Giáo án Bài 11. Quá trình sản xuất cơ khí

Huy động kiến thức nền và tạo mâu thuẫn nhận thức về việc sản lượng cuối của dây chuyền phụ thuộc vào đâu.

HS đọc tình huống: một dây chuyền làm giá đỡ có ba công đoạn nối tiếp: cắt phôi 30 chiếc/giờ, gia công lỗ 20 chiếc/giờ, kiểm 25 chiếc/giờ. Mô hình ổn định, đủ đầu vào. Câu hỏi: Dây chuyền này cho ra tối đa bao nhiêu chiếc mỗi giờ? Vì sao em chọn như vậy? Nếu tăng tốc độ cắt phôi lên 40 chiếc/giờ thì sản lượng cuối có tăng không?

Mỗi HS ghi dự đoán cá nhân vào vở và nêu lí do. Kết quả đúng cần nêu được: sản lượng tối đa của dây chuyền là 20 chiếc/giờ, vì công đoạn gia công lỗ giới hạn dòng; tăng tốc cắt phôi không làm sản lượng cuối tăng và chỉ làm tồn bán thành phẩm trước công đoạn lỗ.

Nêu được các khâu chính của sản xuất cơ khí và phân biệt được sản xuất cơ khí, lắp ráp và nút thắt.

Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 1. Nhiệm vụ: (1) Vẽ sơ đồ quá trình sản xuất cơ khí từ nhu cầu đến phân phối, gồm các khâu: chuẩn bị thiết kế và công nghệ, tạo phôi, gia công, lắp ráp, kiểm tra chức năng, hoàn thiện, phân phối; (2) Xác định vị trí của kho, vận chuyển nội bộ và bảo dưỡng trong sơ đồ; (3) Điền bảng phân biệt ba khái niệm: Sản xuất cơ khí, Lắp ráp, Nút thắt. Câu hỏi gợi ý: Quy trình gia công nằm ở khâu nào trong toàn bộ sản xuất cơ khí? Vì sao lắp ráp không đồng nghĩa với sản xuất cơ khí?

Sơ đồ khối trên bảng nhóm gồm: nhu cầu → chuẩn bị thiết kế và công nghệ → tạo phôi → gia công → lắp ráp → kiểm tra chức năng → hoàn thiện → phân phối, có kho, vận chuyển nội bộ và bảo dưỡng hỗ trợ dòng vật liệu. Kết luận HS rút ra: Sản xuất cơ khí: tổ chức các hoạt động tạo và cung ứng sản phẩm cơ khí; Lắp ráp: ghép chi tiết và cụm thành sản phẩm theo yêu cầu; Nút thắt: công đoạn có năng lực giới hạn dòng sản phẩm trong mô hình. Quy trình gia công chỉ là một phần của sản xuất cơ khí.

Giải thích được vai trò của lắp ráp, kiểm tra chức năng và các hoạt động hỗ trợ đối với chất lượng và dòng sản phẩm.

Kĩ thuật mảnh ghép: Lớp chia thành 3 nhóm chuyên gia (A: lắp ráp và kiểm tra chức năng; B: kho và vận chuyển nội bộ; C: bảo dưỡng và tổ chức nguồn lực). Mỗi nhóm đọc phần tài liệu được giao và trả lời: Khâu của em làm gì trong sản xuất cơ khí? Nếu khâu này bị bỏ qua hoặc làm chậm thì điều gì xảy ra với sản phẩm? Sau đó các HS được ghép sang nhóm hỗn hợp để chia sẻ.

Bảng tổng hợp mỗi mảnh ghép gồm: nhóm A: lắp ráp ghép chi tiết và cụm theo yêu cầu, kiểm tra chức năng để phát hiện sản phẩm không đạt trước khi phân phối; nhóm B: kho và vận chuyển nội bộ giữ dòng vật liệu thông suốt, tránh thiếu phôi hoặc tồn kho quá mức; nhóm C: bảo dưỡng giảm hỏng máy, tránh chờ máy; tổ chức nguồn lực bảo đảm đầu vào cho các khâu. Kết luận: các hoạt động hỗ trợ không phải là khâu tạo giá trị trực tiếp nhưng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng.

Xác định được công đoạn giới hạn dòng sản phẩm, giải thích được vì sao tăng năng suất phía trước không tự động tăng sản lượng cuối và nêu được các chỉ tiêu cần theo dõi.

Cặp đôi phân tích dây chuyền giả định với ba công đoạn: cắt phôi 30 chiếc/giờ, gia công lỗ 20 chiếc/giờ, kiểm 25 chiếc/giờ. Nhiệm vụ: (1) Ghi năng lực từng công đoạn lên sơ đồ dòng; (2) Xác định nút thắt và tính năng lực tối đa của dòng; (3) Giả sử tăng tốc cắt phôi lên 40 chiếc/giờ, dự đoán điều gì xảy ra với bán thành phẩm và sản lượng cuối; (4) Liệt kê 5 chỉ tiêu cần theo dõi khi cải tiến dòng sản xuất. Câu hỏi: Tăng năng suất công đoạn không phải nút thắt có làm tăng sản lượng cuối không? Vì sao phải theo dõi cả an toàn và môi trường?

Sơ đồ dòng ghi: cắt phôi 30; gia công lỗ 20 (nút thắt); kiểm 25. Năng lực tối đa của dòng là $\min(30,20,25)=20$ chiếc/giờ. Tăng tốc cắt phôi lên 40 chiếc/giờ không làm sản lượng cuối tăng, chỉ làm bán thành phẩm tồn trước công đoạn lỗ. Năm chỉ tiêu theo dõi: năng suất, chất lượng, chi phí, an toàn, môi trường. Kết luận: không xóa kiểm tra an toàn để tiết kiệm thời gian.

Củng cố khái niệm, phân biệt được các thuật ngữ và vận dụng công thức năng lực tối đa của dòng.

GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi 1, 2, 3, 4, 6 trong phần bài tập của bài học. HS giơ thẻ A/B/C/D hoặc viết đáp án. Với câu 2, HS ghép cặp ba khái niệm. Câu 6 là bài tính năng lực tối đa của dây chuyền 30, 20, 25 chiếc/giờ.

Đáp án: Câu 1: B (Sản xuất cơ khí: tổ chức các hoạt động tạo và cung ứng sản phẩm cơ khí). Câu 2: Sản xuất cơ khí – tổ chức các hoạt động tạo và cung ứng sản phẩm cơ khí; Lắp ráp – ghép chi tiết và cụm thành sản phẩm theo yêu cầu; Nút thắt – công đoạn có năng lực giới hạn dòng sản phẩm trong mô hình. Câu 3: Sai, vì công đoạn nút thắt và các điều kiện khác có thể vẫn giới hạn dòng sản phẩm cuối. Câu 4: Nút thắt. Câu 6: $\min(30,20,25)=20$ chiếc/giờ.

Đánh giá được phương án bỏ đo kiểm để giảm chờ và lập được kết luận có căn cứ, giữ yêu cầu chất lượng và an toàn.

HS làm việc cá nhân theo Phiếu học tập số 2 (phần 2). Tình huống: Tổ A muốn bỏ đo kiểm để giảm chờ, trong khi công đoạn gia công lỗ là nút thắt. Hãy phản biện. Đây là hồ sơ giả định, không yêu cầu thực hiện thao tác vật lí. Trình bày kết luận, bằng chứng và giới hạn an toàn. Câu 7 của bài tập: chọn đúng hai kết luận có căn cứ trong các ý A, B, C.

Đáp án câu 7: A và C. Ý A: công đoạn nút thắt và các điều kiện khác có thể vẫn giới hạn dòng sản phẩm cuối; ý C: lắp ráp ghép chi tiết và cụm thành sản phẩm theo yêu cầu. Ý B sai vì suy luận vượt điều kiện. Bài phản biện mẫu cần nêu: (1) không bỏ đo kiểm chỉ để tăng tốc; (2) dòng hiện bị gia công lỗ giới hạn nên bỏ kiểm chưa chắc tăng sản lượng đạt; (3) xem nguyên nhân chờ, cân bằng công việc và bảo dưỡng tại nút thắt, vẫn giữ yêu cầu chất lượng; mọi thay đổi máy hoặc quy trình phải được người phụ trách thẩm định an toàn. Rubric: mỗi tiêu chí 0,25 điểm, đủ nội dung 0,25; đúng nhưng thiếu căn cứ 0,125; sai hoặc thiếu 0.

Vận dụng quy trình xử lí hồ sơ (vẽ dòng, ghi năng lực, xác định công đoạn giới hạn, đề xuất cải tiến) cho một dây chuyền gần gũi.

HS chọn một sản phẩm cơ khí đơn giản quen thuộc (ví dụ: giá đỡ, bản lề, chi tiết trục) hoặc một dây chuyền mô phỏng trong sách. Trình tự thực hiện: Vẽ dòng từ phôi đến sản phẩm → Ghi năng lực từng công đoạn (giả định) → Xác định công đoạn giới hạn → Đề xuất cải tiến không bỏ kiểm an toàn. Trong lớp, HS lập khung hồ sơ; phần hoàn thiện giao về nhà.

Khung hồ sơ gồm: sơ đồ dòng từ phôi đến sản phẩm; bảng năng lực từng công đoạn (số liệu giả định, ghi rõ là mô hình); xác định công đoạn giới hạn và năng lực tối đa của dòng; ít nhất 2 đề xuất cải tiến, trong đó có ít nhất một đề xuất tập trung vào nút thắt và không bỏ kiểm tra an toàn.