Áp dụng quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm vào chế tạo máy rang cà phê

Để giải quyết được vấn đề nêu trên nhóm chúng em quyết định áp dụng “Quy trình Thiết kế và Phát triển sản phẩm” của Karl Ulrich, hy vọng có thể tạo ra một loại máy rang phù hợp với thị t

Trang 1

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

ÁP DỤNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM VÀO CHẾ TẠO MÁY RANG CÀ PHÊ

GVHD: ThS PHẠM BẠCH DƯƠNG SVTH: ĐỖ PHÚC HÙNG

MSSV: 11144041 SVTH: VĂN DUY THÁI MSSV: 11144091

SVTH: TRẦN THANH HÙNG MSSV: 11144044

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015

S K L 0 0 3 7 8 6

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

ÁP DỤNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM

VÀO CHẾ TẠO MÁY RANG CÀ PHÊ

Giảng viên hướng dẫn: ThS PHẠM BẠCH DƯƠNG

Sinh viên thực hiện: ĐỖ PHÚC HÙNG MSSV: 11144041

TRẦN THANH HÙNG MSSV: 11144044

Khóa: 2011-2015

Trang 3

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Họ và tên sinh viên 1: Đỗ Phúc Hùng MSSV: 11144041

Họ và tên sinh viên 2: Văn Duy Thái MSSV:11144091

Họ và tên sinh viên 3: Trần Thanh Hùng MSSV:11144044

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Các loại máy rang cà phê trong và ngoài nước

- Máy rang cà phê nhóm đã phát triển trước đó

- Những đề tài thiết kế và phát triển sản phẩm đã thực hiện

- Sách: Product Design and Development – Karl Ulrich – 3rded

3 Nội dung chính của đồ án:

- Khảo sát thị trường:

 Khảo sát lấy ý kiến của những cơ sở chế biến cà phê rang xay

 Khảo sát sự cạnh tranh về giá thành, chức năng, mẫu mã của các loại máy rang cà phê có sẵn trên thị trường

- Thiết kế sản phẩm:

 Áp dụng quy trình thiết kế, phát triển sản phẩm để thiết kế

 Sàng lọc mẫu, phát triển các mẫu tốt nhất

 Vẽ bản vẽ chi tiết, tạo mẫu và gia công mẫu

- Phát triển mẫu tốt nhất và thương mại hoá sản phẩm

- Dựa trên phản hồi của khách hàng tiến hành cải tiến, nâng cấp, hoàn thiện sản phẩm

Trang 4

- Tên đề tài:ÁP DỤNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM

VÀO CHẾ TẠO MÁY RANG CÀ PHÊ

 Địa chỉ sinh viên: P Linh Trung, Q Thủ Đức, Tp.Hồ Chí Minh

 Số điện thoại liên lạc: 0972605480

 Email: duythai09031993@gmail.com

- Họ và tên sinh viên 3: Trần Thanh Hùng

 MSSV: 11144044 Lớp: 111441B

 Địa chỉ sinh viên: P.Tân Phú, Quận 9, Tp.Hồ Chí Minh

 Số điện thoại liên lạc: 01699294368

 Email: thanhhungckm@gmail.com

- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 23/07/2015

- Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệpnày là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào,chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”

Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2015

Đại diện nhóm

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp không chỉ là cơ hội để sinh viên áp dụng những kiến thức quý báu đã tích luỹ được sau bốn năm trên ghế nhà trường mà còn tạo điều kiện để mỗi sinh viên rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, học cách quản lý thời gian cho hiệu quả, và hơn hết là trau dồi thêm được những kiến thức cần thiết để để bước vào đời Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, nhóm chúng em trân trọng gửi lời cảm ơn đến:

cà phê, những ý kiến của chú là vô cùng quý báu

 Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ks Nguyễn Thành Duy và Ks Lâm Văn Dương đã nhiệt tình hỗ trợ, tư vấn kỹ thuật trong suốt thời gian thực hiện đồ án

 Chúng em xin chân thành cảm ơn ThS Trần Phương Nam đã nhiệt tình kiểm tra, vận hành thử đóng góp ý kiến để chúng em có thể hoàn thiện tốt sản phẩm

 Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý khách hàng của công ty TNHH Dương Thành đã đóng góp ý kiến để chúng em có cơ sở phát triển và hoàn thiện máy

Chính những sự hỗ trợ giúp đỡ trên đã tạo điều kiện, hỗ trợ cho nhóm chúng em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp này

Nhóm thực hiện

Trang 6

ÁP DỤNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM

VÀO CHẾ TẠO MÁY RANG CÀ PHÊ.

Cà phê không biết từ bao giờ đã trở nên gần gũi và quen thuộc với người dân Việt Nam đến thế Cái vị đăng đắng, đầm đậm bên đầu lưỡi, mùi hương hạnh nhân, mùi đất lan tỏa bên tách cà phê khiến cho người ta phải ngất ngây…và cứ như thế cà phê đi vào lòng người Việt Nam một cách đằm thắm nhẹ nhàng Cà phê không đơn thuần chỉ là thức uống giải khát, mà cà phê còn khiến cho người ta tỉnh táo, thư giãn, mang lại sức khỏe cho con người, làm cho người với người gần nhau hơn Cà phê giúp nâng cao tinh thần và hiệu quả công việc Hoạt chất caffeine trong cà phê có tác dụng kích thích hoạt động của trí não, giúp con người có được sự tỉnh táo, minh mẫn và tập trung trong công việc Ngoài ra còn làm tăng tốc độ tư duy và sáng tạo khiến cho cho hiệu quả công việc được nâng cao Chính vì vậy mà việc uống cà phê đã trở nên phổ biến nơi công sở

Nhưng thật đáng buồn khi ngày càng có nhiều cà phê giả làm ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng, người ta vì đồng tiền sẵn sàng bán rẻ lương tâm, trong thời gian vừa qua

dư luận đã phát hiện nhiều cơ sở chế biến cà phê bẩn, cà phê giả…

Xuất phát từ vấn đề trên, đặt ra yêu cầu là phải có cách nào đó để đưa cà phê sạch đến người tiêu dùng, sau khi tìm hiểu thị trường nhóm chúng em và nhận thấy rằng máy rang cà phê có thể giải quyết được yêu cầu đặt ra

Hiện nay máy rang cà phê ở nước ta cũng đã khá phát triển nhưng có hai vấn đề chủ yếu, thứ nhất: máy nhập khẩu cần kích cỡ hạt cà phê đồng đều và cà phê nhân ở Việt Nam không đáp ứng được điều đó Thứ hai: máy trong nước chủ yếu là máy lớn, giá khá đắt không phù hợp với hộ gia đình, các quán cà phê kinh doanh với quy mô vừa và nhỏ

Do đó, việc tạo ra một loại máy rang vừa có giá thành hợp lý lại vừa có chất lượng tốt không phải là một việc đơn giản

Để giải quyết được vấn đề nêu trên nhóm chúng em quyết định áp dụng “Quy trình Thiết

kế và Phát triển sản phẩm” của Karl Ulrich, hy vọng có thể tạo ra một loại máy rang phù hợp với thị trường Việt Nam

Trang 7

The time when coffee had become close and familiar with the Vietnamese is unknown People who enjoy it are enchanted by its bitter and charming taste on the top of our tongue, the smell of almond and soil spreading out around the coffee cup and then, coffee fervidly and gently put a constant hallmark in people' heart

Coffee is not merely soft drink, but it also makes people healthy, closer together Coffee helps increase our spirit and job's outcome The element caffeine in coffee beans excites our brain operation, helps us have consciousness and concentration on our job Moreover, it also helps us increase the speed of thinking and creativity, which makes our job effective Hence, drinking coffee has become popular in offices

However, it is a pity that there are more and more "fake coffee" that affects the customers' health Because of the money, many people are prepared to make their conscience cheap For the last time, citizens have found out many dirty and fake coffee producing foundations

Due to the above problem, a requirement is made It is obligatory to find solution to bring clean coffee to customers After researching the market, our group come to conclusion that coffee roaster can solve this requirement

Nowadays, coffee roaster in our country is developing, but there are two main problems: firstly, the imported roasters need coffee beans that have the same size, and coffee beans in Vietnam cannot meet this requirement Secondly, the domestic roaster are mainly the big ones that are very expensive and not suitable to households Therefore, creating a kind of roaster which has not only reasonable price, but also good quality is not simple

To solve the above problem, our group had decided to apply "Product Design and development" of Karl Ulrich, with the hope that we can create a kind of roaster which is suitable to Vietnamese market

Trang 8

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết đề tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiền của đề tài 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.6 Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp 3

Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 4

2.1 Giới thiệu hạt cà phê 4

2.1.1 Lịch sử ra đời cà phê 4

2.1.2 Phân loại hạt cà phê 5

2.1.3 Thành phần hóa học của cà phê 5

2.1.4 Quá trình chuyển biến của hạt cà phê khi rang 7

2.1.5 Tổng quan các loại máy cà phê hiện nay 11

2.2 Giới thiệu về quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm 15

2.2.1 Những chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của việc phát triển sản phẩm 15

2.2.2 Những thách thức cho việc phát triển sản phẩm 16

2.3 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 18

2.3.1 Các nghiên cứu về quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm 18

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 23

3.1 Lý thuyết về Quá trình tổ chức và phát triển sản phẩm 23

3.1.1 Đặc điểm chung của quá trình phát triển sản phẩm 23

3.1.2 Phát triển mẫu sản phẩm: quá trình bắt đầu – kết thúc 26

3.2 Lý thuyết cơ bản về hoạt động của máy rang cà phê dạng trống quay 28

Chương 4: LẬP KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN MÁY RANG CÀ PHÊ 32

4.1 Đánh giá cơ hội 32

4.2 Phân khúc thị trường 33

4.2.1 Phân khúc thị trường là gì 33

4.2.2 Tại sao cần phân khúc thị trường 33

Trang 9

4.3 Phân bổ thời gian thực hiện, sắp xếp trình tự công việc 34

Chương 5: XÁC ĐỊNH NHU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG 35

5.1 Giới thiệu 35

5.2 Xác định nhu cầu của khách hàng đối với máy rang cà phê 35

5.3 Tổng hợp đóng góp ý kiến cho máy rang cà phê 39

Chương 6: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CHO MÁY RANG 41

6.1 Thế nào là đặc điểm kỹ thuật 41

6.2 Khi nào thì đặc điểm kỹ thuật được thiết lập 41

6.3 Thiết lập đặc điểm kỹ thuật 41

Chương 7: TẠO MẪU - PHÁT TRIỂN TỪ MẪU CŨ 43

7.1 Hoạt động khởi tạo mẫu 43

7.2 Các bước khởi tạo mẫu 43

Chương 8: CHỌN MẪU 54

8.1 Các phương pháp lựa chọn ý tưởng 55

8.2 Sàng lọc mẫu 55

8.3 Đánh giá các mẫu 59

Chương 9: GIA CÔNG LẮP RÁP SẢN PHẨM 63

9.1Gia công các chi tiết 63

9.2Lựa chọn linh kiện 63

9.3Lắp ráp các chi tiết 68

9.4 Hoàn thành 70

Chương 10: THỰC NGIỆM MẪU 72

10.1 Quá trình thực nghiệm 72

10.2Quá trình tự thực nghiệm 74

10.3Quá trình khảo sát bên ngoài 82

10.4 Nhận xét đánh giá, phân tích nguyên nhân đề xuất hướng giải quyết 85

10.4.1 Nhận xét đánh giá 85

10.4.2 Phân tích nguyên nhân đề xuất hướng giải quyết 85

10.5 Quá trình tự cải tiến 85

Chương 11 ĐỊNH GIÁ SẢN PHẨM 92

11.1 Thế nào là định giá sản phẩm? 92

11.2 Thế nào là vòng đời của sản phẩm? 93

11.3 Tiến hành định giá máy rang cà phê 94

Trang 10

11.3.2 Bảng kê chi phí vật tư 94

11.3.3 Các chi phí phụ 95

11.3.4 Tính toán 95

Chương 12: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG 96

12.1 Những việc đã đạt được và hạn chế 96

12.2 Hạn chế của máy rang cà phê 98

12.3 Phương hướng phát triển 98

Trang 11

Trang

 Bảng 4.1:Lịch trình công việc 34

 Bảng 6.1:Các thông số kỹ thuật 42

 Bảng 7.1:Sự kết hợp các đặc tính kỹ thuật 45

 Bảng 7.2:Sự kết hợp các thông số Mẫu 1 45

 Bảng 7.3:Sự kết hợp các thông số Mẫu 2 48

 Bảng 7.4: Sự kết hợp các thông số Mẫu 3 51

 Bảng 8.1: Thông số máy Rio 1 56

 Bảng 8.2: Thông số máy Lead 1 57

 Bảng 8.3: Bảng so sánh mẫu 57

 Bảng 8.4: Chấm điểm mẫu 58

 Bảng 8.5: Kết quả sàng lọc 59

 Bảng 8.6: Bảng đánh giá mẫu 60

 Bảng 8.7: Kết quả đánh giá mẫu 61

 Bảng 8.8: Kết quả đánh giá mẫu 62

 Bảng 9.1: Gia công các chi tiết 65

 Bảng 9.2: Chọn linh kiện 67

 Bảng 9.3: Lắp ráp sản phẩm 70

 Bảng 10.1: Thông số thực nghiệm mẫu 75

 Bảng 10.2: Kết quả thực nghiệm 80

 Bảng 10.3: Các thông số thực nghiệm mẫu 81

 Bảng 11.1: Chi phí vật tƣ 94

 Bảng 12.1: Bảng so sánh các đặc tính kỹ thuật 97

Trang 12

Trang

Hình 2.1: Thành phần của quả cà phê 6

Hình 2.2:Giản đồ khảo sát sự thay đổi của cà phê theo nhiệt độ rang 9

Hình 2.3: Chuyển biến hạt cà phê theo nhiệt độ 10

Hình 2.4: Coffee roaster mini Lysander 11

Hình 2.5: Coffee roaster TN – 2 12

Hình 2.6: Sample roaster machine 12

Hình 2.7: Máy rang cà phê Rio 5 13

Hình 2.8: Máy rang cà phê Rio 5 13

Hình 2.9: Máy rang cà phê Lead 14

Hình 2.10: Máy rang cà phê Vina Nha Trang 14

Hình 2.11: Máy rang cà phê Dương Thành 15

Hình 2.12: Xe đẩy hàng trong siêu thị - một dự án DPP 18

Hình 2.13: Tuốc nơ vít 19

Hình 2.14: Máy bay Boeing 747 19

Hình 2.15: Audi e-bike Worthersee 20

Hình 2.16: Bộ khóa chống trộm điều khiển từ xa 20

Hình 2.17: Giá phơi đồ đa năng 21

Hình 2.18: Bàn laptop đa năng 22

Hình 3.1: Điện trở dạng xoắn ốc 28

Hình 3.2: Điện trở nhiệt dạng U 29

Hình 3.3: Đèn nhiệt Halogen 29

Hình 3.4: Trống quay 30

Hình 3.5: Mô tơ đầu kéo 30

Hình 3.6: Chân đế 31

Hình 3.7: Bộ phận giải nhiệt 31

Hình 5.1: Ý kiến phản hồi của khách hàng 36

Hình 5.4: Luật Sư Nguyễn Quốc Minh 39

Hình 7.1: Phác thảo Mẫu 1 46

Hình 7.2: Nửa bên trái Mẫu 1 47

Hình 7.3: Nửa bên phải Mẫu 1 47

Trang 13

Hình 7.5: Phác thảo tay Mẫu 2 48

Hình 7.6: Thiết kế Mẫu 2 49

Hình 7.9: Phác thảo Mẫu 3 51

Hình 8.1: Máy Rio 1 56

Hình 8.2: Máy Lead 1 57

Hình 9.1: Sản phẩm sau khi hoàn thành 71

Hình 9.2: Sản phẩm sau khi hoàn thành 71

Hình 10.1: Hình ảnh mẫu thực tế 74

Hình 10.2: Hạt cà phê trước và sau khi rang 75

Hình 10.3: Kết quả thực nghiệm lần 1 76

Hình 10.11: Khảo sát tại quán cà phê 82

Hình 10.12: Nhận xét của khách hàng 83

Hình 10.14: Hình ảnh thiết kế lại 86

Hình 10.15: Hình ảnh thiết kế lại 86

Hình 10.16: Sản phẩm sau cải tiến 87

Hình 10.17: Sản phẩm sau cải tiến 87

Hình 10.20: Khảo sát và chạy thử tại Robotic lab 89

Hình 10.21: Khảo sát và chạy thử tại Robotic lab 89

Trang 14

Hình 10.23: Thử nghiệm với cà phê chồn 90

Sơ đồ 3.1: Quy trình phát triển sản phẩm 23

Sơ đồ 3.2: Quy trình chuẩn 25

Sơ đồ 3.3: Quy trình vòng xoay 25

Sơ đồ 3.4: Quy trình phức hợp 25

Sơ đồ 3.5: Các giai đoạn của quá trình phát triển mẫu sản phẩm 26

Sơ đồ 4.1: Bước lập kế hoạch trong phát triển sản phẩm 32

Sơ đồ 5.1: Xác định nhu cầu khách hàng 35

Sơ đồ 6.1: Quy trình phát triển mẫu 41

Sơ đồ 7.1: Tạo mẫu 43

Sơ đồ 7.2: Sơ đồ khối Mẫu 1 46

Sơ đồ 8.1: Bước lựa chọn mẫu 54

Sơ đồ 9.1: Sơ đồ mạch điện 70

Sơ đồ 10.1: Quy trình thực nghiệm 72

Biểu đồ 11.1: Vòng đời sản phẩm 93

DANH TỪ VIẾT TẮT

PDD Product Design and Development

Trang 15

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài

Cà phê không chỉ là một thức uống đơn thuần, mà đã đi vào văn hóa của từng vùng miền, từng quốc gia trên thế giới Có thể thấy rằng, văn hóa cà phê chính là một trong những nét đẹp văn hóa đặc trưng của từng quốc gia Mỗi nước, mỗi nền văn hóa với những phong tục, tập quán và nguồn gốc khác nhau đã tạo nên những phong cách cà phê và hương vị cà phê rất riêng

Việt Nam cũng không ngoại lệ, hương vị cà phê đậm đà đã trở nên quen thuộc trong nhịp sống mỗi ngày của mỗi người, mỗi nhà và đi vào tiềm thức của mọi người

Tuy nhiên, từ nguyên liệu đầu vào là những hạt cà phê tươi cho đến khi có được một ly

cà phê thơm ngon, đậm đà hương vị là cả một quá trình đầy nghệ thuật mà yếu tố ảnh hưởng

có tác động mạnh mẽ nhất là quá trình rang cà phê

Đứng trước nhu cầu thưởng thức cà phê không hề nhỏ của người tiêu dùng, không chỉ dừng lại ở mức mua cà phê nhân đã được rang xay và đóng gói thành phẩm về pha chế, hoặc là thưởng thức tại quán Mà ở đây, người tiêu dùng muốn tận tay rang hạt cà phê nhân, tận tay xay và pha chế ra thành phẩm, lúc đó mới có thể tận hưởng hết được hương vị, giá trị đích thực mà hạt cà phê mang lại cho người uống

Đứng một khía cạnh khác của xã hội, việc con người bị cuốn theo đồng tiền, bất chấp tất

cả để thu lợi bất chính đã dẫn đến hình ảnh không đẹp cho giá trị thật của cà phê chính là

“cà phê giả” Cụm từ “cà phê giả” hiện nay người tiêu dùng không mấy làm lạ khi thường xuyên uống phải những thứ được gọi là cà phê nhưng thật sự là gì? Là đậu nành, là bột bắp cháy, là hóa chất độc hại,… Tất cả những thứ đó đang làm cho người tiêu dùng thật sự hoang mang, không biết đâu mới là cà phê hay liệu chăng mình đang uống một thứ khác nhưng được gọi là cà phê?

Xuất phát từ cụm từ “cà phê giả”, hiện nay trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố lớn đã xuất hiện không ít quán cà phê với Sologan quen thuộc: Cà phê siêu sạch,

Cà phê rang xay tại chỗ, Cà phê sạch, Sạch 100% Tuy nhiên, cái cần ở người tiêu dùng hiện nay không phải là nghe mà là nhìn Thật vậy, việc theo dõi quá trình rang, xay, chế biến cà phê đến thưởng thức thì quả là tuyệt vời

Thị trường máy rang cà phê hiện nay khá đa dạng và phong phú của các hãng nổi tiếng như: Lysander, Sample Roaster Machine, trong nước: Vina Nha Trang, Rio, Lead, Tuy nhiên, đa phần các máy theo hướng công nghiệp, rang số lượng lớn, một số máy nhỏ thì không đáp ứng hết yêu cầu, kỹ thuật khi rang và đặt biệt là giá thành còn khá cao khó mà chấp nhận được ở hộ gia đình, các quán cà phê quy mô nhỏ

Xuất phát từ những thực trạng trên, việc cho ra đời những máy rang cà phê công suất nhỏ, đáp ứng nhu cầu đông đảo của người tiêu dùng và các của hàng, quán cà phê là cần thiết và có ý nghĩa thực tế

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Việc nghiên cứu và chế tạo máy rang cà phê đáp ứng được nhu cầu cho người thưởng thức cà phê ngon, sạch và đúng nghĩa nghệ thuật

Trang 16

Việt Nam là một trong những nước luôn đứng đầu về xuất khẩu cà phê ra thế giới, việc phát triển máy rang cà phê là bước đi song song, phát huy thế mạnh sẵn có để đưa nền cà phê Việt Nam phát triển cao hơn nữa, khẳng định vị thế trên thế giới

Người tiêu dùng chính là người chế biến, đưa cà phê đến gần hơn với mọi người, mọi nhà, duy trì nền văn hóa cà phê Việt Nam đã tạo dựng từ lâu đời

Việc cho ra đời máy rang cà phê góp phần vào sự thành công của phương hướng phát triển nền kinh tế công nghiệp của đất nước, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng tính cạnh tranh với sản phẩm nhập ngoại về cả chất lượng và giá thành

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là áp dụng quy trình thiết kế và chế tạo sản phẩm để:

- Tìm hiểu, khảo sát thị trường về nhu cầu của sản phẩm: Dựa trên sản phẩm sẵn có, khảo sát, tiếp thu ý kiến đóng góp của khách hàng về kiểu dáng, chức năng, mẫu mã

và giá thành cho sản phẩm Đồng thời khảo sát, tìm hiểu các sản phẩm cùng chức năng hiện có trên thị trường

- Thiết kế máy rang cà phê: Dựa trên sản phẩm sẵn có, phân tích các ưu, nhược điểm và đưa ra hướng giải quyết, cải tiến, nâng cấp Áp dụng quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm đê thực hiện các bước định hình sản phẩm mới, vẽ các bản vẽ chi tiết, tạo mẫu, gia công mẫu

- Phát triển sản phẩm: Thực hiện đánh giá, so sánh, tiến hành các cải tiến, nâng cấp sản phẩm, thử nghiệm thực tế thị trường

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm

- Máy rang cà phê có sẵn và các mẫu máy rang cà phê trên thị trường hiện nay

- Nhu cầu, ý kiến phản hồi từ khách hàng về máy rang cà phê

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Hiện nay, có rất nhiều công nghệ rang cà phê: Rang bằng điện, rang bằng gas, bằng khí nóng, rang bằng năng lượng mặt trời…, tuy nhiên thời gian nghiên cứu có hạn nên nhóm chỉ tập trung vào máy rang dùng điện, sử dụng nguồn năng lượng thông dụng

nhất hiện nay

- Như mục tiêu ban đầu của đề tài đặt ra chỉ tập trung vào nghiên cứu những máy rang

có công suất nhỏ, dưới 1kg/mẻ rang

- Cà phê nhân có rất nhiều loại: Arabica, Moka, Robusta, Culi… mỗi loại đều có chế độ rang riêng, và chất lượng đầu vào cũng không đạt tiêu chuẩn như nhau nên máy rang

cà phê chỉ thiết kế theo hướng bán tự động nghĩa là phải có sự can thiệp, kinh nghiệm

của người rang

1.5 Phương pháp nghiên cứu[4]

Để thực hiện nghiên cứu đề tài, ở đây nhóm thực hiện các phương pháp nghiên cứu sau:

Trang 17

- Phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm: Dựa trên sản phẩm đã có trước đó, kết hợp nhu cầu, ý kiến đóng góp của khách hàng nhằm tìm ra những điểm hạn chế, ưu, nhược điểm của thiết bị nhằm cải tiến, hoàn thiện, phát triển

- Phương pháp quan sát khoa học: Nhằm thu nhận thông tin thực tiễn về sản phẩm, thiết bị

đã có trên thị trường Đồng thời quan sát để phát hiện được nhu cầu thị trường về sản phẩm

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn, các giáo viên, bạn bè; tham khảo ý kiến của khách hàng, người có kinh nghiệm trong lĩnh vực rang cà phê

- Phương pháp thực nghiệm, kiểm chứng: Thực nghiệm sản phẩm để đánh giá được khả năng đáp ứng được của sản phẩm với nhu cầu thực của khách hàng, thị trường Thực nghiệm để thấy được kết quả, kết hợp phân tích để tìm ra phương án tối ưu cho sản phẩm

1.6 Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp bao gồm 12 chương, chương 2 trình bày tổng quan về đề tài nghiên cứu Chương 3 sẽ trình bày tóm lược về quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm là cơ sở lý thuyết

để thực hiện đề tài Chương 4 trình bày về kế hoạch thực hiện đối với máy rang cà phê Chương 5, 6, 7, 8, 9 lần lượt sẽ đề cập đến các bước thực hiện trong quytrình thiết kế và phát triển sản phẩm, ứng dụng từng chương để đi vào thực tế các quy trình thiết kế, phát triển máy rang cà phê Chương 10 sẽ trình bày thực nghiệm kết quả đạt được Chương 11 trình bày phần định giá cho sản phẩm và chương 12là chương cuối cùng, tại chương này sẽ kết luận lại

đề tài, đưa ra những hạn chế và định hướng cho đề tài

Trang 18

Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu hạt cà phê[10]

2.1.1 Lịch sử ra đời cà phê

- Thế kỷ thứ 9

 Vào năm 850 sau Công Nguyên – Truyền thuyết kể rằng anh chàng chăn dê Kaldi người Êtiôpia một lần để ý thấy đàn dê của mình đùa giỡn một cách đầy hứng khởi trên sườn núi chung quanh một bụi cây có những quả mọng màu đỏ

 Qua hôm sau, khi anh thả cho chúng gặm cỏ, đàn dê của Kaldi lại tiếp tục tìm đến sục sạo bụi cây có quả đỏ ấy Mãi đến tận vài thế kỷ sau, người nông dân Êtiôpia mới bắt đầu gieo trồng và sử dụng những hạt cà phê bằng cách ăn hoặc lên men trong rượu

 Những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sang vùng Ả Rập

 1475 – Quán cà phê đầu tiên trên thế giới đã ra đời ở Constantinople

Từ đó, cà phê đã dần nhuộm nâu cả châu Âu

 1645 –quán cà phê đầu tiên của Ý được mở ở Venezia

- Đầu thế kỷ 18

 1700 – Người Hà Lan và Pháp đã tiến hành cuộc chinh phạt và chiếm đảo Java và Martinique làm thuôc địa, bắt đầu việc gieo trồng cà phê ở đây Hấu hết cà phê mà

chúng ta gieo trồng ngày nay là giống hạt Arabica có xuất xứ từ Êtiôpia qua Yemen

 1714 – Cà phê xuất hiện chính thức tại Mỹ

 1822 – Máy Espresso đầu tiên được tạo ra tại Pháp

 1850 – Một người Pháp theo đạo Thiên Chúa Giáo đã đưa cà phê du nhập vào Việt

Trang 19

 1971 – Hãng cà phê Starbuck mở đại lý đầu tiên tại Seattle

2.1.2 Phân loại hạt cà phê

từ lúc có quả đến lúc chín 6 ÷ 7 tháng, thời vụ thu hoạch từ tháng 9 đến tháng 2

 Hạt có vỏ lụa màu bạc, ít bám vào nhân, kích thước: dài 5 ÷ 10mm, rộng 4 ÷ 7mm, dày 2 ÷ 4mm, kích thước này thay đổi theo từng loại và theo điều kiện môi trường Khối lượng 500 ÷ 700 hạt/100g, hàm lượng cafein 1,3%, hạt có màu xám xanh, xanh lục tùy theo chủng và cách chế biến, năng suất 400 ÷ 500kg cà phê nhân/ha Tỉ lệ thành phẩm (cà phê nhân) so với nguyên liệu (cà phê quả tươi) là

14 ÷ 20%

 Cà phê chè là loại cà phê được ưa chuộng nhất do hương thơm và mùi vị tốt

- Cà phê vối (Canephora)

 Cây cao từ 3 ÷ 8m, mùa hoa từ tháng 4 đến tháng 6 Quả hình tròn hoặc hình trứng, khi chín có màu đỏ hoặc hồng, trên quả thường có đường gân dọc, vỏ quả mỏng so với cà phê chè, thời gian từ khi có quả đến lúc chín 10 ÷ 12 tháng, thời

vụ thu hoạch từ tháng 1 đến tháng 4

 Hạt hình bầu dục hay tròn, vỏ lụa trắng dễ bong, khoảng 600 ÷ 900 hạt/100g, hạt dài 5 ÷ 8mm, hạt có màu xanh bạc, xanh lục hoặc xanh nâu tùy theo chủng và cách chế biến, hàm lượng cafein 2 ÷ 3%, đây là loại cà phê có nhiều cafein nhất

 Năng suất trồng trọt 500 ÷ 600kg cà phê nhân/ha, ít hương thơm, thường dùng để pha trộn với cà phê chè hay để chế biến cà phê hòa tan và bánh kẹo cà phê

 Loại cà phê này giá trị thương phẩm kém nhưng lại chịu được hạn, ít kén đất và ít

Trang 20

Hình 2.1: Thành phần của quả cà phê[17]

- Nước:

Cà phê sấy khô lượng nước khoảng 10-12% ở dạng liên kết Hàm lượng nước sau khi rang còn 2,7%

Trang 21

- Chất khoáng:

Hàm lượng chất khoáng khoảng 3-5% chủ yếu là Kali, Nito, Magie, Photpho, Clo Ngoài ra còn có các chất nhôm, sắt, đồng, lưu huỳnh Những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê

- Glucid:

Chiếm ½ tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nước uống

mà chỉ cho màu và vị Caramen

Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt, nó

được hình thành trong quá trình chế biến cà phê, đặc biệt trong quá trình rang

2.1.4 Quá trình chuyển biến của hạt cà phê khi rang

Việc thiết kế máy cần phải đảm bảo được quá trình chuyển biến của hạt cà phê trong quá trình rang

a Giai đoạn làm khô: từ nhiệt độ phòng đến khoảng1600C

Nguyên liệu đầu vào phải thật chuẩn: đúng độ ẩm thì các bước nhiệt sẽ đi theo trình

tự Làm nóng trống rang trước khi rang Sau khi trống được đun nóng đến 170-2200C bắt đầu nạp nguyên liệu vào Nhiệt độ trống rang hạ xuống nhanh chóng và sau đó tăng lên đến khoảng 155-1600

C Giai đoạn này là giai đoạn thoát hơi nước, hạt cà phê thay đổi từ xanh chuyển sang vàng Bước nhiệt có thể đi nhanh 10-150C/phút

b Giai đoạn tham gia phản ứng chia thành 2 giai đoạn nhỏ

Giai đoạn phân cắt tạo tiền chất: từ 160 - 1850C: Sau khi nước đã thoát ra hết, hạt cà phê bắt đầu đến giai đoạn chuyển hóa phân cắt tạo chất trung gian và tiền chất cho giai đoạn phản ứng maillaid Bước nhiệt khoảng 5-100

C/ phút Trong giai đoạn này hạt sẽ

có mùi cỏ, rơm rạ, gỗ Màu sắc của hạt chuyển từ vàng nhạt sang đậm dần, các vỏ lụa

bên ngoài bong tróc ra, cần phải hút xả mạnh cho sạch các vỏ lụa này

Trang 22

Giai đoạn phản ứng maillard: từ 185 - 2000C: Giai đoạn này cực kì quan trọng trong việc tạo mùi cho cà phê Là sự kết hợp giữa đường và các acid amin trong hạt cà phê

và kết quả sản phẩm cuối là melanoidin có màu nâu đen Bước nhiệt 3-50C/phút Chú ý: Mùi thơm bắt đầu xuất hiện khi phản ứng kết hợp giữa đường và amino acid trong phản ứng maillaid xảy ra, hạt cà phê chuyển dần sang nâu do phản ứng caramen hóa

bắt đầu, khói bắt đầu bốc lên

c Giai đoạn chín và kết thúc: 200 – 2400C

Tùy theo yêu cầu về khẩu vị và cách pha chế mà người thợ rang sẽ biết dừng ở điểm nào để cho ra sản phẩm đúng theo mong muốn, người thợ rang bắt đầu quan sát và ngửi mùi hương thoát ra để xem quyết định kết thúc ở điểm nào Có 8 cấp độ rang khác nhau

và cấp độ rang đó nằm trong khoảng thời gian này

1 Giai đoạn nổ 1 (cấp độ rang Cinamon):

Nhiệt từ 200 - 2100C hạt cà phê bắt đầu phát ra những tiếng nổ lách tách rời rạc và càng lúc càng tăng lên Kích thước tăng lên đáng kể bề mặt của hạt nổi gân không đồng màu, vàng nâu xen kẽ Khói bốc ra nhiều, những phản ứng hóa học tiếp tục gia tăng tạo nhiều mùi thơm quyến rũ như mùi mạch nha, bánh mì nướng hay mật ong Nếu dừng rang giai đoạn này ta có sản phẩm cấp độ Cinamon Vị rất chua nhưng hương vị rất phong phú và giữ nguyên được hương vị nguyên thủy của hạt cà phê

2 Giai đoạn ngưng nổ 1:

Nhiệt từ 2100C hạt cà phê bắt đầu ngừng nổ và tiếp tục thu nhiệt Phản ứng cramen hóa tiếp tục xảy ra mạnh mẽ, hạt cà phê hóa nâu rất nhanh, mùi hương thật sự phong phú và khói bốc ra rất nhiều Mùi thơm có thể lan tỏa rất mạnh ngoài khu vực rang khiến người xem phải ngây ngất Hạt cà phê vẫn còn rất chua, hương vẫn phong phú nhưng đã dần xuất hiện mùi hạt cà phê rang Nếu dừng cấp độ này ta có sản phẩm cấp

độ City

3 Giai đoạn thu nhiệt 215 - 2200C:

Nếu kéo dài sau khi nổ một thời gian nữa, hạt cà phê sẽ hóa nâu hơn, bề mặt của hạt căng ra trông rất đẹp không còn nhăn như trước nữa Mùi vị mạnh mẽ hơn nhiều Nếu dừng cấp độ này ta có sản phẩm cấp độ City +

4 Giai đoạn 220 - 2250C:

Chuẩn bị nổ đợt hai hạt cà phê hóa nâu hơn nữa, mùi thơm mỗi lúc lại càng ngào ngạt hơn, vị chua giảm đi đáng kể Nếu dừng cấp độ này ta có sản phẩm cấp độ Full city Theo cá nhân chúng tôi giai đoạn này là cân bằng nhất hạt cà phê sẽ thể hiện tối ưu phẩm chất của nó Giai đoạn này rất khó để xác định vì mỗi loại cà phê khác nhau, được trồng ở các độ cao khác nhau và chăm sóc khác sẽ có cấu trúc hạt khác nhau và thời gian nổ khác nhau

5 Giai đoạn bắt đầu nổ lần hai 225 - 2270C:

Sau vài tiếng nổ đầu tiên nếu kết thúc thời điểm này ta có sản phẩm cấp độ Full City +, vị chua giảm đáng kể, vị caramen hóa tăng lên

6 Giai đoạn nổ lần hai 227 - 2300C:

Trang 23

Sau khoảng 30-45 giây sau tiếng nổ lần 2 Ta có Vienna style Hương vị gốc đã khuyết dần và thay thế bởi hương rang

Theo khảo sát thực tế của Neuhaus neotec roaster

Hình 2.2: Giản đồ khảo sát sự thay đổi của cà phê theo nhiệt độ rang [17]

Trang 24

Hình 2.3: Chuyển biến hạt cà phê theo nhiệt độ [17]

Trang 25

2.1.5 Tổng quan các loại máy cà phê hiện nay

Trên thị trường hiện nay, máy rang có rất nhiều loại, hoạt động theo nhiều nguyên lý khác nhau, kiểu dáng, công suất khác nhau Tuy nhiên với giới hạn của đề tài nên chỉ khảo sát các loại máy rang cà phê sử dụng điện

Trang 27

 Máy rang cà phê Rio 5 [15]

+ Kích thước: 800x1400x1400 mm

+ Khối lượng: 120kg

+ Công suất rang: 5kg/mẻ

+ Sử dụng điện 220v/5.8kw

Hình 2.7: Máy rang cà phê Rio 5 [15]

Hình 2.8: Máy rang cà phê Rio 5 [15]

 Máy rang cà Lead [16]

+ Kích thước: 800x800x450

+ Công suất rang: 1.2 – 1.5kg/mẻ

+ Sử dụng điện: 220v/2kw

Trang 28

Hình 2.9: Máy rang cà phê Lead [16]

 Máy rang cà phê Vina Nha Trang [11]

+ Sản phẩm hiện đang còn là mẫu dùng thử

+ Kích thước: 689x477x544 mm

+ Công suất rang: 100g/mẻ

+ Nguồn nhiệt có thể dử dụng bằng Gas hoặc điện

Hình 2.10: Máy rang cà phê Vina Nha Trang [11]

 Máy rang cà phê Dương Thành: Máy do nhóm phát triển và hoàn thiện thành

Trang 29

Hình 2.11: Máy rang cà phê Dương Thành

2.2 Giới thiệu về quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm[2]

Quy trình thiết kế và phát triển sản phẩm là quá trình biến đổi những thông tin về nhu cầu của người tiêu dùng thành kiến thức của sản phẩm

Phương pháp thiết kế sản phẩm có dạng quy trình hóa, nghĩa là chúng được phân chia thành các bước và thường xuyên cung cấp các thông tin thẩm định dự án Phương pháp

“Quy trình hóa” có ích vì 3 lý do:

 Thứ nhất: Chúng làm cho quá trình ra quyết định rõ ràng, cho phép mọi thành viên trong nhóm hiểu được lý do của việc ra quyết định

 Thứ hai: Bằng việc thẩm định dự án trong các bước quan trọng của quá trình thiết

kế sản phẩm, ta có thể bảo đảm rằng các vấn đề quan trọng không bị bỏ sót

 Thứ ba: Phương pháp tự bản thân là các tư liệu, trong quá trình thực hành phương pháp, nhóm dự án tạo ra hệ thống dữ liệu của quá trình ra quyết định để tham khảo trong tương lai

2.2.1 Những chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của việc phát triển sản phẩm

Từ góc độ của những nhà đầu tư, kết quả thành công của quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm là có thể chế tạo và tạo ra lợi nhuận Có 5 chỉ tiêu được sử dụng để đánh giá hiệu quả của quá trình thiết kế sản phẩm:

1 Chất lượng sản phẩm

Chất lượng sản phẩm có được cải thiện trong quá trình phát triển sản phẩm Nó phải phù hợp với yêu cầu của khách hàng Chất lượng của sản phẩm được đánh giá thông qua sự phản hồi của thị trường và giá cả mà khách hàng chấp nhận trả cho sản phẩm

đó

2 Giá thành sản phẩm

Chi phí của sản phẩm phụ thuộc vào 1 số yếu tố của quá trình sản xuất Chi phí chế tạo sản phẩm bao gồm vốn đầu tư cho thiết bị và công cụ chính, cùng với chi phí chế tạo từng sản phẩm Chi phí chế tạo cùng với số lượng và giá bán sản phẩm quyết định lợi nhuận của doanh nghiệp

Trang 30

Trong quá trình thiết kế, giá thành sản phẩm chịu ảnh hưởng có tính quyết định ngay từ giai đoạn đầu, 75% giá thành của một sản phẩm điển hình được xác định vào cuối giai đoạn hình thành ý tưởng, điều này có nghĩa là các quyết định đưa ra sau giai đoạn này chỉ ảnh hưởng tới 25% giá thành sản phẩm

3 Thời gian phát triển sản phẩm

Thời gian cần thiết để phát triển sản phẩm sẽ xác định khả năng đáp ứng của doanh nghiệp dưới áp lực của cạnh tranh và sự phát triển của khoa học công nghệ Bên cạnh

đó, doanh nghiệp cũng sẽ sớm thu hồi được vốn và lợi nhuận nếu thời gian phát triển sản phẩm ngắn

4 Chi phí thiết kế sản phẩm

Chi phí thiết kế sản phẩm là một phần trong vốn đầu tư để có thể thu được lợi nhuận

từ sản phẩm Chi phí thiết kế thường chỉ là một phần nhỏ của chi phí sản xuất

5 Năng lực thiết kế sản phẩm

Năng lực thiết kế sản phẩm là tài sản mà công ty có thể sử dụng để phát triển sản phẩm một cách hiệu quả và kinh tế hơn trong tương lai Liệu đội ngũ thiết kế phát triển sản phẩm và doanh nghiệp có thể phát triển các sản phẩm tốt hơn trong tương laidựa trên kinh nghiệm đã có với việc thiết kế phát triển sản phẩm cho sản phẩm này? Tiềm năng phát triển chính là "tài sản" mà doanh nghiệp có thể sử dụng để phát triển các sản phẩm một cách tiết kiệm và hiệu quả hơn trong tương lai Một ví dụ điển hình là sự phát triển của điện thoại thông minh iPhone của Apple từ iPhone 2G – 3G – 3GS – 4 – 4S – 5 – 5S – 6, có thể cuối năm chuẩn bị là 6S, và có thể là 7, 8 trong tương lai

Nếu chúng ta đáp ứng cả năm chỉ tiêu nêu trên thì sẽ gặt hái được những thành công

về kinh tế Tuy nhiên, các tiêu chuẩn khác cũng rất quan trọng: những thành viên của nhóm thiết kế luôn hứng thú với công việc tạo ra những sản phẩm hoàn thiện Những thành viên trong cộng đồng phát triển phát triển sản phẩm quan tâm đến khả năng sản phẩm tạo việc làm cho họ Công nhân chế tạo và người tiêu dùng muốn sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cao Đối với những cá nhân không có trực tiếp quan hệ gì với doanh nghiệp có thể đòi hỏi sản phẩm không gây nguy hại nào cho môi trường cũng như tạo ra một lượng chất thải ít nhất

2.2.2 Những thách thức cho việc phát triển sản phẩm

Phát triển một sản phẩm thật sự gặp nhiều khó khăn Không phải công ty nào cũng

có thể thành công ở mọi nơi Có rất nhiều thách thức mà các công ty phải đối mặt khi thiết kế và phát triển sản phẩm Một số thách thức điển hình có thể kể đến là:

 Sự thỏa hiệp:

Đây là điều không thể tránh khỏi đối với tất cả các quá trình khi thiết kế và phát triển sản phẩm Thỏa hiệp là như thế nào? đó là việc chúng ta không thể đưa ra thị trường các sản phẩm trong đó tất cả các thông số hay chỉ tiêu đều đạt mức hoàn hảo Đôi khi, vì hiệu quả chung của toàn dự án, chúng ta bắt buộc phải chấp nhận giảm "độ tốt" của một hoặc một vài tiêu chí Lấy một ví dụ đơn giản, khi chế tạo máy bay Boeing, chúng ta có thể làm giảm khối lượng của máy bay, đây là một sự thay đổi đương nhiên là tích cực, nhưng điều đó đồng nghĩa với việc sản phẩm của chúng ta sẽ

bị tăng chi phí sản xuất do thay đổi về vật liệu, dây chuyền gia công cho vật liệu mới

và thậm chí cả kết cấu sản phẩm Sản phẩm thành công là sản phẩm có các tiêu chí hay

Trang 31

thông số hài hòa và hợp lý và các tiêu chí hay thông số này hợp thành tập nghiệm của bài toán tối ưu về kinh tế - kỹ thuật Việc xác định tập nghiệm này đòi hỏi kiến thức về tối ưu cũng như kinh nghiệm của chính đội ngũ thiết kế và phát triển sản phẩm của Doanh nghiệp, và đôi khi, đó là cả một nghệ thuật

 Sự biến động:

Công nghệ thay đổi từng ngày, thị hiếu của khách hàng cũng thay đổi, đối thủ cạnh tranh liên tục tung ra sản phẩm mới và nền kinh tế vĩ mô cũng có nhiều biến chuyển Đưa ra quyết định trong quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm để phù hợp với những biến động liên tục này là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn đối với bất cứ ai

 Sự chi tiết:

Có rất nhiều sự lựa chọn cho việc thiết kế một sản phẩm, sự lựa chọn tối ưu nhất đem lại hiệu quả kinh tế nhất Một ví dụ đơn giản là trong chế tạo thùng máy tính việc lựa chọn sử dụng ghép nối các tấm bằng ốc vít hay sử dụng các nẫy bằng nhựa cũng kéo theo sự thay đổi hàng triệu đô la chi phí sản xuất vì số lượng của chúng rất lớn Khi trong quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm một sản phẩm dù ở mức độ không quá phức tạp cũng đòi hỏi đội ngũ trong quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm phải đưa ra hàng ngàn quyết định tương tự như vậy

 Áp lực thời gian (hay tiến độ):

Những thách thức đã nêu bên trên có thể được giải quyết nếu đội ngũ thiết kế và phát triển sản phẩm có thời gian đủ dài và thoải mái cũng như thu thập được đầy đủ thông tin liên quan Tuy nhiên, trong môi trường cạnh tranh hiện đại ngày nay, phần lớn các quyết định đều phải được đưa ra rất nhanh chóng trong điều kiện không có đầy

đủ thông tin Đó là do áp lực thời gian có nguồn gốc sâu xa từ sự cạnh tranh gay gắt Việc đưa ra quyết định trong thời gian ngắn và thiếu thông tin này cũng thể hiện sự ưu việt hay non kém của các đội thiết kế và phát triển sản phẩm khác nhau

Trang 32

 Vấn đề về kinh tế:

Phát triển sản phẩm, sản xuất, và marketing một sản phẩm mới yêu cầu một vốn đầu tư lớn Để trang trải được khoản chi phí này cần đáp ứng được sự thỏa mãn được yêu cầu của khách hàng và giảm thiểu chi phí sản xuất

Vài chục năm trước đây, ngay cả những người làm thiết kế sản phẩm ở Mỹ cũng không mấy lưu tâm đến các vấn đề liên quan đến kinh tế Họ chỉ tập trung vào các yếu

tố kỹ thuật và công năng của sản phẩm Tuy nhiên ngày nay, trong bối cảnh cạnh tranh quyết liệt, xác suất độc chiếm thị trường của sản phẩm mới ít hơn nhiều và việc đầu tư khoản tiền lớn là điều rất mạo hiểm đối với bất cứ doanh nghiệp nào Vì vậy, sản phẩm thiết kế ra vừa phải đảm bảo sẽ chiếm được cảm tình của khách hàng - thị trường, vừa phải đảm bảo giảm đến mức tối thiểu chi phí sản xuất để có thể thu hồi vốn nhanh chóng

2.3 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài

2.3.1 Các nghiên cứu về quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm

- Ngoài nước

Thiết kế, phát triển sản phẩm là một qui trình mà gần như mọi công ty đều sử dụng Từ các vật dụng hằng ngày đến chiếc máy bay cũng trải qua quá trình nghiên cứu, chế tạo hàng năm trời trước khi có mặt trên thị trường Do đó, các nghiên cứu về quá trình về thiết

kế, phát triển sản phẩm có rất nhiều, ở đây nhóm chỉ đưa ra một số ví dụ tiêu biểu:

 Vào năm 2009, đài truyền hình ABC của Mỹ đã làm 1 phóng sự về quá trình phát triển sản phẩm xe đẩy hàng trong siêu thị Quá trình được thực hiện bởiIDEO - Đội phát triển sản phẩm rất nổi tiếng tại Mỹ do Gs.Tom Kelly đứng đầu.Quá trình bắt đầu từ việc giáo sư Tom Kelly tập hợp một nhóm người ở rất nhiều ngành nghề khác nhau Từ ý tưởng ban đầu là thiết kế một sản phẩm xe đẩy hàng tiện dụng nhất, đáp ứng được tối đa nhu cầu của mọi người, nhóm đã đi khảo sát, phân tích, đưa ra các thiết kế, sàng lọc, gia công thử, đánh giá để cuối cùng làm ra được 1 sản phẩm hoàn chỉnh, được khách hàng chấp nhận

Hình 2.12 Xe đẩy hàng trong siêu thị -Một dự án PDD[9]

Trang 33

 Tiếp đến là nghiên cứu thứ 2, chiếc tuốc nơ vit (Hình 2.13 ) Đây là một sản phẩm được dùng phổ biến trong cuộc sống Thiết kế đơn giản, số chi tiết ít, giá thành lại rẻ - 6$/1 sản phẩm Nhưng quá trình để làm ra sản phẩm đó, từ khâu lên ý tưởng, khảo sát đến sản xuất thử, tiếp thị thị trường cũng kéo dài 1 năm Chi phí cho quá trình này là 150000$, gấp

2500 lần giá sản phẩm bán ra

Hình 2.13 Tuốc nơ vit[17]

 Nghiên cứu thứ 3 mà nhóm muốn giới thiệu là qui trình sản xuất máy bay Boeing Đây là một sản phẩm phức tạp, được cấu thành từ hàng nghìn chi tiết khác nhau, chi phí sản xuất rất lớn nên đòi hỏi qui trình phát triển sản phẩm phải kéo dài, phải đánh giá được hết các tiềm năng của sản phẩm, nhu cầu thực tế của khách hàng Nhà sản xuất phải đầu tư rất lớn cho quá trình này, khoảng 3 tỉ USD Và để sản phẩm sau khi làm ra đáp ứng nhu cầu của khách về mặt tính năng, thẩm mĩ, an toàn,… quy trình PDD phải kéo dài hơn 10 năm

Hình 2.14 Máy bay Boeing 747[17]

 Vào tháng 5/2012, tại sự kiện Worthersee Tour 2012, hãng Audi đã giới thiệu 1 chiếc xe đạp điện mới - Audi e-bike Worthersee-mang tính đột phá về kết cấu, trọng lượng và có khả năng nối mạng Chiếc xe được đội ngũ kỹ sư của Audi sáng tạo

Trang 34

dựa trên nhu cầu của thanh niên hiện đại: xe phải nhẹ, có chế độ bàn đạp chân, tốc độ tối đa phải cao, dễ dàng thực hiện các pha biểu diễn kỹ thuật và phải chụp ảnh, update tức thời lên mạng xã hội.[8]

Hình 2.15: Audi e-bike Worthersee [8]

 Trong nước

 Khóa chống trộm điều khiển từ xa

Hình 2.16:Bộ khóa chống trộm điều khiển từ xa

Bộ khóa chống trộm điều khiển từ xa xuất phát từ hiện tượng trộm cướp hoành hành, đối tượng nhóm hướng đến là sinh viên, công nhân ở trọ Đây cũng là sản phẩm

mà nhóm đã hoàn thiện trong thời gian 4 tháng áp dụng phương pháp thiết kế và phát triển sản phẩm

Trang 35

Toàn bộ hệ thống khóa được đặt bên trong cửa, người dùng thao tác khóa cửa mỗi khi ra ngoài thông qua remote Bộ khóa còn có chức năng báo trộm khi có người lạ đột nhập vào nhà khi cửa đã được khóa

 Giá phơi đồ đa năng

Hình 2.17: Giá phơi đồ đa năng Đây cũng là sản phẩm của một nhóm sinh viên đã áp dụng thành công phương pháp thiết kế và phát triển sản phẩm để cho ra thành phẩm là bộ giá phơi đồ đa năng Sản phẩm có thể bung ra khi dùng và xếp gọn để tiết kiệm diện tích tối đa, đáp ứng hầu hết nhu cầu của người dùng có diện tích sử dụng chật hẹp

 Bàn laptop đa năng

Sản phẩm bàn laptop đa năng được một nhóm sinh viên thiết kế và phát triển dựa trên nhu cầu của sinh viên thường xuyên sử dụng laptop để học tập, và giải trí Sản phẩm có thể nâng hạ được góc nghiêng của laptop để phù hợp với tầm vóc và tư thế ngồi của từng người, ngoài ra có thể xếp gọn lại khi không dùng để tiết kiệm diện tích

Trang 36

Hình 2.18: Bàn laptop đa năng

Trang 37

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Lý thuyết về Quá trình tổ chức và phát triển sản phẩm

3.1.1 Đặc điểm chung của quá trình phát triển sản phẩm

Quy trình phát triển một sản phẩm mới thông thường sẽ trải qua sáu bước như sau:

Sơ đồ3.1: Quy trình phát triển sản phẩm[2]

Bước 0: Lập kế hoạch

Việc lập kế hoạch thường được xếp vào “bước 0” vì nó đảm nhận các công tác chuẩn

bị, cân nhắc trước khi quá trình PDD chính thức được duyệt và bắt đầu Bước này bắt đầu bằng việc xem xét chiến lược của Công ty, đánh giá tình hình công nghệ hiện tại và đặt ra các mục tiêu thị trường Sản phẩm của “bước 0” này là bản "nhiệm vụ – sứ mệnh" của dự

án PDD Bản "nhiệm vụ – sứ mệnh" này cần chỉ rõ thị trường mục tiêu của sản phẩm là gì, mục đích kinh doanh cần đạt được là gì, các giả định cơ bản để bắt đầu là gì, xác định các sức ép và sự ràng buộc có thể có

Bước 1: Phát triễn mẫu

Cần xác định mục tiêu thị trường Các mẫu được tạo ra và được đánh giá, sau đó một hay nhiều mẫu sẽ được chọn để phát triển và đánh giá Mỗi mẫu là một bản mô tả chức năng, các đặc trưng, hình dáng của sản phẩm và thường đi kèm với những đặc điểm kỹ thuật, tính toán, phân tích tính kinh tế của dự án

Bước 2: Thiết kế ở cấp độ hệ thống

Bước thiết kế ở cấp độ hệ thống bao gồm việc xác định kiến trúc của sản phẩm và phân chia sản phẩm thành những tổ hợp hay cụm chi tiết nhỏ hơn Trong bước này, đội ngũ phát triển sản phẩm mới cũng cần chỉ ra sơ đồ lắp ghép sản phẩm

Kết quả của bước này cần có: Sơ đồ hình học của sản phẩm, thông số chức năng của mỗi cụm chi tiết, sơ đồ khái quát về quy trình lắp ghép thành phẩm

Bước 3: Thiết kế chi tiết

Sau khi đưa ra các ý tưởng, giai đoạn tiếp theo là triển khai ý tưởng tốt nhất thành sản phẩm có chất lượng Trong thiết kế sản phẩm, mối quan tâm tập trung vào việc phát triển hình dáng sản phẩm, vật liệu và kỹ thuật chế tạo để tạo ra hình dạng sản phẩm từ vật liệu đáp ứng chức năng mong muốn Khi một sản phẩm được thiết kế, chúng được đánh giá về các phương diện chế tạo, lắp ráp, khả năng làm việc, giá thành…Các hoạt động thiết kế và đánh giá sản phẩm được tiến hành đồng thời, chúng tạo thành các vòng lặp Đánh giá sản

Trang 38

phẩm, nhất là các chi tiết được triển khai, cũng đòi hỏi quá trình thiết kế phải quay trở lại các giai đoạn xác định yêu cầu kỹ thuật hay thiết kế ý tưởng

Bước thiết kế chi tiết bao gồm các thông số đầy đủ về mặt hình học, vật liệu, dung sai của các chi tiết đặc biệt trong sản phẩm và xác định bản kê đầy đủ các chi tiết tiêu chuẩn cần mua từ các nhà cung cấp Bước này cũng vạch ra kế hoạch sản xuất và chỉ ra các công

cụ cần thiết để gia công từng chi tiết của sản phẩm trên dây chuyền sản xuất Kết quả cuối cùng mà bước Thiết kế chi tiết cần có đó là tài liệu kiểm soát của sản phẩm, bao gồm:

- Các bản vẽ mô tả các chi tiết trong sản phẩm về mặt hình học kèm theo chỉ định các công cụ gia công

- Thông số kỹ thuật của các chi tiết tiêu chuẩn cần mua, quy trình gia công, chế tạo & lắp ghép các chi tiết thành sản phẩm Có hai yếu tố mấu chốt cần được chỉ ra trong bước thiết kế chi tiết này là: Chi phí sản xuất và khả năng hoạt động bền vững của sản phẩm

Bước 4: Kiểm tra và tinh chỉnh:

Sau khi giai đoạn thiết kế chi tiết sản phẩm hoàn thành thì tiếp đến là giai đoạn thử nghiệm và tinh chỉnh mẫu, công việc này liên quan đến việc đánh giá lựa chọn nhiều mẫu sản phẩm trước khi đem đi sản xuất Theo đó, kỹ thuật đánh giá sẽ tập trung vào việc chi tiết hóa các lựa chọn và tiêu chuẩn để so sánh, so sánh các lựa chọn với bộ tiêu chuẩn và giữa chúng với nhau

Bước kiểm tra và tinh chỉnh bao hàm việc xây dựng và thử nghiệm các mẫu thử khác nhau trước khi đưa vào sản xuất:

- Mẫu Alpha: Là mẫu có các chi tiết giống như sản phẩm cuối về mặt hình học, vật

liệu nhưng quy trình chế tạo có thể khác sản phẩm cuối Mẫu Alpha được kiểm tra để xác định xem sản phẩm có thể hoạt động tốt và có thể đáp ứng các nhu cầu khách hàng hay không

- Mẫu Beta: Là mẫu có các chi tiết giống như sản phẩm cuối về hình học, vật liệu

và các chi tiết của mẫu Beta được sản xuất trên dây chuyền giống như sản phẩm cuối Tuy nhiên, việc lắp ráp mẫu Beta vẫn có thể khác với sản phẩm cuối (có nghĩa là sau mẫu Beta, dây chuyền lắp ráp vẫn có thể được điều chỉnh, còn dây chuyền sản xuất cung ứng chi tiết thì không) Thêm vào đó, mẫu Beta sẽ được kiểm nghiệm bởi chính khách hàng trong môi trường của họ

Mục đích của mẫu Beta là trả lời câu hỏi về khả năng hoạt động cũng như độ tin cậy của sản phẩm ở môi trường thực và đưa ra các điều chỉnh cần thiết về khâu gia công để ra sản phẩm hoàn thiện cuối cùng

Bước 5: Tiền sản xuất:

Ở bước này, sản phẩm được tạo ra bằng quy trình chế tạo đã dự kiến Mục đích của bước này là để huấn luyện cho đội ngũ sản xuất đồng thời phát hiện ra các vấn đề cuối cùng còn sót lại trong quy trình chế tạo sản phẩm Sản phẩm sản xuất ra từ quá trình này đôi khi được đưa đến cho một số khách hàng quen và tất cả đều được kiểm tra, đánh giá cẩn thận đề phát hiện bất kỳ khuyết tật nào của sản phẩm Sự chuyển đổi từ tiền sản xuất sang sản xuất hàng loạt diễn ra một cách từ từ Trong quá trình chuyển đổi này, sản phẩm

có thể được công bố & phân phối trên diện rộng

Trang 39

Với các bước như trên chúng ta có các quy trình phát triển sản phẩm được trình bày dưới dạng lưu đồ

Trang 40

3.1.2 Phát triển mẫu sản phẩm: quá trình bắt đầu – kết thúc

Quá trình phát triển mẫu sản phẩm được thể hiện ở hình dưới đây:

Sơ đồ 3.5: Các giai đoạn của quá trình phát triển mẫu sản phẩm[7]

Xác định được nhu cầu khách hàng

Mục đích của hoạt động này là nắm bắt được các yêu cầu của khách hàng và truyền đạt chúng một cách hiệu quả đến nhóm thực hiện dự án Đầu ra của bước này là tập hợp những phát biểu về yêu cầu của khách hàng được xây dựng sắp xếp trong một danh sách

có trật tự, với những đánh giá quan trọng dành riêng cho từng yêu cầu Xác định yêu cầu khách hàng là một khâu không thể thiếu trong quá trình thiết kế sản phẩm

Thỏa mãn nhu cầu khách hàng là việc làm quan trọng đối với những sản phẩm mang tính cách mạng cũng như những sản phẩm đơn thuần tìm kiếm lợi nhuận Dù khách hàng

có thể nhận diện được nhu cầu tiềm tàng của họ hay không, sự tương tác với khách hàng trong thị trường mục tiêu sẽ giúp nhóm phát triển sản phẩm hình thành những hiểu biết cá nhân về môi trường cùng quan điểm với người dùng

Xác định nhu cầu khách hàng gồm 4 bước như sau:

B1: Thu thập dữ liệu từ khách hàng

B2: Xử lý dữ liệu liên quan đến nhu cầu khách hàng

B3: Tổ chức nhu cầu thành bảng phân cấp mức độ quan tâm

B4: Thiết lập tầm quan trọng tương đối của các nhu cầu

Thiết lập đặc điểm yêu cầu kỹ thuật

Sau khi xác định được nhu cầu khách hàng chúng ta sẽ hiểu được định tính của sản phẩm nhưng chưa cung cấp cho ta một hướng dẫn cụ thể, làm thế nào để thiết kế một sản phẩm vì vậy nhóm thiết kế phải lập một tập hợp các yêu cầu kỹ thuật biên dịch cụ thể những gì nhóm cần đạt được

Các đặc điểm kỹ thuật phải đánh giá được nhu cầu khách hàng, chỉ ra được sự khác biệt giữa sản phẩm phát triển và sản phẩm cạnh tranh

Các đặc điểm kỹ thuật là mục tiêu hy vọng của nhóm phát triển, nhưng nó được thiết lập trước khi nhóm thực hiện hiểu biết về những hạn chế về mặt công nghệ Và nhóm thực

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	8,12 MB