Thiết kế và thi công hệ thống kệ lưu kho di động trong công nghiệp (Mobile Racking System)

Đồ án thiết kế và thi công hệ thống kệ lưu kho di động tại Trường ĐH SPKT TP.HCM

• Tác giả: Phan Tấn Huy
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Ngô Văn Thuyên
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
• Đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống kệ lưu kho di động trong công nghiệp (Mobile Racking System)
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hệ thống kệ lưu kho di động

Đề tài nghiên cứu hệ thống kệ lưu kho di động được thực hiện tại Khoa Điện - Điện tử thuộc Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Công trình do nhóm sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa phát triển dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Ngô Văn Thuyên. Mục tiêu cốt lõi là thiết kế mô hình kệ di động ứng dụng công nghệ hiện đại. Dự án dựa trên tiêu chuẩn lắp đặt Schaefer từ thực tế doanh nghiệp Prosst. Hệ thống giải quyết bài toán gia tăng dung lượng chứa hàng trong không gian nhà kho giới hạn. Các dãy kệ pallet được đặt trên đế chuyển động có bánh xe thép. Động cơ điện truyền động giúp kệ trượt êm ái dọc theo các thanh ray âm sàn. Cấu trúc chỉ mở một lối đi làm việc duy nhất khi cần bốc dỡ hàng. Cơ chế này loại bỏ hoàn toàn các lối đi tĩnh lãng phí. Thiết bị hỗ trợ kết nối mạng truyền thông công nghiệp tốc độ cao. Mô hình đáp ứng tốt yêu cầu chuyển đổi số trong logistics và quản trị chuỗi cung ứng thông minh.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu đề tài tại ĐH SPKT TP.HCM

Đề tài tốt nghiệp được triển khai trong bối cảnh các kho hàng truyền thống dần quá tải diện tích. Việc mở rộng kho bãi tại đô thị gặp nhiều rào cản chi phí. Khoa Điện - Điện tử trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM luôn thúc đẩy các giải pháp tự động hóa thiết thực. Dự án tận dụng tài liệu thực tế của tập đoàn Schaefer do Prosst chuyển giao. Sinh viên thực hiện đã phân tích kết cấu cơ khí lẫn mạch điều khiển. Đề tài tập trung xử lý đồng bộ bài toán định vị và an toàn công nghiệp. Kết quả đề tài minh chứng năng lực đào tạo kỹ thuật chuyên sâu của nhà trường. Mô hình đáp ứng chuẩn mực kỹ thuật trong kỷ nguyên cách mạng công nghiệp 4.0.

1.2. Khái niệm và nguyên lý kệ kho di động

Hệ thống kệ di động Mobile Racking là giải pháp lưu trữ pallet mật độ cao. Các dãy kệ được lắp đặt trực tiếp trên hệ thống bệ đỡ di chuyển bằng bánh xe. Bệ đỡ trượt dọc theo các ray dẫn hướng gắn cố định vào nền bê tông. Khi nhận lệnh vận hành, động cơ sẽ kéo khối kệ di chuyển để mở lối đi tại vị trí mong muốn. Hệ thống chỉ duy trì một lối đi duy nhất cho xe nâng hoặc công nhân thao tác. Nguyên lý này giúp tiết kiệm tới 45% diện tích mặt sàn so với hệ kệ Selective truyền thống. Khả năng chứa hàng tăng thêm từ 80% đến 90%. Đây là phương án lý tưởng cho kho lạnh và kho công nghiệp có diện tích hạn chế.

II. Phân tích thách thức kỹ thuật của kệ lưu kho di động

Hệ thống kệ lưu kho di động đòi hỏi tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe trong thiết kế và lắp đặt. Rào cản lớn nhất nằm ở chi phí đầu tư ban đầu vượt trội so với kệ truyền thống. Doanh nghiệp phải cải tạo nền móng chịu tải lớn và lắp đặt hệ ray chính xác. Mỗi khối kệ di động đều tích hợp động cơ, biến tần và cảm biến an toàn. Chi phí bảo trì định kỳ cũng tương đối tốn kém. Đội ngũ vận hành bắt buộc phải trải qua đào tạo kỹ thuật chuyên sâu. Ngoài ra, nguy cơ gián đoạn kho bãi luôn hiện hữu khi xảy ra sự cố mất điện. Kệ không thể tự động di chuyển mở lối nếu thiếu nguồn điện dự phòng. Tải trọng hàng hóa lớn dễ gây biến dạng cơ khí nếu vật liệu không đạt chuẩn. Lỗi lệch ray dẫn hướng có thể làm kẹt toàn bộ dây chuyền xuất nhập. Vấn đề an toàn lao động trong lối đi di động cũng là thách thức sống còn. Nghiên cứu tập trung giải quyết triệt để các rủi ro vận hành cơ bản này.

2.1. So sánh kệ di động với kệ pallet truyền thống

Kệ pallet Selective truyền thống có chi phí đầu tư ban đầu thấp và cấu tạo đơn giản. Tuy nhiên hệ thống này tiêu tốn hơn 50% diện tích sàn cho các lối đi cố định. Mật độ chứa hàng vì thế bị giới hạn rõ rệt. Ngược lại, kệ di động Mobile Racking gom các lối đi tĩnh thành một lối đi linh hoạt duy nhất. Diện tích lưu trữ hàng hóa tăng lên từ 80% đến 90%. Doanh nghiệp tận dụng tối đa chiều cao và thể tích nhà kho hiện hữu. Đổi lại, kệ di động yêu cầu kỹ thuật thi công nền ray chính xác tuyệt đối. Việc lựa chọn phụ thuộc vào quy mô kho và năng lực đầu tư tài chính.

2.2. Nguy cơ mất an toàn và trở ngại vận hành

Khối kệ di động mang tải trọng hàng chục tấn tiềm ẩn rủi ro tai nạn nghiêm trọng. Nguy cơ kẹp người hoặc va chạm xe nâng trong lối đi là mối lo lớn nhất. Nếu cảm biến chướng ngại vật gặp lỗi, tổn thất về thiết bị và nhân mạng sẽ rất nặng nề. Ngoài ra, sự cố mất điện đột ngột làm hệ thống tê liệt hoàn toàn. Nhân viên không thể bốc dỡ hàng hóa khi lối đi bị đóng kín. Quy trình bảo dưỡng định kỳ cũng phức tạp hơn do tích hợp nhiều thiết bị điện tử. Đội ngũ kỹ thuật cần kỹ năng giám sát biến tần, cảm biến và động cơ liên tục. Do đó, việc xây dựng cơ chế phòng vệ đa tầng là yêu cầu bắt buộc.

III. Giải pháp thiết kế hệ thống kệ lưu kho di động tối ưu

Giải pháp kỹ thuật của nhóm nghiên cứu tập trung thiết kế phần cứng và lập trình điều khiển tự động hóa. Mô hình sử dụng bộ điều khiển PLC Leadshine làm trung tâm điều phối mọi hoạt động. Mạng truyền thông công nghiệp Ethernet và EtherCAT đảm bảo tốc độ phản hồi tín hiệu tức thời. Kết cấu cơ khí gồm khung mặt nền kích thước chuẩn 123x82x3 cm tạo mặt phẳng cố định và bền vững. Các thanh ray dẫn hướng lắp đặt song song hỗ trợ đế kệ di chuyển mượt mà. Hệ thống an toàn tích hợp nút dừng khẩn cấp Emergency, đèn báo lỗi nhấp nháy và hàng rào cảm biến quang điện. Cảm biến phát hiện vật cản lập tức ngắt động cơ để tránh sự cố va chạm. Bảng điều khiển cục bộ gắn trên thân kệ hỗ trợ chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ thủ công và tự động. Giao diện điều khiển từ xa viết bằng ngôn ngữ Python trên nền tảng PyCharm giúp vận hành trực quan. Kiến trúc tích hợp này bảo đảm vận hành chính xác và nâng cao độ an toàn lao động.

3.1. Thiết kế cơ khí mặt nền và đế kệ dẫn hướng

Mặt nền hệ thống được chế tạo với kích thước 123x82x3 cm bảo đảm độ cứng vững và phẳng tuyệt đối. Các thanh ray thép dẫn hướng được định vị song song theo chiều di chuyển của dãy kệ. Đế kệ gắn bánh xe chịu tải, chạy ăn khớp trên ray để triệt tiêu hiện tượng trượt lệch. Khung giằng kim loại gia cố khả năng chống rung lắc khi chịu tải trọng hàng hóa. Động cơ giảm tốc được tính toán kỹ về mô-men xoắn để truyền lực đồng đều đến các trục bánh xe. Kết cấu cơ khí chính xác giúp hệ thống vận hành êm ái, giảm ma sát và chống hao mòn vật liệu. Thiết kế này tạo nền tảng vững chắc cho việc mở rộng tải trọng thực tế.

3.2. Lập trình PLC Leadshine và giao diện Python

Hệ thống điều khiển sử dụng PLC Leadshine làm thiết bị xử lý trung tâm nhờ tính ổn định vượt trội. PLC kết nối với các mô-đun mở rộng qua mạng truyền thông công nghiệp Ethernet và EtherCAT. Cấu trúc mạng này truyền tải dữ liệu cảm biến và lệnh điều khiển với độ trễ cực thấp. Nhóm tác giả phát triển phần mềm giám sát trên máy tính và ứng dụng di động bằng ngôn ngữ Python trên PyCharm. Giao diện trực quan cho phép người dùng chọn mở lối đi mong muốn chỉ qua một thao tác chạm. Trạng thái hoạt động, vị trí kệ và các cảnh báo an toàn hiển thị theo thời gian thực. Hệ thống còn có nút nhấn vật lý để vận hành thủ công khi khẩn cấp.

IV. Kết luận và triển vọng ứng dụng kệ lưu kho di động

Đề tài tốt nghiệp tại ĐH SPKT TP.HCM đã hiện thực hóa thành công mô hình hệ thống kệ lưu kho di động. Mô hình vận hành ổn định, mở lối đi chính xác theo lệnh điều khiển. Hệ thống an toàn đa tầng với cảm biến quang và nút dừng khẩn cấp phản hồi ngay lập tức khi phát hiện chướng ngại. Kết quả nghiên cứu chứng minh tính khả thi cao của việc tích hợp PLC Leadshine và truyền thông công nghiệp vào lưu trữ thông minh. Mô hình có giá trị ứng dụng to lớn trong các ngành sản xuất hàng tiêu dùng, dược phẩm và logistics. Đặc biệt giải pháp mang lại hiệu quả vượt trội cho các kho bảo quản lạnh nhờ tiết kiệm điện năng làm lạnh không gian trống. Trong tương lai, mô hình có thể phát triển thêm tính năng nhận diện mã QR và tự động liên kết phần mềm quản lý kho WMS. Đề tài khẳng định năng lực nghiên cứu ứng dụng thực tiễn của sinh viên kỹ thuật.

4.1. Kết quả kiểm chứng mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm tại phòng lab hoạt động chính xác theo kịch bản thiết kế. Thời gian đáp ứng của tín hiệu điều khiển qua mạng Ethernet diễn ra gần như tức thì. Động cơ điều khiển trượt mượt mà, không xảy ra hiện tượng kẹt ray cơ khí hay rung lắc mạnh. Bảng điều khiển gắn trên thân kệ hiển thị đúng trạng thái di chuyển và cảnh báo sự cố. Khi đưa vật cản vào hàng rào cảm biến, kệ dừng lại ngay lập tức và đèn nhấp nháy báo động. Thử nghiệm chế độ chuyển đổi giữa tự động và thủ công đều đạt độ tin cậy tuyệt đối. Kết quả khẳng định tính đúng đắn của phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống.

4.2. Khả năng mở rộng vào kho thông minh công nghiệp

Giải pháp kệ di động mở ra tiềm năng lớn cho các kho công nghiệp hiện đại tại Việt Nam. Doanh nghiệp có thể nâng cấp hệ thống thành các modul lưu trữ quy mô công nghiệp lớn hơn. Hệ thống dễ dàng tích hợp thêm xe tự hành AGV và robot xếp dỡ hàng tự động. Giao thức truyền thông mở cho phép liên kết dữ liệu trực tiếp với phần mềm hoạch định ERP và quản lý kho WMS. Doanh nghiệp sẽ giám sát chính xác vị trí từng kiện hàng theo thời gian thực. Việc ứng dụng công nghệ này giúp cắt giảm tối đa chi phí mặt bằng và nhân công. Mô hình nghiên cứu này là bước chuẩn bị vững vàng cho nhà kho thông minh tương lai.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp gia tăng, nhu cầu lưu trữ và phân phối hàng hóa trở nên cấp thiết, đặt ra áp lực tối ưu hóa diện tích mặt sàn tại các nhà kho, đặc biệt là kho lạnh bảo quản thực phẩm, dược phẩm và thủy sản. Giải pháp giá kệ cố định truyền thống (Selective Racking) bộc lộ nhược điểm lớn khi đòi hỏi nhiều lối đi cố định cho xe nâng tiếp cận hàng hóa, dẫn đến lãng phí diện tích sàn và làm tăng thể tích không khí cần làm lạnh, gây tốn kém điện năng vận hành. Hệ thống kệ lưu kho di động (Mobile Racking System) xuất hiện như một giải pháp dung hòa giữa mật độ lưu trữ cao và khả năng tiếp cận hàng hóa linh hoạt, cho phép tiết kiệm từ 80% đến 120% không gian lưu trữ so với kệ truyền thống thông qua cơ chế di chuyển các dãy kệ trên đường ray để mở lối đi tạm thời khi có yêu cầu xuất nhập hàng.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm 4 nội dung:

1. Điều khiển các dãy kệ tự động di chuyển để mở lối đi cần thiết phục vụ quá trình xuất nhập hàng hóa.
2. Quản lý số lượng xe nâng và phát hiện con người di chuyển vào hệ thống nhằm đảm bảo an toàn lao động.
3. Tự động dừng hệ thống và kích hoạt cảnh báo hiển thị trên thiết bị giám sát khi phát sinh sự cố cơ học hoặc vật cản.
4. Xây dựng phương thức điều khiển và giám sát đa dạng thông qua màn hình HMI cục bộ và ứng dụng Mobile App từ xa qua mạng không dây.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Mô hình hệ thống kệ lưu kho di động (Mobile Racking System) gồm 2 dãy kệ di động và hệ thống ray dẫn hướng cố định.
• Phạm vi không gian và quy mô: Đề tài tập trung chế tạo mô hình thử nghiệm thu nhỏ tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh với sự hỗ trợ kỹ thuật và cơ sở vật chất từ Công ty TNHH Kỹ Thuật Giải Pháp Lưu Trữ Pro. Mỗi pallet có kích thước tiêu chuẩn 12 × 7,5 cm, chiều cao khi chất hàng là 12 cm; tải trọng mỗi sản phẩm là 250 g; sức chứa mỗi dãy kệ đạt 36 sản phẩm phân bố trên 3 tầng.
• Phạm vi thời gian: Đồ án được triển khai thực hiện từ ngày 01/01/2025 đến ngày 09/06/2025.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án tập trung vào các giải pháp lưu trữ công nghiệp, động học hệ thống truyền động cơ khí, các chuẩn truyền thông mạng công nghiệp và kiến trúc Internet vạn vật (IoT). Tác giả đã phân tích và đối chiếu 3 mô hình kho hàng điển hình trên thị trường: kệ pallet truyền thống (Selective Racking), hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động (ASRS), và hệ thống kệ di động (Mobile Racking).

Tiêu chí kỹ thuật	Kệ Pallet truyền thống	Kệ lưu kho di động (Mobile Racking)	Hệ thống ASRS
Cấu trúc hệ thống	Dãy kệ cố định, lối đi cố định	Các dãy kệ gắn trên đế di động chạy trên ray	Robot cần trục (stacker crane) di chuyển ngang/dọc
Hiệu suất tối ưu không gian	Thấp, nhiều khoảng trống không sử dụng	Tối ưu 80% đến 90% diện tích mặt sàn kho	Tối ưu 80% đến 85% thể tích nhà kho
Chi phí đầu tư ban đầu	Thấp, lắp đặt đơn giản	Trung bình (cơ cấu cơ điện, ray, cảm biến)	Rất cao (robot, ray phức tạp, hệ thống điều khiển)
Mức độ phức tạp vận hành	Đơn giản, hoàn toàn bằng thủ công	Trung bình, bán tự động kết hợp xe nâng	Hoàn toàn tự động, lập trình chuyên sâu
Khả năng tiết kiệm năng lượng	Kém, diện tích làm lạnh kho phân tán	Tốt, giảm thể tích kho lạnh, gom cụm hàng hóa	Tốt, tối ưu hóa theo chiều cao trần kho
Độ linh hoạt lối đi	Cố định cho tất cả các dãy	Linh hoạt, chỉ mở lối đi khi có lệnh truy xuất	Cố định không gian di chuyển cho cần trục

Về nền tảng truyền thông công nghiệp, đồ án dựa trên các tiêu chuẩn mạng:

• Chuẩn truyền thông EtherCAT: Được lựa chọn làm giao thức điều khiển chuyển động chính giữa bộ điều khiển lập trình (PLC) và driver động cơ servo nhờ khả năng truyền thông thời gian thực, độ trễ thấp và băng thông cao.
• Chuẩn truyền thông Ethernet và Modbus TCP/IP: Được triển khai để kết nối trao đổi dữ liệu giữa PLC với màn hình vận hành HMI và thiết bị di động (Mobile App) thông qua mạng không dây Wi-Fi.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

• Phương pháp phân tích lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu kỹ thuật lắp đặt hệ thống kệ di động chuyên dụng của Schaefer do công ty Prosst cung cấp; tổng hợp kiến thức chuyên ngành tự động hóa kho hàng và lý thuyết điều khiển servo.
• Phương pháp mô phỏng và tính toán kỹ thuật: Ứng dụng phần mềm Solidworks để xây dựng bản vẽ 3D, phân tích kết cấu cơ khí, tính toán lực tác động lên bánh xe, gối đỡ trục và xác định tỷ số truyền động bánh răng.
• Phương pháp thực nghiệm: Thi công cơ khí (cắt, hàn, lắp ráp khung và mặt nền), đấu nối hệ thống điện điều khiển, lập trình PLC Leadshine, thiết kế giao diện HMI Delta và Mobile App bằng Python/Kivy trên môi trường PyCharm, sau đó chạy thử nghiệm các kịch bản đóng mở lối đi.
• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu kỹ thuật từ catalog và hướng dẫn lắp đặt của SSI Schaefer; datasheet của các thiết bị Leadshine, Omron, Hanyoung, Delta; cùng thông tin khảo sát thực tế tại các doanh nghiệp có vận hành hệ thống Mobile Racking.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế và triển khai tích hợp đồng bộ giữa kết cấu cơ khí chính xác, mạch điện điều khiển và phần mềm giám sát đa nền tảng:

Kết cấu cơ khí và phân bố truyền động

• Khung kệ lưu trữ: Chế tạo từ thép hộp kích thước 2 × 2 cm với tổng kích thước khung là 71 × 32 × 63 cm. Khung chia làm 3 tầng, mỗi tầng cao 14 cm gồm 6 ô lưu trữ (kích thước mỗi ô là 21 × 14 cm), chứa được 2 pallet sản phẩm kèm khoảng cách an toàn 2 cm giữa các pallet và giữa pallet với khung.
• Đế kệ di động: Có kích thước 73 × 36 × 4 cm, sử dụng vật liệu gỗ công nghiệp nhằm giảm tự trọng, hạ áp lực lên trục động cơ và giảm rung ồn khi chuyển động. Tổng kích thước phủ bì của một dãy kệ hoàn chỉnh (bao gồm khung, đế và lớp đệm 1 cm) là 73 × 36 × 68 cm.
• Hệ thống bánh xe và dẫn động: Mỗi đế kệ được trang bị 10 bánh xe chịu tải, chia thành 2 bánh động lực chính, 4 bánh dẫn động và 4 bánh dẫn hướng. Trục truyền động sử dụng 2 gối đỡ trục nhằm đảm bảo độ đồng trục, triệt tiêu ma sát sinh ra từ sai số gia công. Tỷ số truyền động của cơ cấu bánh răng là 1,125, giúp chuyển động êm và khắc phục hiện tượng trượt bước hay dão như ở truyền động xích/đai.
• Mặt nền hệ thống: Kích thước 123 × 82 × 3 cm, bề mặt phẳng chịu tải, trên nền gắn các thanh ray dẫn hướng song song theo phương ngang để định hướng các bánh xe dẫn hướng, ngăn chặn tình trạng chệch quỹ đạo gây nghiêng đổ kệ.

Thiết kế hệ thống điện và lựa chọn thiết bị

• Khối điều khiển trung tâm: Bộ điều khiển lập trình PLC Leadshine SC5-C0A8 chịu trách nhiệm xử lý các thuật toán điều khiển vị trí, nhận tín hiệu cảm biến và điều phối trạng thái toàn hệ thống.
• Hệ thống chấp hành: Động cơ xoay chiều AC Servo Leadshine dòng ELM2H kết hợp với bộ điều khiển Driver Leadshine EL8-EC400F, giao tiếp đồng bộ thời gian thực qua giao thức mạng EtherCAT.
• Khối nguồn cung cấp: Bộ nguồn chuyển đổi xung Omron S8VK-C24024 ngõ ra 24VDC cấp nguồn nuôi ổn định cho hệ thống điều khiển PLC, cảm biến và rơ-le trung gian.
• Hệ thống cảm biến an toàn và định vị:
  • Cảm biến giới hạn: Cảm biến tiệm cận proximity LJ18A3-8-Z/BX lắp ở giữa đế kệ đầu và kệ cuối; cảm biến hồng ngoại E3F-DS10C4 / E3F-DS100C4 bố trí ở ô bên phải của đế kệ để xác định giới hạn khoảng cách hành trình di chuyển.
  • Cảm biến bảo vệ chân kệ (foot sensor): Cảm biến hồng ngoại lắp dọc hai bên mép dưới của đế di động, phát hiện vật cản sàn để dừng khẩn cấp hệ thống, tránh kẹt cán vật cản.
  • Hàng rào cảm biến an toàn lối vào: 2 cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 đặt song song ở độ cao 25 cm so với mặt nền nhằm đếm và quản lý số lượng xe nâng ra vào; 1 bộ cảm biến quang thu phát Hanyoung Pen-T10A đặt ở độ cao 10 cm để phát hiện người bước vào khu vực kệ đang vận hành.
• Bảng điều khiển tại chỗ trên kệ: Mỗi dãy kệ trang bị 1 nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop), 1 đèn cảnh báo lỗi va chạm nhấp nháy, và 1 nút nhấn vận hành có đèn tích hợp chức năng xác nhận an toàn hoặc chuyển chế độ chạy tay (Manual).

Kiến trúc phần mềm và truyền thông

• Chương trình điều khiển PLC: Xây dựng đồ hình trạng thái (State Diagram) phân định rõ ràng các chế độ: chế độ thủ công (Manual), chế độ tự động (Auto) gồm chu trình mở lối đi lớn và chu trình mở lối đi nhỏ, chu trình xác định vị trí gốc (Set Home), cùng các chuỗi ngắt xử lý sự cố.
• Giao diện HMI Delta: Kết nối với PLC qua cổng Ethernet vật lý, cho phép cài đặt thông số hành trình, phân quyền tài khoản quản trị, lựa chọn mở các lối đi số 1, 2, 3 và theo dõi lịch sử lỗi (Alarm History).
• Ứng dụng điều khiển giám sát di động (Mobile App): Viết bằng ngôn ngữ lập trình Python trên nền tảng PyCharm, sử dụng framework giao diện Kivy. Ứng dụng kết nối mạng Wi-Fi phát từ Router Totolink A3300R, trao đổi dữ liệu với PLC Leadshine thông qua giao thức Modbus TCP/IP, cung cấp đầy đủ các tính năng điều khiển đóng mở lối đi và cảnh báo an toàn từ xa tương đương HMI.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Giới thiệu chung

Chương này phác thảo bối cảnh phát triển của thị trường lưu trữ kho bãi giai đoạn sau năm 2025, với tốc độ tăng trưởng liên tục của các giải pháp tự động hóa kết hợp IoT. Tác giả phân tích những hạn chế của hệ thống kệ cố định thông thường, nêu rõ tính cấp thiết của đề tài "Thiết kế và thi công hệ thống kệ lưu kho di động trong công nghiệp". Chương 1 xác định rõ mục tiêu chế tạo mô hình thu nhỏ với 2 kệ di động, sức chứa 36 sản phẩm/kệ, tải trọng 250 g/sản phẩm; vạch ra 4 nhiệm vụ nghiên cứu trọng tâm và bố cục tổng thể gồm 6 chương của báo cáo.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 2 tập trung hệ thống hóa lý thuyết về các giải pháp lưu trữ hàng hóa phổ biến (kệ pallet truyền thống, hệ thống ASRS, kệ di động Mobile Racking). Chương này đi sâu phân tích cấu trúc của hệ thống Mobile Racking gồm: hệ thống kệ di động, hệ thống ray dẫn hướng, hàng rào an toàn cảm biến và hệ thống quản lý kho (WMS). Tác giả so sánh chi tiết ưu nhược điểm giữa Mobile Racking với các hệ thống khác dựa trên các chỉ số mật độ, chi phí và mức tiêu thụ điện năng trong kho lạnh. Phần cuối chương trình bày nguyên lý truyền thông của các giao thức Modbus (RTU, TCP/IP), Ethernet/IP, EtherCAT và vai trò của IoT trong quản trị thiết bị từ xa.

Chương 3. Thiết kế phần cứng

Chương 3 trình bày chi tiết quy trình 6 bước thiết kế phần cứng cho hệ thống Mobile Racking. Tác giả tổng hợp các yêu cầu từ phía khách hàng và yêu cầu kỹ thuật đối với kết cấu cơ khí, độ phẳng mặt nền, hệ thống truyền động và độ bền trong môi trường nhiệt độ thấp (-35 độ C đối với kho lạnh). Chương này cung cấp các tính toán cơ khí cụ thể: kích thước khung kệ 71 × 32 × 63 cm (3 tầng, 6 ô/tầng), đế kệ 73 × 36 × 4 cm lắp đặt 10 bánh xe, cơ cấu bánh răng tỷ số truyền 1,125 kèm 2 gối đỡ trục, mặt nền 123 × 82 × 3 cm. Tác giả cũng trình bày tiêu chí lựa chọn và sơ đồ kết nối điện giữa PLC Leadshine SC5-C0A8, driver EL8-EC400F, servo ELM2H, bộ nguồn Omron S8VK-C24024, router Totolink A3300R, màn hình HMI Delta và các cụm cảm biến E3F, LJ18A3, Hanyoung Pen-T10A.

Chương 4. Thiết kế phần mềm

Nội dung chương 4 tập trung vào quy trình xây dựng phần mềm điều khiển và giao diện giám sát. Tác giả thiết lập sơ đồ trạng thái cho chương trình PLC Leadshine hoạt động ở chế độ Manual và chế độ Auto (bao gồm thuật toán mở lối đi lớn và mở lối đi nhỏ). Chương này thuyết minh chi tiết cấu trúc các màn hình trên giao diện HMI Delta (màn hình khởi động, đăng nhập phân quyền tài khoản, màn hình Home, Operating, Select Aisle Mode, Large Aisle, Alarm, Setting, Language, Manual). Đồng thời, chương 4 giới thiệu kiến trúc ứng dụng Mobile App viết bằng Python (thư viện Kivy trên PyCharm) kết nối Modbus TCP/IP, cùng các lưu đồ thuật toán xử lý sự cố an toàn: xử lý lỗi khi có người hoặc xe nâng xâm nhập, xử lý ngắt cảm biến chân khi gặp vật cản và xử lý tín hiệu cảm biến hành trình giới hạn.

Chương 5. Kết quả thực nghiệm

Chương 5 công bố các kết quả thực nghiệm thu được sau khi lắp ráp và hiệu chỉnh mô hình phần cứng cũng như nạp chương trình điều khiển. Tác giả trình bày hình ảnh hoạt động thực tế của mô hình 2 dãy kệ di động vận hành trên ray dẫn hướng; kiểm chứng các chế độ mở lối đi lớn 1, 2, 3 và mở lối đi nhỏ 1-2, 2-3 ở chế độ Auto; kiểm chứng chức năng chạy từng kệ ở chế độ Manual; xác nhận chức năng hiển thị vị trí gốc (Set Home). Chương này cũng ghi nhận kết quả phản hồi của hệ thống an toàn: cảm biến chân phát hiện chướng ngại vật lập tức dừng động cơ và nhấp nháy đèn báo; hàng rào quang phát hiện người xâm nhập và đếm số lượng xe nâng qua lại chính xác, kích hoạt cảnh báo tương ứng trên bảng lịch sử lỗi của cả HMI và Mobile App.

Chương 6. Kết luận và hướng phát triển

Chương cuối cùng tổng kết các hạng mục công việc đã hoàn thành: thiết kế hoàn chỉnh cơ khí mô hình 2 kệ di động, lắp đặt hệ thống điện - cảm biến an toàn, điều khiển thành công servo qua PLC bằng mạng EtherCAT và xây dựng thành công 2 giao diện điều khiển (HMI Delta và Mobile App Python). Tác giả đánh giá khách quan các ưu điểm về độ ổn định, khả năng tối ưu diện tích và độ tin cậy an toàn, đồng thời chỉ ra một số điểm tồn tại và đề xuất định hướng phát triển tiếp theo cho hệ thống.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm chính của đề tài bao gồm:

• Chế tạo thành công mô hình vật lý hoàn chỉnh hệ thống kệ lưu kho di động gồm 2 dãy kệ với kích thước mỗi kệ là 73 × 36 × 68 cm, vận hành ổn định trên mặt nền kích thước 123 × 82 × 3 cm. Hệ thống đáp ứng khả năng lưu trữ 36 sản phẩm trên mỗi kệ với kích thước pallet 12 × 7,5 × 12 cm, tải trọng 250 g/sản phẩm.
• Vận hành chính xác cơ cấu truyền động 10 bánh xe kết hợp bộ truyền bánh răng tỷ số truyền 1,125 và 2 gối đỡ trục, giúp kệ di chuyển êm, không bị rung lắc hay chệch hướng trên thanh ray dẫn hướng.
• Ứng dụng thành công giao thức công nghiệp EtherCAT giữa PLC Leadshine SC5-C0A8 và driver Leadshine EL8-EC400F để điều khiển động cơ AC Servo ELM2H với độ trễ thấp và độ chính xác vị trí cao.
• Triển khai hoàn chỉnh hai kịch bản vận hành tự động: mở lối đi lớn (lối đi đơn kích thước rộng phục vụ xe nâng vào bốc dỡ hàng) và mở lối đi nhỏ (phân chia lối đi đều giữa các kệ để thông gió trong kho lạnh hoặc kiểm kê); tích hợp đầy đủ chế độ điều khiển thủ công (Manual) từng dãy kệ.
• Kiểm chứng thực nghiệm độ nhạy của hệ thống cảm biến an toàn đa tầng: cảm biến chân dừng kệ tức thời khi chạm vật cản sàn; hàng rào cảm biến (gồm 2 cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 đặt ở độ cao 25 cm và 1 cảm biến quang thu phát Hanyoung Pen-T10A đặt ở độ cao 10 cm) quản lý chính xác số lượng xe nâng và nhận diện người vào vùng làm việc, khóa chu trình mở lối đi mới khi vùng làm việc chưa an toàn.
• Thiết kế thành công giao diện điều khiển kép: màn hình HMI Delta cục bộ qua cáp Ethernet và ứng dụng Mobile App di động viết bằng Python/Kivy qua giao thức Modbus TCP/IP và Wi-Fi Router Totolink A3300R.

Đóng góp của đồ án:

• Hiện thực hóa mô hình nghiên cứu gắn liền với tiêu chuẩn công nghiệp thực tế dựa trên tài liệu chuyển giao của SSI Schaefer và sự hỗ trợ của doanh nghiệp lưu trữ chuyên nghiệp (Công ty TNHH Kỹ Thuật Giải Pháp Lưu Trữ Pro).
• Tích hợp thành công giải pháp điều khiển servo mạng truyền thông tốc độ cao EtherCAT với giải pháp giám sát không dây IoT qua Modbus TCP/IP, tạo tiền đề cho việc ứng dụng công nghệ giám sát từ xa trong môi trường công nghiệp mà không phụ thuộc vào các màn hình điều khiển cố định.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Quy mô nghiên cứu dừng lại ở mô hình thực nghiệm thu nhỏ gồm 2 dãy kệ di động, tải trọng thử nghiệm giới hạn ở mức 250 g/sản phẩm (tổng 36 sản phẩm/kệ), chưa phản ánh toàn diện ảnh hưởng của quán tính tải trọng thực tế hàng tấn trong các kho công nghiệp lớn.
• Vật liệu đế kệ di động sử dụng gỗ công nghiệp để giảm trọng lượng và chi phí chế tạo mô hình, do đó chưa đạt độ bền cơ học cao như kết cấu thép tiêu chuẩn công nghiệp nếu vận hành lâu dài ở môi trường độ ẩm cao.
• Hệ thống hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn điện cấp liên tục; khi xảy ra sự cố mất điện, các dãy kệ không thể tự động di chuyển mở lối đi nếu không có cơ chế kéo tay cơ học dự phòng.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Mở rộng quy mô mô hình với số lượng dãy kệ nhiều hơn (từ 4 đến 8 dãy kệ) để kiểm chứng thuật toán điều khiển phối hợp đồng bộ phức tạp giữa nhiều trục servo.
• Nghiên cứu gia công đế kệ và khung hoàn toàn bằng vật liệu thép công nghiệp chịu lực, nâng công suất động cơ servo để thử nghiệm với dải tải trọng hàng hóa thực tế lớn hơn.
• Tích hợp toàn diện hệ thống điều khiển PLC với phần mềm quản lý kho chuyên dụng (Warehouse Management System - WMS), cho phép tự động đồng bộ mã hàng hóa, số lượng pallet và điều phối vị trí xuất nhập hàng thông qua đầu đọc mã vạch hoặc thẻ RFID.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích đối với:

• Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử, Kỹ thuật Công nghiệp: Cung cấp tài liệu thực tế về quy trình thiết kế hệ thống điều khiển chuyển động sử dụng PLC Leadshine kết nối Driver Servo qua mạng công nghiệp thời gian thực EtherCAT.
• Kỹ sư và người nghiên cứu thiết kế hệ thống kho bãi tự động (Intralogistics): Cung cấp các thông số tính toán cơ học, tỷ số truyền bánh răng, sơ đồ bố trí cảm biến chân và hàng rào quang an toàn theo tiêu chuẩn thiết kế Mobile Racking công nghiệp của Schaefer.
• Lập trình viên hệ thống nhúng và SCADA/IoT: Cung cấp phương pháp phát triển ứng dụng di động giám sát công nghiệp bằng ngôn ngữ Python sử dụng thư viện Kivy, kết nối giao tiếp Modbus TCP/IP với PLC qua mạng Wi-Fi.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống Mobile Racking trong đồ án giúp tối ưu bao nhiêu phần trăm không gian lưu trữ so với kệ truyền thống?
Theo số liệu phân tích của tác giả, hệ thống Mobile Racking giúp tối ưu từ 80% đến 120% không gian lưu trữ (mật độ lưu trữ đạt tới 90% diện tích kho) so với kệ pallet cố định thông thường, nhờ loại bỏ các lối đi cố định và chỉ mở một lối đi tạm thời khi cần xuất nhập hàng hóa.

Đế kệ di động trong mô hình sử dụng bao nhiêu bánh xe và cơ cấu truyền động như thế nào?
Mỗi đế kệ di động được trang bị tổng cộng 10 bánh xe, bao gồm 2 bánh động lực chính chịu lực kéo từ động cơ servo, 4 bánh dẫn động và 4 bánh dẫn hướng. Cơ cấu truyền động sử dụng bộ truyền bánh răng với tỷ số truyền 1,125 kết hợp 2 gối đỡ trục động cơ để giảm ma sát và đảm bảo độ đồng trục.

Các chuẩn truyền thông nào được áp dụng để kết nối các thiết bị trong hệ thống?
Hệ thống sử dụng chuẩn mạng công nghiệp EtherCAT để truyền thông tốc độ cao, thời gian thực giữa PLC Leadshine SC5-C0A8 và Driver Servo EL8-EC400F; chuẩn Ethernet để kết nối PLC với màn hình giám sát HMI Delta; và chuẩn Modbus TCP/IP qua mạng Wi-Fi của Router Totolink A3300R để kết nối PLC với ứng dụng Mobile App trên điện thoại.

Hàng rào cảm biến an toàn của hệ thống được bố trí như thế nào và có chức năng gì?
Hàng rào cảm biến đặt ở đầu vào hệ thống gồm 2 cảm biến quang phản xạ gương E3F-R2C1 đặt song song ở độ cao 25 cm so với mặt nền để phát hiện và đếm số lượng xe nâng ra vào, cùng 1 bộ cảm biến quang thu phát Hanyoung Pen-T10A đặt ở độ cao 10 cm để phát hiện con người bước vào hệ thống, từ đó lập tức dừng di chuyển các kệ và phát cảnh báo lỗi nhằm ngăn ngừa tai nạn va chạm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Phan Tấn Huy và Mai Trần Công Hậu đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu thiết kế và thi công mô hình hệ thống kệ lưu kho di động (Mobile Racking System) ứng dụng trong công nghiệp. Đề tài kết hợp thành công giữa thiết kế cơ khí chính xác, điều khiển động cơ servo qua mạng công nghiệp EtherCAT trên PLC Leadshine và giám sát đa nền tảng qua HMI Delta cùng Mobile App Python/Kivy. Kết quả thực nghiệm khẳng định hệ thống vận hành ổn định, mở lối đi linh hoạt và đảm bảo an toàn lao động cao, đóng góp một mô hình học tập và ứng dụng thực tiễn cho lĩnh vực tự động hóa kho hàng hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng Quan - Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này trình bày chủ yếu các lý thuyết về thành phần cấu tạo nên hệ thống các lý thuyết tính toán tốc độ, quy trình công nghệ và giao tiếp truyền thông Modbus TCP/IP các nội dung liên quan lý thuyết về ngành tự động trong lưu kho. - Chương 3: Thiết kế phần cứng Trong chương 3 mô tả cấu trúc phần cứng của hệ thống và cách thiết kế để đáp ứng yêu cầu đề ra. Trình bày quy trình thiết kế phần cứng, các lưu ý về thiết kế điện, cũng như tiêu chí và thông số kỹ thuật của các thiết bị đã lựa chọn.

- Chương 4: Thiết kế phần mềm Nội dung chương này nêu các yêu cầu xây dựng phần mềm để hệ thống vận hành trơn tru, tập trung vào thiết kế giao diện điều khiển và giám sát đơn giản, thân thiện, phù hợp với nhu cầu thực tế. Bao gồm các yêu cầu chính, bài toán cần giải quyết và quy trình thiết kế phần mềm. - Chương 5: Kết quả thực nghiệm Chương 5 trình bày kết quả đạt được cả về phần cứng và phần mềm, với các mô phỏng trên PLC và mô hình vận hành thực tế, thể hiện quá trình tích hợp và chức năng của toàn hệ thống. - Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương cuối cùng này đưa ra những kết quả đã hoàn thành và các mục tiêu chưa đạt được, đồng thời tổng kết ưu điểm, nhược điểm gặp phải trong quá trình thực hiện đồ án.

Cơ Sở Lý Thuyết CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương này giới thiệu tổng quan về hệ thống kệ lưu kho di động và cung cấp cơ sở lý thuyết tổng quan về cấu tạo, quy trình công nghệ, so sánh các giải pháp về ưu điểm, nhược điểm của hệ và lựa chọn công nghệ. Tổng quan về hệ thống lưu kho 2. Giới thiệu về các giải pháp lưu kho có trên thị trường Trong thời đại công nghiệp hóa, sản lượng hàng hóa được sản xuất gia tăng nhanh chóng, đòi hỏi các giải pháp lưu kho hiện đại giúp tối ưu không gian lưu trữ hàng hóa.

Các doanh nghiệp có thể lựa chọn phương pháp lưu trữ phù hợp tùy theo mục đích, đối tượng và ngân sách. Dưới đây là các hệ thống lưu kho được các doanh nghiệp sử dụng rộng rãi có mặt trên thị trường. Hệ thống kệ pallet truyền thống được áp dụng nhiều và phổ biến trong các kho lưu trữ hàng hóa. Hàng hóa được lưu trữ trên các khung kệ cố định, quá trình nhập và xuất hàng thường phụ thuộc hoàn toàn vào xe nâng.

Ưu điểm nỗi bật của kệ pallet truyền thống là chi phí đầu tư thấp, dễ lắp đặt, ít bảo trì, linh hoạt trong việc tháo lắp và tinh chỉnh chiều cao của các tầng giúp lưu trữ được đa dạng hàng hóa. Tuy nhiên, kệ pallet truyền thống có mật độ lưu trữ hàng hóa thấp, yêu cầu lối đi rộng gây lãng phí không gian không sử dụng giữa các lối đi không hiệu quả để lưu trữ mật độ hàng hóa lớn. Hệ ASRS (Automated storage and retrieval system) là một giải pháp hiện đại vận hành tự động bằng robot hoặc cần trục giúp gia tăng hiệu suất xuất và nhập hàng hóa nhanh chóng và chính xác. Hệ thống tận dụng tối đa độ cao của kệ và thu hẹp lối đi để tối ưu không gian lưu trữ, hệ thống được giám sát và điều khiển qua phần mềm quản lý phù hợp với các kho hàng lớn, yêu cầu hiệu suất xuất nhập hàng hóa cao.

Tuy nhiên, chi phí đầu tư cao trong quá trình sử dụng yêu cầu cần được bảo trì kỹ thuật chuyên sâu làm gia tăng chi phí vận hành là thách thức với các doanh nghiệp muốn sử dụng hệ thống này. Hệ thống Mobile Racking Hệ thống kệ di động (Mobile Racking) là giải pháp lưu kho hiện đại tối đa hóa sức chứa pallet trong diện tích hạn chế với mật độ lưu trữ cao. Hệ thống bao gồm hệ thống ray dẫn hướng, đèn chiếu sáng lối đi, hệ thống hàng rào cảm biến, các kệ di động được tích hợp động cơ, cảm biến an toàn, thiết bị điều khiển từ xa. Phần mềm quản lý kho Warehouse Management System (WMS) chịu trách nhiệm mở lối đi và giám sát vị trí di chuyển.

Trình bày tổng quát hệ thống Mobile Racking thực tế như Hình 2. Hình ảnh tổng quát hệ thống Mobile Racking Hệ thống Mobile Racking có những ưu điểm bao gồm: Tối ưu không gian lưu trữ, tính linh hoạt trong vận hành, hiệu quả năng lượng và đảm bảo an toàn nhờ hệ thống tiên tiến. Tối ưu không gian lưu trữ: Hệ thống sử dụng kệ di động được bố trí xác nhau cho phép mở lối đi tạm thời khi cần xuất nhập hàng hóa. Nhờ tận dụng tối đa diện tích mặt sàn, do đó mật độ lưu trữ có thể đạt tới 90% diện tích kho, từ đó tối ưu hóa hiệu quả sử dụng không gian.

Tính linh hoạt trong vận hành: Hệ thống hỗ trợ nhiều phương thức điều khiển như phần mềm quản lý kho (WMS), thao tác trực tiếp trên màn hình điều khiển HMI, 8 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết điều khiển từ xa thông qua sóng radio hoặc qua App Mobile thông qua wifi, giúp việc vận hành trở nên thuận tiện và linh hoạt. Hiệu quả năng lượng: Bằng cách tận dụng được không gian trống giữa các dãy kệ giảm thể tích không khí cần làm lạnh, từ đó giảm mức tiêu thụ năng lượng. Khi cần mở lối đi đèn lối đi đó sẽ sáng giúp tiết kiệm năng lượng chiếu sáng.

Đảm bảo an toàn nhờ hệ thống tiên tiến: Hệ thống được trang bị nhiều thiết bị an toàn như hàng rào cảm biến quản lý số lượng xe nâng và phát hiện người vào hệ thống, cảm biến chân được trang bị ở mỗi kệ di động giúp phát hiện vật cản trong quá trình di chuyển. Ngoài ra, mỗi kệ đều có công tắc dừng khẩn cấp giúp ngừng hoạt động của kệ ngay lập tức, cùng công tắc chuyển đổi các chế độ vận hành thủ công và tự động, thuận tiện trong việc xử lý sự cố. Hình ảnh thực tế các khung sàn của Mobile Racking Bên canh những ưu điểm, kệ di động tồn tại một số nhược điểm như sau: Chi phí đầu tư ban đầu cao, bảo trì chi phí tốn kém và không thể xuất, nhập hàng hóa khi có sự cố về điện. Chi phí đầu tư ban đầu cao: So với các hệ kệ pallet truyền thống như hệ kệ selective thì hệ thống Mobile Racking yêu cầu mức đầu tư ban đầu cao hơn vì cần cải tạo nền, lắp đặt ray dẫn hướng và cần đầu tư các kệ di động trên mỗi kệ cần được lắp đặt thêm các thiết bị như động cơ điện, tủ điều khiển, biến tần, cảm biến.

Cơ Sở Lý Thuyết Bảo trì chi phí tốn kém: Hệ thống cần được kiểm tra và bảo trì định kì bởi đội ngũ kỹ thuật viên đã phải trải qua đào tạo có chuyên môn về hệ thống. Trong quá trình bảo trì, hệ thống gián đoạn ảnh hưởng đến hoạt động xuất nhập hàng hóa của kho. Không thể xuất nhập hàng hóa khi gặp sự cố về điện: Hệ thống khi mất điện kho không thể mở lối đi, phải bảo trì và khắc phục sự cố điện thì mới có thể hoạt động bình thường trở lại. So sánh Mobile Racking với các giải pháp lưu kho khác a) So sánh kệ di động và kệ pallet truyền thống Để lựa chọn được giải pháp lưu trữ hàng hóa phù hợp với mục đích sử dụng của doanh nghiệp, Bảng 2.1 trình bày các tiêu chí so sánh giữa kệ di động và kệ pallet truyền thống.3 trình bày khả năng tối ưu của kệ di động so với kệ pallet truyền thống.

So sánh kệ di động và kệ pallet truyền thống Tiêu chí Kệ Pallet truyền thống Kệ di động Cấu trúc Dãy kệ cố định, khoảng cách lối Gồm các kệ di động, các kệ đi cố định. di chuyển linh hoạt. Mật độ lưu trữ Thấp, không tận dụng được Cao, có thể mở lối đi tạm không gian lối đi khi không sử thời giúp các kệ di động dụng. được bố trí sát nhau.

Chi phí đầu tư ban đầu Thấp, vật liệu và lắp đặt đơn Trung bình (cơ cấu di động, giản. đầu kéo), đầu tư vừa phải. Khả năng lắp đặt Nhanh chóng, không cần cơ chế Cần lắp đặt hệ thống dẫn tự động. hướng và động cơ.

Tiết kiệm năng lượng Kém (không đáp ứng được nhu Tốt hơn (Các kệ di chuyển cầu kho lạnh) sát nhau giúp giảm lượng nhiệt thoát ra trong kho lạnh) Bảo trì, vận hành Đơn giản Cần bảo trì cơ cấu di động, hệ thống điện, điều khiển 10 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Hình 2. So sánh không gian lưu trữ kệ di động và kệ pallet truyền thống b) So sánh kệ di động và hệ thống ASRS Để lựa chọn giải pháp kệ di động hay hệ thống ASRS tối ưu phù hợp cho mục đích sử dụng kho hàng của doanh nghiệp.2 trình bày tiêu chí lựa chọn giữa kệ di động và hệ thống ASRS. Tiêu chí Hệ thống ASRS Kệ di động Cấu trúc hệ thống Robot cần trục (stacker crane) Gồm các kệ di động, các kệ di chuyển ngang, dọc tự động.

di chuyển linh hoạt. Hiệu suất tối ưu không Tối ưu không gian lưu trữ Tối ưu không gian lưu trữ gian 80% đến 85%, nhờ khả năng lên đến 50% đến 100% so tự động gần như hoàn toàn. với kệ pallet truyền thống. Độ chính xác Cao, gần như vận hành hoàn Trung bình, phụ thuộc tốc toàn tự động.

độ xe nâng và cơ chế mở lối. Chi phí đầu tư Rất cao (robot, ray dẫn, hệ Trung bình, cao (cơ cấu di thống điều khiển phức tạp) động cảm biến an toàn). Bảo trì, bảo dưỡng Phức tạp, cần kỹ thuật cao Đơn giản hơn, tập trung vào cơ cấu di động và cảm biến. Diện tích lối đi Cố định, tối ưu kích thước Linh hoạt: chỉ mở khi cần cho robot thao tác, tiết kiệm không gian.

Cơ Sở Lý Thuyết Dựa trên các tiêu chí đánh giá tổng quan về hệ thống kệ di động so với các giải pháp khác như kệ pallet truyền thống và hệ thống ASRS, hệ thống kệ di động là giải pháp khả thi và hiệu quả hơn trong nhiều mục đích lưu trữ. So với kệ pallet truyền thống, hệ thống kệ di động có khả năng tối ưu không gian khi nhờ vào cơ chế di chuyển các kệ mở lối đi linh hoạt khi cần thiết. Đối với hệ thống ASRS, kệ di động có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn, đồng thời việc bảo trì và vận hành cũng đơn giản và ít phức tạp hơn. Nhờ đó, kệ di động là giải pháp phù hợp cho doanh nghiệp có nhu cầu tối ưu không gian lưu trữ trung bình.