BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM -o0o - TIỂU LUẬN MÔN HỌC: THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CÁN SÓNG TÔN SÓNG PHẲNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN THANH NAM HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN – 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG – 10040414 LỚP: CAO HỌC CTM 2010 TP HCM – 04/2011 THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM NHẬN XÉT ĐIỂM : HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM TIỂU LUẬN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CÁN SÓNG TÔN SÓNG PHẲNG Học viên thực 1: Phạm Hữu Thái Sơn Học viên thực 2: Phạm Trung Cường Mã HV: 10040424 Mã HV: 10040414 NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN I Phân tích nhiệm vụ thiết kế (TLTK: PPTKKT) - Mô tả nhóm thiết kế - Phát biểu toán thiết kế II Lập kế hoạch thiết kế & phát triển sản phẩm (TLTK: PPTKKT) - Các bước tiến hành thiết kế - Sử dụng biểu đồ thành lập lịch trình thiết kế III Xác định yêu cầu khách hàng (TLTK: PPTKKT) - bước xác định nhu cầu khách hàng sẩn phẩm IV Xác định yêu cầu kỹ thuật toán thiết kế (TLTK: PPTKKT) - bước xác định yêu cầu kỹ thuật V Đưa ý tưởng cho toán thiết kế sản phẩm - bước phân tích chức (làm rõ vấn đề) (TLTK: PPTKKT) - bước xây dựng ý tưởng cho toán thiết kế (TLTK: TK&PTSP) VI Đánh giá lựa chọn ý tưởng thiết kế sản phẩm (TLTK: TK&PTSP) - bước chọn sơ ý tưởng - bước tính điểm chọn ý tưởng VII Thiết kế hệ thống cho sản phẩm (TLTK: TK&PTSP) - bước thiết kế cấu trúc sản phẩm - bước thiết kế công nghiệp (kiểu dáng) cho sản phẩm VIII Thiết kế chi tiết sản phẩm (TLTK: TK&PTSP) - Tính toán thiết kế chi tiết, lên vẽ - bước trình thiết kế cho chế tạo IX Tạo mẫu cho sản phẩm (TLTK: TK&PTSP) - bước lập kế hoạch tạo mẫu cho sản phẩm - Tạo mẫu sản phẩm X Phân tích hiệu kinh tế & quản lý dự án (TLTK: TK&PTSP) - bước phân tích hiệu kinh tế - Đánh giá trình thực dự án thiết kế & phát triển sản phẩm Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thanh Nam HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Chữ ký: Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM MỤC LỤC I - PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thành lập nhóm thiết kế Phát biểu toán thiết kế II - LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM III - XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG 11 IV - XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT Error! Bookmark not defined V - ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined Phân tích chức để làm rõ vấn đề Error! Bookmark not defined Đưa ý tưởng cho toán thiết kế Error! Bookmark not defined VI - ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN Ý TƯỞNG THIẾT KẾ SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined Đánh giá sơ ý tưởng Error! Bookmark not defined Tính điểm lựa chọn ý tưởng Error! Bookmark not defined VII - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHO SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined Thiết kế cấu trúc sản phẩm Error! Bookmark not defined Thiết kế công nghiệp (kiểu dáng) cho sản phẩm Error! Bookmark not defined VIII - THIẾT KẾ CHI TIẾT SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined Thiết kế Rulo cán sóng 30 Thiết kế hệ trục cán sóng tôn 34 Thiết kế hộp giảm tốc 38 Thiết kế truyền đai 52\ Thiết kế truyền xích 54 Thiết kế hệ thống cấp cắt phôi 57 Lên vẽ tổng thể, vẽ lắp vẽ chi tiết 62 Thiết kế cho chế tạo 62 IX - TẠO MẪU CHO SẢN PHẨM 65 Lập kế hoạch tạo mẫu cho sản phẩm 65 Tạo mẫu sản phẩm theo mô hình 3D 66 X - PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ QUẢN LÝ DỰ ÁN 67 Phân tích hiệu kinh tế dự án 68 Đánh giá, kết luận trình thực dự án 70 HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM I - PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thành lập nhóm thiết kế Để phù hợp với công việc giao thuận tiện cho công việc thiết kế, nhóm tiến hành trắc nghiệm tính cách thành viên nhóm Sau xin giới thiệu thành viên nhóm đặc điểm tính cách người: Học viên thực 1: Phạm Hữu Thái Sơn - Sở thích: Thích làm việm theo nhóm, thích nghiên cứu khoa học, đánh giá bình luận vấn đề đồng thời thích làm việc vị trí dẫn đầu, điều phối - Tính cách: Sống kỷ luật, có tổ chức, tự chủ, kiềm chế, vững vàng, điềm tĩnh, không lo âu quan tâm xung quanh (không nên nhầm lẫn với vai trò có tính chức chủ tịch công ty hay buổi họp), bật sống nội tâm Học viên tự đánh giá vai trò theo câu hỏi trắc nghiệm sau: a b c d e f g h 1 2 1 2 2 1 2 1 1 4 0 1 2 1 2 1 1 RI ME TW Bảng kết luận: CW SC SH PL CF g d f c a h b e a b e g c d f h h a c d f g e b d h b e g c a f b f d h e a c g f c g a h e b d e g a f d b h c Tổng 12 14 14 HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 8 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM Theo bảng thang điểm cho vai trò người phù hợp cho vai trò người làm việc (12 điểm), người điều phối (14 điểm), người lập kế hoạch (14 điểm), người kết thúc công việc (7 điểm) Học viên thực 2: Phạm Trung Cường - Sở thích: Hay giúp đỡ người khác, tiên phong, tìm hiểu phát mới, thích trình bày quan điểm, đưa ý kiến buổi họp - Tính cách: Tính cách ổn định, lạc quan, chu đáo, có tính hướng ngoại quan tâm tới xung quanh, lo âu, sống nội tâm, nhận thức điểm mạnh điểm yếu người khác Học viên tự đánh giá vai trò theo câu hỏi trắc nghiệm sau: a b c d e f g h 1 1 0 2 0 0 1 1 1 1 3 0 2 2 1 1 ME TW Bảng kết luận: CW SC SH PL RI CF g d f c a h b e a b e g c d f h h a c d f g e b d h b e g c a f b f d h e a c g f c g a h e b d e g a f d b h c Tổng 11 12 11 13 Theo bảng thang điểm cho vai trò người phù hợp cho vai trò người phát kiến (11 điểm), người khám phá (12 điểm), người đánh giá (11 điểm), người chăm sóc (13 điểm) Dựa vào kết đánh giá, nhóm định phân công vai trò cho thành viên sau: - Phạm Hữu Thái Sơn: Người làm việc, người điều phối, người lập kế hoạch, người kết thúc công việc HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM - Phạm Trung Cường: người phát kiến, người khám phá, người đánh giá, người chăm sóc nhóm Phát biểu toán thiết kế - Mô tả tóm lược: tạo sản phẩm thiết kế có khả sử dụng rộng rãi dân dụng ngành công nghiệp - Mục đích thương mại sản phẩm: + Tạo nhiều loại tôn sóng phẳng có độ bền cao, thoát nước tốt, cách nhiệt, cách âm tốt, giá thành hợp lý,… có khả sử dụng rộng rãi Bảo vệ máy móc, thiết bị, người khỏi bị ảnh hưởng, bị tác động xấu môi trường xung quanh + Tiết kiệm thời gian, nhân công - Thị trường mục tiêu: + Tất doanh nghiệp lãnh vực xây dựng doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng tôn lớn cho nhà xưởng, văn phòng… + Các hợp tác xã, nông trường, trang trại, dân dụng - Giả thiết ràng buộc: + Sản phầm có độ bền cao, thoát nước tốt, cách nhiệt, cách âm tốt + Kết cấu máy đơn giản, nhỏ gọn + Dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế, bảo trì + Chi phí sản xuất giá thành hợp lý + Đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp + Có khả ghép nối linh động dây chuyền lớn vận hành riêng lẻ II - LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM Thời gian thực đề tài tiểu luận kéo dài khoảng 15 tuần, nhóm gồm thành viên thực nhiều mảng công việc khác nhau, có thống với Cụ thể sau:  Bước 1: Xác định nhiệm vụ ban đầu - Nhiệm vụ 1: Xác định nhu cầu khách hàng - Nhiệm vụ 2: Lập kế hoạch - Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế - Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật - Nhiệm vụ 5: Đưa ý tưởng thiết kế - Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng chọn phương án thiết kế - Nhiệm vụ 7: Tính toán thiết kế sản phẩm HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM - Nhiệm vụ 8: Đánh giá sản phẩm - Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh báo cáo  Bước 2: Phát biểu mục tiêu cho nhiệm vụ - Nhiệm vụ 1: Tìm tài liệu, công trình đáp ứng nhu cầu thị trường trước đây, gặp gỡ khách hàng, thực thăm dò nhu cầu khách hàng nhà máy, xí nghiệp, trang trại… - Nhiệm vụ 2: Xác định công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa lịch trình thiết kế - Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ trình thiết kế từ khâu bắt đầu đến khâu hoàn chỉnh sản phẩm mô hình toán biến đổi - Nhiệm vụ 4: Sử dụng phương pháp QFD nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ thuật từ yêu cầu khách hàng khả cạnh tranh sản phẩm thị trường - Nhiệm vụ 5: Phân tích chức thành chức con, cốt lõi, tham khảo thiết kế liên quan, đưa ý tưởng cho chức tổng hợp thành ý tưởng chung cho sản phẩm thiết kế Mặt khác đưa nhiều phương án song song so sánh đánh giá phương án tính toán mô hình - Nhiệm vụ 6: Sử dụng ma trận định để lựa chọn ý tưởng thiết kế - Nhiệm vụ 7: Tính toán thiết kế chi tiết phận, thiết kế hình dáng kết cấu chi tiết, xây dựng vẽ mô hình hệ thống - Nhiệm vụ 8: Đánh giá khả làm việc khả chế tạo sản phẩm thông qua mô hình hệ thống phận, đánh giá tiêu ưu nhược điểm sản phẩm - Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh báo cáo kỹ thuật, thực báo cáo thuyết trình cho đề tài  Bước 3: Ước tính số nhân công, thời gian nguồn lực khác cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ - Nhiệm vụ 1: Xác định nhu cầu khách hàng + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 2: Lập kế hoạch + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 5: Đưa ý tưởng thiết kế + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng chọn phương án thiết kế + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 7: Tính toán thiết kế sản phẩm + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 8: Đánh giá sản phẩm + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh báo cáo + Nhân lực: Phạm Hữu Thái Sơn, Phạm Trung Cường + Thời gian: tuần  Bước 4: xếp trình tự công việc HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM BIỂU ĐỒ TÓM TẮT KẾ HOẠCH THỰC HIỆN TRONG 15 TUẦN Phạm Hữu Thái Sơn Tìm tài liệu sản phẩm tương tự x x x x Khảo sát thực tế x x x x Xác định công việc phải thực x x Xác định yêu cầu kỹ thuật Đưa ý tưởng thay đổi phương án tối ưu Xác định thông số kỹ thuật Phát họa mô hình máy tính với phương án thay đổi chọn phương án tối ưu thực thiết kế Viết báo cáo tổng hợp x x x x x 10 11 12 x x x x c x x x x x x 13 14 15 x x x Phạm Trung Cường Xác định công việc phải thực Biến đổi từ nhu cầu khách hàng sang mô hình toán Đánh giá so sánh mô hình Kiểm tra tính đắn mô hình x x Tính toán thiết kế sản phẩm x x Mô hình hóa sản phẩm phần mềm mô Cập nhật đánh giá sản phẩm thành viên thứ x x x x Đánh giá sản phẩm ưu nhược điểm chuyển liệu hỗ trợ công việc thành viên thứ tổng hợp x x x x HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 x x x x x x x x x x x x x x x x Trang THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM III - XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG  Bước 1: Xác định thông tin cần thiết - Đối tượng phải tiến hành thu thập thông tin: nhà cung cấp máy móc, thiết bị công nghiệp, công nhân vận hành máy, nhà thiết kế nhà xưởng, văn phòng… - Đối tượng khách hàng sử dụng tôn sóng phẳng yêu cầu họ sản phẩm thiết kế… - Xác định thông tin máy cán tôn song phẳng mà nhóm định thiết kế như: công dụng, tính năng, mức độ an toàn… - Xác định thông tin sản phẩm loại có thị trường như: thông số kỹ thuật, khả cạnh tranh, khả đáp ứng nhu cầu khách hàng…  Bước 2: Xác định phương pháp thu thập thông tin - Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng: + Nhà cung cấp máy móc công nghiệp: hỏi 10 người + Nhà thiết kế xây dựng: hỏi 10 người + Công nhân vận hành máy: hỏi 20 người + Người dử dụng dân dụng : hỏi 10 người - Dùng nhóm chuyên trách: lựa chọn số khách hàng tiềm (khoảng từ đến 10) mời họ tham dự buổi giới thiệu sản phẩm nhằm tìm đặc tính mong muốn chưa có sản phẩm thông qua việc ghi nhận ý kiến đóng góp khách hàng  Bước 3: Xác định nội dung câu hỏi Các câu hỏi tập trung vào sản phẩm thiết kế máy cán tôn song phẳng, bao gồm nội dung sau: - Mục đích sử dụng máy (cán loại tôn nào) ? - Yêu cầu suất, khả vận hành ? - Độ tin cậy, tuổi thọ mong muốn ? - Giá thành mong muốn ?  Bước 4: Thiết kế câu hỏi STT CÂU HỎI Theo bạn, yêu cầu kỹ thuật quan trọng máy cán tôn HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 TRẢ LỜI Tỷ lệ phế phẩm thấp Tạo sản phẩm có chất lượng Tốn lượng vận hành Kích thước nhỏ, gọn Trang 11 THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM Khi chọn mua máy cán tôn cho nhà máy bạn quan tâm đến điều đầu tiên? Những vật liệu cán thường dạng? PGS.TS NGUYỄN THANH NAM Công suất máy Khả thay Giá thành máy Khả vận chuyển Máy cán nhôm Máy cán nhiều loại Máy cán thép Máy cán ép tôn nhựa 1,5 m Khi cần trang bị máy cán tôn cho nhà máy công ty mình, bạn chọn mua loại có suất khoảng ? < m/phút  m/phút  m/phút > m/phút Thao tác đơn giản, dễ dàng Trong trình sử dụng loại máy cán tôn, bạn quan tâm đến điều ? Theo bạn, kết cấu máy cán tôn phù hợp nhất? Thông số máy cán tôn có thị trường mà bạn cảm thấy chưa thỏa mãn yêu cầu bạn? Tính tự động hóa cao Độ tin cậy, tuổi thọ cao Ít bụi tiếng ồn Nhỏ gọn, dễ di chuyển Có tính thẩm mỹ Dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì Che chắn tốt, đảm bảo an toàn Khả vận hành Tỷ lệ phế phẩm Tiêu hao lượng Năng suất  Bước 5: Sắp xếp câu hỏi Các câu hỏi thăm dò đối tượng nhà cung cấp, nhà sản xuất, công nhân vận hành máy… - Về mục đích sử dụng: câu 1, 3, 4, 5, - Về Năng suất, khả vận hành: câu 7, - Về độ tin cậy, tuổi thọ: câu - Về giá thành : câu 2 Các câu hỏi dành cho nhóm chuyên trách HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang 12 THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM PGS.TS NGUYỄN THANH NAM - Sau quan sát, vận hành thử sản phẩm thiết kế máy cán tôn sóng phẳng, bạn có nhận xét ưu nhược điểm thiết bị? - Bạn mô tả máy cán tôn sóng phẳng phải đáp ứng yêu cầu bạn? - Những đối tượng khách hàng dành quan tâm đến sản phẩm nhiều ?  Bước 6: Thu thập thông tin Tổng hợp lại câu trả lời khách hàng chọn nhiều nhất: Câu 1) Chất lượng sản phẩm cao Câu 2) Giá thành hợp lý Câu 3) Dùng cán nhiều loại tôn Câu 4)  1,2 m Câu 5)  m/phút Câu 6) Độ tin cậy, tuổi thọ cao Câu 7) Dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì Câu 8) Năng suất  Bước 7: Rút gọn thông tin Về mục đích sử dụng Mục đích chủ yếu khách hàng sử dụng máy cán tôn song phẳng đa năng, tạo nhiều loại tôn thép bền với môi trường khắc nghiệt, giá thành hợp lý, khổ tôn đa dạng Về tính Máy cán tôn song phẳng tạo loại tôn sóng nhôm, thép Khổ tôn tiêu chuẩn rộng 1-1,2m, dài 2-3m, số múi sóng 5,7,9, suất khoảng 3m/phút, kết cấu máy dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì Về độ bền, độ tin cậy Đảm bảo độ tin cậy máy, khả bảo trì dễ dàng trình sản xuất Qua kết thăm dò khảo sát, nhóm rút yêu cầu khách hàng sau: - Năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt - Mục đích sử dụng đa dạng, đa tính - Độ bền, độ tin cậy cao - Kết cấu dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì - Giá thành vừa phải HV: PHẠM HỮU THÁI SƠN - 10040424 PHẠM TRUNG CƯỜNG - 10040414 Trang 13