'Song sinh kỹ thuật số' giúp sinh viên Trường ĐH Bách khoa TP.HCM giành chiến thắng

Giải pháp hay

Nhóm sinh viên thực hiện dự án Digital twin for mechanical manufacturing đến từ Trường ĐH Bách khoa TP.HCM, gồm: Huỳnh Tấn Ánh (trưởng nhóm) ngành Kỹ thuật Cơ điện tử (năm thứ 4),  Bùi Văn Dư  - ngành Kỹ thuật Cơ điện tử (năm thứ 4), Võ Thị Hoàng Quanh - ngành Logistics và quản lý chuỗi cung ứng (năm thứ 3), Nguyễn Văn Hồng Phúc- ngành Kỹ thuật Cơ điện tử (năm 2), Nguyễn Bá Trường - ngành Kỹ thuật Cơ điện tử (năm 2).

Đánh giá về dự án Digital twin for mechanical manufacturing, một thành viên Ban giám khảo cuộc thi nhận xét: “Đây là một giải pháp hay, nếu có thời gian có thể phát triển thêm phần thực nghiệm điều khiển máy thực tế sẽ được đánh giá cao hơn nữa, nhóm được đánh giá cao về khả năng teamwork”.

Nói về Dự án đạt giải, Huỳnh Tấn Ánh - trưởng nhóm cho biết: Digital twin for mechanical manufacturing cho phép phát hiện sớm sự khác biệt giữa thiết kế hệ thống và hệ thống trong hoạt động thực tế, giúp giảm đáng kể rủi ro lỗi sau này trong quá trình phát triển. Emulate3D là một công cụ thiết kế ảo có thể đáp ứng được vấn đề được đề cập ở trên. Nó được sử dụng để minh họa bất kỳ hệ thống chuyển động thực tế (băng chuyền, dây chuyền lắp ráp robot, bãi đỗ xe di chuyển,...).

Mục đích của dự án là phát triển một nguyên mẫu hệ thống có thể chạy trong môi trường ảo, sử dụng các thiết bị cho phép lập trình thực hiện các thuật toán điều khiển logic thực (Programmable logic controller - PLC) và các chương trình điều khiển robot.

Song sinh kỹ thuật số

Lý giải về ý tưởng của dự án, Huỳnh Tấn Ánh - trưởng nhóm cho biết, những năm gần đây, cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0 đã phát triển vượt bậc và đang trở nên quan trọng đối với các doanh nghiệp hiện nay. Vì vậy, nhiều công cụ đã được đưa ra để phục vụ họ. Trong dự án này nhóm tập trung vào kỹ thuật Digital twin (song sinh kỹ thuật số). Để ứng dụng kỹ thuật này thì nhóm đã xây dựng một phần mềm có thể mô phỏng hoạt động bất kì mô hình (từ các loại máy móc đơn chiếc, cho đến các dây chuyền sản xuất) nào chỉ cần có (bản vẽ 3D của mô hình đó). Mục đích của công nghệ này là hỗ trợ các kỹ sư nói riêng và các doanh nghiệp nói chung trong lĩnh vực sản xuất, quản lí, vận hành và giám sát các máy móc cơ khí hoặc dây chuyền sản xuất.

Các thành viên Dự án Digital twin for mechanical manufacturing.

Theo đó, Digital twin (sinh đôi kỹ thuật số) - còn được gọi là bản sao kỹ thuật số - là bản sao ảo của một thành phần trong thế giới thực trong quy trình sản xuất. Là một mô hình máy tính nâng cao, bản trình bày của kỹ thuật số này sử dụng đầu vào từ một thành phần trong thế giới thực. Bản sao kỹ thuật số phản ánh trạng thái, chức năng hoặc tương tác của thành phần thực với các thiết bị khác.

Huỳnh Tấn Ánh cho biết: Digital twin có thể được sử dụng trong sản xuất theo nhiều cách. Trước đây, theo phương pháp sản xuất truyền thống các nhóm phải trải qua quá trình thử và sai kéo dài để kiểm tra việc sản xuất một sản phẩm mới hoặc cập nhật sản phẩm trong một hệ thống hiện có. Với digital twin, các nhà sản xuất có thể thử nghiệm các hoạt động của sản phẩm, mô hình trên môi trường ảo trước khi đi vào sản xuất thực tế và được cập nhật đồng thời giảm nguy cơ tính toán sai lầm tốn kém. Mô phỏng nhiều tình huống khác nhau nhanh hơn và dễ dàng hơn so với thử nghiệm vật lý.

Đồng thời, các nhóm sản xuất từ lâu đã thu thập thông tin quan trọng về máy móc của họ, chẳng hạn như độ ẩm, chuyển động, độ rung... Giờ đây, với các thiết bị được kết nối IoT và digital twin, thông tin này có thể được tích hợp vào một góc nhìn toàn diện về hệ thống, hoàn thiện với dữ liệu thời gian thật. Các ngoại lệ, mức tăng đột biến trong việc sử dụng hoặc các hành vi không mong muốn sẽ dễ dàng được nhận thấy sớm hơn. Nếu một thành phần bắt đầu phát sinh vấn đề, các nhóm sẽ nhận thức được vấn đề đó trước khi nó có cơ hội gây tạm ngưng sản xuất hoặc trở thành mối nguy hại.

Bên cạnh đó, các nhóm sản xuất sử dụng digital twin để lập kế hoạch và thử nghiệm các dây chuyền sản xuất mới. Điều này có nghĩa là họ có thể tìm ra các vấn đề và khu vực tìm ẩn để tối ưu hóa trước khi tạo ra hệ thống vật lý, tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Tương tự như vậy, các thiết kế nhà kho có thể được lên kế hoạch dễ dàng và hiệu quả hơn với digital twin. Các kỹ thuật trực quan hóa digital twin có thể làm cho vấn đề trở nên rõ ràng hơn nhiều. Chúng cũng giúp cải thiện giao tiếp trong toàn đội.

Công Chương