Gặp gỡ tác giả sáng kiến: Thiết kế và chế tạo xe AGV

Anh Nguyễn Hoàng Khôi – một kỹ sư đã gắn bó với Công ty CP Bóng đèn Phích nước Rạng Đông trên 20 năm, hiện đang là Trưởng ngành Công nghệ phụ trợ, Xưởng LED – Điện tử & Thiết bị chiếu sáng. Không chỉ giữ vai trò đề xuất, tổ chức các chương trình tự động hóa trong xưởng, anh Khôi còn có rất nhiều sáng kiến, cải tiến và chế tạo ra những dây chuyền sản xuất bán tự động, những cụm máy tự động thay thế sức người, những dây chuyền thiết bị không có trên thị trường để giảm thao tác thủ công, sức người nhằm tăng năng suất lao động. Kể để như: dây chuyền lắp ráp bộ đèn M26, dây chuyền lắp ráp bộ đèn M36, dây chuyền lắp ráp downlight, máy cắm dây điện vào mạch nguồn… Nhiều dây chuyền năng suất lao động tăng đến 200%, 300%.

Luôn học hỏi, tìm kiếm cái mới để ứng dụng vào công việc, để sáng tạo, anh Khôi cùng nhóm anh em kỹ sư đã đề xuất với lãnh đạo Công ty dự án chế tạo xe AGV chuyên cung cấp vật tư tới các công đoạn sản xuất và đã được chấp thuận. Đến tháng 12/2019, chiếc xe đầu tiên đã được đưa vào áp dụng trên mặt bằng sản xuất. Tuy nhiên, phiên bản đầu tiên vẫn còn nhiều hạn chế - lúc này xe chạy vẫn bằng hệ thống điều khiển local (tức là ra lệnh cho xe chạy bằng các nút bấm không dây gắn trên xe hay các trạm nhận vật tư)… và để sản phẩm hoàn thiện hơn, Công ty CP Bóng đèn Phích nước Rạng Đông đã ký hợp tác nghiên cứu với Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội để nâng cấp xe AGV và đến tháng 3/2021 hệ thống 3 xe AGV cung cấp nguyên vật liệu cho 4 dây chuyền sản xuất đã được hoàn thiện.

Đội ngũ kỹ sư thiết kế và chế tạo xe AGV dựa trên nguyên lý đọc tín hiệu từ trường của các tape từ, được dán trên bề mặt xưởng máy bằng các cảm biến, sau đó các bộ điều khiển PLC, MCU sẽ tính toán và thực hiện các lệnh điều khiển tốc độ động cơ giúp cho AGV có thể di chuyển tiến lùi, rẽ trái, rẽ phải hoặc dừng lại một cách linh hoạt. Xe có tính năng phát hiện người, vật cản, dừng khẩn cấp, tránh nhau giữa các xe, tải lên tới 300kg. Xe AGV sử dụng công nghệ kết nối điều khiển (LORA, RFID…) và tích hợp các thuật toán vận hành, giao tiếp thông quan phần mềm.

Phần mềm quản lý, điều hành các xe tự động: căn cứ kế hoạch sản xuất, lệnh sản xuất được đưa ra cho dây chuyền, hệ thống AGV nhận lệnh và được cài đặt sẵn thẻ Kanban về lịch cung ứng vật tư ra các chạm trên dây chuyền. Hệ thống điều khiển xe di chuyển theo đúng lịch, đồng thời quản lý giám sát được hành trình của xe, định vị vị trí, cảnh báo lỗi, thông tin về xe như: pin, sự cố, va chạm...

Cùng với đó là chế tạo bộ ghép nối với hệ thống điều khiển xe Forklift tự hành, được điều khiển và quản lý bằng phần mềm, vận chuyển sản phẩm về khu vực tập kết. Phần mềm giám sát các ô trống hoặc có hàng trong khu vực với nguyên lý như sau:

- Các cảm biến tại khu vực tập kết đưa về PLC truyền thông Modbus với bộ chuyển đổi RS485 đến wifi

- Các nút Call tại dây chuyền đưa về PLC truyền thông Modbus với bộ chuyển đổi RS485 đến wifi

- Phần mềm điều khiển, giám sát được toàn bộ khu vực chứa pallet hàng thành phẩm cũng như tình trạng hoạt động và trạng thái của xe, có thể quản lý thông tin sản phẩm đầu vào và đầu ra tại khu vực theo thời gian thực và xuất báo cáo.

Hệ thống cung cấp nguyên vật liệu và vận chuyển sản phẩm tự động bằng xe tự hành AGV đã giảm được 4 người vận chuyển vật tư, sản phẩm cho 1 mặt bằng 4 dây chuyền. Đảm bảo an toàn hơn trong vận chuyển cho cả con người và sản phẩm. Nhưng quan trọng hơn, từ việc nghiên cứu, chế tạo hệ thống xe tự hành AGV đã giúp cho đội ngũ kỹ sư Rạng Đông làm chủ công nghệ chế tạo xe tự hành, thay thế cho nhập khẩu, tiết kiệm chi phí hơn 900 triệu đồng so với việc mua mới thiết bị. Đây là tiền đề, là nền móng cho việc xây dựng hệ thống lớn tại mặt bằng nhà máy mới công nghệ cao trên Láng Hòa Lạc. Đồng thời hệ thống kết nối tự động theo chiều ngang giữa các quá trình, góp phần thực hiện chiến lược chuyển đổi số công ty.

Ngồi nhớ lại giai đoạn triển khai, anh Khôi xúc động chia sẻ: chúng tôi đã vượt qua bao khó khăn, nhưng chúng tôi ko đơn độc, lãnh đạo xưởng, lãnh đạo công ty luôn kịp thời động viên, khích lệ và tạo điều kiện cho chúng tôi làm việc, sáng tạo, học hỏi. Thực hiện trên cơ sở hạ tầng cũ xây dựng từ năm 1961, việc bố trí layout đường đi của xe, cài đặt chương trình cho xe tránh nhau, đường giao nhau… phải làm đi làm lại nhiều lần mới ra được phương án tối ưu. Rồi 4 dây chuyền sản xuất của chúng tôi là 4 dây chuyền đa năng, 1 dây chuyền có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm, trong 1 ngày cũng sản xuất nhiều loại, thay đổi thường xuyên. Điều đó đồng nghĩa với rất nhiều loại vật tư, tần suất cung cấp mỗi loại vật tư khác nhau, đến vị trí khác nhau với số lượng khác nhau. Việc lập trình chương trình vận hành tự động cung cấp vật tư ra 4 dây chuyền trở thành 1 bài toán lớn và khá là khó. Say mê làm việc đến nỗi có những hôm chúng tôi làm quên thời gian, lúc nhìn lên thì đồng hồ đã gần nửa đêm. Hàng ngày, bác Tổng Giám đốc, anh Quản đốc xưởng đều xuống hỏi thăm, động viên chúng tôi từ sớm. Một sự quan tâm không hề nhỏ. Và dự án đưa sáng kiến vào thực tế đã thành công.

Sáng kiến thiết kế và chế tạo xe AGV cung cấp nguyên vật liệu và vận chuyển sản phẩm tự động bằng xe tự hành AGV đã được công ty vinh danh khen thưởng sáng kiến xuất sắc cấp công ty ngày 24/4/2021, tại lễ kỷ niệm 60 năm thành lập công ty, 57 năm ngày Bác Hồ về thăm công ty. Được tôn vinh lại trong 1 ngày vô cùng trọng đại, chúng tôi cảm thấy vô cùng xúc động, tự hào và tràn đầy động lực, nhiệt huyết để tiếp tục cống hiến, tiếp tục sáng tạo không ngừng nghỉ, cùng công ty phát triển nhanh và bền vững, phát triển bằng khoa học - công nghệ/đổi mới sáng tạo và bằng sự tử tế.

Hệ thống cung cấp nguyên vật liệu bằng xe tự hành AGV đã được triển khai mở rộng sang khu vực sản xuất số 2 và đang tiếp tục thực hiện cho khu vực sản xuất số 3, dự kiến sẽ hoàn thành trong năm nay.