Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM - Chương 4: Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất - Phạm Thế Minh

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Bài giảng
Tự động hóa quá trình
sản xuất FMS & CIM
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Nội dung môn học
Chương 4: Hệ thống lãnh đạo 
quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành (BDE)
4.3 Phương pháp điều khiển gia công
4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công
4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)
4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Giới thiệu khái niệm
FMS: Flexible Manufacturing System
Hệ thống sản xuất linh hoạt
CIM: Computer Integrated Manufacturing
Sản xuất tích hợp trợ giúp máy tính
CAD: Computer Aided Design 
Thiết kế có trợ giúp máy tính
CAM: Computer Aided Manufacturing
Sản xuất có trợ giúp máy tính
CAP: Computer Aided Planning
Lập kế hoạch có trợ giúp máy tính
CAQ: Computer Aided Quality Control
Kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính
PP&C: Production Planning and Control
Lập kế hoạch sản xuất, vật tư, thời gian và kiểm tra hệ thống sản
xuất
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Tiêu thụ
Dịch vụ
Kế hoạch 
sản xuất
Phát triển(CAE)/ Kết cấu (CAD) Mua sắm
Chuẩn bị công việcChuẩn bị gia côngKế hoạch công việc Kế hoạch gia công (CAP)
Điều khiển công việc Kế hoạch và điều khiển sản xuất(CAP)
Đảm bảo chất lượng 
(CAQ)
Điều khiển gia côngKho
Kiểm tra
Gia công 
từng phần Lắp ráp
Vận tải
Bảo quản
Gửi đi
Gia công CAM
Kết quả
Vật liệu thô
Chi tiết gia công từng 
phần
Dòng thông tin kỹ thuật 
liên quan đến sản phẩm
Dòng thông tin 
kỹ thuật liên 
quan đến nhiệm 
vụ
Mặt bằng chức năng trong các công ty 
sản xuất công nghiệp
Marketing
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
1
2
3
4 5 6
7
8
Những dòng thông tin chính từ/tới 
việc điều khiển gia công 
Kế hoạch công việc, chương trình NC
Dữ liệu sửa chữa
Nhiệm vụ sản xuất, đặt trước nơi sx 
thay đổi nhiệm vụ
Dữ liệu sản xuất, cải tiến nhiệm vụ, 
đăng ký khả năng, lượng và nguyên 
nhân phế phẩm, dao động vật liệu
Thông báo chất lượng
Số lượng và nguyên nhân phế phẩm
Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ
Nhiệm vụ lưu trữ
Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ 
thay đổi nguyên liệu, Yêu cầu công cụ, 
dữ liệu sửa chữa
Nhiệm vụ công việc
Tình trạng bảo quản và sửa chữa 
 Đề nghị lịch bảo quản 
Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ
Nhiệm vụ vận tải 
Phân chia giải phóng hàng hóa, thông 
bảo vận tải
Lĩnh vực kế toán
Dữ liệu về tiền công
Nhiệm vụ điều khiển gia công
•Quản lý nhiệm vụ gia công
•Phân chia nhiệm vụ gia công
•Giám sát xưởng 
(Giám sát khu vực gia công)
Dòng thông tin (Điều khiển gia công)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Thứ bậc mặt bằng lãnh đạo trong 
sản xuất công nghiệp
Kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất
Kế hoạch 
sản xuất
Điều khiển sx cho nhiệm 
vụ gia công và đặt hàng
Kế hoạch 
chương trình sx
Kế hoạch sản 
lượng
Kế hoạch thời 
hạn và năng suất
Sắp đặt 
nhiệm vụ
Giám sát 
nhiệm vụ
Nhiệm vụ gia công Phản hồi
Mặt bằng 
lãnh đạo 
chung
Mặt bằng 
chỉ đạo gia 
công
Trạm chỉ đạo 
gia công
Điều khiển 
quá trình
Điều khiển 
quá trình
Điều khiển 
dòng vật 
liệuĐiều khiển máy
Điều khiển máy
Cổng thu thập 
dữ liệu vận 
hành
Quá trình 
xử lý gia 
công
Trạm lưu
Mặt bằng 
chỉ đạo 
quá trình
Mặt bằng 
chỉ đạo 
máy gia 
công
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất
Lập kế hoạch, điều khiển và giám sát quá trình sản xuất 
của việc xử lý tới khi xuất xưởng về sản lượng, thời hạn 
và năng xuất.
Sau khi kiểm tra liệu nguồn lực cần thiết cho quá trinh 
sản xuất ( vật liệu, phương tiện, nhân lực) còn để dùng 
hay không, rồi có thể giao nhiệm vụ cho bộ phận điều 
khiển gia công.
Điều khiển gia công 
(Điều khiển phân xưởng, công nghệ chỉ đạo gia công)
• Nhiệm vụ được phân công của hệ thống kế hoạch sx và 
điều khiển sản xuất cho các tế bào sản xuất/ tế bào lắp ráp/ 
hệ thống vận tải.
• Điều khiển và giám sát sự phân phối này.
• Bù nhiễu.
Quá trình sản xuất
(Gia công, lắp ráp, vận tải)
Điều khiển số trực tiếp Thu nhận dữ liệu vận hành
Thông tin điều khiển Thực trạng quá trình
Phản hồi
•Tình trạng
•Sự chênh lệch
•Hoàn thành
Nhiệm vụ
gia công
Thứ bậc xử lý thông tin 
(trong việc quản lý nhiệm vụ)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Mặt bằng 
lãnh đạo
Mặt bằng chỉ 
đạo gia công
Mặt bằng 
điều khiển
Mặt bằng chỉ đạo quá trình 
và chỉ đạo máy gia công
T ự
 đ
ộ n
g 
h ó
a
Mặt bằng cảm biến/ Chấp 
hành
V ă
n 
p h
ò n
g
Máy chỉ đạo
BUS
Điều khiển 
lưu khả trình 
Điểm 
tới 
điểm
BUS
cảm biến/ chấp hành
Cấu trúc „truyền thống“ của 
hệ thống tự động hóa
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Thế hệ thứ 1
Máy chủ
Thế hệ thứ 2
Điều khiển lưu khả trình
Máy 
chủ
Cảm biến 
chấp hành
Cảm biến 
chấp hành
Cảm biến 
chấp hành
Cảm biến 
chấp hành
ĐK lưu 
khả trình
ĐK lưu 
khả trình
ĐK lưu 
khả trình
Thế hệ thứ 3
Nhiệt độ
Áp suất
van
Thấy được 
Áp suất
van
Nhiệt độ
Hệ thống thông tinHệ thống thông tin
Thế hệ thứ 4
Tự động hóa thông minh 
phân tán (Peer to Peer)
4 thế hệ trong công nghệ tự động hóa
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chương 4: Hệ thống lãnh đạo 
quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành
4.3 Phương pháp điều khiển gia công
4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công
4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)
4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Thu nhận và xử lý dữ liệu vận hành
Xử lý dữ liệu vận hành
Thu nhận dữ liệu vận hành
•Lịch hẹn
•Thời gian
•Khối lượng
•Chất lượng
Chất lượng gia công
Thu nhận thời gian 
lao động
Thu nhận dữ liệu 
máy gia công Phản hồi nhiệm vụ
Thực trạng gia công
Thời gian hoàn thành
Quá trình ra
Quá trình vào Tình trạng kết thúc
Tình trạng bắt đầu
Lao động 
[giờ]
Thời gian 
[ngày]
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Phân loại dữ liệu cho việc thu thập 
dữ liệu cho máy và dữ liệu vận hành
Dữ liệu sản xuất Dữ liệu thời gian 
nhân sự
Dữ liệu 
khác
Dữ liệu máy
Thời gian chạy máy sản 
lượng tính theo: chiếc, thể
tích, trọng lượng
•Thời gian chạy không
•Báo lỗi
•Thời gian cho dụng cụ
Nhận dạng:
•Số hiệu máy, số dụng cụ
Ngoài ra:
Dữ liệu máy liên quan đến 
nhiệm vụ:
•Thời gian trang bị
•Thời gian xử lý
•Nhân sự
•Công cụ mỗi nhiệm vụ
Dữ liệu nhiệm vụ
Phản hồi
Tiến hành
Thời gian xử lý
Thời gian chờ trước khi xử lý
Thời gian điều khiển
Thời gian chờ sau khi xử lý
Thời gian vận tải
Thời gian trong xưởng
Thời gian ngoài xưởng
Nhận dạng:
Mã số nhiệm vụ
Dữ liệu quá trình
Áp lực
Nhiệt độ
Tốc độ
Dữ liệu điều khiển
Dữ liệu chất lượng
Giá trị kiểm tra, đo
Thông số lỗi
Số lượng
Lý do phế phẩm
Dữ liệu phân tích chất 
lượng
Dữ liệu hoạt động, 
nhân sự
Loại công việc
•Lắp đặt
•Đợi
•Trang bị
•Xử lý
Dữ liệu về năng suất 
lao động
Khối lượng công việc
Thời gian làm việc
Dữ liệu chấm công:
Thời điểm đến/về
Thời gian có mặt
Thời gian giải lao (Bắt đầu, 
kết thúc)
Dữ liệu về hoạt động 
không có kế hoạch trước:
Dữ liệu về thời gian cho:
Đào tạo
Họp
Thời gian sửa chữa
Thời gian bảo dưỡng
Dữ liệu về 
căng tin:
Giá
Khối lượng
Dữ liệu về
nhiên liệu:
Lượng
Giá
Nhân sự
Dữ liệu cho máy Dữ liệu vận hành
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Thiết bị thu nhận thông tin
Cổng thu 
nhận thông 
tin thời gian
Đầu đọc mã 
vạch di động
Cổng thu 
nhận thông tin 
di động
Thu nhận 
thông tin di 
động
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Mác vận chuyển 
với hai mã vạch 
khác nhau
Thẻ từ mã vạch
Chíp cho thẻ
Bút đọc mã vạch
Dạng lưu giữ thông tin
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chức năng thu nhận dữ liệu
Thu nhận thông tin
Chức năng 
chung Xử lý Nhóm dữ liệu
Loại hình 
thu nhận
Lưu chứa 
dữ liệu
Đặt tiêu chuẩn Kiểm tra
Thu nhận
Nhiệm vụ
Máy 
Công cụ
Kho
Offline
Online
Tự động
Di động
Mã vạch
Thẻ từ
OCR
Chip
Nén
Chuyển
Xử lý từng 
công đoạn
OCR: Optical Character Recognition
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Cảm biến trong công nghệ gia công
1. Cảm biến hình ảnh
2. Hệ thống quang học
3. Gương phản chiếu
4. Cực chiếu ánh sáng đỏ
5. Mã vạch
Chiều rộng Môdun
Phần trống Phần trống
Phần đầu Phần cuốiPhần dữ liệu
Chiều dài vạch
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chương 4: Hệ thống lãnh đạo 
quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành
4.3 Phương pháp điều khiển gia công
4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công
4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)
4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Điều khiển cổ 
điển gia công 
trong sản xuất 
đơn chiếc và
loạt vừa
Điều khiển kỹ
thuật quá trình 
trong sản xuất loạt 
vừa và loạt lớn
Điều khiển kế hoạch 
mạng lưới định hướng 
giao dịch 
(Dự án phức tạp)
Điều khiển gia công 
định hướng tải (Vd 
chế tạo máy)
Điều khiển gia công 
định hướng theo nhu 
cầu khách hàng (Gia 
công kl ổn định)
Điều khiển gia công 
với số tăng trưởng 
(Gia công hàng loạt 
định hướng lắp ráp)
Hệ thống chỉ đạo sản 
xuất và dây chuyền 
(công nghiệp dệt 
may, công nghệ pp)
C
á
c
k
i
ể
u
đ
i
ề
u
k
h
i
ể
n
t
h
ờ
i
g
i
a
n
t
h
ự
c
h
i
ệ
n
Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền
Các phương 
pháp điều 
khiển gia công
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Các vấn đề 
trong điều 
khiển gia công 
làm việc xác 
định cổ điển
•Phân tán thời gian hoàn thành đối với nhiệm vụ.
•Chỉ có nhiệm vụ quan trọng mới đạt đúng thời gian theo 
kế hoạch; phần còn lại là nguyên nhân gây ùn tắc trong 
xưởng.
•Phương pháp hiện hành bỏ qua thực tế rằng thời gian 
hoàn thành làm cơ sở cho thực hiện thống kê.
•Mục tiêu thời gian hoàn thành, thực trạng,việc sử dụng 
và sự đúng hẹn không đo được hiệu quả sử dụng và
cũng bị ảnh hưởng không chọn lọc.
•Không đưa ra được quy tắc đo thời gian gia công. 
Yêu cầu một mô hình tính toán thực tế cho quá trình 
sản xuất
Quá trình sản xuất thành lập phù hợp với tính tự nhiên 
ngẫu nhiên của nó.
Mục tiêu thời gian hoàn thành, thực trạng,việc sử dụng và
sự đúng hẹn phải được đề cập trong mối quan hệ lô gic.
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
C
á
c
k
i
ể
u
đ
i
ề
u
k
h
i
ể
n
t
h
ờ
i
g
i
a
n
t
h
ự
c
h
i
ệ
n
Điều khiển kế hoạch 
mạng lưới định hướng 
giao dịch
Điều khiển gia công 
định hướng tải
Điều khiển gia công 
định hướng theo nhu 
cầu khách hàng
Điều khiển gia công 
với số tăng trưởng
Hệ thống chỉ đạo sản 
xuất và dây chuyền 
Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền
Nhiệm vụ 
đang tới
Nhiệm vụ
hoàn thành
Nhiệm vụ
chờ đợi
•Năng suất tối đa
•Công suất 
trung bình
•Tải trung bình 
(giờ/ngày)
•Thực trạng trung 
bình (Thời gian 
đợi) (giờ)
•Thời gian hoàn 
thành trung bình 
(ngày) 
=Thực trạng trung 
bình/Công suất 
trung bình
Hệ thống lao động dạng 
hình phễu
Hệ thống lao động (Nhân 
sự, vị trí làm việc, tế bào 
gia công,) được mô tả 
dưới dạng hình phễu:
Các đại lượng xác định 
quan hệ: Thực trạng trung 
bình, công suất trung bình, 
năng suất và thời gian 
hoàn thành trung bình.
Mục đích của điều khiển 
gia công là điều chỉnh 
dòng chảy của nhiệm vụ
sao cho thực trạng đợi 
thấp và thời gian hoàn 
thành ngắn nhất có thể. Từ 
đó cải thiện đươc sự đúng 
hẹn.
Điều khiển gia công định hướng tải
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Mô hình tiến trình lô gic của một 
công ty sản xuất
Đặt hàng/Yêu cầu cung cấp
Cấu trúc Thời điểm
Đặt hàng
Hàng vào
Cung 
cấp
Lưu phôi 
liệu mua
Gia 
công
Lấy hàng/Phân công 
nhiệm vụ
D
â
y
c
h
u
y
ề
n
P
h
ạ
m
v
i
s
ả
n
x
u
ấ
t
H
ệ
t
h
ố
n
g
l
a
o
đ
ộ
n
g
Kết thúc nhiệm vụ 
gia công/Lưu
Ra kho/Phân công 
nhiệm vụ tháo lắp
Lưu tạm
Tháo 
lắp
Phân phối
Kết thúc nhiệm vụ tháo lắp
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
C
á
c
k
i
ể
u
đ
i
ề
u
k
h
i
ể
n
t
h
ờ
i
g
i
a
n
t
h
ự
c
h
i
ệ
n
Điều khiển kế hoạch 
mạng lưới định hướng 
giao dịch
Điều khiển gia công 
định hướng tải
Điều khiển gia công 
định hướng theo nhu 
cầu khách hàng
Điều khiển gia công 
với số tăng trưởng
Hệ thống chỉ đạo sản 
xuất và dây chuyền 
Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền
Điều khiển gia công trung tâm
Nguyên 
liệu thô
Gia công 
thô
Gia công 
tinh
Trước 
tháo lắp
Kết thúc 
tháo lắp
Kho lưu
Điều khiển gia công theo 
nguyên tắc KANBAN
Nguyên 
liệu thô
Gia công 
thô
Gia công 
tinh
Trước 
tháo lắp
Kết thúc 
tháo lắp
Kho lưu
Kho
Bậc sản xuất
Dòng vật liệu
Dòng thông tin
Điều khiển gia công theo nguyên tắc 
KANBAN
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Vượt mức (ngày)
Điều khiển gia 
công theo số 
tăng trưởng
Ngày
Lượng sản phẩm theo 
kế hoạch =Số tăng 
trưởng chỉ tiêuVượt mức (đơn vị
số lượng)
Lượng sản phẩm thực 
tế =Số tăng trưởng 
thực tế
Tồn 
đọng
Vượt mức 
Đơn vị số lượng
(Số tăng trưởng)
Hiện tại
Số tăng trưởng (chiếc)
Số TT1
Số TT2
Số TT3
Số TT4 Phân phối chi tiết thô
Gia công chi tiết (GCCT)
Trước tháo lắp (TTL)
Tháo lắp (TL)
Thực trạng giữa kho và
tháo lắp
T7/CN
Số TT1Số TT2Số TT4 Số TT3
GCCT TTL TL
ngày
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chương 4: Hệ thống lãnh đạo 
quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành
4.3 Phương pháp điều khiển gia công
4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công
4.5 Hệ thống điều khiển lưu khả trình (SPS)
4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công
C
h
ứ
c
n
ă
n
g
c
h
í
n
h
Lập kế hoạch Quản lý công cụ Quản lý thiết bị
Nhân sự
ĐK dòng vật liệu
Bảo quản
Quản lý nhiễu
Đảm bảo chất lượngThống kê và 
đánh giá
Chỉ đạo và quan 
sát quá trình Hệ thống 
chỉ đạo
•Tiếp nhận nhiệm vụ
•Quản lý nhiệm vụ
•Triển khai nhiệm vụ
•Kế hoạch phân phối
•Mô phỏng chu trình
•Sắp xếp lại
•Quản lý dữ liệu công cụ
•Xác định nhu cầu
•Chuẩn bị dụng cụ
•Kế hoạch thay thé
•Điều khiển và lập kế hoạch 
dòng dụng cụ
•Quản lý dữ liệu thiết bị
•Kế hoạch thay thế
•Chuẩn bị thiết bị
•Chỉ dẫn tháo lắp
•Kế hoạch thay thế
•Thu thập thời gian
•Quản lý quá trình làm việc
•Tổng quát hóa nhiệm vụ vận chuyển
•Phòng chống
•Kế hoạch bảo quản
•Chuẩn đoán hệ thống dây chuyền
•Thành lập và hiện thực hóa thiết bị
•Đăng ký nhiễu
•Lệnh điều khiển
•Nhận biết và sửa nhiễu
•Xây dựng vòng điều khiển chất lượng
•Tích hợp thiết bị đo vào hệ thống gia 
công linh hoạt
•Đánh giá hệ thống
•Đánh giá nhiệm vụ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công 
Quản lý nguồn lực, công nghệ
•Sắp xếp nguồn lực (Công cụ, thiết bị
kẹp, thiết bị, chương trình NC, thiết bị
vận chuyển)
•Diễn tả thực trạng sử dụng nguồn lực
•Phân loại nguồn lực bằng cách tổng 
hợp theo tính chất giống nhau
•Mô hình hóa chu trình công nghệ
dạng sơ đồ
•Chỉ dẫn các nhóm cấu trúc
•Chỉ dẫn ứng dụng vật liệu
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công 
Quản lý nhiệm vụ, nhân sự
•Thiết lập nhiệm vụ gia công
•Nhiệm vụ gia công với các vị trí khác 
nhau (Sản phẩm khác nhau, thời hạn 
khác nhau, logic tổng hợp cho biến sản 
phẩm)
•Ưu tiên nhiệm vụ gia công
•Thiết lập nhu cầu vật liệu, năng suất
•Xác định nhân sự (quản lý thông tin nhân 
sự, nguồn gốc, lịch ca làm việc)
•Xác định nhóm nhân 
•Chỉ định chất lượng nhân sự
•Xác định năng lực nhân sự
•Mô tả dạng sơ đồ năng suất nhân sự (Quản 
lý quỹ thời gian mỗi người, ca làm việc)
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công 
Quản lý công cụ, vật liệu
•Quản lý dữ liệu nguồn công cụ (Số
hiệu, liên quan, thiết bị lắp)
•Bảo quản công cụ (Thời gian còn lại, 
phương pháp bảo quản, tạo nhiệm vụ
bảo quản)
•Đánh giá dạng đồ thị (Thực trạng 
công cụ, sử dụng công cụ)
•Bao quát tình trạng đặt vật liệu, nhóm 
tổng thành, sản phẩm
•Đặt trước vật liệu
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công 
Quản lý vận tải, đăng ký
•Xác định nhiệm vụ di chuyển giữa các 
địa điểm khác nhau
•Quản lý thiết bị vận chuyển ( Điều 
khiển nhập, năng suất tải)
•Khẳng định chiến lược cung cấp 
(Phân phỗi cố định, thời gian cung cấp)
•Phản hồi nhiệm vụ
•Quan sát máy móc thiết bị (Mã đăng 
ký chứa thông tin đã có)
•Phân chia đăng ký cho mọi người
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chương 4: Hệ thống lãnh đạo 
quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành
4.3 Phương pháp điều khiển gia công
4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công
4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)
4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Dữ liệu đầu vào
Lệnh 1
Lệnh 2
Hình ảnh quá trình đầu vào
Hình ảnh quá trình đầu ra
Lệnh cuối
Đặt đầu ra
C
h
u
t
r
ì
n
h
t
o
à
n
b
ộ
c
h
ư
ơ
n
g
t
r
ì
n
h
Cơ cấu chương trình có
hình ảnh quá trình
•Toàn bộ chương trình = 
Chương trình hệ thống (Chức 
năng vận hành trong thiết bị) + 
Chương trình ứng dụng
•Việc điều khiển thực hiện các 
kết nối liệt kê trong bộ nhớ
trình tự trong kết quả của chu 
trình.
•Thực hiện có chu trình vĩnh 
cửu của chương trình ứng 
dụng
•Tránh được không nhất quán 
do cơ cấu chương trình với 
hình ảnh quá trình.
•Cập nhật tất cả các đầu ra tại 
cuối một chu trình
•Lưu các giá trị đầu ra như 
hình ảnh quá trình
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Cảm biến
Ngắt điện, lọc
Xử lý tín hiệu
Tín hiệu vào
Thâu tóm hình ảnh 
quá trình
Xây dựng hệ thống
Vi xử lý
Ngắt thời gian
Ngắt giao tiếp
D
ữ
l
i
ệ
u
B
U
S
Ngắt phần cứng
N
g
ắ
t
t
r
u
n
g
g
i
a
n
Danh mục ứng dụng 
hoặc kế hoạch liên hệ
Đăng ký
Ngắt điện, lọc Tín hiệu ra
ảnh hưởng quá trình
Cơ cấu chấp hành
Cấu trúc 
và nhiệm 
vụ điều 
khiển 
PLC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Nhiệm vụ/phương pháp
Phân loại nhiệm vụ 
điề khiển
Phác thảo chương 
trình
Lập trình
Kiểm tra chương 
trình
Bảo dưỡng sửa 
chữa
•Nhiệm vụ của PLC
•Mô tả chức năng
•Phần cứng điều khiển
•Cấu trúc chương trình
•Ứng dụng lặp lại
•Phác thảo mô đun chương 
trình
•Danh mục chỉ dẫn
•Kế hoạch liên lạc
•Kế hoạch chức năng
•Phân tích chương trình 
bằng tay
•Mô phỏng
•Lập tài liệu chương 
trình
•Sửa chữa
Các bước 
phát triển 
phần mềm 
PLC
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Phương pháp lập trình thông thường PLC
Sơ đồ chương trình Chương trình dạng câu lệnh
Kế hoạch liên lạc Kế hoạch chức năng Danh mục chỉ dẫn Mạch
E Đầu vào
A Đầu ra
E Đầu vào
A Đầu ra
E Đầu vào
A Đầu ra
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Ví dụ về phương pháp lập trình 
thông thường PLC
Tập hợp logic „và“
Kế hoạch liên lạc Kế hoạch chức năng Danh mục chỉ dẫn
Đèn H1 chỉ sáng khi công 
tắc S1 và S2 đóng
Tập hợp logic „hoặc“
Đèn H1sáng khi công tắc 
S1 hoặc S2 đóng
Kế hoạch liên lạc Kế hoạch chức năng Danh mục chỉ dẫn
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Truyền dữ liệu 
BUS trong PLC
Trực tiếp
Gián tiếp
Tủ điện Máy
PLC
Chấp hành
Cảm biến
PLC
Tủ điện MáyBộ gián 
tiếp
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Chương 4: Hệ thống lãnh đạo 
quá trình sản xuất
4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất
4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành
4.3 Phương pháp điều khiển gia công
4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công
4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)
4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Ví dụ
Kế hoạch
Phân loại điều 
khiển
Phần cứng điều 
khiển
Phác thảo
Cấu trúc chức năng 
với các kênh thông tin
Phân chia các điểm 
điều khiển
Phần mềm cho từng 
điểm
Lập tài liệu
Tài liệu
Định dạng
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Stop/Start Chi tiết quang
Điều chỉnh khí nén có cảm biến
Thiết bị đọc chuyển đổi
Cảm biến
Đặt mặc 
định
Ví dụ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Ví dụ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY
Trường ĐH Giao thông Vận tải
Th.s Phạm Thế Minh
T
ự
đ
ộ
n
g
h
ó
a
q
u
á
t
r
ì
n
h
s
ả
n
x
u
ấ
t
F
M
S
&
C
I
M
Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất
Mô dunKhu vực làm 
bằng tay
Ví dụ phần cứng điều khiển