I. Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm
Phần này tập trung vào thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm. Đề tài nghiên cứu thiết kế và thi công hệ thống phân loại sản phẩm tại HCMUTE. Hệ thống phân loại sản phẩm HCMUTE sử dụng camera để thu thập dữ liệu hình ảnh sản phẩm. Phần mềm quản lý phân loại sản phẩm được phát triển dựa trên thư viện OpenCV nguồn mở và ngôn ngữ lập trình Python. Thuật toán phân loại sản phẩm được thiết kế để nhận diện barcode, logo và số lượng sản phẩm. Thiết kế cơ sở dữ liệu sản phẩm lưu trữ thông tin sản phẩm và kết quả phân loại. Mô hình phân loại sản phẩm được xây dựng dựa trên các nguyên tắc phân loại sản phẩm theo ngành hàng và phân loại sản phẩm theo đặc tính. Ứng dụng phân loại sản phẩm này nhắm đến mục tiêu tăng năng suất và giảm chi phí trong quá trình sản xuất. Chi phí thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm và thời gian triển khai hệ thống phân loại sản phẩm là những yếu tố cần được tính toán và tối ưu hóa. Dữ án phân loại sản phẩm HCMUTE này đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu phân loại sản phẩm và công nghệ phân loại sản phẩm. Hệ thống tích hợp PLC để điều khiển các cơ cấu chấp hành, như van điện từ và xi lanh, để phân loại sản phẩm vào các lane thích hợp. Phân tích dữ liệu sản phẩm là bước quan trọng để đánh giá hiệu quả của hệ thống.
1.1. Thu thập và xử lý dữ liệu hình ảnh
Hệ thống sử dụng camera để thu thập hình ảnh sản phẩm. Phần mềm xử lý ảnh dựa trên thư viện OpenCV, nhận diện barcode, logo, và đếm số lượng sản phẩm. Thuật toán này được tối ưu để hoạt động hiệu quả trong môi trường sản xuất. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác như ánh sáng môi trường được xem xét. Kỹ thuật phân loại sản phẩm được áp dụng để phân loại sản phẩm dựa trên dữ liệu thu thập được. Dữ liệu được lưu trữ trong database quản lý sản phẩm. Phân tích dữ liệu sản phẩm cho phép đánh giá hiệu quả của hệ thống và điều chỉnh thuật toán nếu cần. Hệ thống được thiết kế để xử lý nhiều loại sản phẩm khác nhau. Quản lý dữ liệu sản phẩm là một phần quan trọng của hệ thống. Các phương pháp xử lý ảnh tiên tiến được áp dụng để tăng độ chính xác và tốc độ nhận diện. Cơ sở dữ liệu được tối ưu để truy xuất thông tin nhanh chóng. Giải pháp phân loại sản phẩm này tập trung vào độ tin cậy và khả năng mở rộng. Học máy có thể được tích hợp vào hệ thống để cải thiện độ chính xác của thuật toán phân loại. Trí tuệ nhân tạo cũng là một hướng phát triển tiềm năng cho hệ thống này. Nghiên cứu tập trung vào việc giảm thiểu ảnh hưởng của thách thức trong phân loại sản phẩm, ví dụ như bóng tối hoặc sai lệch màu sắc.
1.2. Thiết kế phần cứng và điều khiển
Phần cứng bao gồm camera, băng tải, van điện từ, xi lanh, cảm biến quang, và PLC. Hệ thống sử dụng PLC Siemens S7-1200 để điều khiển các cơ cấu chấp hành. Giao diện webserver cho phép giám sát và điều khiển hệ thống từ xa. Thiết kế mạch động lực đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Cơ cấu chấp hành được chọn lựa để phù hợp với đặc điểm của sản phẩm. Cảm biến quang được sử dụng để phát hiện sản phẩm trên băng tải. PLC xử lý tín hiệu từ camera và cảm biến, điều khiển van điện từ và xi lanh để phân loại sản phẩm. Lợi ích của hệ thống phân loại sản phẩm là tự động hóa quá trình phân loại, tăng năng suất và giảm chi phí lao động. Mô hình được thiết kế để dễ dàng bảo trì và sửa chữa. Hệ thống được thiết kế để linh hoạt và có thể mở rộng để đáp ứng nhu cầu sản xuất thay đổi. Tài liệu về hệ thống phân loại sản phẩm bao gồm bản vẽ kỹ thuật, chương trình PLC và báo cáo thử nghiệm. Đào tạo về hệ thống phân loại sản phẩm cho nhân viên vận hành là cần thiết để đảm bảo hoạt động trơn tru của hệ thống. Báo cáo về hệ thống phân loại sản phẩm cung cấp thông tin chi tiết về hiệu suất của hệ thống. Trường Đại học Công nghệ TP.HCM đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn và hỗ trợ nghiên cứu này. Sinh viên HCMUTE tham gia vào dự án đã tích lũy được kinh nghiệm thực tế quý báu. Giảng viên HCMUTE có đóng góp quan trọng trong việc hướng dẫn và giám sát quá trình nghiên cứu. Nghiên cứu khoa học HCMUTE thúc đẩy sự phát triển công nghệ tại Việt Nam.
II. Thi công và thử nghiệm hệ thống
Phần này mô tả quá trình thi công hệ thống phân loại sản phẩm. Các bước thi công phần cơ khí và thi công phần tủ điện được thực hiện theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. Lập trình điều khiển PLC và thuật toán xử lý ảnh được kiểm tra và hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác. Quá trình thử nghiệm hệ thống được thực hiện với các trường hợp khác nhau để đánh giá hiệu quả của hệ thống. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và đạt được độ chính xác cao trong việc phân loại sản phẩm. Lỗi xảy ra trong quá trình thử nghiệm được ghi nhận và các giải pháp khắc phục được đề xuất. Nhận xét, đánh giá toàn diện về hiệu quả của hệ thống được đưa ra. Giải pháp được đề xuất để nâng cao hiệu quả hệ thống trong tương lai. Hệ thống được thiết kế để dễ dàng bảo trì và nâng cấp. Dữ liệu thu thập được từ quá trình thử nghiệm được sử dụng để cải thiện hiệu suất hệ thống.
2.1. Quá trình thi công
Quá trình thi công hệ thống phân loại sản phẩm bao gồm lắp đặt phần cứng, đấu nối dây điện, lập trình PLC và cài đặt phần mềm. Phần cơ khí được lắp ráp cẩn thận, đảm bảo độ chính xác và độ bền. Tủ điện được thiết kế gọn gàng, dễ dàng bảo trì. Lập trình PLC được thực hiện dựa trên thuật toán xử lý ảnh đã được tối ưu hóa. Giao diện webserver được thiết kế thân thiện với người dùng. Quá trình thi công được thực hiện theo đúng tiến độ dự án. Chất lượng của hệ thống được kiểm tra kỹ lưỡng sau khi thi công. An toàn lao động được đảm bảo trong suốt quá trình thi công. Đội ngũ kỹ thuật có kinh nghiệm được phân công thực hiện các công việc chuyên môn. Hệ thống được kiểm tra nghiêm ngặt trước khi được đưa vào vận hành thử nghiệm. Tài liệu kỹ thuật được cập nhật đầy đủ và chính xác. Hỗ trợ kỹ thuật được cung cấp trong suốt quá trình thi công và sau khi hoàn thành.
2.2. Thử nghiệm và đánh giá
Hệ thống được thử nghiệm với các trường hợp khác nhau để đánh giá hiệu quả của hệ thống. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và đạt được độ chính xác cao. Các lỗi được phát hiện và được khắc phục kịp thời. Hiệu suất của hệ thống được đánh giá dựa trên các chỉ số kỹ thuật. Thời gian xử lý ảnh được đo đạc và phân tích. Độ chính xác của hệ thống được kiểm tra bằng cách so sánh kết quả phân loại với kết quả thực tế. Chi phí vận hành của hệ thống được ước tính. Khả năng mở rộng của hệ thống được đánh giá. Báo cáo thử nghiệm cung cấp thông tin chi tiết về hiệu quả của hệ thống. Đánh giá toàn diện về hệ thống dựa trên các tiêu chí kỹ thuật và kinh tế. Tài liệu về kết quả thử nghiệm được lưu trữ và quản lý. Đề xuất cải tiến hệ thống để nâng cao hiệu quả trong tương lai. Phân tích chi tiết về các trường hợp lỗi và giải pháp khắc phục. Đánh giá sự phù hợp của hệ thống với mục tiêu ban đầu. Kết luận về khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống.
