CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1 Vai trò của tự động hóa trong công nghiệp [2] Tự động hóa trong công nghiệp giúp tăng năng suất lao động, chất lượng sản phẩm. Việc tự động hóa trong sản xuất sẽ có rất nhiều sự thay đổi tích cực khi các công ty áp dụng tự động hóa vào trong hoạt động sản xuất của mình, lợi ích của tự động hóa bao gồm: Tăng năng suất lao động: các dây chuyền tự động hóa có thể hoạt động liên tục 24/24 mà không cần đến sự can thiệp của con người. chính vì vậy lượng sản phẩm được sản xuất ra sẽ nhiều hơn so với việc không áp dụng tự động hóa công nghiệp. Tăng chất lượng sản phẩm: việc các ứng dụng tự động hóa được lập trình chính xác, sẽ giảm đáng kể về sai số của sản phẩm so với thao tác thủ công của công nhân.
1 Dây chuyền sản xuất trong nhà máy [1] Ưu điểm của tự động hóa công nghiệp [3] Chi phí vận hành thấp hơn Tự động hóa trong công nghiệp giúp loại bỏ chi phí khi sử dụng nhân công từ con người cho nhà đầu tư. Trên tất cả, mặc dù phải thừa nhận chi phí đầu tư cho tự động hóa ban đầu cao nhưng tính trong suốt quá trình sản xuất, nó lại giúp tiết kiệm tiền lương hàng tháng của công nhân, dẫn đến tiết kiệm đáng kể chi phí cho công ty. Sinh viên thực hiện: Trương Quốc Việt Giảng viên hướng dẫn: TS. Phạm Văn Thiêm 19 Với dây chuyền nhà máy, chi phí bảo trì liên quan đến máy móc được sử dụng cho tự động hóa công nghiệp là ít hơn vì nó không thường xuyên hỏng hóc.
Nếu nó không hoạt động tốt hoặc gặp sự cố, chỉ có các kỹ sư tự động, bảo trì được yêu cầu sửa chữa nó. Đầu tư kế hoạch cẩn thận vào tự động hóa cũng có thể có ý nghĩa tài chính tốt. Hoàn vốn 2 hoặc 3 năm cho chi phí lao động giảm tương đương với lợi tức đầu tư 30% -50%. Năng suất cao hơn Mặc dù nhiều công ty thuê hàng trăm công nhân tham gia sản xuất với 3 ca làm việc để vận hành nhà máy trong số giờ tối đa, nhà máy vẫn cần phải đóng cửa để bảo trì và nghỉ lễ.
Tự động hóa công nghiệp hoàn thành mục tiêu của công ty bằng cách cho phép vận hành một nhà máy sản xuất trong 24 giờ một ngày, 7 ngày trong một tuần và 365 ngày một năm. Điều này dẫn đến một sự cải thiện đáng kể trong năng suất của công ty. Nhưng chúng ta không cần nhìn quá xa tới vậy, với máy móc tự động, năng suất và sản lượng sản phẩm trong 1 giờ, thậm chí 1 phút có thể gấp 3, 4, 5 lần kiểu truyền thống. Chất lượng cao hơn Trong quá trình sản xuất, dù tập chung ở cường độ cao nhưng con người sẽ có những lúc mệt mỏi và những cảm xúc ngoài tác động dẫn đến quá trình làm việc bị ảnh hưởng và có thể dẫn đến chất lượng hàng hóa kém đi.
Nhưng robot làm việc sẽ không bị ảnh hưởng bởi vấn đề trên và còn có thể làm việc 24/24. Độ linh hoạt cao Thêm một nhiệm vụ mới trong dây chuyền lắp ráp tức là đòi hỏi quy trình đó phải được đào tạo với người vận hành trực tiếp. Tuy nhiên, robot có thể được lập trình để thực hiện bất kỳ nhiệm vụ nào. Điều này làm cho quá trình sản xuất linh hoạt hơn.
Độ chính xác thông tin cao Thêm khả năng thu thập dữ liệu tự động, có thể cho phép thu thập các thông tin sản xuất chính, cải thiện độ chính xác của dữ liệu và giảm chi phí thu thập dữ liệu của. Hệ thống quản lý sản xuất cung cấp các thông tin trung thực để đưa ra quyết định đúng đắn khi tính đến việc giảm lãng phí và cải thiện quy trình của mình. An toàn cao Việc sử dụng dây chuyền sản xuất tự động giải phóng con người khỏi sự vất vả của các nhiệm vụ lặp đi lặp lại – thay thế lao động của con người trong các nhiệm vụ được thực hiện trong môi trường nguy hiểm và vượt quá khả năng, trọng lượng, tốc độ và sức chịu đựng của con người. Sinh viên thực hiện: Trương Quốc Việt Giảng viên hướng dẫn: TS.
Phạm Văn Thiêm 20 Nhìn vào những lợi ích được đề cập ở trên, không ít người cảm thấy có một động lực đáng để đầu tư vào tự động hóa. Với sự phát triển của IoT và Cách Mạng Công Nghiệp 4.0, ngành tự động hóa công nghiệp đang đứng trước một bước ngoặt lịch sử. Đi cùng với những cơ hội kinh doanh mới cũng là những thách thức mới, trong đó, đề tài an ninh mạng và dữ liệu đang và sẽ còn là vấn đề lớn cần được đáp ứng một cách triệt để trong thời gian tới.2 Vấn đề thực tiễn Hiện nay nền công nghiệp của nước ta đang trên đà phát triển, việc áp dụng quá trình tự động hóa vào quá trình sản xuất là điều cần thiết. Việc hiện đại hoá ngày nay sản xuất ngày càng phát triển, hàng hóa làm ra càng nhiều đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho xã hội.
Từ đó đã nảy sinh cần có những kho hàng hiện đại đáp ứng yêu cầu của sản xuất và khắc phục được những hạn chế của các kho hàng cũ. Hiện tại, trên thế giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa, các hệ thống này rất đa dạng, phong phú về thiết bị cũng như cách thức thực hiện. Nhưng trong đó chủ yếu là sử dụng nhân công để bốc dỡ hàng hóa, các thiết bị bốc dỡ hàng là các máy nâng sử dụng người lái để sắp xếp hàng hóa vào kho. Nhìn chung, các nhà kho hiện nay có các nhược điểm sau: - Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa.
- Không phân loại được các hàng hóa khác nhau (các hàng hóa thường để chung với nhau trong 1 kho). - Không bảo quản tốt hàng hóa khi số lượng nhiều (chất hàng chồng lên nhau). - Rất khó kiểm soát số lượng hàng hóa ra vào trong kho. Với sự ra đời của các hệ thống xếp hàng hóa tự động, người ta có thể quản lý tốt hàng hóa cũng như nhanh chóng trong việc lưu trữ và xuất hàng hóa ra khỏi kho, các hệ thống kho tự động được sử dụng robot để vận chuyển hàng hóa, điều này đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị hiện đại cho hệ thống kho tốn khá nhiều chi phí cho việc vận chuyển hàng hóa nhưng bù lại là hàng hóa được bảo quản tốt, thuận tiện cho việc quản lý và kiểm soát, tiết kiệm được nhân công … Nhằm đáp ứng nhu cầu sắp xếp sản phẩm, hàng hóa một cách tự động giúp tiết kiệm thời gian và chi phí chúng em quyết định lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, phát triển hệ thống lưu kho tự động”.
Sinh viên thực hiện: Trương Quốc Việt Giảng viên hướng dẫn: TS.3 Cấu trúc cơ bản của hệ thống lưu kho tự động Cấu trúc cơ bản của một nhà kho tự động bao gồm nhiều hành lang, dọc theo mỗi hành lang có một hay nhiều máy xếp, dỡ tự động. Hai bên hành lang là các khoang chứa hàng. Đầu mỗi hàng lang là trạm xếp dỡ. Các trạm xếp dỡ liên hệ với nhau theo hệ thống băng chuyền.
Nhìn chung kho tự động được cấu thành từ 3 phần: - Hệ thống vận chuyển. - Hệ thống xuất nhập. - Hệ thống lưu giữ.1 Hệ thống vận chuyển Hệ thống vận chuyển hàng vào kho rất đa dạng tùy theo hình thức, thiết kế và yêu cầu xuất nhập của kho mà ta có thể sử dụng những phương thức khác nhau. Hiên nay, các kho tự động chủ yếu sử dụng các hình thức vận chuyển như: Băng tải, robot, xe tự hành, máy nâng … + Hệ thống băng tải: hệ thống băng tải gâng như có thể mang theo mọi thứ xếp trên chúng và được sử dụng để giúp đỡ nhiều chức năng của kho hàng.
Băng tải có rất nhiều loại và mỗi loại được sử dụng để vận chuyển các loại hàng hóa khác nhau. Băng tải dây đai và dây chuyền linh hoạt giúp xử lí các vật phẩm có hình dạng nhỏ hoặc không đều hoặc khi cần thay đổi độ cao. Băng tải con lăn rất hữu ích khi các mặt hàng lớn hơn. 2 Băng tải trong lưu kho tự động Sinh viên thực hiện: Trương Quốc Việt Giảng viên hướng dẫn: TS.2 Hệ thống nhập và xuất hàng Hệ thống xuất nhập của kho tự động có thể áp dụng nhiều phương thức khác nhau có thể kể đến như dung nhân công, thẻ từ, tích kê, mã vạch, máy tính, camera.
Một ví dụ về phương pháp quản lí hệ thống sử dụng mã vạch để minh họa chi tiết cho việc xuất nhập của hệ thống kho. Mã vạch (Barcode) là hình gồm nhiều sọc đứng,rộng và hẹp được in để đại diện cho các mã số dưới dạng máy có thể đọc được. Mã vạch là sự thể hiện thông tin trong các dạng nhìn thấy trên các bề mặt của sản phẩm, hàng hóa mà máy móc có thể đọc được. Nguyên thủy thì mã vạch lưu trữ dữ liệu theo bề rộng của các vạch được in song song cũng như của khoảng trống giữa chúng, nhưng ngày nay chúng còn được in theo các mẫu của các điểm, theo các vòng tròn đồng tâm hay chúng ẩn trong các hình ảnh.
Mã vạch có thể được đọc bởi các thiết bị quét quang học gọi là máy đọc mã vạch hay được quét từ hình ảnh bằng các phần mềm chuyên biệt. Nội dung của mã vạch là thông tin về sản phẩm như: Nước đăng ký mã vạch, tên doanh nghiệp, lô, tiêu chuẩn chất lượng đăng ký, thông tin về kích thước sản phẩm, nơi kiểm tra.[4] Các nghiên cứu cho thấy con người thường gây ra ít nhất một lỗi trong khoảng 200 lần nhập số liệu vào máy. Khi sử dụng mã vạch và máy đọc mã vạch, khả năng sai sót chỉ còn 1 phần 6 triệu. Độ chính xác của việc dùng mã vạch còn cao hơn nữa khi số liệu của mã vạch được tạo ra và kiểm soát tự động bởi chương trình không có sự can thiệp của con người.[5] Ví dụ mã vạch của 1 hàng hóa: Hình 1.
3 Mã vạch của 1 hàng hóa Mã vạch là một phát minh của thế kỷ 20 và nó càng ngày trở nên quan trọng trong cuộc sống bởi tính hiệu quả mà nó mang lại, mà quản lý xuất nhập trong kho tự động là một trong những tính năng của nó. Nguyên tắc đọc mã vạch máy quét: máy quét sẽ phảt ra 1 chùm laser công suất thấp, chùm sáng gặp mã vạch sẽ phản xạ lại một giàn cảm biến quang.