Từ ý tưởng đến hệ thống hoàn chỉnh
Dự án bắt đầu từ tháng 2/2024, xuất phát từ mong muốn cải tiến quy trình sản xuất vốn còn phụ thuộc nhiều vào lao động thủ công. Các thành viên nhóm nghiên cứu – vốn theo học ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông và Công nghệ kỹ thuật máy tính – đã phải tự tìm hiểu các cơ cấu cơ khí phổ biến, đồng thời tham quan thực tế tại các nhà máy để hoàn thiện ý tưởng thiết kế.
Sau gần một năm nghiên cứu, nhóm đã chế tạo thành công hệ thống cấp phôi tự động gồm bốn phần chính:
1. Bộ phận cấp phôi,
2. Bộ phận chuyển phôi,
3. Bộ phận thu gom và phân loại,
4. Cơ cấu di chuyển tấm giá đỡ từ khu vực cấp sang khu vực lấy phôi.
Trong vận hành, phôi được đặt vào giá đỡ, tự động đưa vào máy laser. Sau khi cắt xong, sản phẩm được chuyển vào kho chứa, đồng thời giá đỡ cũ được thay thế bằng giá mới. Toàn bộ quá trình diễn ra khép kín, giảm đáng kể sự can thiệp thủ công.
Giảm thời gian thao tác, tăng hiệu quả sản xuất
Đôn Mạnh Phóng – Trưởng nhóm thiết kế – cho biết: “Trong sản xuất hiện đại, độ chính xác, tốc độ và sự linh hoạt là yếu tố cốt lõi. Máy laser kết hợp hệ thống cấp phôi tự động sẽ mang lại lợi ích vượt trội cho nhiều ngành công nghiệp. Nhóm chúng tôi mong muốn tạo ra một hệ thống tự động hoàn toàn, giúp giảm thời gian thao tác của công nhân”.
Kết quả thực nghiệm cho thấy, thời gian thao tác của công nhân giảm từ 15 giây xuống còn 10 giây cho mỗi sản phẩm.
Mặc dù chênh lệch chỉ 5 giây, nhưng với dây chuyền sản xuất hàng nghìn sản phẩm mỗi ngày, con số này tạo ra giá trị lớn về năng suất, đồng thời giảm áp lực lao động lặp đi lặp lại cho công nhân.
Điểm nổi bật của hệ thống là khả năng tích hợp trí tuệ nhân tạo trong khâu kiểm tra chất lượng.
Ứng dụng AI vào kiểm tra lỗi sản phẩm
Một điểm nổi bật của hệ thống là khả năng tích hợp trí tuệ nhân tạo trong khâu kiểm tra chất lượng. Thay vì kiểm tra thủ công ở giai đoạn cuối, nhóm đã ứng dụng thị giác máy tính để phát hiện lỗi ngay trong quá trình sản xuất.
Cơ chế hoạt động gồm: camera chụp ảnh sản phẩm → thuật toán xử lý ảnh phân tích dữ liệu → hệ thống xác định sản phẩm đạt chuẩn hay không. Sau khi được huấn luyện, AI có thể tự động phát hiện lỗi và điều khiển cơ cấu phân loại.
Theo nhóm nghiên cứu, cách làm này giúp giảm đáng kể chi phí nhân công, rút ngắn thời gian kiểm tra, đồng thời nâng cao tính tự động hóa toàn dây chuyền. “Thay vì mất nhiều nhân lực kiểm tra thủ công, AI có thể nhận diện lỗi liên tục và chính xác, giúp doanh nghiệp giảm lãng phí và tăng độ tin cậy” – nhóm cho biết.
Những cải tiến cơ khí thông minh
Không chỉ ứng dụng AI, nhóm còn chú trọng cải tiến cấu trúc cơ khí nhằm tối ưu độ bền và tính ổn định:
• Băng tải xích được lựa chọn thay thế cho băng tải thông thường, giúp tăng tuổi thọ và hạn chế trượt, kẹt phôi.
• Giá đỡ phôi được thiết kế đặc biệt, bảo đảm phôi cố định trong quá trình di chuyển, hạn chế sai lệch khi đưa vào máy laser.
• Kho chứa sản phẩm thông minh có khả năng lưu trữ tới 40 chồng sản phẩm hoàn chỉnh. Khi kho đầy, toàn bộ chồng sản phẩm sẽ được tự động đẩy ra pallet để xe tự hành vận chuyển, không cần con người can thiệp.
Nhờ vậy, hệ thống không chỉ giải quyết khâu cấp phôi, mà còn tối ưu hóa cả quy trình lưu trữ và vận chuyển sản phẩm sau gia công.
Giải Nhất cuộc thi Thiết kế máy tự động hóa 2025
Với những sáng tạo và tính ứng dụng cao, hệ thống cấp phôi tự động cho máy laser của nhóm sinh viên HaUI đã xuất sắc giành giải Nhất cuộc thi Thiết kế máy tự động hóa 2025, do MISUMI Việt Nam tổ chức.
Theo ban giám khảo, một trong những điểm khác biệt giúp nhóm chiến thắng là việc tạo ra hệ thống hoàn toàn tự động – công nhân chỉ cần sắp xếp phôi vào giá, còn lại máy tự vận hành. Việc tích hợp kiểm tra lỗi bằng AI ngay từ đầu dây chuyền cũng là một ưu thế nổi bật, giúp loại bỏ sản phẩm lỗi sớm, tránh lãng phí thời gian và nguyên liệu.
Ngoài ra, thiết kế kho chứa thông minh và tính toán đến khâu vận chuyển bằng xe tự hành cho thấy nhóm không chỉ dừng ở việc thiết kế một máy đơn lẻ, mà đã tư duy theo hướng xây dựng chuỗi sản xuất tự động khép kín.
Bước đệm cho khởi nghiệp và nghiên cứu ứng dụng
Dự án không chỉ là một bài tập lớn trong trường đại học, mà còn được đánh giá là hướng đi tiềm năng cho các doanh nghiệp cơ khí. Trong bối cảnh nhiều nhà máy tại Việt Nam đang tìm cách chuyển đổi số và tự động hóa, những nghiên cứu như của nhóm sinh viên HaUI có thể được thương mại hóa, áp dụng trực tiếp vào sản xuất.
Các chuyên gia nhận định, nếu được đầu tư và phát triển thêm, hệ thống có thể trở thành sản phẩm khởi nghiệp công nghệ, góp phần xây dựng nguồn nhân lực trẻ sẵn sàng tham gia vào lĩnh vực công nghiệp 4.0. Đây cũng là minh chứng cho năng lực sáng tạo và khả năng làm chủ công nghệ của sinh viên Việt Nam.
Thành công của nhóm sinh viên HaUI tại cuộc thi MISUMI không chỉ là niềm tự hào của nhà trường, mà còn là nguồn cảm hứng cho nhiều bạn trẻ đam mê nghiên cứu khoa học. Trong bối cảnh đất nước đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, những sáng kiến như hệ thống cấp phôi tự động cho máy laser góp phần khẳng định rằng sáng tạo không chỉ đến từ các doanh nghiệp lớn, mà còn có thể bắt đầu từ giảng đường đại học.
Đôn Mạnh Phóng và các cộng sự tin rằng, điều quan trọng nhất mà họ đạt được không chỉ là giải thưởng, mà là kinh nghiệm thực tế và niềm tin rằng sinh viên hoàn toàn có thể tạo ra các sản phẩm công nghệ hữu ích, giải quyết những vấn đề thực tiễn của doanh nghiệp.
Hướng tới tương lai công nghiệp tự động hóa
Nhìn rộng hơn, hệ thống cấp phôi tự động ứng dụng AI của sinh viên HaUI phản ánh xu hướng tất yếu của ngành công nghiệp Việt Nam: tự động hóa, trí tuệ nhân tạo và sản xuất thông minh. Đây là ba trụ cột giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí, đồng thời đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường toàn cầu.
Thành công bước đầu của nhóm sinh viên HaUI là minh chứng cho sự hội tụ giữa tri thức trẻ, sự sáng tạo và nhu cầu thực tiễn. Nếu được hỗ trợ về vốn, công nghệ và thị trường, những dự án tương tự hoàn toàn có thể trở thành sản phẩm thương mại, góp phần đưa Việt Nam tiến nhanh hơn vào kỷ nguyên công nghiệp 4.0.
Có thể bạn quan tâm
