Chương 1. Tổng quan về hệ thống. Thiết kế phần cứng. Thiết kế điều khiến hệ thông.
Bằng sự cố gang nỗ lực của nhóm và đặc biệt là sự giup đỡ tận tình, chu đáo của cô Phạm Thị Hương Sen, em đã hoàn thành đỗ án đúng thời hạn. Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn nữa. Chung em xin chân thành cảm ơn cô Phạm Thị Hương Sen và các thầy cô giáo trong Khoa Điều khiến và Tự động hóa đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trong thời gian qua.
Hà Nội, ngày. năm 2024 Sinh viên thực hiện NGUYEN KHANH HUNG KHOI Nguyễn Khánh Hùng Khôi Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thông lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng CHUONG 1: TONG QUAN VE HE THONG 1. Giới thiệu chung về hệ thống lưu trữ hàng hóa Nền công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung đang ngảy cảng phát triển. Các kho hàng lớn trên thế giới ngày nay xuất hiện ngày cảng nhiều, cảng đòi hỏi công nghệ mới dude ap dung dé quan li va xuat nhập hàng một cách dễ dàng.
Trước đây, hàng hóa thường được nhập xuất vào kho chủ yêu bằng sức người nhưng hiện nay để tối ưu không gian của kho hàng cũng như tiết kiệm thời gian hơn, quản lí hàng hóa dễ dàng hơn thì việc nâng cấp, cải tiến các kho hàng trở nên hiện đại là vô cùng cần thiết. Trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá ngày nay sản xuất ngày cảng phat triển, hàng hóa làm ra càng nhiều đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho xã hội mà những kho hàng cũ và thú công đã không còn đáp ứng được yêu câu lưu trữ lớn của quá trình công nghiệp hóa. Từ đó đã nảy sinh cân 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 nảy rất đa dạng, phong phú về thiết bị cũng như cách thức thực hiện.
Nhưng trong đó chủ yếu là sử dụng nhân công đề bốc dỡ hàng hóa, các thiết bị bốc đỡ 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 đề 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 thê quản lý tốt hàng hóa cũng như nhanh chóng trong việc lưu trữ và xuất hàng hóa ra khỏi kho, các hệ thông kho tự động được sử dụng robot đề vận chuyển hàng hóa, điều này đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị hiện đại cho hệ thông kho tốn khá nhiều chi phi cho việc vận chuyên 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, tạo ra một kho hàng thông minh hơn, an toàn và chính xác hơn. Dưới đây là một số thiết bị bốc dỡ thường được sử dụng: Nguyễn Khánh Hùng Khôi Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng Hình 1.1 Các thiết bị bốc dỡ cơ bản hiện nay Tìm hiểu về hệ thống lấy cất hàng hóa tự dong (ASRS) ASRS (Automated Storase & Retrieval System) là hệ thống lấy cất hàng hóa tự động là công nghệ hiện đại nhất được sử dụng trong các nhà kho hoản toản tự động. Hệ thông gồm có 2 phân chính: phần mềm và phần cứng.
Phan mềm gồm có phần mềm quản lí các con robot lấy cất hàng (Crane Control Software) va phan mém quan li hang hoa (Warehouse Management Software). Phần cứng bao gồm các hệ thông giá kệ cô định (Static Racking), các robot lay cat hang (Warehouse Cranes), h¢ thong cdc bang tai van chuyén hang (Conveyors) va hệ thống các cửa tự động xuất nhập hàng (Automated Doors). Tại các nước phát triển chang han như Anh, Pháp, Mỹ, Đức,. nhà kho tự động đã xuất hiện từ lâu nên rất pho bién trong các nhà máy, kho xưởng ở đây.
Loại kho này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu cao về tốc độ xuất nhập, quản lý chuyên nghiệp trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Giải pháp này được đánh giá là tối ưu cho các kho hàng đông lạnh do những ưu điểm và mức đầu tư hợp lý mà giải pháp này mang lại như: - Mật độ lưu trữ cao: Do giải pháp này tận dụng được chiều cao và đường chạy của robot nho nên diện tích sử dụng sẽ ít hơn những giải pháp khác, so sánh trên cùng khả năng lưu trữ giúp tiết kiệm chỉ phí đầu tư cho điện tích sử dụng, xây dựng và hệ thống lạnh. - Công nehệ chuyển đường cho phép chỉ cần một con robot cho một nhà kho giúp tiết kiệm đáng kề chi phí đầu tư. - Tốc độ xuất nhập cao trung bình 1 tấn hàng / phút / robot.
Nguyễn Khánh Hùng Khôi Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng SG cá» 279 Hình 1.2 Kho nhập xuất ASRS - Không cần hệ thống chiếu sáng, tiết kiệm chi phi dau tư hệ thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí vận hành. - Thất thoát nhiệt thấp: Thất thoát nhiệt xuống đất, qua các cửa ra vào, bù nhiệt cho hệ thông chiếu sáng là những nguồn thất thoát nhiệt chính trong các kho lạnh. Sử dụng diện tích nhỏ hơn các giải pháp khác nên thất thoát nhiệt xuống đất sẽ thấp hơn, hơn nữa do không cần sử dụng hệ thống chiếu sáng nên phần thất thoát nhiệt này bị loại trừ. - Tối ưu hóa không gian nhà kho: ASRS mang lại một lợi ích khác cho các nhà kho bị hạn chế do không gian nhỏ.
Bằng cách tận dụng tốt không gian có sẵn trong cơ SỞ, ASRS có thể loại bỏ nhu cầu thiết kế lại hoặc mở rộng không g1an tốn kém. ASRS thường dùng lối đi hẹp hơn so với xe nâng do con người vận hành; giá đỡ có thế vận hành không gian theo chiều đọc, và tự động hóa cho phép lưu trữ mật độ cao mà các phương tiện truyền thông khó với tới. Ngoài ra với hệ thông cửa ra vào tự động và có phòng cách ly nên thất thoát nhiệt sẽ là rất thấp, siảm điện năng và thời gian xả đá của hệ thống lạnh. - Không sử dụng lao động trong kho: tiết kiệm chi phí nhân công, quản lí, bảo hiểm vả thiết bị hỗ trợ.
- Quản lí chuyên nghiệp và hiệu quả nhờ phần mềm quản lí kho kết hợp với công nghệ mã vạch (Barcode), thẻ từ (Transponder) hay ma QR (Quick Responce) giup giam chi phí quản lí và nhân công, đồng thời cũng dễ dàng đạt được các tiêu chuân ISO để tạo lợi thế cạnh tranh. Nguyễn Khánh Hùng Khôi Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng Hinh 1.3 Hệ thống quản lí của kho ASRS 1. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống kho hàng tự động - Cấu trúc cơ bản của một nhà kho tự động bao gồm nhiều hành lang, dọc theo môi hành lang có một hay nhiêu máy xêp, 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 chuyên. Nhìn chung kho tự động được cầu thành từ 2 phan: - Hé thống vận chuyền. - Hệ thông lưu giữ.
Hệ thống vận chuyền Hệ thống vận chuyên hàng vào kho rat đa dạng tùy theo hình thức, thiết kế và yêu câu xuât nhập của kho mà ta có thê sử dụng những phương thức khác nhau. Hiên nay, các kho tự động chủ yêu sử dụng các hình thức vận chuyên như: Băng tải, robot, xe tự hành, máy nâng. - Hệ thống băng tải: + Hệ thông băng tải gâng như có thể mang theo mọi thứ xếp trên chúng và được sứ dụng để giúp đỡ nhiều chức năng của kho hàng. Băng tải có rất nhiều loại và mỗi loại được sử dụng để vận chuyền các loại hàng hóa khác nhau.
+ Băng tải dây đai và dây chuyên linh hoạt giúp xử lí các vật phâm có hình dạng nhỏ hoặc không đều hoặc khi cân thay đôi độ cao. + Băng tải con lăn rất hữu ích khi các mặt hàng lớn hơn. Nguyễn Khánh Hùng Khôi Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng kˆ 2.j we “ Za ` Hinh 1.4 Bang tai trong kho tự động Robot vả xe tự hành đóng vai trò vô cùng quan trọng trone hệ thống vận chuyên bởi tính linh hoạt cũng như tự động của chúng giúp cho năng suất lao động được nâng cao cũng như tiết kiệm được thời gian quản lí. Bên cạnh đó các robot làm việc cũng vô củng chính xác, các robot và xe tự hành thường làm việc theo 3 trục và các hành lang của nhà kho, chúng lấy hàng ở công nhập và phân loại đưa đến những ô trống trên giá của nhà kho.
|Py A A Ath J eee : .5 Robot hoạt động trong các kho Nguyễn Khánh Hùng Khôi Tên đẻ tài: Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động và phân loại theo khối lượng Hệ thống lưu trữ Hiện nay có rất nhiều kiểu dáng cũng như mẫu khác nhau về khung kệ của một kho hàng nhưng tựu chung lại khung kho hàng cần phải được đảm bảo được các yếu tố như dưới sau: - Khung phải có tính thâm mĩ: Kệ kho hàng cũng góp phần tạo nên diện mạo của nhà kho, vỉ thế nên lựa chọn những kệ cho thiết kế thông minh, màu sắc hài hoa va mau sơn của xưởng. Không nên chọn những kệ nhiều màu vỉ dễ gây rối mắt và không được hải hòa về mặt thâm mĩ. - Khả năng chịu tải của kệ: Tùy vào trọng lượng và đặc điểm của hàng hóa mà lựa chọn kết cau, vật liệu làm khung cho phù hợp. - Khung kho hàng phải phù hợp với diện tích sử dụng của kho cũng như không gian hoạt động của robot chuyên hàng.
Các loại giá, kệ kho hàng phô biến hiện nay: Hinh 1.