Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này sẽ phác thảo các loại hình hệ thống kho tự động, giới thiệu các nền tảng lý thuyết và thảo luận về các công nghệ sẽ được sử dụng. Chương 3: Thiết kế phần cứng Chương này tập trung vào việc thiết kế phần cứng cho hệ thống lưu kho tự động. Chương 4: Thiết kế phần mềm Chương này sẽ tiến hành xây dựng chương trình PLC, chương trình đọc mã barcode và giao tiếp giữa hai phần mềm. Chương 5: Trình bày kết quả thực hiện đề tài.
Chương này sẽ tiến hành đánh giá khả năng hoạt động của phần cứng và phần mềm của mô hình. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. Chương này bao gồm phần kết luận và hướng phát triển của đề tài. 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương này sẽ phác thảo các loại hình hệ thống, giới thiệu các nền tảng lý thuyết và thảo luận về các công nghệ sẽ được sử dụng.
Các công nghệ này bao gồm bộ điều khiển logic khả trình(PLC), windows form. Các loại hệ thống lưu kho hiện nay 2. Hệ thống kho thủ công Hệ thống kho thủ công, như tên gọi, chủ yếu dựa vào con người trong các quy trình nhận hàng, lưu trữ, xuất hàng và vận chuyển. Do đó, công nghệ hầu như không được áp dụng hoặc chỉ được áp dụng rất ít.
Có thể dễ dàng phân tích các ưu và nhược điểm của loại hình lưu kho thủ công qua Bảng 2. Ưu, nhược điểm của hệ thống kho thủ công ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM − Phù hợp với doanh nghiệp vừa và nhỏ − Tốn nhiều chi phí nhân công − Chi phí đầu tư ban đầu thấp, khả năng − Dễ dàng xảy ra sai sót trong quá trình thu hồi vốn nhanh. theo dõi và kiểm kê hàng hóa − Tốc độ nhập và xuất hàng hóa chậm − Khả năng lưu trữ thấp do không thể tận dụng tối đa diện tích kho Với chi phí kho hàng ngày càng tăng và tình hình suy thoái kinh tế toàn cầu hiện nay, việc vận hành kho truyền thống sẽ làm doanh nghiệp giảm tính cạnh tranh về giá so với đối thủ cạnh tranh. Hệ thống kho bán tự động So với hệ thống kho truyền thống, hệ thống kho bán tự động kết hợp con người và máy móc, giúp quy trình xuất nhập hàng trơn tru hơn nhờ công nghệ hiện đại.
Xe nâng tự động, hệ thống băng tải và phần mềm quản lý kho như WMS, ERP tối ưu hóa hoạt động, đảm bảo di chuyển hàng hóa nhanh chóng và an toàn. Phần mềm quản lý kho theo dõi hàng hóa thời gian thực và lập kế hoạch chính xác, nâng cao năng suất, giảm sai sót, chi phí vận hành và tăng khả năng cạnh tranh cho doanh nghiệp. 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Dưới đây là Bảng 2.2 phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống lưu kho bán tự động. Ưu, nhược điểm của hệ thống kho bán tự động ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM − Giảm bớt sức lao động và sai sót − Vẫn cần một lượng nhân công nhất − Quản lý hàng hóa tốt và chính xác định để vận hành hệ thống hơn.
− Chi phí đầu tư cơ bản về trang thiết − Khả năng theo dõi và kiểm soát bị và phần mềm hàng hóa tốt hơn − Khả năng vận chuyển hàng có tải trọng lớn 2. Hệ thống kho tự động Sự phát triển của công nghệ đã giúp quy trình trở nên tinh gọn và hiệu quả. Hệ thống kho tự động áp dụng công nghệ robot, hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động (AS/RS), cùng phần mềm quản lý kho tích hợp ERP (Enterprise Resource Planning). Với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ, các loại hình kho tự động tiên tiến ngày càng xuất hiện nhiều biến thể mới, được liệt kê ở Hình 2.
Các cấp của nhà kho tự động Dưới đây là Bảng 2.3 phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống lưu kho tự động. 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bảng 2. Ưu, nhược điểm của hệ thống kho tự động ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM − Tối ưu chi phí vận hành dài hạn − Chi phí đầu tư ban đầu cực kì lớn − Độ chính xác và hiệu quả hàng − Bị phụ thuộc vào đơn vị cung cấp hóa cao rõ rệt so với 2 loại hình còn lại do cần được bảo trì và kiểm tra thường − Giảm thiểu tối đa sai sót do toàn xuyên bộ hoạt động được tự động hóa. − Đòi hỏi có nhân lực có trình độ − Khả năng nâng cấp và mở rộng cao để vận hành và quản lý hệ thống kho hàng rất cao − Khả năng vận chuyển hàng có tải trọng lớn Hệ thống lưu kho tự động là một giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp lớn nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.
Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu khá cao, nhưng hiệu quả mà nó mang lại cho doanh nghiệp là vô cùng đáng kể. Các loại kho tự động hiện nay Hệ thống kho chứa hàng là hệ khung giàn (rack) dùng để chứa hàng hóa. Dưa vào cách bố trí và công năng mà các hệ thống kệ được phân ra nhiều loại như: kho chứa hàng Pallet Plow, Robot Shuttle, As/Rs, …. Hệ thống kho chứa Pallet Flow a) Giới thiệu về hệ thống kho pallet flow Pallet Flow là một hệ thống lưu trữ hàng hóa được thiết kế để tối ưu hóa việc quản lý pallet trong kho.
Hệ thống này cho phép pallet di chuyển tự động trên các khe dốc, hoạt động theo nguyên lý FIFO (First In, First Out) hoặc LIFO (Last In, First Out). FIFO - First In, First Out: Trên kệ chứa hàng Pallet Flow theo nguyên lý FIFO như Hình 2.2, pallet được xếp vào từ phía đầu của dãy kệ. Khi có yêu cầu xuất hàng, pallet ở phía trước nhất sẽ được di chuyển đến vị trí lấy hàng. Điều này đảm bảo rằng pallet đầu tiên được xếp vào sẽ là pallet đầu tiên được lấy ra (First In, First Out), phù 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT hợp cho các loại hàng hóa có hạn sử dụng hoặc cần tuân thủ nguyên tắc về thứ tự nhập xuất.
Kệ chứa hàng Pallet Flow theo nguyên lý FIFO LIFO - Last In, First Out: Trên kệ Pallet Flow, pallet mới nhất sẽ được xếp vào từ đầu dãy kệ. Khi cần xuất hàng, pallet mới nhất sẽ được lấy ra trước tiên. Đây là lựa chọn phù hợp cho các hoạt động lưu trữ hàng hóa dễ quản lý, chẳng hạn như kho lưu trữ sản phẩm khô có thời hạn sử dụng dài. Ví dụ minh họa được trình bày ở Hình 2.
Kệ chứa hàng Pallet Flow theo nguyên lý LIFO 8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT b) Ưu nhược điểm của hệ thống kho pallet flow Kệ chứa hàng Pallet Flow là một giải pháp hiện đại và cao cấp được áp dụng rộng rãi bởi nhiều nhà máy lớn trên toàn cầu. Khác với các hệ thống kho tự động khác như AS/RS hay Shuttle Rack, hệ thống kho Pallet Flow hoạt động bằng cơ, dẫn đến việc bảo trì và bảo dưỡng rất đơn giản và nhẹ nhàng. Hệ thống kho Pallet Flow có ưu điểm: − Tối ưu hóa không gian lưu trữ. − Tăng năng suất bằng cách giảm thời gian di chuyển của lao động và tối ưu hóa quá trình lấy và đặt hàng.
− Quản lý hàng hóa hiệu quả, đặc biệt là các loại hàng hóa có thời hạn sử dụng hoặc cần tuân thủ nguyên tắc FIFO Hệ thống kho Pallet Flow có nhược điểm: − Chi phí đầu tư ban đầu cao. − Yêu cầu bảo trì định kỳ và chính xác để duy trì hoạt động hiệu quả. − Không thích hợp cho các loại hàng hóa có kích thước và trọng lượng đặc biệt 2. Hệ thống kho Robot Shuttle a) Giới thiệu về hệ thống kho Robot Shuttle Hệ thống kho Robot Shuttle là một công nghệ lưu trữ hàng hóa tiên tiến, được thiết kế để tối ưu hóa không gian kho và tăng cường hiệu suất xử lý hàng hóa.
Điểm đặc biệt của hệ thống này là sự tích hợp giữa các robot di chuyển tự động và các kệ lưu trữ đa tầng. Hệ thống Robot Shuttle hoạt động trong khu vực kệ Radio Shuttle, với mỗi kênh được trang bị Docking Station để lưu trữ hàng hóa. Các robot shuttle sẽ di chuyển hàng hóa vào và ra khỏi kênh này, như được minh họa trong Hình 2. Pallets được định vị và thu thập từ đầu kênh của giá đỡ, có thể từ một phía hoặc cả hai phía.
Điều này đòi hỏi tất cả các hàng hóa trên pallet đều phải được đảm bảo an toàn. Trong quá trình định vị, xe nâng đặt pallet lên trạm nối sau khi tháo càng nâng và nhập lệnh lưu trữ từ điều khiển từ xa. Người giám sát sau đó tự động di 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT chuyển pallet đến vị trí trống tiếp theo trong kênh. Trong quá trình truy xuất, Shuttle nhận tín hiệu từ điều khiển từ xa và chuyển pallet từ vị trí lưu trữ gần nhất trong kênh đến trạm trung chuyển (Docking Station).
Mô hình cơ bản về hệ thống kho Robot Shuttle b) Ưu nhược điểm của hệ thống kho Robot Shuttle Robot Shuttle là một giải pháp tiên tiến giúp tối ưu hóa quản lý kho và tăng cường hiệu suất. Tuy vậy, việc lựa chọn nên xem xét các yếu tố như chi phí đầu tư và bảo trì để phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng doanh nghiệp. Hệ thống kho Robot Shuttle có ưu điểm: − Tối ưu hóa không gian: Hệ thống Robot Shuttle giúp tận dụng diện tích kho hàng một cách hiệu quả nhất. − Giảm thiểu thời gian lấy và đặt hàng nhờ vào khả năng hoạt động đồng thời và tự động của các robot shuttle.
− Giảm sự phụ thuộc vào lao động thông qua hoạt động tự động và quản lý kho minh bạch hơn. 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hệ thống kho Robot Shuttle có nhược điểm: − Chi phí đầu tư ban đầu cao. − Đòi hỏi bảo trì định kỳ và hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu để duy trì hoạt động ổn định. − Phụ thuộc vào công nghệ áp dụng 2.
Hệ thống kho Mini Load a) Giới thiệu về hệ thống Mini Load Hệ thống Mini Load là tổ hợp các thành phần tự động hóa tích hợp nhằm tối ưu hóa việc lưu trữ và xử lý hàng hóa trong môi trường kho hàng tự động. Các thành phần chính bao gồm kệ lưu trữ linh hoạt, robot hoặc cần cẩu tự động được điều khiển bởi máy tính, hệ thống điều khiển và phần mềm, cảm biến và thiết bị định vị, cùng với giao diện người dùng. Kệ lưu trữ được thiết kế để dễ dàng di chuyển và lắp đặt, cung cấp không gian hiệu quả cho hàng hóa.