khí, hệ thống CIM còn được ứng dụng trong rất nhiều các ngành khác như chế biến thực phẩm, hóa chất, … Trong thời gian tới với sự phát triển của công nghệ, hệ thống CIM sẽ được ứng dụng nhiều hơn trong các quá trình sản xuất.

Văn phòng NSCL tổng hợp