Ứng dụng quản lý vòng đời sản phẩm vào thiết kế máy gia công gỗ cnc

Quy trình này bao gồm quản lý dữ liệu sản phẩm PDM và quản lý vòng đời sản phẩm PLM và sau đó được ứng dụng cụ thể trên thiết kế máy gia công gỗ CNC.. 25 Hình 2.4 Ứng dụng của các công n

-

LÊ SỸ LỘC

ỨNG DỤNG QUẢN LÝ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM VÀO

THIẾT KẾ MÁY GIA CÔNG GỖ CNC

Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ Khí

Mã số: 60.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2017

Cán bộ hướng dẫn khoa học :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên:Lê Sỹ Lộc MSHV: 1670001

Ngày, tháng, năm sinh: 20/01/1993 Nơi sinh: Đồng Nai

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Mã số: 60.52.01.03

Gỗ CNC

Nhiệm vụ 1: Tổng Quan về Quản lý vòng đời sản phẩm và Quản lý dữ liệu sản phẩm

Nhiệm vụ 2: Phương pháp thiết kế ứng dụng Quản lý vòng đời sản phẩm

Nhiệm vụ 3: Quy trình thiết kế ứng dụng Quản lý dữ liệu

Nhiệm vụ 4: Ứng dụng vào thiết kế máy gia công gỗ CNC

Nhiệm vụ 5: Cấu hình sản phẩm từ dữ liệu thiết kế

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

Quá trình học Thạc sĩ tại trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh đối với tôi là một quá trình trưởng thành hơn về nhận thức, văn hóa và trình độ Để đi đến ngày hôm nay, tôi đã phải nỗ lực vượt lên chính mình nhằm tiếp thu tốt nhất kiên thức và ứng dụng vào công việc cũng như cuộc sống Mỗi học kì đối với tôi là một sự trải nghiệm tuyệt vời với rất nhiều nỗ lực bỏ ra và những thành quả thu về Một trong những điều quan nhất đối với tôi chính là tình cảm mà tôi nhận được khi đi trên con đường này Tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:

Thầy PGS TS Nguyễn Hữu Lộc, trưởng Khoa Cơ Khí – Đại Học Bách Khoa

TP Hồ Chí Minh Thầy là người hướng dẫn và cho tôi cơ hội thực hiện đề tài này ngay

từ ngày đầu tiên Nhờ sự hướng dẫn của Thầy, tôi đã viết được một bài báo hội nghị quốc tế và hoàn thành luận văn này với niềm tin rằng mình có thể ứng dụng những hiểu biết từ nó vào công việc và mang lại lợi ích cho xã hội Tôi chúc thầy luôn mạnh khỏe

để tục vai trò của môt nhà quản lý, một nhà giáo và một người hướng dẫn tận tâm

Gia đình tôi – những người tôi yêu quý nhất Đối với tôi, họ là động lực để tôi phấn đấu mỗi ngày Những động viên, cảm thông và chia sẻ từ họ đã giúp tôi vượt qua được những khó khăn để hoàn thành tốt công việc học tâp Tôi xin gởi đến từng thành viên trong gia đình lời chúc tốt đẹp và lời cảm ơn chân thành nhất

Bạn bè, đồng nghiệp - những người bạn tốt mà tôi có thể chia sẻ được cảm xúc, suy nghĩ, tầm nhìn của mình về cuộc sống hiện tại và tương lai Tôi xin gởi lời cảm ơn

vì sựu cởi mở và chân thành mà họ đã luôn dành cho tôi

gia công gỗ CNC Các ưu điểm của phương pháp thiết kế ứng dụng PLM được nêu ra và

từ đó xây dựng một quy trình thiết kế tổng quát có ứng dụng PLM Quy trình này bao gồm quản lý dữ liệu sản phẩm (PDM) và quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) và sau đó được ứng dụng cụ thể trên thiết kế máy gia công gỗ CNC Cơ sở dữ liệu hình thành trong quá trình thiết kế được quản lý để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu, đáp ứng sự thay đổi trong thiết kế

và cấu hình sản phẩm theo yêu cầu Từ kết quả thu được, luận văn có tính chất tham khảo

để triển khai ứng dụng PLM vào thiết kế tại các tổ chức, doanh nghiệp tại Việt Nam The thesis presents the application of Product Lifecycle Management in the design of CNC woodworking machine The advantages of design methodology in Product Lifecycle Management are outlined, and the author builds a general design process in the context of Product Lifecycle Management Then this process is used to design a CNC woodworking machine Formed databases during the design process are managed to ensure data integrity, meet the changes in product and reconfiguration The results of this work can be a reference for PLM application in design at organizations and enterprises in Vietnam

Tôi xin cam đoan rằng, luận văn thạc sĩ “Ứng Dụng Quản Lý Vòng Đời Sản Phẩm

hướng dẫn của PSG TS Nguyễn Hữu Lộc Các luận điểm, số liệu, bảng biểu, hình vẽ được

sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng và được trích dẫn đầy đủ, nếu không, đó là ý tưởng hoặc kết quả tổng hợp của riềng tôi Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, tổng hợp, rút ra một cách trung thực, khách quan

Nếu có bất kì vấn đề gì, tôi cam kết chụi hoàn toàn trách nhiệm về luận văn của mình

M ục Lục

Danh mục hình 6

Danh mục bảng 9

Danh mục từ viết tắt 10

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 11

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 11

1.1.1 Tình hình thực tiễn 11

1.1.1.1 Tổng quan về quản lý vòng đời sản phẩm 11

1.1.1.2 Tổng quan về máy gia công gỗ CNC 13

1.1.2 Sự cần thiết để nghiên cứu 13

1.2 Mục tiêu của luận văn và nội dung thực hiện 14

1.2.1 Mục tiêu: 14

1.2.2 Nội dụng thực 14

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 14

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 14

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 15

1.4 Dự kiến kết quả đạt được 15

Chương 2: TỔNG QUAN 16

2.1 Hệ thống quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) 16

2.1.1 Khái niệm 16

2.1.1 Khái niệm về sản phẩm 16

2.1.2 Khái niệm về vòng đời sản phẩm 17

2.1.2 Định nghĩa về PLM 19

1.2.1 Các định nghĩa trong công nghiệp 20

1.2.2 Các định nghĩa trong học thuật 20

1.2.3 Khái niệm tổng quát 21

2.2 Các thành phần cơ bản của của hệ thống PLM 23

2.2.1 Tiến trình 23

2.2.2 Công nghệ thông tin và truyền thông 25

2.2.3 Phương pháp tiếp cận 26

2.3 Các lợi ích mang lại từ hệ thống PLM 27

2.3.1 Lợi ích dài hạn 28

2.3.2 Lợi ích ngắn hạn 28

2.4 Hệ thống quản lý dữ liệu sản phẩm (PDM) 28

2.4.1 Giới thiệu về PDM 29

2.4.2 Định nghĩa về PDM 29

2.4.2.1 Khái niệm về dữ liệu 30

2.4.2.2 Khái niệm về dữ liệu sản phẩm 30

2.4.2.3 Khái niệm quản lý dữ liệu sản phẩm 30

2.4.3 Các chức năng cơ bản của hệ thống PDM 31

2.4.3.1 Quản lý dữ liệu trung tâm và tài liệu 32

2.4.3.2 Quản lý quy trình công việc 32

2.4.3.3 Quản lý cấu trúc sản phẩm 33

2.4.3.4 Quản lý phân loại 33

2.4.3.5 Quản lý dự án 34

2.4.3.6 Giao tiếp và ghi chú 34

2.4.3.7 Phân phối và chuyển đổi dữ liệu 34

2.4.3.8 Dịch vụ hình ảnh 34

2.4.3.9 Quản trị hệ thống 34

2.4.3.10 Tích hợp ứng dụng 35

2.4.4 Các lợi ích mang lại từ hệ thống PDM 35

2.4.4.1 Các lợi ích cho cấp độ doanh nghiệp 35

2.4.4.2 Các lợi ích cho cấp độ kỹ sư 35

2.5 Các hệ thống PLM ứng dụng trong công nghiệp 35

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ỨNG DỤNG PLM 42

3.1 Tổng quan các nghiên cứu 43

3.1.1 Các khái niệm 43

3.1.2 Các mô hình về quá trình thiết kế 44

3.1.2.1 Phân loại về mô hình thiết kế 44

3.1.2.2 Phương pháp tập trung vào thiết kế 45

3.1.2.3 Phương pháp tập trung vào dự án 48

3.2 Kỹ thuật đồng thời 48

3.2.1 Giới thiệu 48

3.2.1.1 Kỹ thuật tuần tự 48

3.2.1.2 Kỹ thuật đồng thời 49

3.2.2 Áp dụng CE cho quy trình thiết kế 52

3.3 Chiến lược nền tảng sản phẩm và thiết kế theo mô đun 58

3.3.1 Giới thiệu 58

3.3.2 Áp dụng nền tảng sản phẩm và thiết kế theo mô đun vào quá trình phát triển sản phẩm 60

3.3.2.1 Xác định cấu trúc sản phẩm 60

3.3.2.2 Thực hiện mô đun hóa 61

3.3.2.3 Thực hiện cấu trúc sản phẩm mô đun 61

Chương 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ ỨNG DỤNG PDM 63

4.1 Kết hợp kỹ thuật đồng thời và thiết kế theo mô đun với sự trợ giúp của hệ thống PDM 63

4.1.1 CE và PDM 63

4.1.2 Thiết kế theo mô đun và PDM 65

4.2 Quy trình thiết kế ứng dụng PDM 68

4.2.1 Công cụ IT của dự án 69

4.2.2 Các nhóm trong dự án 71

4.2.2 Quy trình công việc trong dự án 72

4.2.2.1.Quy trình phát triển sản phẩm 72

4.2.2.2 Dòng thông tin trong dự án 74

4.3 Mô hình hệ thống PDM trong dự án 77

4.3.1 Autodesk Data Management Server 77

4.3.2 Autodesk Vault Client 78

4.3.3 Cài đặt hệ thống Vault 79

Chương 5: THIẾT KẾ MÁY GIA CÔNG GỖ CNC 81

5.1 Tổng quan về máy gia công gỗ CNC 81

5.2 Cấu hình quy trình công việc 82

5.2.1 Cấu hình hệ thống PDM 82

5.2.1.1 Tạo cơ sở dữ liệu Vault 82

5.2.1.2 Thiết lập dự án 83

5.2.1.3 Đưa vào và lấy ra dữ liệu từ hệ thống PDM 88

5.2.1.4 Sao chép và sử dụng lại thiết kế 91

5.2.2 Cấu hình danh mục các loại dữ liệu trong dự án 91

ấu hình vòng đời cho dữ liệu trong dự án 92

5.2.5 Cấu hình ECO - Quản lý thay đổi thiết kế 94

5.3 Nội dung quá trình thiết kế 97

5.3.1 Xác định cấu trúc 97

5.3.2 Thiết kế các mô đun 101

5.3.4 Xuất tài liệu sản xuất 106

Chương 6: CẤU HÌNH SẢN PHẨM TỪ DỮ LIỆU THIẾT KẾ 109

6.1 Phân tích các thay đổi về yêu cầu 109

6.2 Thông số sản phẩm mới 110

6.3 Cấu hình sản phẩm mới 111

Chương 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 116

7.1 Các kết quả đạt được 116

7.2 Hướng phát triển trong tương lai 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

PHỤ LỤC I : GIỚI THIỆU AUTODESK VAULT 122

Danh m ục hình

Hình 1.1 Vòng đời sản phẩm và các thành phần 12

Hình 2.1 Vòng đời sản phẩm với 3 nhóm giai đoạn 19

Hình 2.2 Mối quan hệ giữa các thành phần trong vòng đời sản phẩm 23

Hình 2.3 Các ứng dụng trong vòng đời sản phẩm 25

Hình 2.4 Ứng dụng của các công nghệ trong quá trình phát triển sản phẩm 26

Hình 2.5 Vòng đời sản phẩm và các phương pháp PLM thường gặp 27

Hình 2.6 PDM là nền tảng của hệ thống PLM 31

Hình 2.7 Đánh giá giải pháp PLM của các nhà cung cấp hiện nay 36

Hình 3.1 Tiến trình xây dựng quy trình thiết kế ứng dụng PLM 42

Hình 3.2 Bốn giai đoạn thiết kế 45

Hình 3.3 Mô hình của Pahl và Beitz dành cho thiết kế cơ khí 47

Hình 3.4 Vòng đời sản phẩm và chi phí 49

Hình 3.5 Sự khác biệt giữa phương pháp sản xuất truyền thống và CE 50

Hình 3.6 Công cụ CE trong quá trình phát triển sản phẩm 51

Hình 3.7 Các giai đoạn trong mô hình kỹ thuật đồng thời 53

Hình 3.8 Tiến hành song song các hoạt động trong phát triển sản phẩm 54

Hình 3.9 Mô hình phát triển sản phẩm từ ban đầu 55

Hình 3.10 Mô hình phát triển sản phẩm dựa trên sản phẩm cũ 56

Hình 3.11 Mô hình phát triển sản phẩm với rất ít thay đổi 58

Hình 3.12 Ví dụ về nền tảng sản phẩm và nhóm sản phẩm 59

Hình 4.1 Sự hỗ trợ của PDM trong quá trình phát triển sản phẩm 64

Hình 4.2 Quá trình thiết kế đồng thời trong môi trường PDM 65

Hình 4.3 Tiến trình thiết kế trong môi trường PDM 67

Hình 4.4 Tiến trình thiết kế lại sản phẩm trong môi trường PDM 67

Hình 4.5 Vai trò của Autodesk Vault trong vòng đời sản phẩm 70

Hình 4.6 Quy trình thiết kế và chế tạo sản phẩm 73

Hình 4.7 Dòng thông tin trong dự án 76

Hình 4.8 Dòng thông tin trong hệ thống PDM 77

Hình 4.9 Mô hình Vault Server 78

Hình 4.10 Dòng dữ liệu trong hệ thống PDM 79

Hình 4.11 Mô hình làm việc của hệ thống Autodesk Vault với ứng dụng CAD 80

Hình 5.1 CSDL Vault của dự án 83

Hình 5.2 Đăng nhập vào hệ thống CSDL 83

Hình 5.3 Giao diện của Vault Professional 84

Hình 0.4 Thiết lập hệ thống thư mục và danh mục dữ liệu 84

Hình 5.5 Tạo người dùng được truy cập vào hệ thống PDM 85

Hình 5.6 Danh sách người dùng trong hệ thống 85

Hình 0.7 Danh sách nhóm dự án trong hệ thống 86

Hình 5.8 Cài đặt dự án trên Autodesk Inventor 87

Hình 5.9 Sự tương ứng về hệ thống thư mục trên máy chủ và máy con 88

Hình 5.10 Các Add-in của Autodesk Vault trên các ứng dụng 88

Hình 5.11 Check in dữ liệu 89

Hình 5.12 Check out dữ liệu 89

Hình 5.13 Thêm dữ liệu vào hệ thống PDM 90

Hình 5.14 Lấy dữ liệu ra từ hệ thống PDM 90

Hình 5.15 Sử dụng lại thiết kế trong hệ thống Vault 91

Hình 5.16 Sơ đồ định nghĩa vòng đời dữ liệu “Engineering” trong dự án thiết kế 93

Hình 5.17 Sơ đồ định nghĩa vòng đời dữ liệu “Office” trong dự án thiết kế 94

Hình 5.18 Quy trình quản lý thay đổi trong Vault 95

Hình 5.19 Thêm yêu cầu thay đổi trong thiết kế 95

Hình 5.20 Hộp thoại yêu cầu thay đổi trong Vault 96

Hình 5.21 Dữ liệu thiết kế đi kèm theo yêu cầu thay đổi 96

Hình 5.22 Trạng thái của dữ liệu trong quá trình yêu cầu thay đổi 97

Hình 5.23 Hai phương án thiết kế máy gia công gỗ 99

Hình 5.24 Sơ đồ nguyên lý của thiết kế 100

Hình 5.25 Mô hình cấu trúc của máy gia công gỗ 100

Hình 5.26 Kết quả mô phỏng độ cững vững 101

Hình 5.27 Các mô đun của máy gia công gỗ 101

Hình 5.28 Mô đun đế máy và bàn máy 102

Hình 5.29 Mô đun chuyển động trục Y 102

Hình 5.30 Mô đun truyền động trục X 103

Hình 5.31 Mô đun truyền động trục Z và bộ phận công tác 103

Hình 5.32 Mô đun thân bên của máy 104

Hình 5.33 Sự sắp xếp các mô đun của máy gia công gỗ CNC 104

Hình 5.34 Bản vẽ lắp các cơ cấu truyền động và dẫn hướng 105

Hình 5.35 Mô hình hoàn chỉnh sản phẩm 105

Hình 5.36 Hình chiếu của sản phẩm sau khi thiết kế 106

Hình 6.1 So sánh các tiết diện khung nhôm 112

Hình 6.2 Sản phẩm OYXZ2 114

Hình 6.3 Hình chiếu sản phẩm OYXZ2 114

Hình 6.4 Sản phẩm OYXZ3 115

Hình 6.5 Sản phẩm OYXZ4 115

Danh m ục bảng

Bảng 2.1 Các giai đoạn vòng đời sản phẩm theo các khía cạnh khác nhau 17

Bảng 2.2 Các vai trò khác nhau trong vòng đời sản phẩm 24

Bảng 2.3 Các hệ thống PLM hiện nay 37

Bảng 2 4 So sánh các tính năng cộng tác của các hệ thống PLM hiện nay 39

Bảng 2.5 So sánh hệ thống PLM dưới quan điểm vòng đời sản phẩm 40

Bảng 4.1 Các bước thiết kế và các yếu tố liên quan 74

Bảng 5.1 Danh sách người dùng và nhóm dự án 86

Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật ban đầu của mô hình 98

Bảng 5.3 Ma trận công thức cấu trúc 98

Bảng 5.4 So sánh 2 cấu trúc bàn máy đứng yên và bàn máy chuyển động 99

Bảng 5.5 Bảng kê vật liệu của sản phẩm 106

Bảng 6.1 Sự thay đổi của nhu cầu thị trường của các sản phẩm mới 110

Bảng 6.2 Bảng thông số sản phẩm mới 110

Bảng 6.3 So sánh đặc tính các bộ truyền động 111

Bảng 6.4 Các thuộc tính của tiết diện khung nhôm 112

Bảng 6.5 So sánh tính chất của loại dẫn hướng 112

Bảng 6.6 Sự lưa chọn các thành phần trong mô đun của các sản phẩm mới 113

Danh m ục từ viết tắt

Check in: Đưa dữ liệu vào hệ thống quản lý dữ liệu sản phẩm

CNC: Điều khiển số bằng máy tính

KBE: Hệ thống cơ sở tri thức kỹ thuật

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1.1 Tình hình thực tiễn

Trong lịch sử loài người, đã có ba thời điểm mà sự phát triển của khoa học công

điểm thứ tư - công nghiệp 4.0 Cuộc cách mạng đầu tiên diễn ra vào cuối thế kỷ 18

năng; cuộc cách mạng thứ ba bắt đầu vào những năm 1970 với các thiết bị điện tử và

tư đang nảy nở từ cuộc cách mạng lần ba, nó kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm

mờ ranh giới giữa vật lý, kỹ thuật số và sinh học

duy tinh gọn, tiết kiệm và tối ưu trong sản xuất PLM áp dụng triết lý của mình trong toàn bộ vòng đời của sản phẩm từ khâu thiết kế, phát triển, chế tạo, sử dụng cho đến khi tiêu hủy sản phẩm

PLM được ứng dụng đầu tiên ở các ngành công nghiệp có sản phẩm gồm nhiều

giờ đây đã lan sang các ngành khác: Sản xuất hàng tiêu dùng, hàng công nghiệp, thiết

ở quy mô rộng khắp các phòng ban của Doanh nghiệp PLM thúc đẩy sự chia sẻ thông

doanh nghiệp tổ chức tốt hơn và đem lại hiệu quả kinh tế từ việc tối ưu hóa quản lý

sản phẩm

như CAD/CAM/CAM, CAE/FEA/CFD, FMS, CIM… Việc ứng dụng vào các doanh

trình độ quản lý vận hành, đào tạo…

(ban hành kèm theo quy ết định số 66/2014/qđ-ttg ngày 25 tháng 11 năm 2014 của

th ủ tướng chính phủ) có đề cập đến “Công nghệ thiết kế và sản xuất nhờ máy tính

(CIM) để sản xuất sản phẩm có độ phức tạp cao” Từ đó cho thấy, nhu cầu áp dụng

1.1.1.2 T ổng quan về máy gia công gỗ CNC

Hiện nay trên thế giới việc thiết kế và chế tạo ra một chiếc máy phay CNC nói

các nước chế tạo với năng suất cao (nhiều trục chính gia công) và độ chính xác rất cao

tâm và đầu tư rất nhiều tiền vào các đề tài này, góp phần giải quyết các khó khăn

điêu khắc Nhờ đó mà các máy CNC “made in Vietnam” lần lượt ra đời, tuy nhiên

xác

chế tạo được máy gia công đặt các yêu cầu trên thì sẽ có khả năng cạnh tranh rất lớn

1.1.2 Sự cần thiết để nghiên cứu

Từ nhận định trên về việc lợi ích to lớn khi ứng dụng PLM vào thiết kế và yêu

cầu thị trường đối với máy phay gỗ CNC 3 trục, tác giả nhận thấy sự cần thiết để ứng

trình có ý nghĩa tham khảo để triển khai vào các tổ chức, doanh nghiệp trong nước,

1.2 M ục tiêu của luận văn và nội dung thực hiện

1.2.2 Nội dụng thực

Chưong1: Mở đầu

Chương 2: Tổng quan (tương ứng mục tiêu 1)

Chương 3: So sánh phương pháp thiết kế ứng dụng PLM và thiết kế truyền thống

Chương 7: Kết luận và hướng phát triển

- Sử dụng lý thuyết về quản lý vòng đời sản phẩm xây dựng quy trình thiết kế và quản

lý dữ liệu trên máy tính

- Ứng dụng dữ liệu thiết kế trong PLM để phân tích và thiết kế kết cấu và chi tiết máy

pháp thiết kế truyền thống

1.3 2 Ý nghĩa thực tiễn

- Trên cơ sở quy trình đã thực hiện, đề tài có tính chất tham khảo để triển khai ứng

dụng trong thực tế

- Dự kiến một bài báo hội nghị khoa học

Chương 2: TỔNG QUAN

Từ khi ra đời đến nay, hệ thống quản lý vòng đời sản phẩm đã đóng vai trò quan trọng

quan ngày càng được mở rộng với sự liên hệ mật thiết với các chuyên ngành khác như “Kỹ thuật hệ thống”, “Sản phẩm và danh mục sản phẩm”, “Thiết kế và phát triển

năm 2016, giá trị thị trường của các giải pháp PLM là 40,6 tỉ đô la Mỹ và dự kiến đến năm 2021 giá trị của thị trường này có thể đạt đến 56,3 tỉ đô la Mỹ

như là cách tiếp cận tích hợp cho việc xây dựng một hệ thống quản lý thiết kế dành

công nghệ quản lý, công nghệ thông tin, công nghệ sản xuất, vạn vật kết nối và trí tuệ nhân tạo

Để cái nhìn đầy đủ về hệ thống PLM, các khái niệm trong quản lý vòng đời

Tuy nhiên, định nghĩa về sản phẩm trong môi trường doanh nghiệp sẽ khác với cách

- Sản phẩm lõi: không phải là sản phẩm vật lý Nó mô tả các lợi ích làm cho sản phẩm

có giá trị với khách hàng

thông tin và các biểu diễn chi tiết của sản phẩm thực

tương tác với môi trường máy tính để quản lý sản xuất, đảm bảo chất lượng Sản

nhiều cách như sau [8]:

sử Các trạng thái được xác định nhờ vào thuộc tính, đặc tính và giá trị của chúng

Vòng đời là thuộc tính của sản phẩm vật lý Mặc dù nhiều khái niệm về vòng đời sản phẩm đã tồn tại, trong nhiều trường hợp vòng đời sản phẩm là khái niệm

vòng đời sản phẩm

Nguồn tài nguyên Khai thác, xử lý, sử dụng tài nguyên, sử dụng sản phẩm, sử

dụng lại/tái chế/tiêu hủy

Quá trình liên quan

đến sản phẩm

Theo [9]: xác định nhu cầu, phát triển thiết kế, sản xuất, phân

phối, sử dụng, vứt bỏ

Theo [10] : mua lại, sử dụng, tái chế

vận hành

Theo [7]: Bắt đầu vòng đời (BOL): thiết kế và sản xuất; giữa vòng đời (MOL): phân phối, sử dụng, dịch vụ, bảo trì; cuối vòng đời (EOL): thu hồi, tái sản xuất, sử dụng lại, tái chế, vứt

bỏ

chi tiết, kế hoạch sản xuất, tạo mẫu, sản xuất, lưu kho, bảo trì, vứt bỏ/tái chế

Trong các cách phân chia vòng đời, cách phân chia của Kiritsis [7] có sự phân nhóm và khá đầy đủ các giai đoạn trong mỗi nhóm Ba nhóm được nêu ra như hình 2.2

Bắt đàu vòng đời Giữa vòng đời Cuối vòng đời

Thiết kế Sản xuất Phân phối Sử dụng Hỗ trợ Dừng hoạt động

Sửa chữa Bảo trì Thu hồi Tái chế Bỏ đi Phân phối

bên ngoài

Thiết kế quá trình

Thiết kế sản xuất

Thiết kế

sản phẩm Sản xuất Phân phối bên trong

Phân tích

yêu cầu Khái niệm Thiết kế chi tiết Tạo mẫu và thử nghiệm

BOL: bao gồm thiết kế và sản xuất Thiết kế là một giai đoạn có nhiều bước bao gồm thiết kế sản phẩm, thiết kế quá trình và thiết kế sản xuất Thông thường, một thiết kế bao gồm nhiều hoạt động: phân tích yêu cầu, xác định khái niệm, thiết kế chi

công đoạn chế tạo và phân phối nội bộ Trong quá trình này, sản phẩm nằm trong sự

và các thực thế vật lý được hiện thực hóa bởi nhà thiết kế, kỹ sư, nhà phát triển sản

MOL: bao gồm phân phối, sử dụng và hỗ trợ Trong giai đoạn này, sản phẩm

trì, người vận chuyển) Lịch sử sản phẩm liên quan đến đặc tính vận hành; điều kiện

phẩm

EOL: sản phẩm được dừng hoạt động, được thu hồi về nhà sản xuất để tái chế

phục vụ việc tái chế và tái sử dụng

nghĩa về hệ thống PLM Mỗi tác giả tùy thuộc vào khía cạnh nghiên cứu của mình

mà có một cách định nghĩa về PLM Sau đây, các định nghĩa trong lĩnh vực học thuật

cộng tác, quản lý, truyền tải và sử dụng thông tin sản phẩm trên toàn bộ doanh nghiệp,

trải dài từ ý tưởng sản đến loại bỏ tích sản phẩm có sự hợp con người, tiến trình, hệ

doanh nghiệp lẫn đối tác bên ngoài”

lược kinh doanh để tạo, chia sẻ, quản lý thông tin về sản phẩm, quá trình, con người

1.2.2 Các định nghĩa trong học thuật

các đại diện mà chúng thể hiện được ngữ nghĩa sản phẩm một cách hiệu quả để tối

ưu hóa các quy trình kinh doanh và tích hợp hệ thống trong nhiều giai đoạn của vòng đời sản phẩm”

thông tin, kiến thức, … trong toàn doanh nghiệp trải dài từ khái niệm đến loại bỏ sản

danh mục sản phẩm, tiến trình và dịch vụ từ khái niệm ban đầu cho đến thiết kế, kỹ

sư, xuất bản, sản xuất, sử dụng cho đến bươc cuối cùng là loại bỏ”

kết nối và nền kinh tế kết nối”

để quản lý và phát triển sản phẩm và thông tin liên quan đến sản phẩm PLM cung

cấp sự quản lý và kiểm soát tiến trình sản phẩm (phát triển, sản xuất và tiếp thị) và quá trình đặt hàng, kiểm soát thông tin liên quan đến sản phẩm trong suốt vòng đời,

từ ý tưởng ban đầu đến khi loại bỏ”

Sau khi xem xét các định nghĩa về PLM ở trên, một khái niệm về PLM toàn

tiếp cận chiến lược kinh doanh hỗ trợ tất cả các giai đoạn của vòng đời sản phẩm, từ

- Cách ti ếp cận chiến lược kinh doanh:

PLM được xác định là một cách tiếp cận ở mức chiến lược kinh doanh PLM nên được hiểu rộng hơn một công nghệ hoặc một ứng dụng hay hệ thống công nghệ

tin Thực tế PLM là tất cả các khía cạnh để giúp doanh nghiệp đạt được mục tiêu kinh

thông tin và quy trình

- Các giai đoạn của vòng đời sản phẩm:

Một khía cạnh quan trọng của PLM là khả năng quản lý tất cả các giai đoạn trong vòng đời sản phẩm từ ý tưởng cho đến sản xuất, phân phối và loại bỏ Các giai đoạn này thường có chu kỳ và tuần tự, tuy nhiên, sự đồng thời có thể thúc đẩy kỹ thuật đồng thời để giảm thời gian và cải thiện chất lượng Mỗi giai đoạn tạo ra thông tin và sử dụng thông tin từ các giai đoạn khác, tạo ra bộ khung thông tin

- M ột nguồn dữ liệu sản phẩm duy nhất và theo thời gian

địa điểm và nhiều ứng dụng ví dụ như phòng thiết kế, xưởng sản xuất, nhà cung cấp, khách hàng… Đặc điểm theo thời gian liên quan đến việc theo dõi đường đi của sản

phẩm theo thời gian cũng như xác định dữ liệu và các giai đoạn tham chiếu của chúng

Do đó bảo đảm an toàn thông tin sản phẩm là rất quan trọng

- Tính nh ất quá, trính truy nguyên được, và khả năng lưu trữ dài hạn

thay đổi và việc tìm kiếm thông tin liên quan đến một phiên bản dễ dàng hơn Tính truy nguyên được giúp cho việc xây dựng lại toàn bộ lịch sử sản phẩm bao gồm các

phần thông tin nào đó sau một thời gian dài

- S ự tích hợp của con người, quy trình và kỹ thuật

- C ộng tác bên trong và bên ngoài doanh nghiệp

và cần sự tích hợp và cộng tác ở mức độ cao PLM cho phép các công ty xây dựng

một kênh kết nối để trao đổi thông tin

tốt hơn

người, công cụ và tiến trình Tuy nhiên, theo Terzi [20], các thành phần cơ bản của PLM được nhìn nhận một cách tổng quát hơn bao gồm: tiến trình (con người, kỹ năng, tổ chức…), phương pháp tiếp cận (kỹ thuật, thủ tục, thực tiễn…) và công

Sản phẩm ICT

Phương pháp

Quy trình

EOL

khách hang Các công ty này thường là các doanh nghiệp lớn với quy trình phát triển

hay doanh nghiệp nhỏ với mục tiêu đáp ứng các nhu cầu đặc thù của khách hàng (sản

xuất dụng cụ cắt, xe hơi siêu sang…)

nhu cầu đã được xác định trước Các tiến trình tạo ra giá trị gồm có: phát triển sản

Ngày nay, dù là công ty thuộc loại nào, các công ty này đều chịu một sức cạnh

vào con người Vì vậy một trong những nhân tố quan trọng nhất trong tiến trình là

động sử dụng và quản lý các công cụ để tạo ra sản phẩm theo ý muốn Con người

Các vai trò này có thể được chia thành 8 loại: nhà phát triển, nhà cung cấp, nhà sản

toàn diện và lô gic để hệ thống vận hành một cách hiệu nhất

Ghi chú:

vv: vai trò chính; v: vai trò truyền thống; o: vài trò mới

ứng dụng này thường chồng chéo lên nhau nên việc sử dụng một cách hợp lý các ứng

thường cho các định dạng tập tin khác nhau, việc tích hợp dữ liệu gây nhiều tốn kém

và lỗi trong quá trình hoạt động

Quy trình

Sản phẩm

Thiết kế Sản xuất Bắt đầu vòng đời Giữa vòng đời Cuối vòng đời

Hình ảnh sản phẩm

Bản vẽ

Mô hình vật lý

Mô hình ảo

Một phương pháp tiếp cận (kỹ thuật) là một hệ thống các nguyên tắc, thực tiễn và thủ

đượcgiới thiệu và phát triển, ví dụ như trong [19], tác giải Stark giới thiệu đến 53 kỹ thuật có thể được ứng dụng

QFD, VA&E, DTC/TCM

pháp như: DFX, thiết kế mô đun, nền tảng sản phẩm

trong vòng đời Các phương pháp như: FMEA, FTA, LCA

như: sản xuất tinh gọn, Six Sigma, quản lý chất lượng toàn diện, quản lý năng suất toàn diện

Các phương pháp này phát huy tác dụng trong một giai đoạn vòng đời nhất định hoặc được sử dụng xuyên suốt trong cả vòng đời sản phẩm, tùy thuộc vào phạm

thường thấy trong vòng đời sản phẩm

Bắt Đầu Vòng Đời Giữa Vòng Đời Cuối Vòng Đời

Như đã phân tích ở những phần trên, hệ thống PLM ngày càng đóng vai trò

PLM là rất cần thiết trong quá trình triển khai và vận hành Sau đây, các lợi ích mang

loại

2.3.1 Lợi ích dài hạn

- Gia tăng lợi nhuận ròng

- Cải thiện vị trí cạnh tranh trên thị trường

- Giảm thời gian đưa sản phẩm ra thị trường

chúng có thể biểu hiện rõ ràng sau một thời gian triển khai PLM

- Giảm thời gian trong các tác vụ hằng ngày

- Cách làm việc được cải thiện tốt hơn

- Sự hợp lí hóa quy trình vì sự cản thiện việc quản lý cấu trúc sản phẩm

- Giảm các thao tác lãng phí

Các lợi ích này có được từ việc cải thiện quy trình làm việc với sự hỗ trợ của

đóng vai trò chủ đạo Khái niệm PLM là sự phát triển của PDM thông qua vòng đời

tượng được nghiên cứu trước và nhiều nhất trong lĩnh vực PLM Với đặc điểm dễ ứng dụng và dễ tiếp cận hơn của PDM so với PLM, tác giả nghiên cứu PDM như

tạo thành một giải pháp hoàn chỉnh và ứng dụng thực tiễn trong các phần sau của

luận văn

L ịch sử hình thành và phát triển của hệ thống PDM:

các công ty bắt đầu lưu trữ cấu trúc sản phẩm vào cơ sở dữ liệu [5] Các các công ty

thường ở vị trí khác nhau và nhu cầu về thông tin cũng khác nhau nên hai bộ phận này dùng hai cơ sở dữ liệu khác nhau

tương tự như cấu trúc trong chế tạo để tổ chức tài liệu

và cơ sở dữ liệu

Khái ni ệm về hệ thống quản lý dữ liệu sản phẩm (PDM)

Như đã được đề cập ở phần trên, hệ thống PDM thường được coi là thành phần

tiêu mà nó hướng đến Hệ thống PDM lưu trữ và tạo ra thông tin số về sản phẩm trong

đảm bảo mục tiêu cung cấp thông tin về sản phẩm cho đúng người, đúng thời điểm

và đúng nơi bằng hệ thống PDM

hoặc tạo ra thông tin mới

có một cách hiểu đầy đủ hơn về hệ thống PDM, các khái niệm về dữ liệu, dữ liệu sản

và không đổi mà có thể quản lý và trao đổi như một đơn vị giữa người dùng và hệ

quy trình mà được sử dụng để thiết kế, sản xuất, sử dụng và bảo trì nó”

lý chất lượng, …

PDM thường được xác định khác nhau theo các ngành công nghiệp khác nhau

Quản lý tài liệu kỹ sư, Quản lý thông tin kỹ thuật…

quản lý dự án, quản lý tiến trình

Hình 2.6 PDM là nền tảng của hệ thống PLM

đời sản phẩm

PDM cũng có thể được xem như một hệ thống riêng lẽ có thể đứng riêng một

các đơn vị trong doanh nghiệp

đúng thời điểm trong vòng đời sản phẩm

Các người dùng khác nhau có thể sử dụng các chức năng khác nhau Chức năng người dùng có thể được phân thành 5 loại:

- Quản lý dữ liệu trung tâm và tài liệu

- Quản lý công việc và quy trình

- Quản lý cấu trúc sản phẩm

- Quản lý phân loại

- Quản lý dự án

như gói gọn sự phức tạp của nó đối với người dùng Chức năng tiện ích có thể được chia thành 5 loại:

dạng thông tin Nó cung cấp khả năng kiểm soát truy cập dữ liệu, an toàn dữ liệu, và tính toàn vẹn dữ liệu

Để chỉnh sửa dữ liệu, người dùng cần sử dụng quyền được định trước của mình

để lấy dữ liệu về (check out) một vị trí cục bộ nào đó Sử dụng dữu liệu đã được lấy

thống chung Thao tác lấy về và đưa lên cung cấp khả năng lưu trữ dữ liệu an toàn và

đúng thời điểm Việc xây dựng hệ thống quản lý công việc tự động cũng dựa vào việc phân quyền này

gồm:

- Các quy định và hành động trong mỗi bước

thể xem lại lịch sử thay đổi của dữ liệu bất kỳ lúc nào Việc theo dõi quá trình và thay đổi được duy trì liên tục để xác định và kiểm soát sự thay đổi

các hoạt động sau:

- Quản lý sự phát triển và các thông số bao gồm các thông số nền tảng, thống sô phụ, thông số thay thế

khác nhau, ví dụ bộ phận thiết kế và bộ phận sản xuất

ERP

chúng được lưu trữ trong hệ thống PDM dưới dạng các thuộc tính Các thuộc tính này

có thể là nhà cung cấp, vật liệu, phiên bản, ngày phát hành… Các thuộc tính này được

đưa vào Các thuộc tính người dùng có thể được đưa vào để truy xuất dữ liệu hiệu

quả hơn

năng như sự xác định của danh sách các bước dự án, vị trí tài nguyên và theo dõi dự

nguồn lực nào đã được sử dụng cho chi tiết này

được thể hiện

nhìn thấy bởi tất cả người dùng Hình ảnh có thể lưu trữ và truy cập như tất cả các dữ

đánh dấu, và ghi chú là công cụ thường dùng trong quá trình kiểm tra thiết kế Chức năng này cải thiện đáng kể sự giao tiếp giữa người kiểm tra và người thiết kế

xác định quy trình, thông số vận hành, quản lý hiệu suất hệ thống, cấu hình cơ sở dữ