Cổng trục là thiết bị nâng hạ phổ biến và thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp như đóng tàu, xây dựng cầu đường, và thủy điện. Với khả năng làm việc linh hoạt ngoài trời và nâng hạ vật nặng, cổng trục đóng vai trò quan trọng. Đặc biệt, trong các nhà máy đóng tàu, chúng được dùng để di chuyển các cấu kiện lớn dọc theo thân tàu đang đóng mới. Tuy nhiên, yêu cầu về tốc độ làm việc ngày càng cao đã đặt ra thách thức lớn về an toàn và hiệu quả.

 

Chuyển động nhanh của cổng trục dễ dẫn đến lắc tải quá mức, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác, chất lượng, năng suất và an toàn lao động. Các thống kê cho thấy, cổng trục thường mất hơn 30% thời gian cho việc di chuyển các cơ cấu trong mỗi lần nâng tải do phải xử lý tình trạng lắc. Điều này không chỉ gây khó khăn cho người vận hành mà còn làm giảm năng suất tổng thể của nhà máy. Việc điều khiển cổng trục vốn đã phức tạp do đặc tính hệ hụt dẫn động (tín hiệu ra nhiều hơn tín hiệu vào điều khiển). Các hệ thống điều khiển phổ biến hiện nay, đặc biệt là các bộ điều khiển PID cổ điển từ nước ngoài, thường gặp hạn chế khi thông số hệ thống thay đổi lớn hoặc khi không tính đến các yếu tố phi tuyến của mô hình, dẫn đến mất ổn định.

Trước những tồn tại này, TS. Phạm Văn Triệu và các cộng sự tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, Bộ Giao thông Vận tải, đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo và thử nghiệm bộ điều khiển thích nghi mạng nơ-ron cho cổng trục sử dụng trong các nhà máy đóng tàu”. Đề tài hướng tới việc nâng cao hiệu quả và an toàn của cổng trục thông qua các mục tiêu rõ ràng. Về mục tiêu chung, dự án nhằm nâng cao hiệu quả và năng suất làm việc của cổng trục, đồng thời làm chủ công nghệ thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển cho thiết bị này. Ngoài ra, đề tài còn mong muốn hỗ trợ các nghiên cứu liên quan, đặc biệt trong lĩnh vực xếp dỡ, và đào tạo chuyên sâu về cơ điện tử, tự động hóa, cũng như xếp dỡ hàng hóa. Đối với mục tiêu cụ thể, đề tài đặt trọng tâm vào việc điều khiển chính xác giá con lăn mang tải đến vị trí mong muốn với độ chính xác cao, nâng hoặc hạ tải từ vị trí ban đầu đến vị trí cuối cùng cũng với độ chính xác cao, giữ góc lắc tải nhỏ trong suốt quá trình vận chuyển, và tăng tốc độ làm việc của cổng trục, góp phần đáng kể vào việc nâng cao năng suất tại các nhà máy đóng tàu.

Sau một thời gian thực hiện, Đề tài đã hoàn thành toàn bộ các công việc được giao đúng tiến độ và đảm bảo chất lượng. Các sản phẩm khoa học và công nghệ của đề tài đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu đặt ra. Đặc biệt, hệ thống điều khiển cổng trục đã được đo kiểm độc lập bởi Viện Vũ khí, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, khẳng định tính chính xác và tin cậy của kết quả nghiên cứu.

Các sản phẩm chính của đề tài, bao gồm sản phẩm khoa học công nghệ, bản vẽ thiết kế, và các bài báo khoa học, đều đã hoàn thành đúng hạn với kết quả tốt. Kết quả mô phỏng cũng cho thấy hệ thống điều khiển hoạt động hiệu quả, ngay cả khi chịu tác động của nhiễu bên ngoài.

Kết quả nghiên cứu của đề tài có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong thực tiễn, đặc biệt nếu được cấp phép để nâng cấp và tích hợp vào các hệ thống cổng trục hiện có tại các nhà máy đóng tàu. Tuy nhiên, quá trình triển khai này đòi hỏi kinh phí để thực hiện việc kết nối và nâng cấp hệ thống phần cứng sao cho phù hợp với công suất của từng cổng trục cụ thể. Do đó, nhóm nghiên cứu mong muốn đề tài sẽ tiếp tục nhận được đầu tư cho giai đoạn tiếp theo để có thể xây dựng và tích hợp một hệ thống mô phỏng hoàn chỉnh trong tương lai.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21185/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

P.T.T (NASTIS)