Sự bùng nổ mạnh mẽ của cuộc cách mạng khoa học và công nghệ khiến việc chuyển đổi số trong các nhà máy dần trở thành xu hướng mà hầu hết doanh nghiệp hướng đến. Việc áp dụng các giải pháp công nghệ và các robot công nghiệp hiện đại trong nhà máy giúp quy trình sản xuất nâng cao hiệu quả. Những năm gần đây không thể phủ nhận sự phát triển của robot AGV với AI (trí tuệ nhân tạo). Những hệ thống vận chuyển này lý tưởng cho các nhà kho có nhu cầu lưu chuyển hàng hóa cao và không có tuyến đường cố định.
AGV là gì?
Robot AGV – còn được gọi là phương tiện dẫn đường tự động hoặc robot tự hành– là phương tiện được sử dụng trong lĩnh vực hậu cần và sản xuất để di chuyển hàng hóa giữa các khu vực của nhà kho hoặc nhà máy sản xuất. Chúng có kích thước đa dạng, từ những chiếc xe đẩy nhỏ, nhanh nhẹn vận chuyển vật liệu nhẹ giữa các tổ sản xuất cho đến những cỗ máy lớn có thể dễ dàng chở tới vài chục tấn.
Đặc điểm chính của các loại thiết bị xử lý này là chúng không yêu cầu người vận hành điều khiển. Thay vào đó, chúng di chuyển tự động giữa hai hoặc nhiều điểm bằng cách áp dụng các công nghệ như điều hướng bằng laser và thị giác máy tính. Robot AGV di chuyển dọc theo các tuyến đường được thiết kế sẵn và có thể chở mọi loại tải trọng.
Nhiều loại phương tiện dẫn đường tự động khác nhau được sử dụng trong một cơ sở có thể được kết nối với hệ thống AGV, điều này có thể nâng cao đáng kể bất kỳ quy trình sản xuất nào. Tất cả những gì doanh nghiệp cần là phần mềm, thiết bị ngoại vi phù hợp (ví dụ: trạm sạc) và đôi khi là một số điều chỉnh về cơ sở hạ tầng (tùy thuộc vào loại AVG được sử dụng).
Cách thức hoạt động của AGV
AGV là phương tiện không người lái được lập trình tự động, giúp chúng di chuyển theo những con đường được xác định trước và tránh chướng ngại vật, đảm bảo an toàn. Có nhiều cách điều hướng thiết bị này nhưng hai cách cơ bản nhất là điều hướng phản xạ và điều hướng tự nhiên:
- Điều hướng bằng phản xạ: Trong phương pháp điều hướng này, các điểm phản xạ được lắp đặt tại chỗ và được quét bởi mỗi phương tiện tự động, cho phép nó xác định vị trí dựa trên khoảng cách đến các điểm phản xạ. Phương pháp điều hướng này đã được ứng dụng phổ biến vì độ chính xác và độ tin cậy cao.
- Điều hướng tự nhiên: Sử dụng điều hướng tự nhiên, robot vận chuyển tự động sẽ sử dụng các điểm tham chiếu, chẳng hạn như tường, giá đỡ và các vật cố định để tính toán vị trí. Đây là phương pháp điều hướng phổ biến dành cho các nhà kho hoặc trung tâm phân phối nơi việc thiết lập nội bộ và các mốc được giữ nguyên không đổi.
Trên hết, AGV bao gồm máy quét an toàn tích hợp, bộ phát hiện chướng ngại vật, cảm biến và camera quan sát để tránh va chạm, đảm bảo xử lý vận chuyển chính xác và an toàn.
Nguyên tắc hoạt động của AGV
Theo nguyên tắc chung, robot AGV bao gồm năm yếu tố thiết yếu: hệ thống định vị, hệ thống an toàn, hệ thống điện, hệ thống chuyển động và bộ điều khiển phương tiện.
- Hệ thống định vị: Đây là bộ phận của robot AGV chịu trách nhiệm tiếp nhận, xử lý thông tin để đi theo lộ trình hoặc hướng đã định trước và điều khiển phương tiện. Có nhiều loại điều hướng, bao gồm laser, dây và từ tính, cùng nhiều loại khác.
- Hệ thống an toàn: Mỗi robot AGV đều có các bộ phận an toàn phù hợp với chức năng của nó, đảm bảo các chuyển động được thực hiện theo cách an toàn nhất có thể. Một ví dụ về hệ thống an toàn là máy quét laser, giúp xe dừng lại khi có chướng ngại vật trên đường đi.
- Hệ thống điện: Robot được dẫn đường tự động có pin cung cấp năng lượng cần thiết để chúng di chuyển. Mỗi loại robot AGV sẽ có một loại pin và phương thức sạc khác nhau tùy theo nhu cầu của nhà kho hoặc trung tâm sản xuất.
- Hệ thống chuyển động: Robot AGV tích hợp nhiều bộ phận cho phép phương tiện di chuyển và thực hiện nhiệm vụ. Danh mục này bao gồm nhiều loại từ động cơ và bánh xe đến cột buồm và hệ thống thủy lực được robot sử dụng để nâng tải.
- Bộ điều khiển phương tiện: Robot AGV được hướng dẫn bằng bộ điều khiển logic lập trình (PLC), bộ điều khiển này truyền tải thông tin nhận được từ phần mềm và tạo điều kiện cho phương tiện di chuyển tự động.
Trong mọi trường hợp, chuyển động và quy trình làm việc của robot AGV phụ thuộc vào lệnh của chương trình cấp cao hơn, chẳng hạn như hệ thống quản lý kho hàng (WMS). Phần mềm này điều phối mọi thứ diễn ra trong cơ sở hậu cần và đồng bộ hóa nhiệm vụ của các hệ thống tự động khác nhau hoạt động trong kho.
Ứng dụng của AGV
Robot AGV chịu trách nhiệm thực hiện các hoạt động hậu cần như phân phối hàng hóa giữa các khu vực lưu trữ khác nhau trong cơ sở, bốc xếp hàng hóa trong khu vực nhận và gửi hàng cũng như các nhiệm vụ khác. Vì robot AGV có thể vận chuyển tải nặng nên chúng cũng được sử dụng trong các trung tâm sản xuất để di chuyển các bộ phận có kích thước khác nhau đến dây chuyền lắp ráp. Một số ứng dụng phổ biến nhất có thể kể đến như:
- Xếp dỡ xe tải: Robot AGV có thể thực hiện các chức năng của xe nâng hoặc loại thiết bị xử lý thông thường khác. Ví dụ: những robot này có thể tự động loại bỏ hoặc tải hàng hóa lên xe tải.
- Lưu trữ và truy xuất sản phẩm: Robot này có thể đặt vật phẩm vào vị trí lưu trữ tương ứng và di chuyển hàng hóa đến khu vực thực hiện đơn hàng. Những hoạt động di chuyển hàng hóa này tạo điều kiện bổ sung hàng hóa nhanh chóng, an toàn và tự động cho các giá đỡ và trạm lấy hàng cho cả sản phẩm và người vận hành.
- Kết nối với trung tâm sản xuất: Phương tiện dẫn đường tự động có thể được cấu hình để vận chuyển hàng hóa lớn, nặng và cồng kềnh. Điều này làm cho robot di động AGV trở thành lựa chọn phù hợp trong các nhà kho nằm gần trung tâm sản xuất. Các phương tiện được dẫn hướng tự động vận chuyển tải đến dây chuyền lắp ráp, đặc biệt là trong các lĩnh vực như ngành công nghiệp ô tô và hàng không.
- Phân phối đồ dùng: Robot AGV không chỉ di chuyển hàng hóa nặng; họ cũng phân phối hàng hóa tại các cơ sở có trạm bán đồ dùng . Theo một lộ trình định sẵn, những phương tiện tự hành này sắp xếp hợp lý việc bổ sung hàng hóa đến các trạm lắp ráp bộ sản phẩm khác nhau, phân phối hàng hóa với số lượng chính xác theo yêu cầu.
Robot AGV được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực, từ sản xuất (ví dụ: trong môi trường Just-in-Time, nơi chúng cung cấp hàng hóa cho dây chuyền sản xuất vào thời điểm thích hợp) cho đến ngành thực phẩm và đồ uống, dược phẩm và ô tô.
Các loại AGV
- Xe đẩy có hướng dẫn tự động: AGC là một AGV cơ bản với khả năng tự động hóa hạn chế, đi theo các thanh sơn trên sàn, di chuyển dọc theo một đường dẫn định trước và thực hiện các hành động lặp đi lặp lại. Xe đẩy AGV thường được sử dụng cho các ứng dụng phân loại, lưu trữ và chuyển hàng chéo để giảm chi phí lao động.
- Kéo AGV: Xe kéo tự động dẫn đường kéo một hoặc nhiều xe chở hàng không chạy bằng điện phía sau theo đội hình giống đoàn tàu. Xe kéo dẫn hướng tự động thường được sử dụng để vận chuyển tải nặng trên quãng đường dài hơn. Họ có thể có một số điểm dừng đón và trả hàng dọc theo một con đường xác định xuyên qua nhà kho hoặc nhà máy. Đây là lựa chọn tốt nhất để kéo nhiều xe đẩy cùng một lúc. Tuy nhiên, nó không thực tế trong không gian nhỏ.
- Robot tự hành: Robot tự hành (AMR) thường có công nghệ tiên tiến hơn các loại AGV khác. Trong khi nhiều AGV sử dụng hệ thống định vị cố định, chẳng hạn như dây hoặc băng từ, thì nhiều AMR được trang bị khả năng điều hướng thông minh như cảm biến và hệ thống camera cho phép chúng phát hiện và điều hướng xung quanh chướng ngại vật. Nhờ công nghệ phức tạp hơn, AMR có thể điều hướng linh hoạt nhà kho hoặc cơ sở khác và lập kế hoạch các đường dẫn hiệu quả nhất.
- Xe nâng AGV: Xe nâng, hay xe nâng tự động dẫn đường, là một loại AGV được sử dụng phổ biến khác. Chúng được thiết kế để thực hiện các chức năng tương tự như xe nâng do con người vận hành (vận chuyển pallet) nhưng điểm khác biệt là không cần sự điều khiển của con người.
- AGV kéo hạng nặng: Những AGV hạng nặng này được sử dụng để vận chuyển hàng hóa đường dài trong các cơ sở lớn mà không cần sự trợ giúp của người vận hành. Đường dẫn này có thể được thay đổi đơn giản bằng cách thay đổi hướng của băng sàn hoặc bằng sơn.
- Xe nâng và xe kéo AGV: Towing AGV là một phương tiện robot được dẫn đường tự động, được thiết kế như robot kho hàng để kéo các đơn đặt hàng từ những nơi cao hoặc các công cụ đặc biệt khác được tạo ra cho các ứng dụng cụ thể.
Lợi ích khi ứng dụng AGV trong sản xuất
Tăng hiệu quả và năng suất
Bằng cách thay thế các yếu tố lao động bằng AGV, doanh nghiệp có thể loại bỏ một số quy trình công việc không chính xác có thể xảy ra, cuối cùng là giảm lãng phí và tăng sản lượng, giúp hoạt động sản xuất hiệu quả và chính xác hơn. Bởi vì AGV hoạt động tự chủ cho nên việc ứng dụng chúng vào sản xuất sẽ giúp doanh nghiệp tăng hiệu quả và năng suất, đồng thời có thể dự đoán và tăng độ tin cậy cho các nhiệm vụ lặp đi lặp lại.
AGV loại bỏ việc di chuyển không cần thiết và cũng loại bỏ các hoạt động lao động chân tay khi vận chuyển vật liệu. Chúng cũng đặt ra nhịp độ cho công nhân, giúp các cộng sự luôn hoàn thành nhiệm vụ. AGV giống như công sự cộng tác với các nhân viên thực hiện từng nhiệm vụ, giảm thiểu lỗi của con người, giúp cải thiện độ chính xác trong việc chọn đơn hàng và giảm thiểu thất thoát sản phẩm. Bằng cách tận dụng AI để tối ưu hóa các tuyến đường và ưu tiên công việc, robot này sẽ cải thiện việc sử dụng tài nguyên.
Giảm chi phí lao động
AGV thường được mua trên cơ sở chi phí trên mỗi đơn vị, do đó, chi phí sẽ ít biến động hơn so với chi phí lao động của con người, vốn có thể dao động dựa trên điều kiện và nhu cầu thị trường.
Linh hoạt tuỳ chỉnh
Một số AGV cung cấp tính linh hoạt trong việc dễ dàng thay đổi tuyến đường (so với các loại robot khác yêu cầu định tuyến lại dây dẫn hướng hoặc cơ sở hạ tầng khác để điều chỉnh tuyến đường của xe). Robot dẫn đường tự động cũng là một giải pháp có thể mở rộng với khả năng bổ sung thêm các thiết bị dựa trên nhu cầu. Chúng có thể được tùy chỉnh hoàn toàn để phù hợp với nhu cầu cụ thể của quy trình và hoạt động của doanh nghiệp sản xuất.
Tối ưu không gian kho
So với các giải pháp tự động hóa khác, chẳng hạn như hệ thống băng tải, AGV yêu cầu ít không gian hơn. Một số AGV nhỏ hơn so với thiết bị kho truyền thống, chẳng hạn như xe nâng, cho phép bố trí sàn với lối đi hẹp hơn và tận dụng không gian tốt hơn.
Cải thiện sự an toàn
Cuối cùng, AGV là giải pháp tự động hóa an toàn cho nhà kho, trung tâm phân phối và cơ sở sản xuất. AGV được trang bị cảm biến để tránh va chạm. AGV tiên tiến như AMR có khả năng định tuyến thông minh cho phép chúng lập kế hoạch đường đi hiệu quả nhất qua nhà kho hoặc cơ sở, giảm tắc nghẽn lối đi và ngăn ngừa thương tích.
AGV được lập trình với các mối quan tâm về an toàn, vì vậy AGV chứa đầy camera, tia laser và các cảm biến khác cho phép nó hoạt động an toàn xung quanh con người và các tòa nhà.
Thân thiện với môi trường
Ứng dụng robot AGV giúp giảm ô nhiễm tiếng ồn và không khí trong khu vực sản xuất vì chúng chạy 100% bằng điện.
Nhược điểm của AGV
Vốn đầu tư ban đầu cao
AGV giúp tăng lợi nhuận cho hoạt động bằng cách giảm chi phí lao động và tăng năng suất, nhưng nó đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu khá cao. Trong ngắn hạn, việc mua một chiếc AGV có thể sẽ đắt hơn so với việc thuê nhân sự hoặc sử dụng các thiết bị truyền thống khác như xe nâng hàng. Tuy nhiên, về lâu dài, việc đầu tư này có thể giúp doanh nghiệp tiết kiệm tối đa do các lợi ích nổi bật, ưu việt của chúng. Khoản đầu tư ban đầu này có thể gây gánh nặng cho các doanh nghiệp nhỏ hơn mà chưa sẵn sàng tiếp cận vốn.
Chi phí bảo trì
Giống như bất kỳ thiết bị nào, AGV sẽ cần được bảo trì bảo dưỡng định kỳ. Mặc dù AGV sẽ không cần nhân viên trực tiếp vận hành nhưng trong một khoảng thời gian chúng ngừng hoạt động thì khi nhân viên được đào tạo về AGV có thể được triển khai. Bản thân điều này không hẳn là một “bất lợi”, nhưng cần phải tính đến khả năng phát sinh chi phí này.
Lựa chọn các giải pháp Tự động hóa của VTI Solutions cho cuộc cách mạng hóa sản xuất
Hệ thống MES (Manufacturing Execution System) đóng vai trò là mắt xích quan trọng kết nối giữa quá trình sản xuất trong nhà máy và bộ phận quản lý bằng cách thu thập dữ liệu trực tiếp từ các thiết bị sản xuất. Thay vì phải đợi đến khi công đoạn sản xuất hoàn thành theo cách truyền thống, MES cho phép doanh nghiệp cập nhật thông tin về sản xuất ngay lập tức theo thời gian thực.
Liên hệ với chúng tôi, và bạn sẽ nhận được một thay đổi toàn diện trong việc ứng dụng tối ưu Trí tuệ nhân tạo AI cho doanh nghiệp của bạn.
