• Thứ Năm, 25/03/2004 11:16 (GMT+7)

    Tìm đường cho robot công nghiệp Việt Nam


    KS Phạm Công Bằng, KS Nguyễn Bảo tuyên và các sinh viên Lại Anh Khoa, Lưu Tuấn Anh(Khoa Cơ Khí, ĐHBK TP.HCM) bên mẫu robot vạn năng được nghiên cứu thiết kế, chế tạo phục vụ việc cấp phôi cho lò tôi cao tần.

    Không bằng lòng, và cũng không muốn kể tên những mẫu robot "demo" (làm ra trong phòng thí nghiệm để sau đó "nhốt" vào kho của đơn vị nghiên cứu), chúng tôi thử đi tìm robot công nghiệp Việt Nam để dễ hình dung hơn nội lực của ngành Tự Động Hoá (TĐH) Việt Nam và cả cơ hội mở ra cho giới công nghệ thông tin (CNTT) tham gia vào quá trình TĐH nền sản xuất nước nhà.

    Hãy còn rất khiêm tốn...
    Những ngày trước khi số tạp chí này vào nhà in, TS Lê Hoài Quốc, chủ nhiệm bộ môn Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động của Khoa Cơ khí, Đại Học Bách Khoa (ĐHBK) TP.HCM bị vướng bận khá nhiều với cuộc thi "Chinh phục đỉnh Phan-xi-păng". Với tư cách phó trưởng ban Ban Tổ Chức cuộc thi sáng tạo robot đầu tiên này ở Việt Nam, ông cũng chính là người đã "xúc tác" ở Nhật Bản để ABU - Hiệp Hội Truyền Thông Châu Á Thái Bình Dương mời Việt Nam tham dự cuộc thi Robocon (Robot Contest) năm 2002 tại Nhật và 2003 tại Thái Lan.

    Tuy vậy, chủ đề cuộc trao đổi của Thế Giới Vi Tính (PC World B) với TS Lê Hoài Quốc lại tập trung vào một vấn đề căn bản hơn: Tìm đường cho robot công nghiệp Việt Nam đi vào các nhà máy, xí nghiệp trong nước. Nếu xem robot công nghiệp là con đẻ của sự kết tinh chất xám, tích hợp từ các chuyên gia thuộc các lĩnh vực điện tử, công nghệ thông tin (CNTT), cơ khí chính xác và kỹ thuật điều khiển, cùng công nghệ chuyên ngành của từng lĩnh vực sản xuất công nghiệp riêng biệt, thì việc tìm đường ấy thực chất  là mở đường cho việc tích hợp công nghệ tự động hoá (TĐH) với CNTT để cung ứng những giải pháp có giá trị cho tiến trình TĐH sản xuất ở Việt Nam...

    Mở đầu câu chuyện, TS Quốc nói với nụ cười hiền hậu: "Gần đây, một bài báo trên một tờ báo tuần khá nổi tiếng tại TP.HCM đã có sự nhầm lẫn khi đưa ra viễn cảnh có vẻ rất gần rằng chúng ta rồi cũng sẽ tạo được các loại robot dân dụng, thực hiện được nhiều nhiệm vụ đa dạng và khác nhau trong gia đình như giặt ủi quần áo, chùi rửa phòng tắm, cắt cỏ... Phải nói viễn cảnh ấy còn rất xa với Việt Nam mới phải, bởi việc chế tạo các loại robot di động ấy đặc biệt đòi hỏi phải áp dụng các phương pháp điều khiển rất tinh vi, cũng như phải trang bị cho chúng các cảm biến, các giải thuật điều khiển thích nghi và fuzzy logic (logic mờ) để chúng có khả năng nhận dạng hình ảnh, nhận biết tiếng nói và đối tượng qua tiếp xúc, nhận biết khoảng cách đến chướng ngại vật (hoặc đối tượng thao tác)...".


    TS Lê Văn Ngự: Robot công nghiệp Việt nam vẫn còn đang đi khẽ khàng trên con đường gập ghềnh.

    Trong khi đó, ngay việc nghiên cứu thiết kế các loại robot công nghiệp tĩnh tại có những khả năng điều khiển, giám sát, tự lập trình... hiện vẫn còn nhiều khó khăn chưa vượt qua được với các nhà nghiên cứu trong nước.

    Nếu như nhiều nhà máy của các công ty nước ngoài, công ty liên doanh trong các khu chế xuất, khu công nghiệp đang sử dụng robot ngày càng nhiều thì, nhìn chung, do trình độ sản xuất công nghiệp trong nước vẫn còn thấp nên rất khó tìm kiếm những doanh nghiệp có khả năng sử dụng robot công nghiệp.

    Từ những năm 1980 đã có một số đơn vị bắt đầu nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng về robot công nghiệp, chẳng hạn Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ TĐH thuộc ĐHBK Hà Nội; hay Phòng Thí Nghiệm Robot thuộc Viện Nghiên Cứu Điện Tử, Tin Học và TĐH (Vielina); các Khoa Điện - Điện Tử, Cơ Khí và Phòng Thí Nghiệm Cơ Học Ứng Dụng thuộc ĐHBK TP.HCM; Viện Cơ Học Ứng Dụng TP.HCM; Viện Tên Lửa (Hà Nội)... Nhiều trường đại học kỹ thuật đã đưa vào giảng dạy các môn học có liên quan trực tiếp  hay gián tiếp với robot công nghiệp và kỹ thuật robot.

    Một số đơn vị trong nước đã nghiên cứu chế tạo một số mẫu robot: robot di động hoạt động trong môi trường cháy nổ (của Vielina), robot MSR 50 bốc dỡ và vận chuyển vật liệu rời (Vielina), robot RBP 4102 và robot SCA mini (Trung Tâm Nghiên Cứu Kỹ Thuật TĐH - ĐHBK Hà Nội), robot lấy sản phẩm phôi chai nhựa PET (Khoa Cơ khí ĐHBK TP.HCM)...

    "Tuy vậy, hầu hết những vấn đề khảo sát, nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật robot ở Việt Nam mới chỉ dừng lại ở mức độ các bài toán lý thuyết trên cơ sở vận dụng những phương pháp lý thuyết đã có. Ở góc độ nghiên cứu ứng dụng, những robot sản xuất tại Việt Nam tham gia vào các quá trình sản xuất thực thụ còn rất khiêm tốn" - TS Quốc nhận xét.

    Một sự lựa chọn: Robot cho môi trường độc hại?


    TS Lê Hoài Quốc: Sự không đồng bộ trong trình độ tự động hóa hiện nay khiến chúng ta cứ như đang..."đánh du kích" khi cứ cố tìm ra một vài công đoạn nào đó nhằm"buộc" nhà sản xuất phải ứng dụng robot để thay thế người công nhân trong môi trường lao động độc hại, không an toàn

    Tại Hà Nội, TS Lê Văn Ngự, thành viên Liên Đoàn Robot Quốc Tế IFR, trưởng Phòng Robot thuộc Vielina, kể với chúng tôi rằng các đề tài nghiên cứu về robot cũng không có mặt liên tục trong các chương trình quốc gia về TĐH. Nếu những năm 1986-1990 có đề tài thực hiện một số mẫu robot trong phòng thí nghiệm (chủ yếu để phục vụ giảng dạy) thì giai đoạn 1991-1995 lại không có đề tài robot nào. Giữa những năm 1996-2000, có đề tài nghiên cứu về "những phần tử thông minh" ứng dụng trong TĐH mà sản phẩm nghiên cứu chính là... robot (bởi xu hướng lúc ấy "chưa hưởng ứng lắm" với việc nghiên cứu robot, cho đó là chưa thiết thực).

    Dù sao, hiện nay Chương Trình Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ TĐH (mã số KC.03) giai đoạn 2001-2004 đã có hai đề tài liên quan trực tiếp đến lĩnh vực kỹ thuật robot: thiết kế chế tạo robot phục vụ các quá trình sản xuất trong các điều kiện độc hại và không an toàn; thiết kế chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng.

    Đơn vị được giao chủ trì đề tài "Nghiên cứu thiết kế chế tạo robot phục vụ cho các quá trình sản xuất trong các điều kiện độc hại và không an toàn" (gọi tắt là đề tài KC.03.02) chính là ĐHBK TP.HCM, do TS Lê Hoài Quốc làm chủ nhiệm đề tài.

    Sự lựa chọn ấy có lý do của nó: Hội đồng xét duyệt đề tài đã bỏ phiếu chọn ĐHBK TP.HCM, do Khoa Cơ Khí trường này đã có bề dày nghiên cứu và triển khai ứng dụng robot phục vụ trực tiếp cho sản xuất công nghiệp - Chẳng hạn, thiết kế và chế tạo tay máy (robot) lấy sản phẩm trên các máy ép nhựa, đặc biệt là máy ép nhựa PET, áp dụng tại công ty Nhựa Bảo Vân và đang tiếp tục triển khai tại công ty Nhựa Đô Thành trong khuôn khổ của Chương Trình 04 "Thay thế thiết bị ngoại nhập với giá thành thấp" của UBND TP.HCM. Bên cạnh đó, một số mẫu robot cũng đang được Khoa này nghiên cứu và triển khai ứng dụng theo đơn đặt hàng: robot lấy đĩa CD trên máy ép nhựa (xưởng sản xuất của Nhà Máy Z755), robot cấp phôi cho lò tôi cao tần (Nhà Máy VINAPPRO)...

    Với sự tham gia của cán bộ nghiên cứu từ Viện Máy IMACH (Viện Hàn Lâm Khoa Học Liên Bang Nga), Vielina, ĐHBK Hà Nội, Đại Học Văn Lang, Viện Cơ Học Ứng Dụng..., ĐHBK TP.HCM đang chủ trì triển khai đề tài KC.03.02 theo hướng nghiên cứu thiết kế và chế tạo, hay nghiên cứu cải tiến và nhân bản:


    Giao diện lập trình robot của phần mềm"tra cứu các cấu trúc mẫu của các loại robot có bậc tự do"

    - Robot RPB (6 bậc tự do) phục vụ cho các quá trình hoá nhiệt luyện tại xí nghiệp Cơ Khí 49 (Bộ Tư Lệnh Công Binh).

    - Robot thao tác trên cao, bên ngoài các công trình và nhà cao tầng, theo yêu cầu của công ty Xây Dựng ACSC (TP.HCM).

    - Robot cấp phôi con giống bằng sứ từ lò nung cho thiết bị sản xuất bi thuỷ tinh (công ty Kim Trúc).

    - Robot lấy đĩa CD trên máy ép nhựa (xưởng sản xuất của Nhà Máy Z 755).

    - Robot cấp phôi cho lò tôi cao tần (Nhà Máy VINAPPRO).

    - Robot hàn - hàn điểm và hàn đường, phục vụ yêu cầu của ngành đóng tàu (Nhà Máy Đóng Tàu Bạch Đằng, Hải Phòng).

    - Robot di động tự tìm mục tiêu, điều khiển không dây từ xa, tránh chướng ngại vật trên đường đi... (lĩnh vực an ninh quốc phòng, cứu hộ và thăm dò tài nguyên).

    Đó chính là hướng cung cấp các mẫu robot điển hình cho một số ngành công nghiệp chủ chốt, nhằm thay thế người công nhân trong những môi trường lao động độc hại, không an toàn.

    Ai, người mở đường?
    Hiện nay, nhiều công việc quan trọng đang được các nhóm nghiên cứu thuộc đề tài KC.03.02 triển khai, từ thiết kế phần cơ của các tay máy và robot, đến nghiên cứu các mẫu robot của Nhật Bản (robot hàn Komatsu, robot vạn năng Motoman...), thiết kế và chế tạo thử mạch điều khiển công suất cho các động cơ DC...

    Đặc biệt, Khoa Cơ Khí đã trực tiếp thiết kế... phần mềm "Tra cứu các cấu trúc mẫu của các loại robot có bậc tự do" để hỗ trợ việc tra cứu các vấn đề liên quan đến thiết kế robot, và điều khiển mô phỏng chuyển động của robot (với giao diện cho phép lập trình, điều khiển trong thời gian thực). Qua 5 tháng thực hiện với các công cụ Visual C++, Matlab, Access và 3DS Max, hiện nay họ đã có phiên bản đầu tiên của phần mềm này. Các hình ảnh mô phỏng trực quan sẽ giúp người dùng có được hiểu biết sâu sắc hơn về robot vốn là một lĩnh vực rất khó, cũng như dễ hình dung hoạt động và đặc điểm của từng loại robot.

    "Chúng tôi dự kiến sẽ phát hành rộng rãi phần mềm này từ tháng 6/2002, nhằm phổ biến và cập nhật liên tục kỹ thuật robot trong xã hội. Nhìn rộng ra, phần mềm này sẽ bổ trợ thêm cho... cuộc thi "Chinh phục đỉnh Phan-xi-păng" để nâng cao hiệu quả cổ vũ giới trẻ đến với lĩnh vực robot ngày càng đông đảo và có chất lượng" - TS Lê Hoài Quốc nói.

    Ứng dụng mạnh mẽ robot trong sản xuất công nghiệp sẽ chỉ trở thành hiện thực và đạt hiệu quả cao với những dây chuyền sản xuất TĐH hoàn toàn, trong khi hiện tại điều đó hãy còn khá "lạ lẫm" ở Việt Nam, đúng như TS Quốc nhận xét. "Sự không đồng bộ trong trình độ TĐH hiện nay đã khiến chúng ta cứ cố tìm ra một vài công đoạn nào đó nhằm "buộc" nhà sản xuất phải ứng dụng robot để thay thế người lao động trong môi trường độc hại, nguy hiểm".

    Thế nhưng giá lao động của ta vẫn là rẻ, nhiều chủ doanh nghiệp vẫn có thừa người lao động phổ thông xin vào làm ngay ở những môi trường độc hại nên họ không cần đưa robot vào "thử nghiệm thay thế". Muốn tạo ra các robot dùng trong những công đoạn làm ra tiền để nhà sản xuất dễ chấp nhận thì nội lực giới nghiên cứu của ta chưa làm được. "Vì vậy, có thể nói robot công nghiệp Việt Nam vẫn còn đang đi khẽ khàng trên con đường gập ghềnh..." - TS Lê Văn Ngự đã phải thừa nhận như vậy.

    Hữu Thiện

     

    ID: B0205_26