Giáo án và PPT Công nghệ cơ khí 11 cánh diều Bài 13: Cách mạng công nghiệp 4.0 với tự động hoá quá trình sản xuất

BÀI 13: CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 VỚI TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Hãy kể tên một vài thành tựu của cách mạng công nghiệp 4.0 mà em đang được sử dụng.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về cách mạng công nghiệp 4.0

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu:  

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 là gì? Những đặc trưng nào của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 thúc đẩy tự động hóa quá trình sản xuất?

Sản phẩm dự kiến:

- Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 là sự kết hợp của công nghệ trong các lĩnh vực vật lí, công nghệ số và sinh học để tạo ra những khả năng sản xuất hoàn toàn mới.

- Những đặc trưng nổi bật của cách mạng công nghiệp 4.0 là:

+ Dựa trên nền tảng của sự kết hợp giữa công nghệ cảm biến mới, phân tích dữ liệu (Big Data), điện toán đám mây (Cloud Computing) và kết nối Internet vạn vật (Internet of Things – IoT) để thúc đẩy tự động hóa và sản xuất thông minh.

+ Sử dụng công nghệ in 3D để giảm chi phí sản xuất.

+ Công nghệ nano và vật liệu mới tạo ra có nhiều ưu điểm nổi bật.

+ Trí tuệ nhân tạo và điều khiển cho phép con người kiểm soát từ xa.

Hoạt động 2. Tác động của cách mạng công nghiệp 4.0 trong tự động hóa quá trình sản xuất

GV đưa ra câu hỏi: Cách mạng công nghiệp 4.0 tác động như thế nào đến tự động hóa quá trình sản xuất?

Sản phẩm dự kiến:

1. Nâng cao tính linh hoạt của quá trình sản xuất

- Tinh linh hoạt của quá trình sản xuất là mức độ và khả năng thích ứng với việc chế tạo nhiều loại sản phẩm khác nhau.

2. Giảm chi phí sản xuất

- Nhờ thành tựu của cách mạng công nghiệp 4.0, quá trình sản xuất được tối ưu hoá và giảm thiểu được lãng phí.

- Các bộ phận của quy trình sản xuất được tự động hoá, sử dụng vật liệu có nhiều đặc tính nổi trội và nhờ sử dụng công nghệ tiên tiến đã giúp giảm được các chi phí về vật liệu, thời gian nhưng chất lượng sản phẩm lại tăng lên. 

- Các khâu đóng gói, vận chuyển, xếp, dỡ, kiểm đếm vật liệu, sản phẩm tại phân xưởng sản xuất và trong kho chứa cũng được điều hành bởi công nghệ quản lí hiện đại, tự động hoá giúp giảm chi phí sức lao động con người và đảm bảo vận hành quá trình sản xuất hợp lí, tiết kiệm, hiệu quả.

3. Giám sát, điều chỉnh và cải tiến quy trình sản xuất

- Công nghệ cảm biến phát triển giúp thu thập và số hóa hầu như tất cả các thông tin cần thiết mô tả hệ thống sản xuất.

- Nhờ sự hỗ trợ của công nghệ trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn, việc phân tích dữ liệu sản xuất, xác định xu hướng thị trường để điều chỉnh cải tiến quy trình sản xuất trở nên dễ dàng, nhanh chóng và chính xác hơn rất nhiều.

- Việc lưu trữ dữ liệu trong thời gian dài có thể cung cấp thông tin chi tiết về mức độ hiệu quả của quy trình sản xuất.

4. Đảm bảo an toàn trong sản xuất

- Trong dây chuyền sản xuất tự động, máy móc trực tiếp tham gia vào quá trình vận hành, vì vậy các công nhân được đảm bảo an toàn khi không cần phải tham gia trực tiếp vào các công đoạn nguy hiểm, gây ảnh hưởng đến sức khỏe.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học,GV yêu cầu HS luyện tập làm bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Cách mạng công nghiệp 4.0 có mấy đặc trưng nổi bật?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Câu 2: Kết nối vạn vật trong sản xuất có tác động gì trong tự động hóa quá trình sản xuất?

A. Nâng cao tính linh hoạt của quá trình sản xuất

B. Giảm chi phí sản xuất

C. Giám sát, điều chỉnh và cải tiến quy trình sản xuất

D. Đảm bảo an toàn trong quy trình sản xuất

Câu 3: Thành tựu nào cho phép con người kiểm soát từ xa, tương tác nhanh hơn và chính xác hơn

A. Sự kết hợp công nghệ cảm biến mới, phân tích dữ liệu, điện toán đám mây, kết nối internet vạn vật

B. Công nghệ in 3D

C. Công nghệ nano và vật liệu mới

D. Trí tuệ nhân tạo và điều khiển

Câu 4: Công nghệ nào giúp thu thập và số hóa hầu như tất cả các thông tin cần thiết mô tả hệ thống sản xuất?

A. Công nghệ in 3D

B. Công nghệ nano

C. Công nghệ cảm biến

D. Phân tích dữ liệu lớn

Câu 5: Đâu là bước tiến vượt bậc từ hệ thống sản xuất tự động truyền thống sang sản xuất tự động được kết nối và xử lí dữ liệu liên tục?

A. Mô hình nhà máy thông minh

B. Kết nối vạn vật trong sản xuất

C. Kho chứa hàng thông minh

D. Phân tích dữ liệu trong sản xuất

Sản phẩm dự kiến:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Giải thích vai trò của Internet of Things (IoT) trong tự động hóa quá trình sản xuất.

Câu 2: Hãy trình bày cách mà tự động hóa quá trình sản xuất có thể góp phần vào việc giảm tác động của con người lên môi trường.