LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Kho là hệ thống thành phần rất quan trọng trong hệ thống sản xuất công nghiệp, liên quan đến logistics sản xuất và cao hơn là các chiến lƣợc sản xuất. Cần có tiếp cận hệ thống và nâng cao trình độ tự động hoá của kho hàng, làm cơ sở cho thông minh hoá nhà máy và liên nhà máy trong tƣơng lai. Nhiều công ty, doanh nghiệp, kể cả với quy mô nhỏ, cũng đã mạnh dạn đầu tƣ tự động hóa nhà kho. Và thị trƣờng công nghiệp đã chứng minh đƣợc tính hữu ích của tự động hóa nhà kho bởi những lí do sau: Tự động hóa nhà kho giúp doanh nghiệp vận hành chính xác tuyệt đối Với việc sở hữu một kho thông minh, công tác xuất/nhập và quản lý kho đƣợc tự động hóa nên hiệu suất làm việc rất cao, lại vô cùng chính xác.
Bởi vì là sản phẩm của công nghệ đƣợc lập trình sẵn nên sự chính xác của các dây chuyền kho tự động là không phải bàn cãi. Mỗi pallet nằm ở trong một ô khác nhau biệt. Mà mỗi một ô đều có 1 địa chỉ IP riêng. Điều đó giúp hệ thống có thể nhận dạng vị trí một cách chính xác.
Giúp thủ kho dễ dàng trong khâu quản lý khi chỉ cần quan sát và quản lý qua phần mềm. Tránh bị thất lạc hàng hóa trong kho chứa rất rộng Nếu nhƣ ta ghi chép tất cả các thông tin cần thiết về khách hàng hay hàng hóa bằng bút và giấy thì rủi ro rất cao. Chính tự động hóa sẽ giúp cho doanh nghiệp của bạn lƣu trữ đƣợc thông tin dài hạn. Mà các thông tin đó sẽ không bao giờ bị mất hay nhầm lẫn dẫn đến các rủi ro không đáng có cho doanh nghiệp.
Không gian được tận dụng triệt để Tự động hóa nhà kho cũng đồng nghĩa với việc sở hữu một chiếc kho tuyệt vời, ở đó diện tích kho sẽ đƣợc tận dụng đến từng chi tiết nhỏ. Không gian sử dụng kho tự động hóa sẽ không chiếm nhiều diện tích, chính vì vậy có thể tiết kiệm đƣợc chi phí đi thuê mặt bằng. Với công nghệ tự động cùng sự hoạt động nhanh, gọn, chính xác của robot thì việc cần nhiều không gian để chứa những đồ dùng thủ công là không cần thiết. Từ đó giảm thiểu đƣợc diện tích kho hàng.
Giảm thiểu tối đa nhân công, sức lao động và những rủi ro trong quá trình làm việc của con người. Với kho truyền thống thì ta sẽ cần rất nhiều nhân công trong một khâu, bởi lẽ để có năng suất thì con ngƣời phải hoạt động nhiều, không đƣợc nghỉ tay. Nếu có bất cứ sai sót trong một khâu thì rất có thể sẽ dẫn tới việc cả một hệ thống bị ảnh hƣởng. Kho thông minh đã khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm này.
Nó hoạt động bằng mô hình tự động, vì vậy đƣợc lập trình sẵn, sự sai sót trong từng khâu đƣợc giảm thiểu đi rất nhiều. Sức ngƣời trong công việc khi xây dựng một nhà kho thông minh cũng đƣợc giảm thiểu tới mức thấp nhất. Con ngƣời chỉ cần lập trình, quản lý qua phần mềm và quan sát. Những việc nặng nhọc và tốn nhiều sức sẽ đƣợc khắc phục tạo ra những hiệu quả cao trong năng suất, từ đó thúc đẩy sự tăng nhanh của kinh tế.
Đang công tác tại một đơn vị quốc phòng, hàng ngày trong quá trình sản xuất việc cấp phát, kiểm kê vật tƣ theo phƣơng pháp truyền thống luôn gây ra nhiều sự bất tiện, nhầm lẫn đặc biệt với quá trình sản xuất những hàng hóa cần nhiều chi tiết. Đƣợc sự cho phép của thầy Trần Anh Quân tôi thực hiện đề tài này với mong muốn từng bƣớc có thể cải thiện tình hình sản xuất tại đơn vị trong thực tế. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHO HÀNG THÔNG MINH 1. Bối cảnh phát triển hệ thống kho hàng thông minh Khái niệm Công nghiệp 4.0 lần đầu tiên đƣợc đƣa ra tại Hội chợ công nghiệp Hannover tại CHLB Đức vào năm 2011.0 là xu hƣớng hiện thời trong việc tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất mà không cần sự tham gia của con ngƣời.
Tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) lần thứ 46 đã chính thức khai mạc tại thành phố Davos-Klosters của Thụy Sĩ, với chủ đề “Cuộc CMCN lần thứ 4”, Chủ tịch Diễn đàn Kinh tế Thế giới đã đƣa ra một định nghĩa mới, mở rộng hơn khái niệm Công nghiệp 4. Nhân loại đang đứng trƣớc một cuộc cách mạng công nghiệp mới, có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta sống, làm việc và quan hệ với nhau. Quy mô, phạm vi và sự phức tạp của lần chuyển đổi này không giống nhƣ bất kỳ điều gì mà loài ngƣời đã từng trải qua. Cụ thể, đây là “một cụm thuật ngữ cho các công nghệ và khái niệm của tổ chức trong chuỗi giá trị” đi cùng với các hệ thống vật lý trong không gian ảo, Internet kết nối vạn vật IoT- Internet of Things và Internet của các dịch vụ IoS - Internet of Services.0 tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo ra các "nhà máy thông minh" hay “nhà máy số”.
Trong các nhà máy thông minh, các hệ thống thực - ảo hóa sẽ giám sát các quá trình vật lý, tạo ra một bản sao ảo của thế giới vật lý. Với IoT, các hệ thống thực - ảo hóa này tƣơng tác với nhau và với con ngƣời theo thời gian thực, và thông qua IoS thì ngƣời dùng sẽ đƣợc tham gia vào chuỗi giá trị thông qua việc sử dụng các dịch vụ này. “Nhà máy thông minh” là giải pháp sản xuất cung cấp các quy trình sản xuất linh hoạt và thích nghi để giải quyết các vấn đề phát sinh trên cơ sở sản xuất với điều kiện biên thay đổi nhanh và năng động trong một thế giới ngày càng phức tạp. Giải pháp đặc biệt này có thể liên quan đến tự động hóa, đƣợc hiểu là sự kết hợp giữa phần mềm, phần cứng và/hoặc cơ học, điều này sẽ dẫn đến tối ƣu hóa sản xuất đƣa đến giảm lao động không cần thiết và lãng phí tài nguyên.
Với sự phát triển của các nhà máy thông minh thì hệ thống kho hàng thông minh cũng ngày càng đƣợc phát triển.Tƣơng tự nhƣ một ngôi nhà thông minh, một kho hàng thông minh đƣợc kích hoạt với một số công nghệ tự động và kết nối với nhau. Các công nghệ này phối hợp với nhau để tăng năng suất và hiệu quả của kho, giảm thiểu số lƣợng nhân công trong khi giảm lỗi tới mức tối đa.1: Mô hình nhà máy thông minh Trong hệ thống kho thủ công, kho truyền thống : các công nhân di chuyển xung quanh với danh sách các sản phẩm và thiết bị trên tay.Đôi khi, đó có thể là một cuốn sổ cũ nát với nhiều số liệu thống kê đƣợc viết bằng bút mực, tẩy xóa, con số đƣợc cộng trừ từ năm này qua năm khác. Đôi khi là một vài phiếu yêu cầu vật liệu, phiếu xuất kho của các đồng nghiệp trong cùng nhà máy gửi tới. Và việc của những ngƣời quản lí kho là làm sao tìm tới vị trí lƣu trữ sản phẩm, chọn sản phẩm, xếp chúng vào giỏ hàng và sau đó chuyển chúng đến bộ phận cần sử dụng hoặc xuất kho bằng các phƣơng tiện vận tải.
Nhƣng trong kho thông minh, các đơn đặt hàng đƣợc nhận tự động, sau đó hệ thống xác nhận nếu các sản phẩm trong kho. Các danh sách nhận hàng sau đó đƣợc gửi đến các xe đẩy robot đặt các sản phẩm đƣợc đặt hàng vào các thùng chứa và giao chúng cho các công nhân cho bƣớc tiếp theo. Năm hoạt động chính của kho có thể đƣợc phân biệt: tiếp nhận, lƣu trữ, chọn hàng theo đơn, tích lũy và vận chuyển (Hompel và Schmidt, 2007). Một minh họa về các hoạt động kho khác nhau và các luồng tƣơng ứng có thể đƣợc miêu tả nhƣ trong hình 1.
Hoạt động đầu tiên trong kho vận là tiếp nhận - liên quan đến việc chuyển đến và bốc dỡ hàng hóa từ hãng vận tải. Thông thƣờng kiểm tra đƣợc bao gồm trong giai đoạn này - đƣợc cho là để xác nhận rằng hàng hóa đến đúng chất lƣợng và số lƣợng. Đồng thời các hồ sơ kiểm kê đƣợc cập nhật. 2 Lựa chọn và loại bỏ hàng hóa bị lỗi Lƣu trữ và bốc hàng Bổ sung Đƣa đi lƣu Lƣu trữ và đóng gói Tiếp nhận Chuyển hàng Hình 1.2: Minh họa các hoạt động kho và luồng(Hompel và Schmidt, 2007).
Trong một số trƣờng hợp, hàng hóa cũng đƣợc đóng gói lại do hƣ hỏng hoặc vì các lý do lƣu trữ (Hompel và Schmidt, 2007). Bƣớc tiếp theo, hàng hóa đƣợc vận chuyển và đặt vào vị trí lƣu trữ tƣơng ứng của chúng, đƣợc gọi là quy trình cất hàng (Koster và các đồng tác giả, 2007). Khi một đơn đặt hàng đã đƣợc tiếp nhận, quá trình chọn hàng theo đơn bắt đầu. Chọn hàng theo đơn có thể đƣợc định nghĩa là hoạt động thu thập một loạt các mặt hàng đƣợc chuẩn bị theo một tập hợp các đơn đặt hàng của khách hàng.
Các mặt hàng có thể đƣợc chọn là một pallet đầy đủ, thùng/khay hoặc thùng khay mở (Reif và Günthner, 2009). Đối với thùng/khay và thùng/khay mở, việc chọn các mặt hàng có thể đƣợc chọn rời, trong một hộp chứa chọn hàng chuyên dụng hoặc trực tiếp trong thùng vận chuyển của chúng (Hompel và Schmidt, 2007). Quá trình chọn hàng theo đơn :bao gồm các hoạt động phụ về phân cụm và lên lịch các đơn đặt hàng, gán hàng cho các dòng đơn hàng, giải phóng các đơn đặt hàng ra sàn, truy hồi đơn hàng và xử lý các vật phẩm đã lấy. Việc truy xuất đơn hàng thực tế bao gồm đi đi lại, tìm kiếm và trích xuất cùng với công việc và giấy tờ khác nhau.
Để đảm bảo thoả mãn hiệu suất kho vận, ngƣời ta phải chọn các chính sách về tổ chức và hoạt động đƣợc sử dụng trong kho. Vì chúng có liên quan lẫn nhau rất mật thiết, điều quan trọng là chúng phải đƣợc phối hợp. Vì các mặt hàng cần đƣợc đƣa vào lƣu trữ trƣớc khi chúng có thể đƣợc lựa lấy, nên một bộ các quy tắc về cách thức gán chúng cho các vị trí lƣu trữ cần đƣợc thiết lập, chúng đƣợc gọi là các chính sách gán lƣu trữ. Các yếu tố quan trọng cần xem xét bao gồm thể tích, chính sách định tuyến, số lƣợng các SKU (stock keeping unit – mã định danh lƣu trữ duy nhất) trên mỗi tuyến lấy hàng và kích thƣớc kho với các vị trí khả dụng (Baudin, 2004; Koster và các đồng tác giả, 2007).
Nói chung, có thể phân biệt giữa các chính sách phân công lƣu trữ chuyên dụng 3 và động.