Thông tin chung về nhiệm vụ Khoa học công nghệ không sử dụng ngân sách nhà nước

1. Tên nhiệm vụ: nghiên cứu, chế tạo thiết bị gia nhiệt tự động trong sản xuất công nghệ đúc

2. Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Công ty Cổ phần Cơ khí và Tự động hoá Alpha Vina.

3. Mục tiêu nghiên cứu

3.1. Mục tiêu chung

Trong bối cảnh công nghiệp hiện nay, tự động hóa là xu hướng tất yếu, đặc biệt trong những ngành sản xuất đòi hỏi sự chính xác, liên tục và an toàn như ngành công nghiệp đúc. Mục đích nghiên cứu của nhiệm vụ “Nghiên cứu, chế tạo thiết bị gia nhiệt tự động trong sản xuất công nghiệp đúc” xuất phát từ nhu cầu giải quyết những hạn chế đang tồn tại trong các phương pháp gia nhiệt truyền thống và hướng tới một giải pháp có tính ứng dụng thực tế cao, khả thi về mặt kỹ thuật và hiệu quả về mặt kinh tế.

3.2. Mục tiêu cụ thể:

Tự động hóa công đoạn gia nhiệt phôi trong sản xuất công nghiệp đúc: Nếu trước đây công nhân phải thực hiện thủ công từng khâu như đưa phôi vào lò, canh chỉnh thời gian và nhiệt độ, sau đó lại gắp ra để chuyển tiếp, thì thiết bị mới sẽ đảm nhiệm toàn bộ quá trình đó. Mục tiêu là giảm sự phụ thuộc vào sức lao động con người, thay thế các thao tác lặp lại bằng hệ thống máy móc vận hành liên hoàn.

Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định và đồng đều: Gia nhiệt là công đoạn quyết định đến chất lượng phôi, ảnh hưởng trực tiếp tới sản phẩm cuối cùng. Nhiệm vụ hướng tới mục tiêu kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác, đồng đều, hạn chế tối đa sai lệch so với tiêu chuẩn, từ đó nâng cao độ tin cậy và giảm tỷ lệ sản phẩm hỏng (NG).

Tăng hiệu quả sản xuất: Bằng việc sử dụng hệ thống 5 trạm gia nhiệt nối tiếp, quá trình xử lý phôi sẽ được thực hiện liên tục và tuần tự. Thay vì phụ thuộc vào tốc độ thao tác thủ công của công nhân, thiết bị cho phép xử lý nhiều phôi cùng lúc, đảm bảo nhịp độ ổn định và hiệu suất cao hơn.

Đảm bảo an toàn cho người lao động: Một trong những mục tiêu quan trọng của nhiệm vụ là giảm thiểu rủi ro trong lao động. Khi công nhân không còn phải tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt cao, nguy cơ tai nạn lao động như bỏng, kẹt tay, hoặc sự cố do thao tác vội vàng sẽ giảm đi đáng kể.

Phù hợp với định hướng phát triển công nghiệp hiện đại: Mục đích cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng của nhiệm vụ là tạo ra một giải pháp công nghệ có tính phù hợp với xu hướng chuyển đổi số và tự động hóa sản xuất.

4. Danh mục sản phẩm của nhiệm vụ:

5. Các lợi ích mang lại và tác động của kết quả nghiên cứu
   1. Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan

Kết quả nghiên cứu từ NHIỆM VỤ đã đóng góp trực tiếp cho sự phát triển của lĩnh vực công nghệ vật liệu và kỹ thuật đúc kim loại, cụ thể như sau:

• Xác lập được quy trình công nghệ gia nhiệt tối ưu: Các thông số như nhiệt độ, tốc độ gia nhiệt, thời gian giữ nhiệt, chế độ làm mát đã được xác định, đảm bảo tính ổn định của sai số trong khoảng ±15°C, qua đó nâng cao độ chính xác trong quá trình đúc. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để phát triển các thiết bị gia nhiệt hiện đại cho ngành cơ khí – luyện kim.
• Đề xuất và kiểm chứng mô hình gia nhiệt tự động, sử dụng hệ thống cảm biến nhiệt độ đa điểm kết hợp điều khiển PLC – HMI. Mô hình này khắc phục được hạn chế của các phương pháp gia nhiệt truyền thống vốn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm thủ công, dễ gây sai số nhiệt độ và tiêu hao năng lượng.
• Đóng góp vào tiến trình số hóa và tự động hóa sản xuất công nghiệp đúc tại Việt Nam, phù hợp với xu hướng Công nghiệp 4.0. Việc tích hợp thuật toán điều khiển thông minh và cơ chế tự động hiệu chỉnh sai số giúp thiết bị có thể vận hành ổn định, giảm sự phụ thuộc vào tay nghề thủ công.
• Khẳng định giá trị ứng dụng của các lý thuyết nhiệt động học và điều khiển tự động trong môi trường công nghiệp đúc, góp phần làm rõ cơ chế truyền nhiệt trong các hợp kim và trong khuôn đúc. Đây là đóng góp quan trọng, giúp ngành khoa học vật liệu và kỹ thuật nhiệt có thêm minh chứng thực tiễn.
• Mở ra hướng phát triển các mô hình thiết bị công nghệ nội địa, có tính thích ứng linh hoạt và phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước. Điều này không chỉ thúc đẩy ngành cơ khí – luyện kim, mà còn lan tỏa sang các lĩnh vực công nghiệp khác có nhu cầu gia nhiệt (nhiệt luyện, xử lý bề mặt, chế tạo khuôn mẫu).
  2. Đối với nơi ứng dụng kết quả nghiên cứu

Tại Công ty TNHH Seojin Việt Nam, nơi được lựa chọn triển khai sản xuất thử nghiệm, kết quả nghiên cứu đã mang lại những tác động rõ rệt, cụ thể như sau:

• Đảm bảo chất lượng sản phẩm đúc ổn định, nhờ sai số nhiệt độ sau hiệu chỉnh duy trì trong khoảng ±15°C. Điều này góp phần giảm hiện tượng rỗ khí, nứt bề mặt hoặc sai hỏng kích thước.
• Nâng cao năng suất dây chuyền sản xuất: thiết bị có thể vận hành liên tục theo ca, hạn chế thời gian dừng máy để điều chỉnh nhiệt thủ công.
• Giảm chi phí sản xuất: việc làm chủ thiết bị trong nước giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư so với nhập khẩu, đồng thời dễ dàng bảo trì, thay thế linh kiện.
• Đảm bảo an toàn lao động và môi trường làm việc: quá trình gia nhiệt khép kín, được kiểm soát tự động, loại bỏ nguy cơ tiếp xúc trực tiếp của công nhân với nguồn nhiệt cao.
• Tạo tiền đề cho việc nhân rộng mô hình: từ kết quả thử nghiệm thành công tại Seojin Việt Nam, có thể mở rộng ứng dụng sang các doanh nghiệp khác trong cùng lĩnh vực, đặc biệt là các cơ sở đúc hợp kim nhôm, đồng, gang thép.
  3. Đối với kinh tế - xã hội và môi trường

1. Về kinh tế:

• Giảm chi phí đầu tư ban đầu: do thiết bị được chế tạo trong nước, giá thành chỉ bằng một phần so với thiết bị nhập khẩu, nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả kỹ thuật.
• Tăng hiệu quả tài chính nội tại: nhờ giảm sản phẩm hỏng, giảm phế phẩm trong sản xuất, doanh nghiệp tiết kiệm chi phí vật tư và khuôn mẫu.
• Chủ động công nghệ và bảo trì: không phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài, doanh nghiệp có thể tự bảo dưỡng, sửa chữa hoặc đặt hàng linh kiện nội địa.
• Thúc đẩy ngành cơ khí trong nước: việc phát triển thành công hệ thống gia nhiệt tự động khẳng định năng lực thiết kế – chế tạo trong nước, mở rộng thị trường thiết bị công nghiệp Việt Nam.

2. Về xã hội:

• Tạo việc làm cho đội ngũ kỹ sư, công nhân kỹ thuật trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo và vận hành thiết bị.
• Nâng cao năng lực công nghệ của doanh nghiệp trong nước, giúp tham gia sâu hơn vào chuỗi cung ứng toàn cầu, đặc biệt trong lĩnh vực linh kiện kim loại, cơ khí chính xác.
• Tăng cường vị thế của ngành công nghiệp hỗ trợ Việt Nam, góp phần thúc đẩy chiến lược phát triển công nghiệp quốc gia.

3. Về môi trường:

• Giảm thiểu lãng phí năng lượng: do hệ thống được điều khiển tối ưu, hạn chế tổn thất nhiệt.
• Giảm phát thải gián tiếp: nhờ giảm tiêu thụ điện năng và hạn chế sản phẩm hỏng phải tái chế, qua đó giảm lượng khí thải CO₂ phát sinh từ quá trình sản xuất.
• Đảm bảo điều kiện làm việc an toàn, ít phát sinh nhiệt dư ra môi trường, tạo môi trường sản xuất sạch và thân thiện hơn so với công nghệ thủ công

6. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bắc Ninh dự kiến thành lập hội đồng tư vấn đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ không sử dụng ngân sách nhà nước đối với nhiệm vụ nêu trên nếu như không có ý kiến của các tổ chức, cá nhân sau khi thông báo. Dự kiến thời gian tổ chức họp hội đồng trong tháng 9/2025.