Trạm lắp ráp thông minh tùy biến theo nhân trắc học, tích hợp giám sát thao tác và hỗ trợ đào tạo phục vụ cải tiến nâng cao hiệu suất làm việc cho công nhân "Smart Workstation - Operator 4.0" do nhóm HCS (Human-Centric Solutions) triển khai, giành giải nhất cuộc thi Sáng kiến khoa học 2025. Nhóm HCS là các sinh viên chuyên ngành Quản lý Kỹ thuật công nghiệp tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, bao gồm Ngô Vương Quốc, Nguyễn Thị Minh Anh và Phạm Văn Quỳnh, dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Văn Triệu, Trưởng bộ môn Quản lý kỹ thuật công nghiệp - Khoa Máy tàu biển - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam.
Sản phẩm này tích hợp khung cơ khí theo mô-đun, camera giám sát thao tác, máy chiếu hướng dẫn và phần mềm phân tích dữ liệu. Tính năng chính bao gồm tùy chỉnh theo nhân trắc học dựa trên dữ liệu cơ thể người Việt, giám sát thao tác thời gian thực bằng camera Kinect để phát hiện sai lệch và cảnh báo, hướng dẫn thao tác trực quan trên bề mặt làm việc.
Thiết bị trạm lắp ráp thông minh tích hợp khung cơ khí theo mô-đun, camera giám sát thao tác, máy chiếu hướng dẫn và phần mềm phân tích dữ liệu. Ảnh: NVCC
Theo Ngô Vương Quốc, đại diện nhóm sáng chế, các trạm giúp tối ưu hóa hiệu quả làm việc nhờ thiết kế tùy biến và giám sát thao tác theo thời gian thực, hỗ trợ sức khỏe người lao động bằng cách điều chỉnh tư thế và cảnh báo sai lệch, hỗ trợ đào tạo và lắp ráp sản phẩm linh hoạt nhờ hướng dẫn trực quan bằng máy chiếu. Kết quả sau cải tiến cho thấy 36,2% công nhân cảm thấy thoải mái hơn và năng suất lao động tăng 17% khi sử dụng trạm tùy biến so với trạm truyền thống.
Ngoài ra nhóm cũng định hướng phát triển thành giải pháp tiêu chuẩn cho các ngành sản xuất đòi hỏi độ chính xác cao và góp phần vào chiến lược phát triển bền vững của Việt Nam.
Sản phẩm ứng dụng AI, thị giác máy tính và cảm biến thông minh, trong đó có phần mềm xử lý hình ảnh Spyder, phát triển dựa trên nền tảng OpenCV, ứng dụng các thuật toán AI để nâng cao độ chính xác và giảm thiểu nguy cơ chấn thương nghề nghiệp. Bên cạnh đó, hệ thống còn tích hợp máy chiếu nhằm hiển thị hướng dẫn thao tác trực tiếp trên bề mặt làm việc, giúp công nhân thực hiện thao tác trực quan và giảm thiểu sai sót. Thiết kế mô-đun hóa của trạm cho phép dễ dàng tích hợp Internet of Things (IoT) trong tương lai, phục vụ thu thập dữ liệu, điều khiển và giám sát từ xa.
Sản phẩm được tích hợp nhiều công nghệ thông minh. Ảnh: NVCC
Quốc chia sẻ, ý tưởng cho sáng kiến bắt nguồn từ thực trạng tại doanh nghiệp sử dụng các trạm lắp ráp thủ công trong các khu công nghiệp ở Hải Phòng. Quan sát thực tế cho thấy công nhân phải làm việc trong điều kiện khó khăn, ảnh hưởng đến sức khỏe và hiệu suất lao động.
"Tôi từng làm việc ở một công ty sản xuất xe điện, tiếp cận dây chuyền sản xuất, quan sát công việc, công nhân được làm như thế nào. Cùng với việc được học về quản lý kỹ thuật công nghiệp, chúng tôi nhận ra nhu cầu phải cải tiến quy trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng công việc cho người lao động và tối ưu hóa năng suất cho doanh nghiệp", đại diện nhóm HCS nói.
Nhóm HCS bắt đầu thực hiện dự án từ tháng 9/2023 với việc khảo sát thực tế tại các doanh nghiệp. Trong 4 tháng, họ đã đến 6 địa phương bao gồm Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hải Dương, Thái Nguyên và Khánh Hòa. Tổng cộng, nhóm nghiên cứu đã thu thập và xử lý 147 phiếu khảo sát từ công nhân và 20 phiếu khảo sát từ các nhà quản lý đại diện cho 20 công ty tham gia.
Từ những nhu cầu, khó khăn và mong muốn của công nhân, nhóm áp dụng kiến thức chuyên ngành Quản lý kỹ thuật công nghiệp thiết kế giải pháp cải tiến trạm lắp ráp thủ công, tập trung vào việc giảm thiểu áp lực công việc và nâng cao hiệu quả sản xuất. Sau đó, sản phẩm được thử nghiệm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả thực tế.
Các thành viên của nhóm sáng chế HCS. Ảnh: NVCC
Sau khi giành giải nhất tại cuộc thi Sáng kiến khoa học 2025, trạm lắp ráp thông minh đã hoàn thiện để ứng dụng thực tế. Nhóm nhận được sự hỗ trợ của Trung tâm Hỗ trợ Khởi nghiệp Hải Phòng để quảng bá sản phẩm và tham gia các chương trình khởi nghiệp. Sản phẩm nhận được sự quan tâm lớn từ các doanh nghiệp, với đề nghị chuyển giao công nghệ và đã được chấp nhận đơn đăng ký sở hữu trí tuệ dưới hình thức giải pháp hữu ích và kiểu dáng công nghiệp.
"Chúng tôi đang tìm kiếm các doanh nghiệp phù hợp để triển khai thử nghiệm trên quy mô lớn hơn, đồng thời chuẩn bị các bước cần thiết để đưa sản phẩm ra thị trường", Quốc nói thêm.
Với mức đầu tư từ 28 đến 35 triệu đồng, sản phẩm có chi phí thấp hơn nhiều so với các hệ thống tự động hóa toàn phần, phù hợp các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Hệ thống trình chiếu và giám sát thao tác giúp rút ngắn thời gian đào tạo và giảm chi phí nhân lực.
Đại diện nhóm cho biết, theo kế hoạch sản xuất dự kiến ban đầu là 600 trạm trong 15 tháng đầu tiên, sản phẩm được kỳ vọng đạt doanh thu lên đến 21 tỷ đồng và lợi nhuận khoảng 5,07 tỷ đồng, tương đương tỷ suất lợi nhuận 24,1%.
Song Chi
Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2025 có chủ đề "Sáng kiến Xanh", tôn vinh những ý tưởng đột phá, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội và mang lại giá trị thiết thực cho cộng đồng, đặc biệt tại các vùng khó khăn.
Kinh phí giải thưởng do Quỹ Hy vọng (Hope Foundation) tài trợ toàn bộ. Đây là quỹ xã hội do VnExpress và Công ty cổ phần FPT vận hành, hoạt động phi lợi nhuận, vì cộng đồng. Trong 3 mùa giải trước đó, cuộc thi đã vinh danh 19 sản phẩm, giải pháp khoa học công nghệ có giá trị ứng dụng, góp phần đưa khoa học đến gần hơn với cuộc sống.
